鋼混課程設(shè)計(jì)

整體式單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、 設(shè)計(jì)目的和作用通過課程設(shè)計(jì)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解，如:結(jié)構(gòu)平面布置；單向板肋梁樓蓋的傳力路徑；計(jì)算方法的選用；計(jì)算簡圖的選?。慌浣钣?jì)算及構(gòu)造要求；施工圖的繪制等。了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容和程序。使學(xué)生受到工程技術(shù)人員所必須初步的、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的訓(xùn)練，并相應(yīng)提高理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及撰寫計(jì)算書、說明書的能力。二、 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料某碼頭前方三層工業(yè)廠房（層高3?6m）,擬采用整體式單向板肋梁樓蓋，結(jié)構(gòu)平面及柱網(wǎng)尺寸如圖1所示（樓梯間在此平面外）；車間類別為儀器儀表車間、較大型儀器倉庫（樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為7.0KN/m2）;柱網(wǎng)尺寸為：Lx=6900mm,Ly=6000mm;車間內(nèi)無侵蝕性介質(zhì)，環(huán)境類別為一類；建筑物四周為承重磚墻（370mm厚，其中內(nèi)墻：120mm，外墻：250mm）,中間有鋼筋混凝土柱，截面尺寸為350x350mm2；水工建筑物的安全級(jí)別為II級(jí)。樓面構(gòu)造：20厚水泥砂漿地面，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，15厚的混合砂漿天花抹面。水泥砂漿=20KN/m3，鋼筋混凝土=25KN/m3，混合砂漿=17KN/m3。荷載：恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.05，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2。儀器儀表車間，較大型儀器倉庫樓面均布活荷載中，板、次梁、主梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為 7.0KN/mm2、7.0KN/mm2、6.0KN/mm2。材料：混凝土采用C25（柱采用C30）；鋼筋：柱、主梁、次梁，受力鋼筋均采用HRB335級(jí)鋼筋，其他（指板的受力筋、分布筋，梁、柱的箍筋、構(gòu)造鋼筋等）均采用HPB235級(jí)鋼筋。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁的跨度為6?9m,次梁的跨度為6m,主梁毎跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3m,L01/L02=6/2.3=2.61,按單向板設(shè)計(jì)。0102按跨高比條件，要求板厚h耳300/40=57.5,在一般建筑中，板的厚度為80?120mm，取板的厚度h=90mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=L/18?L/12=6000/18?y y6000/12=333?500mm,取h=450mm,截面寬度b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足h=Lx/15?LX/10=6900/15?xX6900/10=460?690mm,取h=650mm,截面寬度取為b=300mm。

kn- ■aos“匸bdM+o=M■Pl3lrlrllHJI-J1IlliMorUESorCIM%平面冇置圖kn- ■aos“匸bdM+o=M■Pl3lrlrllHJI-J1IlliMorUESorCIM%平面冇置圖2．單向板肋梁樓蓋的傳力路徑：板——次梁——主梁——柱——基礎(chǔ)3．板的設(shè)計(jì)根據(jù)塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，取1m寬板帶為計(jì)算單元。已知前述，軸線①?②、⑤?⑥的板屬于端區(qū)單向板；軸線②?⑤的板屬于中間區(qū)格單向板。(1)荷載的計(jì)算20厚的水泥砂漿地面： 20KN/m3>0.02=0?4KN/m290厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 25KN/m3>?09二2.25KN/m215厚的混合砂漿天花抹面：17KN/m3>0.015=0.255KN/m2恒載設(shè)計(jì)值：g=(0.4+2.25+0.255)>1.05=3.05KN/m2活載設(shè)計(jì)值：q=7.0>1.2=8.4KN/m2荷載設(shè)計(jì)值：g+q=11.45KN/m22）確定板的計(jì)算簡圖次梁截面為200mm>450mm，板在墻上的支承長度為a=120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨：l=l+h/2=2300T00T20+90/2=2125mm<l+a/2=2140mm,0nn取l0=2125mm中間跨：l0=2300-200=2100mm因跨度差(2020-2000)/2000=1.0%<10%，故可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如下圖。g+q=ll,45KN/m3）彎矩設(shè)計(jì)值板的彎矩計(jì)算

