鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)

1、.鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)任務(wù)書單向板肋梁樓蓋一、設(shè)計(jì)題目某多層工業(yè)建筑樓蓋平面圖如圖1所示，環(huán)境類別為一類。樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。圖1 樓蓋平面圖二、設(shè)計(jì)資料1生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，其中墻厚370mm，采用mu10燒結(jié)普通磚、m5混合砂漿砌筑。內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為400mm×400mm。2材料：混凝土（按給定級(jí)別選用）；梁中和板內(nèi)的鋼筋根據(jù)規(guī)范規(guī)定自己選用。 3樓面面層：精品.20mm厚水泥砂漿：；樓蓋自重：板厚自己確定，鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值；20mm厚石灰砂漿天棚抹灰：。4l1、l2尺寸和樓面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按給定的計(jì)算。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.按指定

2、的設(shè)計(jì)號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提交紙質(zhì)稿計(jì)算書。2.結(jié)構(gòu)平面布置圖：柱網(wǎng)、主梁、次梁及板的布置3.板的強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）4.次梁強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）5.主梁強(qiáng)度計(jì)算（按彈性理論計(jì)算）四、具體要求1.計(jì)算書要求采用a4紙打印，條理清楚，頁碼齊全，表格規(guī)范并編寫表格序號(hào)，主要計(jì)算步驟、計(jì)算公式、計(jì)算簡(jiǎn)圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計(jì)算過程。2.圖紙要求使用a2圖幅，主梁、次梁、板配筋圖按1：50（或1：30）比例繪制（可以折斷畫一半），主次梁斷面圖按1：20比例繪制。圖面應(yīng)整潔，布置應(yīng)勻稱，字體和線型應(yīng)符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。3.提交全部成果時(shí)請(qǐng)附封面，并在封面上寫明專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)等。圖紙按

3、照標(biāo)準(zhǔn)格式折疊。五、參考文獻(xiàn)1.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb 50009-2012），中國(guó)建筑工業(yè)出版社2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2010），中國(guó)建筑工業(yè)出版社3.混凝土結(jié)構(gòu)（上冊(cè)、中冊(cè)）（第四版），東南大學(xué)、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)合編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社4.混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)（上冊(cè)）（第二版），滕智明、朱金銓，中國(guó)建筑工業(yè)出版社精品. 鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)單向板肋梁樓蓋計(jì)算書學(xué)生姓名: 。 專業(yè)班級(jí)： 。 學(xué) 號(hào)： 。 精品.指導(dǎo)教師: 。 同。學(xué)土木建筑工程學(xué)院2015年5月鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)任務(wù)書單向板肋梁樓蓋一、設(shè)計(jì)題目某多層工業(yè)建筑樓蓋平面圖如圖1所示，環(huán)境類別為一類。樓蓋擬采用

4、現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。精品.圖1 樓蓋平面圖二、設(shè)計(jì)資料1生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，其中墻厚370mm，采用mu10燒結(jié)普通磚、m5混合砂漿砌筑。內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為400mm×400mm。2材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)c20（fc=9.6n/mm2，ft=1.1n/mm2），梁內(nèi)受力縱筋為hrb335級(jí)（fy=300n/mm2),其他鋼筋為hpb300級(jí)（fy=270n/mm2). 3l1=6600 mm、l2=6000 mm,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:4.0kn/。4樓面做法：20mm厚水泥砂漿：；樓蓋自重：鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值；20mm厚石灰砂漿天棚抹灰：。5. 按可變

5、荷載起控制作用的荷載組合，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4（因樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不大于4kn/m2）。二、平面結(jié)構(gòu)布置，及構(gòu)件截面尺寸的確定1平面結(jié)構(gòu)布置根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置，主梁的跨度為6600mm，次梁為6000mm,主梁每跨布置兩根次梁，板的跨度為2200mm。精品.2.構(gòu)件截面尺寸板厚:h板/30=2200/30=73.3mm.對(duì)工業(yè)建筑的樓蓋板，h80mm.取h板=80mm.次梁的梁高:hc=/(1218)=6000/（1218)=333500mm,考慮到活荷載較大，取hc=500mm,梁寬bc=200mm.主梁的梁高：hz=l(814)=6600/(814)=470830m

