重要鋼筋溷凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計任務(wù)書與計算書

鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計任務(wù)書鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計任務(wù)書 一 一 設(shè)計題目及目的設(shè)計題目及目的 題目 設(shè)計某三層輕工廠房車間的整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋 目的 1 了解單向板肋梁蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計算簡圖的確定 2 通過板及次梁的計算 掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計算方法 3 通過主梁的計算 掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法 并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的 繪制方法 4 了解并熟悉現(xiàn)澆梁板的有關(guān)構(gòu)造要求 5 掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方式 制圖規(guī)定 進(jìn)一步提高制圖的基本技能 6 學(xué)會編制鋼筋材料表 二 二 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 1 結(jié)構(gòu)平面布置圖 柱網(wǎng) 主梁 次梁及板的布置 2 板的強(qiáng)度計算 按塑性內(nèi)力重分布計算 3 次梁強(qiáng)度計算 按塑性內(nèi)力重分布計算 4 主梁強(qiáng)度計算 按彈性理論計算 5 繪制結(jié)構(gòu)施工圖 1 結(jié)構(gòu)平面布置圖 1 200 2 板的配筋圖 1 50 3 次梁的配筋圖 1 50 1 25 4 主梁的配筋圖 1 40 1 20 及彎矩 M 剪力 V 的包絡(luò)圖 5 鋼筋明細(xì)表及圖紙說明 三 三 設(shè)計資料設(shè)計資料 1 車間類別為三類金工車間三類金工車間 車間內(nèi)無侵蝕性介質(zhì) 結(jié)構(gòu)平面及柱網(wǎng)布置如圖 經(jīng)查規(guī)范經(jīng)查規(guī)范 資料資料 板跨 1 2m 時 樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 16 0kN 板跨 2 0m 時 樓面的活荷載 標(biāo)準(zhǔn)值為 10 0kN 次梁 肋梁 間距 1 2m 時 樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 10 0kN 次 梁 肋梁 間距 2 0m 時 樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 8 0kN 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) Lx 6000 Ly 6300 LLL 2 樓面構(gòu)造 采用 20mm 厚水泥砂漿抹面 15mm 厚混合砂漿天棚抹灰 3 屋面構(gòu)造 計算柱內(nèi)力用 三氈四油防水層 20 厚水泥砂漿找平層 150 厚 平均 爐 渣找坡層 120 厚水泥珍珠巖制品保溫層 一氈二油隔氣層 60 厚鋼筋混凝土屋面板 15 厚混合砂漿天棚抹灰 4 梁 柱用 15 厚混合砂漿抹灰 5 混凝土采用 C25 主梁 次梁受力筋采用 HRB335 級鋼筋 其他均采用 HPB235 級鋼筋 鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計計算書鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計計算書 1 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定 確定主梁的跨度為 6 0m 次梁的跨度為 6 3m 主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁 板的跨度為 2 0m 樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置圖如圖所示 按高跨比條件要求板的厚度 h l 40 2000 40 50 對工業(yè)建筑的樓板 要求 h 80 所以板厚取 h 80 次梁截面高度應(yīng)滿足 1 18 1 12 l 1 18 1 12 6300 350 525mm 取 h 500mm 截 面寬 b 1 3 1 2 h 1 3 1 2 500 167 250mm 取 b 200mm 主梁截面高度應(yīng)滿足 h 1 14 1 8 l 1 14 1 8 6000 429 750mm 取 h 650mm 截 面寬度 b 1 3 1 2 h 1 3 1 2 650 217 325mm 取 b 300mm 3 板的設(shè)計板的設(shè)計 按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計 1 荷載計算 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 20mm 厚水泥沙漿面層 0 02 20 0 4 kN 80mm 厚鋼筋混凝土板 