《單向板的設(shè)計》課程設(shè)計

1、第一節(jié) 單向板肋形樓蓋設(shè)計任務(wù)書-設(shè)計題目某工業(yè)建筑采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋，樓蓋平面如圖31所示，試設(shè)計該樓m. o二、設(shè)計資料1. 樓面可變荷載標(biāo)準值按表3-1設(shè)計題號對應(yīng)荷載值選擇，中柱斷面尺寸為400mm x 400mm。表34設(shè)計題號對應(yīng)荷載值題號m m可變荷載skn/m26kn/m27kn/m230x 181230x20.734536x20.7672. 樓面構(gòu)造做法1）20mm厚水泥砂漿面層，重度y = 20kn/m3o2)重度 7 = 25kn/m3o3） 15mm厚混合砂漿板底抹灰，重度/ = 17kn/m3o3. 材料選用(1)混凝土 采用 c20(可以調(diào)整)(/c

2、= 9.6n/mm2, /t = 1 .ln/mm2) 鋼筋 梁中受力鋼筋采用hrb335級（/y = 300n/mm2）,其余鋼筋一律采用hpb235設(shè)計內(nèi)容1)級（厶=210n/mm2）（可以調(diào)整）。結(jié)構(gòu)平面布置（柱網(wǎng)布置，主梁、次梁及板的布置）。2）板的內(nèi)力計算、配筋計算（按塑性理論計算內(nèi)力）。3）次梁的內(nèi)力計算、配筋計算（按塑性理論計算內(nèi)力）。4）主梁的內(nèi)力計算、配筋計算（按彈性理論計算內(nèi)力）。5）繪制結(jié)構(gòu)施工圖（圖幅比例可以自行掌握）。 結(jié)構(gòu)平面布置圖（比例1 ：100,可以在此圖中畫出板的配筋圖）。 次梁配筋圖（比例l：50. 1：25）o 主梁配筋圖及m、丫包絡(luò)圖（比例1：40、

3、1：20）。 鋼筋明細表及必要的說明。（1）討算書要求 書寫工整、數(shù)字準確、畫出必要的計算簡圖。（2）制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合國家現(xiàn)行的建筑制圖標(biāo)準，圖 樣上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為長仿宋字。第二節(jié) 單向板肋形樓蓋設(shè)計指導(dǎo)書-x結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置的主要任務(wù)是合理確定柱網(wǎng)和梁格。具體布置時應(yīng)綜合考慮建筑物的使 用要求、生產(chǎn)工藝要求和水電設(shè)施等要求。擇優(yōu)選定布局合理、規(guī)則、經(jīng)濟和方便施工的方 i¥1案。布置時應(yīng)注意下列問題：1）柱網(wǎng)宜布置成正方形或長方形，主梁的支座應(yīng)設(shè)置在窗間墻或壁柱處，避開門窗洞 口。主梁邊支座墻體可設(shè)內(nèi)壁

4、柱，尺寸可為370mm x 490mm或370mm x 610mm等。2）單向板的跨度為2-4m,次梁跨度為46m,主梁的跨度為6 8m較為合理，同時主梁跨度宜為板跨的3倍。3）對于板、次梁、主梁，由于實際上不易得到完全相同的計算跨度，故宜將中間各跨 布置成等跨，而兩邊跨可布置得稍小些，但中跨與邊跨跨差不宜超過10%。二.單向板的設(shè)計1 板厚多跨連續(xù)板的厚度按不進行撓度驗算條件應(yīng)不小于zo/4o,工業(yè)建筑現(xiàn)澆單向樓面板厚 度應(yīng)不小于70mmo2. 選取計算單元取kn寬板帶為計算單元（在計算書中應(yīng)表示出來）。3. 計算跨度按塑性內(nèi)力重分布理論計算時，板的計算跨度可取中跨z0 = in邊跨=人+（