6、m，取hz=600mm,梁寬bz=250mm.三、板的計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）l2/ l1=6000/2200=2.733，宜設(shè)雙向板。如果按單向板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。本設(shè)計(jì)按單向板進(jìn)行。1.荷載板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下20mm水泥砂漿面層： 0.02×20=0.4（kn/m2)80mm鋼筋混凝土板： 0.08×25=2（kn/m2)20mm石灰砂漿： 0.02×17=0.34（kn/m2) 小計(jì)： 2.74kn/m2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 4.0 kn/m2恒荷載設(shè)計(jì)值： g=2.74×1.2=3.29（kn/m2)精品.活荷載設(shè)計(jì)值：

7、q=4.0×1.4=5.6（kn/m2)荷載總設(shè)計(jì)值： g+q=3.29+5.6=8.89（kn/m2) 總計(jì)： 8.89 kn/m2 2.計(jì)算簡(jiǎn)圖19802000100100100100200022002200220050080120 g+q=8.89kn/m            20202000200020002020(b) 圖1-1單向板計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁截面為200mm×500mm，板在墻上的支撐寬度為120mm。如圖1-1a所示 邊跨：

8、l01=ln+h板/2=1980+80/2=2020ln+a/2=1980+120/2=2040mm精品. 中間跨： l02=ln=2200-200=2000mm 跨度相差小于10%，工程上可以按等跨計(jì)算，滿足工程設(shè)計(jì)要求，取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-1b.所示。3.彎矩設(shè)計(jì)值單向板的彎矩系數(shù)：邊跨跨中1/11；離端第二支座-1/11；中間跨跨中1/16；中間支座-1/14，因而有如下計(jì)算： m1= -mb=(g+q)l201/11=8.9×2.02 2= 3.30（kn·m2) mc= -（g+q)l022/14=-8.9×2.002 = -2.5

9、4（kn·m2) m2=（g+q)l022/16=8.9×2.002 =2.23（kn·m2)4.正截面受彎承載力計(jì)算 板厚80mm，h0=80-20=60mm。 c20混凝土1fc=9.6n/mm2,hpb300鋼筋fy=270n/mm2.板配筋計(jì)算見表1-1表1-1 連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算板帶部位截面邊緣板帶（，軸線間）中間板帶（軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨中中間跨跨中中間支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨跨中中間跨跨中（×0.8）中間支座（×0.8）m/（kn·m2)3.30-3.302.23-2.543.30-3.

10、301.7842.032as=m/a1fcbh020.0950.0950.0650.0730.0950.0950.0520.0590.1010.1010.0680.0770.10.1010.1010.0530.0610.1as=bh0a1fc/fymm215215145213215215113213精品.2選配鋼筋61306130618061306130613062006130實(shí)配鋼筋面積/mm2218218157218218218141218對(duì)軸線間的板帶，因各板區(qū)格的四周均與梁整體連接，各跨跨內(nèi)和中間支座可考慮板的內(nèi)拱作用，將其彎矩設(shè)計(jì)值減少20%；支座截面，當(dāng)0.1時(shí)，取=0.1四、次梁

11、的計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）按考慮內(nèi)力重分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)本樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的活荷載一律不考慮梁從屬面積的荷載折減。1.荷載設(shè)計(jì)值 板傳來恒荷載： 3.29×2.2=7.24（kn/m2) 次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52（kn/m2) 次梁粉刷： （0.5-0.08）×0.02×17×1.2×2=0.34（kn/m2) 恒荷載設(shè)計(jì)值： g=10.1（kn/m2) 活荷載設(shè)計(jì)值（從板傳來）： q=5.6×2.2=12.32（kn/m2) 荷載總設(shè)計(jì)值：