0 08 25 2 0 kN 15mm 厚混合沙漿天棚抹灰 0 015 17 0 255 kN 小計2 655 kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 10 0 kN 因為是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于 2 kN m0 4 所以活荷載分項系數(shù)取 3 1 恒荷載設(shè)計值 g 2 655 1 2 3 168 kN 活荷載設(shè)計值 q 10 1 3 13 0kN 荷載設(shè)計總值 g q 16 186kN 近似取 16 2kN 2 計算簡圖 取1m板寬作為計算單元 板的實際結(jié)構(gòu)如圖所示 由圖可知 次梁截面寬為b 200mm 現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為 a mm120 則按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計 板的計算跨度為 邊跨按以下二項較小值確定 l01 ln h 2 2000 120 200 2 80 2 1820mm l011 ln a 2 2000 120 200 2 120 2 1840mm 故邊跨板的計算跨度取 lo1 1820mm 中間跨 l02 ln 2000 200 1800mm 板的計算簡圖如圖所示 3 彎矩設(shè)計值 因邊跨與中跨的計算跨度相差 1820 1800 1800 1 1 小于 10 可按等跨連續(xù)板計算 由資料可查得 板的彎矩系數(shù) M 板的彎矩設(shè)計值計算過程見下表 板的彎矩設(shè)計值的計算 截面位置1 邊跨跨中 B 離端第二支座 2 中間跨跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù) M 1 11 1 111 16 1 14 計算跨度 l0 m l01 1 82l01 1 82l02 1 80l02 1 80 2 0 lqgM M kN m 16 2 1 82 1 82 11 4 88 16 2 1 82 1 82 11 4 88 16 2 1 80 1 80 16 3 28 16 2 1 80 1 80 14 3 75 4 配筋計算 正截面受彎承載力計算 板厚 80mm ho 80 20 60mm b 1000mm C25 混凝土 a1 1 0 fc 11 9N mm2 HPB235 鋼 筋 fy 210 N mm2 對軸線 間的板帶 考慮起拱作用 其跨內(nèi) 2 截面和支座 C 截 面的彎矩設(shè)計值可折減 20 為了方便 近似對鋼筋面積折減 20 板配筋計算過程見表 板的配筋計算板的配筋計算 截面位置1B2C 彎矩設(shè)計值 mkN 4 88 4 883 28 3 75 s M 1fcbh020 114 0 1140 077 0 088 s 211 0 121 0 1 0 121 0 3 5 0 08 0 1 0 092 0 3 5 軸線 計算配筋 mm2 A S bh0 1fc fy 411 411272313 實際配筋10 19010 1908 1808 160 mm2 As 413As 413As 279As 314 軸線 計算配筋 mm2 AS bh0 1fc fy 4114110 8 272 2180 8 313 250 實際配筋 mm2 10 19010 1908 1808 180 As 413As 413As 279As 279 配筋率驗算pmin 0 45ft fy 0 45 1 27 210 0 27 P As bh 0 52 6666 P As bh 0 52 P As bh 0 47 P As bh 0 47 5 板的配筋圖繪制 板中除配置計算鋼筋外 還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋 板 的配筋圖如圖所示 4 次梁設(shè)計 次梁設(shè)計 按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計 1 荷載設(shè)計值 恒荷載設(shè)計值 板傳來的荷載 3 186 2 0 6 372kN m 次梁自重 0 2 0 5 0 08 25 1 2 2 52 kN m 次梁粉刷 2 0 015 0 5 0 08 17 1 2 0 257 kN m 小計g 9 149 kN m 活荷載設(shè)計值 q 13 2 0 26 kN m 荷載總設(shè)計值 q g 26 9 149 35 149 kN m近似取荷載 35 15 kN m 2 計算簡圖 由次梁實際結(jié)構(gòu)圖可知 次梁在墻上的支承長度為 a 240mm 主梁寬度為 b 300mm 次梁 的邊跨的計算跨度按以下二項的較小值確定 l01 ln h 2 6300 120 300 2 240 2 6150mm l011 1 025ln 1 025 6300 6181mm 故邊跨板的計算跨度取 lo1 6150mm 中間跨 l02 ln 6300 300 6000mm 計算簡圖如圖所示 3 彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值的計算 因邊跨和中間跨的計算跨度相差 6150 6000 6000 2 5 小于 10 可按等跨連續(xù)梁 計算 由表可分別查得彎矩系數(shù) M 和剪力系數(shù) V 次梁的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值見表 次梁的彎矩設(shè)計值的計算次梁的彎矩設(shè)計值的計算 截面位置1 邊跨跨中 B 離端第二支座 2 