鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1、鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一課程設(shè)計(jì)的目的該課程設(shè)計(jì)是學(xué)完混凝土結(jié)構(gòu)課程,掌握了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)后的第一次實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，該課程設(shè)計(jì)每人一題，每人每題的設(shè)計(jì)依據(jù)祥見(jiàn)表一、表二與表三。該課程設(shè)計(jì)的目的在于使學(xué)生熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，學(xué)會(huì)利用目前國(guó)內(nèi)土木行業(yè)中應(yīng)用最廣泛也最先進(jìn)的PMCAD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。1、了解單向板和雙向板肋形樓蓋的荷載傳遞路線及其計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；通過(guò)板和次梁的計(jì)算，熟練掌握單向板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布計(jì)算方法和雙向板按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算方法。2、通過(guò)主梁的計(jì)算，掌握主梁按彈性理論分析內(nèi)力的

2、計(jì)算方法和內(nèi)力包絡(luò)圖及材料抵抗彎矩圖的繪制方法。3、正確理解和應(yīng)用我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程，了解并熟悉梁板的有關(guān)構(gòu)造要求。學(xué)會(huì)繪制鋼筋材料表，掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方式和制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，訓(xùn)練學(xué)生手工和計(jì)算機(jī)繪圖的基本技能。二設(shè)計(jì)資料某三層地下綜合體民用建筑的負(fù)二層平面如圖所示，柱網(wǎng)尺寸為7.2mX7.2m。采用鋼筋砼現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋，樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值及樓面構(gòu)造做法等設(shè)計(jì)資料如下：1、樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值為8.0kN/m2，樓面面層采用大理石貼面，自重1.16kN/m2,板底和梁表面均采用20mm厚水泥砂漿粉刷，自重20kN/m3。2、梁板均采用強(qiáng)度等級(jí)為C20的混凝土，主梁和次梁的縱向受力

3、鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋或HRB335級(jí)鋼筋，其余均采用HPB235級(jí)鋼筋。3、板伸入墻內(nèi)120mm，次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm；鋼筋砼柱截面尺寸為350mmX350mm。4、參考資料(1) 混凝土結(jié)構(gòu)上、中冊(cè)，東南大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，天津大學(xué)合編。(2) 砌體結(jié)構(gòu)施楚賢主編；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002。(3) 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T50105-2001。(4) 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50003-2001。(5) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001。(6) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002.。三設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1、合理地確定樓蓋結(jié)構(gòu)類型，進(jìn)行樓蓋結(jié)

4、構(gòu)平面布置。2、單向板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力；雙向板按彈性理論計(jì)算內(nèi)力；主梁按彈性理論計(jì)算內(nèi)力，繪制出彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。3、繪制下列結(jié)構(gòu)施工圖（可用一張1#圖或用兩張2#圖）。（1）二層樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖（標(biāo)注墻、柱定位軸線編號(hào)和梁、柱定位尺寸及構(gòu)件編號(hào)）。（2）樓面板的模板圖及配筋平面圖（標(biāo)注板厚、鋼筋的直徑、間距、編號(hào)及定位尺寸）。（3）次梁的模板圖及配筋圖，（標(biāo)注次梁截面尺寸、梁底標(biāo)高、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及定位尺寸）。（4）主梁的材料抵抗彎矩圖，模板圖及配筋圖（按同一比例繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖和材料抵抗彎矩圖，標(biāo)注主梁截面尺寸、梁底標(biāo)高、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及定

5、位尺寸）。（5）列出主梁的鋼筋材料表，寫(xiě)出有關(guān)設(shè)計(jì)說(shuō)明，如混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋級(jí)別、混凝土保護(hù)層厚度等。4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一本。.課程設(shè)計(jì)時(shí)間：第1718周在規(guī)定的設(shè)計(jì)教室進(jìn)行，6月28日前提交全部課程設(shè)計(jì)成果兩張2圖紙（或一張1圖紙）和一本設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。25QL120負(fù)二層平面圖設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)正文1、設(shè)計(jì)資料(1) 樓面做法：大理石貼面；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板；20mm水泥砂漿粉刷(2) 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20；梁內(nèi)受力縱筋為HRB335，其他為HPB235鋼筋。2、樓蓋的結(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7.2m、次梁的跨度為7.2m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.4