5、 h/2和a/2中較小者）式中/0計算跨度（m）;z凈跨度（m）;h板的厚度（mm）;板邊支座的擱置長度(mm),當(dāng)板支承在磚砌體上時am 120mm且aho4. 計算跨數(shù)板跨不超過5跨時，按實際跨數(shù)考慮；超過5跨，但各跨荷載相同且跨度相同或相近 （跨差不超過10%）時，可按5跨計算。這時除左右端各兩跨外，中間各跨的內(nèi)力均認為相 同。5 荷載計算作用于樓蓋上的荷載有永久荷載和可變荷載兩種。永久荷載包括鋼筋混凝土樓板自重、 構(gòu)造層（面層、粉刷層等）重、隔墻和永久性設(shè)備重等?？勺兒奢d包括人群和臨時性設(shè)備等 重。6.計算簡圖 詳見本章設(shè)計實例。7 內(nèi)力計算.計算公式m = am（g + q）zo式中

6、m彎矩設(shè)計值（kn-m）;ara板按塑性理論計算的彎矩系數(shù)，按表32選用;g均布恒載設(shè)計值（kn/m）; q均布活載設(shè)計值（kn/m）;1。計算跨度（m）。在計算支座彎矩時，可取支座左右跨度的較大值作為計算跨度。*3-2板按塑性理論計算的彎矩系數(shù)載面位置邊跨中第一內(nèi)支座中跨中中間支座%丄tt1 14176-168. 配筋計算根據(jù)各跨跨中及支座彎矩可列成如表3-3的形式進行計算，計算時應(yīng)注意以下幾個問1) 對四周與梁整澆板的跨中及中間支座計算彎矩可減少20%,其他截面則不應(yīng)減少。2) 為便于施工，在同一板中鋼筋直徑的種類不宜超過兩種，并注意相鄰兩跨跨中及支 座鋼筋間距宜取相同或整數(shù)倍。3) 若采

7、用彎起式配筋，同一板帶中各截面的受力鋼筋宜選用相同的間距和不同的直徑, 以調(diào)整各截面鋼筋的需要。表33板正截面配筋計算表£面邊跨中第一內(nèi)支座中跨中中間內(nèi)支座荷載設(shè)計值p/(kn/m)計算跨度/o/mm彎矩系數(shù)%彎矩m/(knm)a. = af/(a(/c 矚)兒= 0.5 仃 + 1-20.)選配鋼筋實配鋼筋面積/mm29.確定各種構(gòu)造鋼筋(1)分布鋼筋 單向板除沿受力方向布置受力鋼筋外，尚應(yīng)沿垂直受力方向布置分布鋼 筋。單位長度上分布鋼筋的截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%,且不 宜小于該方向板截面面積的0.15%;分布鋼筋的間距不宜大于250mm,直徑不宜小于6m

8、m。分布鋼筋應(yīng)配置在受力鋼筋彎折處及直線段內(nèi)。(2)嵌入墻內(nèi)的板面附加鋼筋 對于嵌固在承重砌體墻內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土板應(yīng)沿支承周邊配置上部構(gòu)造鋼筋，其直徑不宜小于8mm,間距不宜大于200mm,其伸入板內(nèi)的長度從墻邊 算起不宜小于板短邊跨度的1/7;在兩邊嵌固于墻內(nèi)的板角部分，應(yīng)配置雙向上部構(gòu)造鋼 筋，該鋼筋伸入板內(nèi)的長度從墻邊算起不宜小于板短邊跨度的1/4;沿板的受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋，其截面面積不宜小于該方向跨中受力鋼筋截面面積的1/3;沿非受力方向配(3)垂直于主梁的板面附加鋼筋:的上部構(gòu)造鋼筋，可根據(jù)經(jīng)驗適當(dāng)減少。按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb 50010-2002)第10.1.6條取用。1

9、0.繪制配筋圖詳見本章設(shè)計實例。三、次梁的設(shè)計1. 確定截面尺寸次梁高度a = （1/18-1/心，次梁寬度6 = （1/31/2）人。2. 負荷范圍確定次梁的負荷范圍并在計算書中表示出來。3. 計算跨度按塑性內(nèi)力重分布理論計算時，次梁的計算跨度可取 中跨zo =邊跨zo=zn+（o.o25zn和a/2中較小者）式中zo計算跨度（m）;/凈跨度（m）;次梁邊支座的擱置長度（mm）。當(dāng)次梁支承在磚砌體上時，若梁高a500mm 時，a 180mm;若梁高 h > 500mm 時，a 240mn）o4. 計算跨數(shù)不超過5跨時，按實際跨數(shù)考慮；超過5跨，但各跨荷載相同且跨度相同或相近（跨差 不超