中間跨跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù) M 1 11 1 111 16 1 14 計算跨度 l0 m l01 6 15l01 6 15l02 6 0l02 6 0 2 0 lqgM M kN m 35 15 6 15 2 11 120 86 35 15 6 15 2 11 120 86 35 15 6 0 2 16 79 1 35 15 6 0 2 14 90 4 次梁的剪力設(shè)計值的計算次梁的剪力設(shè)計值的計算 截面位置 A 邊支座 B 左 離端第二支座 B 右 離端第二支座 C 中間支座 剪力系數(shù) V 0 450 60 550 55 凈跨度 lnln1 6 03ln1 6 03ln2 6 0ln2 6 0 nV lqgV 0 45x35 15x6 03 95 38kN 0 6x25 15x6 03 127 17kN 0 55x25 15x6 0 116kN 0 55x25 15x6 0 116kN kN 4 配筋計算 正截面抗彎承載力計算 次梁跨中正彎矩按 T 形截面進(jìn)行承載力計算 其翼緣寬度取下面二項的較小值 b f lo 3 6000 3 2000mm b f b Sn 200 2000 2000 2000mm 故取b f 2000mm C25混凝土a1 1 0 fc 11 9 N mm2 ft 1 27 N mm2 縱向鋼筋采用 HRB335 fy 300 N mm2 箍筋采用 HPB235 fyv 210 N mm2 ho 500 35 465mm 判別跨中截面屬于哪一 支座截面按矩形截面計算 正截面承載力計算過程列于表 次梁正截面受彎承載力計算次梁正截面受彎承載力計算 斜截面受剪承載力計算 包括復(fù)核截面尺寸 腹筋計算和最小配箍率驗算 復(fù)核截面尺寸 hw ho b f 465 80 385mm 且hw b 465 200 1 93 Vmax 127 17kN 故截面尺寸滿足要求 次梁斜截面承載力計算見下表次梁斜截面承載力計算見下表 截面A 左 B 右 BC V kN95 38127 17116116 0 25 0bhfc c kN 276 7 V276 7 V 截面滿足 276 7 V276 7 V 截面滿足 276 7 V276 7 V 截面滿足 276 7 V276 7 V 截面滿足 0 7 0bhfV tc kN 82 7 V 需配箍筋 82 7 V 需配箍筋 82 7 V 需配箍筋 82 7 V 需配箍筋 截面1B2C 彎矩設(shè)計值 mkN 120 86 120 8679 1 90 4 s M 1fcbh02 120 86x106 1x11 9 x2000 x4652 0 023 120 86x106 1x11 9 x200 x4652 0 235 79 1x106 1x11 9 x2000 x4652 0 0154 90 4x106 1x11 9 x2000 x4652 0 176 s 211 0 0230 1 0 272 0 350 01550 1 0 195V144 1 V 滿足 144 1 V144 1 V 滿足 144 1 V144 1 V 滿足 144 1 V144 1 V 滿足 5 施工圖的繪制 次梁配筋圖如圖所示 其中次梁縱筋錨固長度確定 伸入墻支座時 梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定 l la a fyd ft 0 14 300 22 1 27 727 6 取 750mm 伸入墻支座時 梁底面縱筋的錨固長度按確定 l 12d 12 18 216mm 取 250mm 梁底面縱筋伸入中間支座的長度應(yīng)滿足 l 12d 12 22 264mm 取 300mm 縱筋的截斷點距支座的距離 l ln 5 20d 6022 5 20 x22 1644 4mm 取 1650mm 5 主梁設(shè)計 主梁設(shè)計 主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計 1 荷載設(shè)計值 荷載設(shè)計值 為簡化計算 將主梁的自重等效為集中荷載 次梁傳來的荷載 9 149 6 3 57 64kN 主梁自重 含粉刷 0 65 0 08 0 3 2 0 25 2 0 65 0 08 0 015 17 2 0 1 2 10 958kN 恒荷載設(shè)計值 G 57 64 10 958 68 6kN 活荷載設(shè)計值 Q 26 100 86 3 163 8 kN 2 計算簡圖 計算簡圖 主梁的實際結(jié)構(gòu)如圖所示 主梁端部支承在墻上的支承長度 a 370mm 中間支承在 400mm 400mm 的混凝土柱上 其計算跨度按以下方法確定 邊跨 lo1 ln a 2 b 2 6000 200 120 400 2 400 2 6080mm Lo1 1 025ln b 2 600 200 120 200 6022mm 故 lo1 取 6022mm 中跨 lo2 6000mm 計算簡圖如圖所示 3 內(nèi)力設(shè)計值計算及包絡(luò)圖繪制 內(nèi)力設(shè)計值計算及包絡(luò)圖繪制 因跨度相差不超過 10 可按等跨連續(xù)梁計算 彎矩值計算 彎矩值計算 QlkGlkM 21 彎矩 式中 k1和 k2由附表 1 查得 主梁的彎矩設(shè)計值計算 主梁的彎矩設(shè)計值計算 mkN 項 次 荷載簡圖 1 M k B M k 2 M k C M k 彎矩圖示意圖 1 恒載 0 244 100 8 0 2674 110 3 0 067 27 6 0 2674 110 3 2 活載 0 289 285 1 0 133 130 95 0 133 130 7 0 133 130 95 3 活載 0 