12、 g+q=10.1+12.32=22.42（kn/m2)2.計(jì)算簡(jiǎn)圖精品.次梁在磚墻上支撐長(zhǎng)度為240mm，主梁截面為250mm×600mm。按塑性理論計(jì)算次梁的內(nèi)力，取計(jì)算跨度如下。 邊跨：ln1=6000-120-250/2=5755mml01=ln1+a/2=5755+240/2=5875mm又1.025ln1=1.025×5755=5899mm5875mm應(yīng)?。簂01=5875mm中間跨：l0=ln=6000-250=5750mm跨度差：（5875-5750）/5750=2.2%10%57555750125100012512512560006000120120（a）

13、6000故可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-2所示。精品. g+q=22.42kn/m            58755750575057505875(b)3. 內(nèi)力計(jì)算 次梁各截面的彎矩及剪力設(shè)計(jì)值分別見表1-2和表1-3.表1-2連續(xù)次梁的彎矩計(jì)算截面邊跨跨中離端第二支座離端第二跨跨中、中間跨跨中中間支座彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14m=(g+q)ln70.35-70.3546.33-52.95表1-3連續(xù)次梁的剪力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第

14、二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座內(nèi)、外側(cè)剪力計(jì)算系數(shù)0.450.60.550.55v=（g+q)ln58.0677.4270.9070.904.各截面承載力計(jì)算進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，考慮板的作用，跨中截面按t形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度取值如下。 邊跨：bf、=l0/3=2875/3=1958mm 又：精品.b+sn=200+2000=2200mm1958mm 故取bf、=1960mm 離端第二跨、中間跨：bf、=l0/3=5750/3=1917mm 故取 bf、=2000mm 所有截面縱向受拉鋼筋均布制成一排。梁高h(yuǎn)=500mm，h0=500-35=465mm。翼緣厚bf、=80mm連續(xù)

15、次梁正截面抗彎承載力計(jì)算表1-4.表1-4連續(xù)次梁的正截面抗彎承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座m/（kn·m)85.54-85.5456.33-64.38s=m/1fcbf、h02(s =m/1fcbh02)0.0170.1690.0120.128=1-0.0170.1860.0120.137判斷t形截面類型xhf、-xhf、-as=bf、h01fc/fy(as=bh01fc/fy)mm2496544343407選配鋼筋218316216412實(shí)配鋼筋面積/mm2509603402452驗(yàn)算最小配筋率min=0.2%0.51%0.60%0.40%0

16、.45%斜截面受剪承載力計(jì)算按以下步驟進(jìn)行。.驗(yàn)算截面尺寸。hw=h0-hf=465-80=385mm精品.hw/b=385/200=1.9254 故0.25cfcbh0=0.25×1×11.9×200×465=223200nvmax=77.42kn即截面尺寸滿足要求。0.7ftbh0=0.7×1.10×200×465=71610n 則除端支座內(nèi)側(cè)，其他支座邊緣均需按計(jì)算配置腹筋。.計(jì)算所需腹筋。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2010）規(guī)定，對(duì)于截面高度不大于800mm的梁，箍筋直徑不易小于6mm。采用6雙肢箍筋，計(jì)算

17、離端第二支座外側(cè)截面，v=77.42kn。由v0.7ftbh0+fyvasvh0/s可得到所需箍筋間距為：sfyvasvh0/(vbl-0.7ftbh0)=270×2×28.3×465/(77420-0.7×1.1×200×465)=1223mm如前所述，考慮彎矩調(diào)幅確定彎矩設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)在梁塑性鉸范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增大20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距：s=0.8×1123=978mm根據(jù)箍筋最大間距要求，取箍筋間距s=200mm。.驗(yàn)算箍筋下限值。彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限值為：sv，min=0.24ft/fyv=0.24