10、過10%）時，可按5跨計算。這時除左右端各兩跨外，中間各跨的內(nèi)力均認為相同。5. 荷載計算次梁承受由單向板傳來的荷載（永久荷載、可變荷載）及次梁自重（永久荷載）。6. 計算簡圖詳見本章設(shè)計實例。7. 內(nèi)力計算計算公式m二a/g+g）誥式中 m彎矩設(shè)計值（knm）;v剪力設(shè)計值（kn）;am彎矩系數(shù)，按表34選用;av一剪力系數(shù),按表35選用; g一一均布恒載設(shè)計值（kn/m）; q均布活載設(shè)計值（kn/m）; zo計算跨度（m）;/凈跨度(m)0在計算支座彎矩時，可取支座左右跨度的較大值作為計算跨度。衰:m次梁宵矩系數(shù)a®截面位置邊跨中第一內(nèi)支座中跨中中間支座1111tt"

11、16表次梁剪力系數(shù)叭截面位置邊支座第一內(nèi)支座左第一內(nèi)支座右中間支座左中間支座右0.40.60.50.50.5&配筋計算次梁的配筋計算包括正截面承載力和斜截面承載力計算兩部分。1）正截面承載力計算。可列成表36的形式進行計算?？缰邪磘形截面計算，其翼緣 寬度拆按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb 50010-2002）第7.2.3條取用。支座截面按矩形截 面計算。衰“次梁正截面配筋計算袁截面位置邊跨中第一內(nèi)支座中跨中中間支座計算跨度/（/mm彎矩系數(shù)彎矩m/(knm)b 或 bf/mmas= m/(aifcbhq) 或 a.=/. = 0.5(l+ jt五)人二 m/(人人/ioj/mm2選配鋼筋

12、實配鋼筋面積/mm22）斜截面承載力計算?？闪谐杀?7的形式進行計算。實配箍筋取用時應(yīng)注意箍筋最 小直徑及最大間距的要求。表m7次梁斜截面配筋計算表截面位鬣邊支座（支座a）第一內(nèi)支座左側(cè)（支座b左）第一內(nèi)支座右側(cè)（支座b右）中間支座（支座c）凈跨/n剪力系數(shù)j剪力v/kno.25bmoan0.7/|mo/kn箍筋肢數(shù)、直徑* ” = nx gyj / itut?s = 125/異"(人bhj/mm實配籀筋間距/mm箍筋最大間距/mm9. 確定受力筋彎起和切斷位置對跨度相差不超過20%,承受均布荷載的次梁，當(dāng)g/qw3時，可按圖32布置鋼筋。l/3io圖次梁配筋構(gòu)造圖10. 繪制配筋圖

13、 詳見本章設(shè)計實例。1確定截面尺寸主梁高度人=（1/14 1/8”0,主梁寬度6 = （l/3l/2）ao2. 負荷范圍確定主梁的負荷范圍并在計算書中表示岀來。3. 計算跨度按彈性理論計算時，主梁的計算跨度可取中跨 zo=/+6邊跨仿=仁+ b/2 + （0.025zn和a/2中較小者）式中/0計算跨度（m）;zn凈跨度（m）；a一主梁邊支座的擱置長度（mm）,當(dāng)梁支承在磚砌體上時，若梁高ft500mm時, a 180 - 240mm;若梁高 h > 500mm 時，a 370mm;b中間支座寬度（mm）。4. 計算跨數(shù)按實際跨數(shù)考慮。5. 荷載計算主梁承受由次梁傳來的荷載（集中力）及主

14、梁自重（為了簡化計算也折算為集中力）。6. 計算簡圖詳見本章設(shè)計實例。7. 內(nèi)力計算計算公式m = k1a0k2qi（）y 二g + 褊 q式中m彎矩設(shè)計值（knm）;v剪力設(shè)計值（kn）;k、k2永久荷載和可變荷載作用下的彎矩系數(shù)（見附錄）; 鬲、耘永久荷載和叮變荷載作用下的剪力系數(shù)（見附錄）;g一永久荷載設(shè)計值（kn）；q可變荷載設(shè)計值（kn）；zo計算跨度（m）。在計算支座截面彎矩時，可取支座左右跨度的平均值作為計算跨度。8. 配筋計算主梁的配筋計算包括正截面承載力計算和斜截面承載力計算兩部分，其計算方法與次梁 相同。9. 主、次梁相交處附加橫向鋼筋的計算在次梁上與主梁相交處，負彎矩會使