6、m。l/l=7.2/2.4=3,按單向板設(shè)計(jì)。0201按跨高比條件，要求板厚h±2400/40=60mm，對(duì)民用建筑的樓蓋板，要求h±60mm,但考慮荷載較大，取板厚h=70mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=l/18l/12=7200/187200/12=400600mm,考慮到樓面活荷載00比較大，取h=600mm。截面寬度取為b=300mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h=l/15l/10=7200/157200/10=480720mm，取h=700mm。截00面寬度取為b=350mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖見(jiàn)圖2。3、板的設(shè)計(jì)（1）荷載計(jì)算板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：大理石貼面1.16kN/m28

7、0mm鋼筋混凝土板0.8X25=2.0kN/m20mm水泥砂漿0.02X20=0.4kN/m圖2樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖一匸褸匸一L701一VVIJ-jUU小計(jì)3.56kN/m2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：8.5kN/m2恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2；因樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值大于kN/m2,且為民用建筑，故活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4。于是板的恒荷載設(shè)計(jì)值g=3.56X1.2=4.27kN/m2活荷載設(shè)計(jì)值q=8.50X1.4=11.9kN/m2荷載總設(shè)計(jì)值g+q=4.27+11.9=16.17kN/m2，近似取為g+q=16.17kN/m2（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖按內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨l=l+h/2=2300-100-12

8、5+80/2=2115mmV1.025l=2127mm,取l=2115mm,0nn0中間跨l=l=2300-250=2050mm0n按等跨連續(xù)板計(jì)算。取lm寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示：rz：3、（；°:-1U£,12330fj*,1二/*圖3板的計(jì)算簡(jiǎn)圖（3）彎矩設(shè)計(jì)值由表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)a分別為：邊跨中，1/11;離端第二支座，-1/11;m中跨中，1/16;中間支座，1/14。故M=-M=（g+q）卜/11=16.17X2.11®/11=6.58kNm1B01M=-（計(jì)q）l，/14=16.17X2.05/14=4.85kNmC01M=

9、（g+q）l，/16=16.17X2.05，/16=4.25kNm201（4）正截面受彎承載力計(jì)算板厚：80mm,h二h-20=80-20=60mm；板寬b=1000mm。C20混凝土，a=1.0,01/=9.6N/mm2；HPB235鋼筋，/'=210N/mm2。板的配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：cy板的配筋計(jì)算截面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值（kNm）6.58-6.584.25-4.85a=M/a/bh，s1c00.1900.1900.1230.140g=1-Jl27s0.2130.2130.1320.151軸線計(jì)算配筋(mm2)A=gbh/7/584584362414s0cy實(shí)際配筋8/101108

10、/1011081308110(mm2)A=585sA=585sA=387sA=457s軸線計(jì)算配筋(mm2)A=gbh/5845840.8X362=289.60.8X414=331.2s0cy實(shí)際配筋8/101108/101106/81106/8110(mm2)A=585sA=585sA=357sA=357s計(jì)算結(jié)果表明均小于035'符合塑性內(nèi)力重分布的原則；b=10牆=036%'此值大于。呼二0.455姑=024%，同時(shí)大于02%'滿足最小配筋率的要求。y4、次梁設(shè)計(jì)按考慮內(nèi)力重分布設(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不考慮梁從屬面積的荷載折減。(

11、1) 荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)恒荷載4.27X2.3=9.82kN/m次梁自重0.25X(0.55-0.08)X25X1.2=3.53kN/m次梁粉刷0.02X(0.55-0.08)X2X20X1.2=0.45kN/m小計(jì)g=13.8kN/m活荷載設(shè)計(jì)值q=11.9X2.3=27.37kN/m荷載總設(shè)計(jì)值g+q=13.8+27.37=41.17kN/m2)計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm。主梁截面為300mmX700mm。計(jì)算跨度：邊跨l=l+a/2=6900-120-300/2+240/2=6750mm<1.025l=1.025X6630=6795.75mm,取0nnl=

12、6750mm0中間跨l=l=6900-300=6600mm0n按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4所示。1丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨1TIrsy-fhhf產(chǎn)Cc1&750L662：尸WF-J1GGC：167521e-圖4次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（3）內(nèi)力計(jì)算由表11T、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。板的彎矩系數(shù)a分別為：邊跨m中1/11，離端第二支座-1/11,中跨中1/16，中間支座1/14；板的剪力計(jì)算系數(shù)a分v別為：A支座內(nèi)側(cè)0.45，離端第二支座外側(cè)0.60，內(nèi)側(cè)0.55，中間支座0.55。彎矩設(shè)計(jì)值：M=-M=(g+q)l/11=