截面位置1B2、3C彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14M=a(g+q)l2111x11.45x2.1252—1/11x11.45x2.11252116x11.45x2.12—1/14x11.45x2.12(kN/m)°=4.70=—4.65=3.16=—3.61以上是對(duì)端區(qū)單向板而言的，對(duì)于中間區(qū)格單向板，考慮起拱作用，其M和M應(yīng)乘以0.8,分別為：c2M=0.8只一3?61)=一2.89KN?；M=0.8対?16=2.53KN?c24)正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別一級(jí)，板的最小保護(hù)層厚度c=20mm。板厚90mm,h=90-25=65mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，f=11?9N/mm2；0cHPB235鋼筋，f=210N/mm2。板配筋如下表：y截面跨中1支座B跨中2、3支座C彎矩設(shè)計(jì)值(KN?m)4.70-4.703.16(折減后2.53)-3.61(折減后-2.89)aKMsfcbh200.1120.1120.075(0.060)0.086(0.069)0.1190.1190.0780.090.ri-2as(0.062)(0.072)①?②軸線A=gbhfc/fs 0 y(mm2)438.3438.3287.3331.5⑤?⑥軸計(jì)算配筋率0.67%0.67%0.42%0.51%線選鋼筋q8/10@150q8/10@150q8@150q8@150As=429mm2A=429mm2SAs=335mm2As=335mm2A=2bhfc/fs 0 y(mm2)438.3438.3228.4265.2②?⑤線計(jì)算配筋率0.67%0.67%0.35%0.41%軸選鋼筋q8/10@140q8/10@140q6/8@140q6/8@140As=460mm2As=460mm2As=280mm2As=280mm2板的常用配筋率范圍是0.4%?08%,計(jì)算結(jié)果表明，各截面的配筋率基本滿足配筋率的要求，且各截面的犧.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則。(5)確定各種構(gòu)造鋼筋：分布鋼筋按構(gòu)造規(guī)定，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6mm；選用竿6@200，AS=141mm2板邊構(gòu)造鋼筋因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土板周邊嵌固于砌體墻中，其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋深入板內(nèi)的長度，從墻邊算起不小于板邊計(jì)算跨度的1/7，即10/7=2125/7=304mm，直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm。同時(shí)單位長度上構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于受力方向受力筋面積的1/3，選用08@200，延伸長度取310mm。板角構(gòu)造鋼筋在兩邊嵌固于腔內(nèi)的板角部分，應(yīng)配置雙向上部構(gòu)造鋼筋該鋼筋深入板內(nèi)的長度，從墻邊算起不小于計(jì)算跨度的1/4，即l0/4=2125/4=531mm，延伸長度取600mm。垂直于主梁的上部構(gòu)造鋼筋直徑不宜小于8mm，間距不大于200mm。其單位長度內(nèi)的總截面面積不宜小于板中單位長度內(nèi)受力鋼筋截面面積的1/3該鋼筋伸過主梁邊緣的長度不宜小于l/4。，選用08@200，0l0/4=2125/4=531mm，延伸長度取600mm。5)板中鋼筋的錨固長度板中下部縱向受力鋼筋伸入伸入支座的錨固長度l不小于5d，as取l二50mm。as(5)繪制板的配筋示意圖：采用彎起式筋,詳見板的配筋圖.4、次梁設(shè)計(jì)(1)荷載設(shè)計(jì)值板傳來永久荷載：3?05龍?3=7?02KN/m次梁自重： 0?2x(0?45一0?09)>25>1.05=1?89KN/m次梁粉刷： 0?015X0?45一0.09)XX7X?05=0?19KN/m恒載設(shè)計(jì)值：g=7?02+1?89+0?19=9?1KN/m活載設(shè)計(jì)值：q=7x1?2x2?3=19?32KN/m