15、次梁頂部受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫，因此，次梁僅靠未裂的 下部截面（高度約為寬度6）將集中力傳給主梁，這將使主梁中下部產(chǎn)生約為45。的斜裂縫 而發(fā)生局部破壞。因此，必須在主梁上的次梁截面兩側(cè)設(shè)置附加橫向鋼筋。附加橫向鋼筋應(yīng) 布置在長度§=3b+2h的范圍內(nèi)，6為次梁寬度，價為主次梁的底面高差。附加橫向鋼筋 宜優(yōu)先采用箍筋，當(dāng)次梁兩側(cè)各設(shè)3道附加箍筋（從距次梁側(cè)面50mm處布置，間距 50mm）,仍不滿足要求時，應(yīng)改用（或增設(shè)）附加吊筋。附加橫向鋼筋的用量按下式計算：fw+ 2ashfy.sinas式中f次梁傳給主梁的集中荷載設(shè)計值（n）;m一在寬度s范圍內(nèi)的附加箍筋道數(shù)；九v每道附加箍筋的截面面

16、積，a9v=n45vl,卩為每道箍筋的肢數(shù)，血討為單肢箍筋 的截面面積（mn?）;asb附加吊筋的截面面積（mm2）;斥附加箍筋的抗拉強度設(shè)計值（n/mm2）；fy附加吊筋的抗拉強度設(shè)計值（n/mrr?）.g附加吊筋與梁縱軸線的夾角，一般為45。，梁高大于800mm時為60°。10. 繪制主梁的彎矩與剪力包絡(luò)圖將各種最不利荷載作用下的彎矩圖或剪力圖以同一比例繪在同一基線上，取其外包線就 得到彎矩包絡(luò)圖或剪力包絡(luò)圖。彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖表示梁的各截面有可能產(chǎn)生的最大及最小彎矩與剪力值。（1）彎矩包絡(luò)圖的繪制方法與步驟 根據(jù)最不利荷載布置，分別求出各跨左、右支座的彎矩值，以兩支座間的連

17、線為基線，繪出該跨在相應(yīng)荷載（恒載或恒載加活載）作用下的簡支梁彎矩圖，取各種情況下彎矩圖的外包線即得彎矩包絡(luò)圖。（2）剪力包絡(luò)圖的繪制方法與步驟 根據(jù)最不利荷載布置，分別求出各跨左、右支座的 最大剪力值（取絕對值），用同一比例繪在支座上，同時繪岀相應(yīng)荷載作用下的跨中剪力圖, 取各跨兩個剪力圖（左支座最大，右支座最?。┑耐獍€，即得剪力包絡(luò)圖。11繪制材料圖、確定縱筋彎起和截斷位置1）根據(jù)正截面承載力計算實際選配的鋼筋截面面積，可算出跨中及支座截面的最大抵抗彎矩值，用繪制包絡(luò)圖的同一比例將抵抗彎矩值標(biāo)在包絡(luò)圖的縱坐標(biāo)上，再按每根鋼筋截面面積的比例，把每根縱筋承擔(dān)的彎矩值分段標(biāo)在縱坐標(biāo)軸上。2)過各分段點作水平線與彎矩包絡(luò)圖相交，即得每根鋼筋的：充分利用點”和“理論斷點”。3) 根據(jù)材料圖形必須包住彎矩圖形的原則，確定每根鋼筋的彎起和截斷位置。在鋼筋 截面相同的區(qū)段，材料圖形是平行線。鋼筋彎起后，材料圖形是斜折線。鋼筋切斷時，材料 圖形是階梯形。4) 鋼筋的截斷和彎起應(yīng)符合下列要求： 彎起鋼筋應(yīng)在充分利用截面以外距離充分利用點為心聰/2的截面彎起。 截斷