13、41.17X6.75/11=170.53kNm1B022M=(g+q)l/16=41.17X6.6/16=112.09kNm20M=-(計(jì)q)l/14=-41.17X6.6/14=-128.10kNmC0剪力設(shè)計(jì)值：V =0.45(計(jì)q)l=0.45X41.17X6.75=125.05kNAn1V =0.60(計(jì)q)l=0.60X41.17X6.75=166.74kNBln1V =0.55(g+q)l=0.55X41.17X6.60=149.45kNBrn1V =0.55(g+q)l=0.55X41.17X6.60=149.45kNCn1（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算

14、時(shí)，跨內(nèi)按T型截面計(jì)算，翼緣寬度取b=l/3=6900/3=2300mm;又匕=b+s=250+2100=2350mm，故取b=2300mm。除跨內(nèi)1截f0fnf面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境類別為一類，C20混凝土，最小保護(hù)層厚度C=30mm。一排縱向鋼筋h=550-35=515mm，二排縱向鋼筋h=550-60=490mm00C20混凝土，a=1.0j=9.6N/mm2J=l.lN/mm2,縱向鋼筋采用HRB335鋼,=300N/mm2,1cty箍筋采用HPB235鋼，/=210N/mm2。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。yv次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面1B2C彎矩設(shè)

15、計(jì)值(kNm)170.53-170.53112.09-128.10a=M/a/bh2或s1c0a=M/ab'h20.0290.2840.0190.2011=1-J1-2as0.0290.3420.0190.227A=Cbha/或s01cyA=1b'ha/sf01cy1099.21340.6720.2935.2選配鋼筋(mm2)計(jì)算結(jié)果表明，1均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的設(shè)計(jì)原則；同時(shí)生=7202=0.52%>P=0.45厶二0.45x丄丄=0.165%，也大于0.2%，故符合要求。bh250x550f300y2)斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算合

16、最小配箍率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸：h=h-h=490-80=410mm，因h/b=410/250=1.64<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算：w0fw0.253/bh=0.25X1X9.6X250X490=294KN>V=166.74kNcc0max故截面尺寸滿足要求。0.7/bh=0.7X1.1X250X490=94.33kN<V=125.05kN,故各截面應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。t0A計(jì)算所需腹筋：采用8雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。由V=0.7/bh+1.25/cst0yvAsvsh，可得到箍筋間距1.25fAhyvsv0V-0.7fbhBlt0=178.68mm1.25x210x100.

17、6x490166.74x103-0.7x1.1x250x490調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%或間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，s=0.8X178.68=142.95mm，最后取箍筋間距s=150mm。為方便施工,沿梁長(zhǎng)不變。驗(yàn)算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為：0.3:二0.3x丄丄=0.16%，實(shí)際配箍率f210yvP=AV=100.6=0.27%>0.20%,滿足要求。svbs250x1505、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)。(1)荷載設(shè)計(jì)值為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來(lái)恒荷載13.8X7.2=95.22kN主梁自重(含粉刷)(0

18、.70.08)X0.3X2.3X25+2(0.70.08)X0.02X2.3X20X1.2=14.20kN恒荷載G=95.22+14.20=109.42kN,取G=110kN活荷載Q=27.37X7.2=188.85kN,取Q=189kN(2) 計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm；中間支承愛(ài)350mmX350mm的混凝土柱上。其計(jì)算跨度邊跨：l=6900175120=6605mm,因0.025l=165.125mm<a/2=185mm,取l=1.025l+bnn01n/2=1.025X6605+350/2=6945.125mm，近似取l=6950mm。0中跨

19、：l=6900mm0主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5。GGGZGG/X/fQ-2匕二乜-1695U1690C"69501圖5主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖因跨度相差x100%=0.7%，不超過(guò)10%,故可利用附表6計(jì)算內(nèi)力。6900（3）內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖1）彎矩設(shè)計(jì)值彎矩M=kGl+kQl式中k、k系數(shù)由附表6-2計(jì)算內(nèi)力。102012M=0.244X110X6.95+0.289X189X6.951,max=186.54+379.62=566.16kNmM=-0.267X110X6.95-0.311X189X6.95B,max=-204.12-408.51=612.63kNmM=0.067X110X6.9+0.