荷載設(shè)計(jì)值：g+q=28?42KN/m(2)計(jì)算簡圖次梁在磚墻上的支撐長度為240mm。主梁截面為300mm>650mm。計(jì)算跨度：邊跨：l=l+a/2=6000-120-300/2+240/2=5850mm<1.0251=1.025X0nn5730=5873mm；取10=5850mm中間跨：l=l=6000-300=5700mm0n因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算簡圖如下圖。g+q=28,42KN/n1D3850 >5700*3A才570D ,i 2 ]5700B丿LJ.A/5013)內(nèi)力計(jì)算由M=a(g+q)l2可計(jì)算出M、M、M、M，計(jì)算結(jié)果如下表:01B2c截面位置1B2、3Ca1/11-1/111/16-1/14M=a(g+q)l21/11X28.42X5.852-111X28.42X5.852116x28.42x5.72—1/14x28.42x5.72F0(kN/m)=88.42=—88.42=57.71=—65.95由V=0(g+q)l可計(jì)算出V、V、V、V，計(jì)算結(jié)果如下表:n A Bl Br c截面位置ABiBrC0.450.600.550.55V=0(g+q)l0.45x28.42x5.730.60x28.42x5.730.55x28.42x5.70.55x28.42x5.7n(kN)=73.28=97.71=89.10=89.104）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力次梁跨中按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度邊跨：b'二L/3=5850/3=1950mm<b+s=200+2300=2500mm,故取b'f0nf=1950mm。中間跨：b'=L/3=5700/3=1900mmf0環(huán)境類別為一類，梁的最小保護(hù)層厚度c=30mm。h=450-40=410mm，h'=90mm。0f判定T形截面類型：b'h（h-h/2）=11?9>4900>90x（410—90/2）=743KN?cff0f>KM1=1.2>88?42=106?10KN?（邊跨跨中）>KM=1.2>57.71=69?25KNti（離端第二跨跨中）2故各跨中截面屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，支座B按布置兩排縱筋考慮,h0=450-65=385mm,其他支座按一排縱筋考慮，h0=450-40=410mm。C25混凝土， =11?9N/mm2，HRB335鋼筋，y=300N/mm2,箍筋采用cyHPB235鋼， =210N/mm2。yv次梁正截面承載力計(jì)算

截 面1B2、3C彎矩M(kN-m)88.42一88?4257.71一65?95—KM或sfcbh20KM“—0.0270.3010.0180.198sfcb'h2fog=1_\：1-2孤0?2270.3690.0180.223A=gbhf/fs 0c y或856.31127.0556.0725.3A=f$h/fS Chf0# y選用鋼筋2@18+2@163④18+2④163型163④18實(shí)際鋼筋截面面積（mm2）9111165603763計(jì)算配筋率1.04%1.46%0.68%0.88%計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的g絕大部分小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；配筋率：對(duì)于矩形梁為0.6%?1.5%,T形截面梁為0.9%?1.8%（相對(duì)肋梁來講），故上述數(shù)值基本符合配筋率要求。2）斜截面受剪承載力h=h-h＇=410-90=320mm,h/b=320/200=1.6<4。w0fw截 面AB左B右CV(kN)73.2897.7189.1089.10KV(kN)87.94117.25106.92106.920.25fbh(kN)c 0243.95>KV229.08>KV229.08>KV243.95>KV

截面滿足截面滿足截面滿足截面滿足72.90<KV68.45<KV68.45<KV72.90<KVV二0.7fbh(kN)c t 0需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢數(shù)、直徑2G82G82中82^8A二nAsv sv1101101101101s=1.25fAh/(KV—V)yvsv0 c720208.3264.3318.3實(shí)配箍筋間距170170170170AV—V+1.25ffh145?36>KV136.50>KV136?50>KV145?36>KV不需彎起不需彎起不需彎起不需彎起彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配筋率下限為：0.3f/f=0?3xtyv1.27/210=0.18%,實(shí)際配筋率p=A/(bS)=101/(200xsvsv150)=0.34%>0.18%，滿足要求。調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁支座邊至支座邊1.05h0的區(qū)段的箍筋間距減20%,故調(diào)整箍筋間距S=208.3/1.2=173?4,最后取箍筋間距為170mm，為方便施工，沿梁長不變。(5)繪制次梁的配筋示意圖：5、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性理論計(jì)算,主梁與柱子線剛度之比很大,主梁按連續(xù)梁計(jì)算。柱高H=3?6mm,柱截面尺寸為350mmx350mm.主梁的有關(guān)尺寸及支撐情況如下圖所示。1)荷載設(shè)計(jì)值次梁傳來的永久荷載：9.39>6=56.34KN主梁自重(含粉刷)：[(0?65一0.09)乂)?3>2?3>25+(0?65一0.09)乂)?015>>?3>7]>?05=10.83KN恒載設(shè)計(jì)值：G=56?34+10?83=67?17KN活載設(shè)計(jì)值：Q=1?2x6x2.3x6=99?36KN2)計(jì)算簡圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支撐長度為360mm中間支承在350>350mm的混凝土柱上。其計(jì)算跨度：邊跨：l=6900-350/2-12O=6605mm；nl=6900mm,b=350mm>0?05l=0?05>6900=345mm,cc取1=1.05l=1.05>605=6935mm=6?935m,0n中跨：1=6900-350=6550mm,n1=1?051=1?05>6550=6878mm=6?878m,0n平均跨度：(6?935+6.878)/2=6?906m (計(jì)算支座彎矩用)因跨度相差不超過10%，可按等跨梁計(jì)算，計(jì)算簡圖如下：