18、5;1.10/270=0.098%實(shí)際配筋率：精品.sv=asv/bs=2×28.3/200×200=0.14%sv，min滿足要求。沿梁全長(zhǎng)按6200配筋。五、主梁的計(jì)算 主梁的內(nèi)力可按彈性理論計(jì)算。1.荷載設(shè)計(jì)值為簡(jiǎn)化計(jì)算，主梁的自重按集中荷載考慮。 次梁傳來恒荷載： 10.1×6=60.6kn 主梁自重： 0.25×（0.6-0.08）×2.2×25×1.2=8.58kn 主梁粉刷： （0.6-0.08）×2×2.2×0.34×1.2=0.93kn 恒荷載設(shè)計(jì)值： g=70.11

19、kn 活荷載設(shè)計(jì)值： q=12.32×6=74kn 2.計(jì)算簡(jiǎn)圖梁兩端支撐在磚墻上，支撐長(zhǎng)度為370mm，中間支撐在400mm×400mm的鋼筋混凝土柱上，如圖1-3a所示，墻、柱作為主梁的鉸支座，主梁按連續(xù)梁計(jì)算。精品.         224022002200220022002200220022002240664066006640qgqgqgqgqgq=74kng=70.11kn(b)240（a）12066006600 計(jì)算跨度如下。邊跨：ln=6600-120-400/2=628

20、0mml01=ln+b/2+0.025ln=6280+200+0.025×6280=6637mml01=ln+a/2+b/2=6280+370/2+400/2=6665mm精品.故邊跨取： l01=6640mm中間跨： l0=6600mm因跨度相差小于10%，故可利用等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。主梁的計(jì)算如圖1-3b所示. 3.彎矩、剪力計(jì)算.彎矩設(shè)計(jì)值彎矩： m=k1gl0+k2ql0式中 k1，k2-分別為系數(shù)，具體計(jì)算結(jié)果及最不利荷載組合見變1-5.表1-5主梁的彎矩計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi) k m1 k mb(mc) k m2 0.244 113.59-0.267-

21、123.920.06731.00.289142.00-0.133-65.15-0.133-64.96-0.044-21.62-0.133-65.150.20097.680.229112.52-0.311（-0.089）-152.35（-43.60）0.17083.031/3mb=-14.53-43.60（-152.35）83.03最不利荷載組合255.59-189.07-33.9691.97-189.07128.68226.11-276.27(-167.52)114.0399.06-167.52(-276.27)114.03精品. .剪力設(shè)計(jì)值式中 k3,k4-分別為系數(shù)，具體計(jì)算結(jié)果及最不利

22、荷載組合見表1-6.表1-6主梁的剪力計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖端支座中間支座 k m1 k mb(mc) k m20.73351.39-1.267(1.000)-88.83(70.11)-1.000(1.267)-70.11(88.83)0.86664.08（0）0（）0.68950.99-1.311(1.222)-97.01(90.43)-0.778(0.089)-57.57(6.59)-6.59-6.59(57.57)-90.43(97.01)最不利荷載組合115.47-172.75(70.11)-70.11(172.75)102.38-185.84(160.54)-127.68(95.42)44.80-95.42(127.68)-160.54(185.84)4.主梁的截面承載力計(jì)算.正截面抗彎承載力計(jì)算。 跨內(nèi)按t形截面計(jì)算，因hf、/h0=80/560=0.140.1，所以翼緣計(jì)算寬度?。篽f、=l/3=6.6/3=2.2mb+sn 取 hf、=2.2m計(jì)算，故：h0=600-40=560mm 支座截面按矩形截面計(jì)算，考慮到支座負(fù)彎矩較大，采用雙排配筋，故：h0=600-90=510mm 精品. 主梁的正截面承載力計(jì)算見表1-7.表1-7主梁的正