20、200X189X6.92,max=50.85+260.82=311.67kNm2）剪力設(shè)計(jì)值剪力VkG+kQ式中系數(shù)k、k由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得。3434V =0.733X110+0.866X189=80.63+163.67=244.30kNA,maxV =-1.267X110-1.311X189=-139.37-247.78=-387.15kNBl,maxV =1.0X110+1.222X189=110+230.96=340.96kNBr,max3）彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：第1、3跨有活荷載，第2跨沒(méi)有活荷載圖6主梁活載圖1由附表6知，支座B或C的彎矩值為：M=M=-0.267X110

21、X6.95-0.133X189X6.95=-378.82kNmBC在第1跨內(nèi)以支座彎矩MA=O,M=-378.82kNm的連線為基線，作G=110kN,Q=189kNB的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1M1378.82(G+Q)1+b=(110+189)x6.95-=566.41kNm(與前面計(jì)算的30333M=566.16kNm相近)1,max1212x378.82(G+Q)1+尹=3(110+189)x6.95-3=440.14kNm在第2跨內(nèi)以支座彎矩M=-378.82kNm,M=-378.82kNm的連線為基線，作BCG=110kN，Q=0kN的簡(jiǎn)

22、支梁彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值為：-G1+=-x110x6.9-378.82=-125.82kNm。30B3©第1、2跨內(nèi)有活荷載，第3跨沒(méi)有活荷載圖7主梁活載圖2第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩MA=0,M=-612.63kNm的連線為基線，作BG=110kN,Q=189kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1(G+Q"o+Mb=1(110+189)X6.95-篤63=488.47kNm3(G+a”。+2MMb=j(110+189)x6.95-2X竽63=284.26kNm在第2跨內(nèi)：M=-0.267X110X6.95-0.089X

23、189X6.95=-321.03kNm。以支座彎C矩M=-612.63kNm,M=-321.03kNm的連線為基線，作G=110kN,Q=189kN的簡(jiǎn)支BC梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1(G+Q)l+M+2(M-M)30C3BC=1(110+189)x6.9-321.03+1(-612.63+321.03)=172.27kNm1(G+Q)l+M+(M-M)30C3BC=3(110+189x6.9-321.03+1(-612.63+321.03)=269.47kNm第2跨有活荷載，第1、3跨沒(méi)有活荷載圖8主梁活載圖3IM=M=-0.267X110X6.95-

24、0.133X189X6.95=-378.82kNmBC第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩1(G+Q)l+M=(110+189)x6.9-378.82=308.88kNm(與前面計(jì)算的30B3M=311.67kNm相近)2,max第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為1Gl+1M=1x110x6.95-1x378.82=128.56kNm303B331212Gl+M=-x110x6.95-_x378.82=2.29kNm303B33彎矩包絡(luò)圖如圖9(a)所示。剪力包絡(luò)圖： 第1跨V =244.30kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為244.30-110-189=-54.7kN；過(guò)第2個(gè)集中荷載A,ma

25、x后為-54.7-110-189=-353.7kN。V =-387.15kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-387.15+110+189=-88.15kN過(guò)第2個(gè)集中荷載Bl,max后為-88.15+110+189=210.85kN。 第2跨V =340.96kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為340.96110=230.96kN。Br,max當(dāng)活荷載僅作用在第2跨時(shí)V =1.0X110+1.0X189=299kN；Br過(guò)第1個(gè)集中荷載后為299110189=0。剪力包絡(luò)圖如圖9(b)所示。()(圖9主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖（）彎矩包絡(luò)圖（I,）剪力包絡(luò)圖（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因h/h

26、=80/665=0.12>0.1,翼緣計(jì)算寬度按f0l-3=6.9/3=2.3m和b+s=300+6900-350=6730mm,即6.73m,取較小值b=2.3m。0nfbB支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值M=M-V=-612.63+299X0.35/2=-560.31kNm?？v向BBmax02受力鋼筋除1跨和B支座截面為兩排外，其余均為一排。跨內(nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。主梁正截面承載力計(jì)算截面1B2彎矩設(shè)計(jì)值(kNm)566.16-612.63311.67-125.82a=M/a/bh20.0580.5360.0320.0991+昭'!-2ayis20.9700.6340.9840.948A=M/Y/hssy0292575112.715877665.3選配鋼筋(mm2)主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。2)斜截面受剪承載力驗(yàn)算截面尺寸：h=h-h=630-80=55