內(nèi)力計(jì)算:由彎矩及剪力系數(shù)計(jì)算主力按彎矩與剪力。M=aGl+aQI V邛G+pQ102012邊跨：Gl=67.17x6.935=465.82KN?m0Ql=99?36x6.935=689.06KN?m0中間跨：Gl0=67?17x6.878=462.OKN?mQl=99?36x6.878=683.40KN?m0平均跨：Gl0=67?17x6.906=463.88KN?mQl=99?36x6.906=686.18KN?m0最不利內(nèi)力組合分別見下表：序號(hào)荷載簡圖截面彎矩M1M(M)BCM2(1)G G G G GG*■■ ■r 1A Ji Ji Ji0.244x465.82=113.66—0.267x463.88=-123.860.067x462.0=30.9(2)Q Q■ii" "ir -ir -ir衛(wèi) 心 衛(wèi) 色0.289x689.06=199.29—0.133x686.18=—91.26—0?133x683.40=—90.89

(3)9Q■,'lJi Ji Ji li—91.26/3=—30.42—0.133x686.18=—91.260.200x683.40=136.68(4)■l'll" 'l'lA j!1 A0.229x689.06=157.79—0.311x686.18=—213.400.170x683.40=116.18最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值⑴+(2)Max=312.95(1)+(3)Min=83?24(1)+(2)Max=—315.12(1)+(4)Min=—337.26(1)+(3)Max=167.58(1)+(2)Min=—59.99序號(hào)荷載簡圖支座剪力VAVlBVrBGGGIGGG0.733x67.17—1.267x67.171.000x67.17(1)■,■A■lrA1■ll"￡■ir■l■A=49.24=—85.10=67.17QQ0.866x99.36—1.134x99.360x99.36(2)■l,■■ll'■ll'■ll'A=86.05=—112.67=0QQ—0.133x99.36—0.133x99.361.000x99.36(3)A■,■■ll"A=—13.21=—13.21=99.36QQQ0.689x99.36—1.311x99.361.222x99.36(4)A￡A=68.46=—130.26=121.42

最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值（1）+（2）Max=135.29（1）+（3）Min=36.06（1）+（3）Max=-98.31（1）+（4）Min=-215.36（1）+（4）Max=188.59（1）+（2）Min=67.17彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖如下：1）正截面受彎承載力跨中按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為，邊跨：b'二L/3=6935/3=2311?7mm<b+s=300+5730=6030mm,故取0nb'=2311.7mm。中間跨：b'二L/3=6878/3=2292?7mm<b+s=300+5700=6000mm,故f0n取b'=2292?7mm。f梁高h(yuǎn)=650mm, ho=650-40=610mm,hf,=90mm,b'h(h-h/2)=11?9>2262?7>90x(610-90/2)=1369?19KN?cff0f>KM1=1?2>812.95=375?54KN?(邊跨跨中)>KM=1.2>467.58=201?10KN?(離端第二跨跨中)2故各跨中截面屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，支座B按布置兩排縱筋考慮,h0=650-80=570mm,其他支座按一排縱筋考慮，人=650-40=610皿。正截面配筋計(jì)算截 面1B2彎矩M(kN-m)312.95—337.26167.58—59.990?02511V|n 00.025x6.578x188.59=32.56|M|—0.0251|V|n 0312.95—304.7167.5859.99KM 或a二 sfcbh20KMa= s fcb'h2fo0.0390.3150.0210.058g=1-Vi-2as(g<0.468)0.0400?3920.0210.060A=gbhf/f或A=f<bh/fS Chf0# y2164.12658.91126.8421.3