044 43 4 0 133 130 95 0 200 196 6 0 133 130 95 4 活載 0 229 225 9 0 311 306 2 0 096 94 3 0 089 87 6 5 活載 0 089 3 29 3 0 089 87 6 0 17 167 1 0 311 306 2 組合項次 Mmin kN m 57 4 416 5 103 1 416 5 組合項次 Mmax kN m 385 9 197 9 224 2 197 9 剪力設(shè)計值 剪力設(shè)計值 中查到 由附錄式中系數(shù)剪力1 4343 kkQKGkV 不同截面的剪力值經(jīng)過計算如表所 示 主梁的剪力計算 主梁的剪力計算 kN 項次荷載簡圖 恒載 0 733 50 3 1 267 86 9 1 00 68 6 活載 0 866 141 9 1 134 185 7 0 0 活載 0 689 112 9 1 311 214 7 1 222 200 2 活載 0 089 14 6 0 089 14 6 0 788 127 4 組合項次 Vmax kN 192 2 101 5 268 8 組合項次 Vmin kN 35 7 301 6 68 6 彎矩 剪力包絡(luò)圖繪制彎矩 剪力包絡(luò)圖繪制 荷載組合 時 出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)最大彎矩和第二跨跨內(nèi)最小彎矩 此時 MA 0 MB 110 3 130 95 241 25 kN m 以這兩個支座的彎矩值的連線為基線 疊加邊跨載集中 荷載 G Q 68 6 163 8 232 4kN 作用下的簡支梁彎矩圖 則第一個集中荷載下的彎矩值為 1 3 G Q l01 1 3 MB 386 1 kN m Mmax 第二集中荷載作用下彎矩值為 1 3 G Q l01 2 3 MB 305 7 kN m 中間跨跨中彎矩最小時 兩個支座彎矩值均為 241 25kN m 以此支座彎矩連線疊 加集中荷載 則集中荷載處的彎矩值為 1 3 G l02 MB 104 05 kN m 荷載組合 時支座最大負(fù)彎矩 MB 416 5 kN m 其它兩個支座的彎矩為 MA 0 MC 197 9 kN m 在這三個支座彎矩間連線 以此連線為基線 于第一跨 第二跨分別疊 加集中荷在 G Q 時的簡支梁彎矩圖 則集中荷載處的彎矩值依次為 327 7kN m 188 8kN m 同理 當(dāng)同理 當(dāng) C M 最大時最大時 集中荷載下的彎矩倒位排列集中荷載下的彎矩倒位排列 荷載組合 時 出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大 此時 MB MC 241 25 kN m 第一跨在集中荷載 G 作用下的彎矩值分別為 857 3kN m 23 1kN m 第二跨在集中荷載 作用下的彎矩值為 224 2 kN m 5 情況的彎矩按此方法計算 A V k Bl V k Br V k 所計算的跨內(nèi)最大彎矩與表中有少量的差異 是因為計算跨度并非嚴(yán)格等跨所致 主梁 的彎矩包絡(luò)圖見下圖 荷載組合 時 VAmax 192 2kN 至第二跨荷載處剪力降為 192 2 232 4 40 2kN 至第二集中荷載處剪力降為 40 2 232 4 272 6 kN 荷載組合 時 B V 最大 其 VBl 301 6 kN 則第一跨中集中荷載處剪力順次為 從左到右 163 2kN 69 2kN 其余剪力 值可按此計算 主梁的剪力包絡(luò)圖見圖 4 配筋計算承載力計算 配筋計算承載力計算 C25 混凝土 a1 1 0 fc 11 9N mm2 ft 1 27 N mm2 縱向鋼筋 HRB335 其中 fy 300 N mm2 箍筋采用 HPB235 fyv 210 N mm2 正截面受彎承載力計算及縱筋的計算正截面受彎承載力計算及縱筋的計算 跨中正彎矩按 形截面計算 因 10 0130 0615 80 0 hhf 翼緣計算寬度按 lo 3 6 0 3 2 0m 和 b Sn 0 3 6 0 3 6 0m 中較小值確定 取b f 2000mm 支座處的彎矩設(shè)計值 MB Mmax Vob 2 413 5 232 4x0 4 2 370 02 kN m 判別跨中截面屬于哪一類 T 形截面 a1fcb fh f ho h f 2 1 0 x11 9x2000 x80 x 615 40 1094 8kN m M1 M2 屬于第一類 T 形截面 正截面受彎承載力的計算過程如下 表 1 15主梁正截面受彎承載力及配筋計算 截面1B2 彎矩設(shè)計值 kN m 385 9 370224 2 103 1 s M 1fcbh020 0470 3080 0250 08 s 211 0 048 0 5180 380 0 5180 025 0 5180 083 0 518 選配 鋼筋 計算配筋 mm2 AS bh0 1fc fy 2246 73622 81219 8592 6 實際配筋 mm2 6 226 224 202 20 1 20 As 2281As 2595 2As 1256As 628 箍筋計算箍筋計算 斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算 驗算截面尺寸驗算截面尺寸 hw ho b f 580 80 500mm 且hw b 500 300 1 7 Vmax 301 6kN 故截面尺寸滿足要求 斜截面配筋計算 截面A 左 B 右 B V kN192 2 301 6368 8 0 25 0bhfc c kN 548 9 V 截面滿足 517 7 V 截面滿足 517 7 V 截面滿足 0 7 0bhfV tc kN 164 02 V 需配箍筋 254 69 V 需配