配筋率1.22%1.55%0.64%0.24%選用鋼筋2型28+2④253@25+3型2230222型18實(shí)際鋼筋截面面積（mm2）2214261311405092）斜截面受剪承載力計(jì)算h=h-h＇=570-90=480mm,h/b=480/200=2.4<4。w0fw斜截面配筋計(jì)算截 面支座A支座Bi支座BrV(kN)135.29-215.36188.39KV(KN)162.35-258.56226.00.25fbh(kN)c 0544.4>KV截面滿足508.7>KV截面滿足508.7>KV截面滿足V二0.7fbh(kN)c t 0162.69>KV152.02<KV152.02<KV箍筋肢數(shù)、直徑2中82中82中8A二nAsv sv1101101101s=1.25fAh/(KV—V)yvsv0 c按構(gòu)造配箍筋142204實(shí)配箍筋間距150150150AV=V+1.25frhcs c yvs 0—252.77<KV252.77>KV

A=(KV—V)/fsinasb Cs y—27<0選配彎起鋼筋2型25實(shí)配鋼筋面積（mm）982驗(yàn)算最小配筋率p=—sv=——=0.22%〉p =0.20%sv bs 300X150 sv‘min滿足要求主梁剪力圖呈矩形，在B截面左邊的2?3m范圍內(nèi)布置彎起鋼筋才能覆蓋此最大剪力區(qū)段，現(xiàn)分2批彎起第一跨跨中的?25鋼；又考慮支座A可能產(chǎn)生負(fù)彎矩，仍彎起2@25鋼筋。（5）主梁吊筋計(jì)算由次梁傳至主梁的全部集中力為G+Q=54.6+99.36=153.96KNA==622.2mm2K(G+Q)=A==622.2mm22fysina2x210x0.707選配2^20,A=628mm2。s（6）繪制次梁的配筋示意圖6、柱的設(shè)計(jì)（1）荷載屋面：三氈四油坊水層：0?4KN/m22cm水泥砂漿找平層：0.02>20=0?4KN/m215cm爐渣找坡（平均）層：0.15>0=1?5KN/m212cm水泥珍珠巖保溫層：0.12>=0?48KN/m2一氈二油隔氣層：0.30KN/m280mm鋼筋混凝土屋面板：0.08>25=2?0KN/m215mm混合砂漿天花抹面：0.015>0=0?3KN/m2合計(jì)：5.38KN/m2 故：屋面：恒載設(shè)計(jì)值：5.65KN/m2板：恒載設(shè)計(jì)值：3.05KN/m2活載設(shè)計(jì)值：3.0KN/m2 活載設(shè)計(jì)值：8.4KN/m2次梁:恒載設(shè)計(jì)值：2.08KN/m主梁：恒載設(shè)計(jì)值：32.49KN活載設(shè)計(jì)值：8.4KN/m2 活載設(shè)計(jì)值：7.2KN/m2柱自重:0.35>0.35>3.6>25=11.025KN注：經(jīng)分析，柱的承重范圍為6?9m>.0m的矩形截面。總恒載設(shè)計(jì)值：G=11.025>+5.656069+3.056069>+2.08>6.0>9+32.49>3=729.32KN總活載設(shè)計(jì)值：Q=3>?0>6?9+8?4>6?0>6?9>=819.72KN（2）柱的配筋計(jì)算已知：柱采用C30混凝土，=14.3N/mm2；HRB335鋼筋，，=300cyN/mm2；取K=1?20；b=350mm。計(jì)算：該柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值為：N=G+Q=729.32+819.72=1549.04KN柱的兩端固定，故L0=0.7L=0.7>600=2520mmL0/b=2520/350=7.2<8；故q=1A'（KN-?A）/爐'（1.20>4549.04>000一14?3>502）/300scy=357mm2配筋率：p'A'/A=357/3502=0?29%<p=0.6%,故按最小