混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)

1、河南工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：邢海洋學(xué)院：土木工程專業(yè)班級(jí)：土木1342專業(yè)課程：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理指導(dǎo)教師：陳慶豐2015年12月25日某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料（一）樓蓋梁格布置樓蓋梁格布置如圖1所示（樓梯間在此平面外），主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。m*=-©-單k=_:_=1=1品1匕i±:=-11*4-T*Tcb&9Q5db圖1樓蓋梁格布置平面圖（二）樓面做法25mm水泥砂漿面層（20kN/m3）,鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，25mm混合砂漿抹底。（三）樓面荷載均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6kN/m2（

2、四）材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25;梁鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，板鋼筋采用HPB300級(jí)鋼筋、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）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6.3m,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6.6/32.1m,102/l0i6.3/2.13,因此按單向板設(shè)計(jì)。按高跨比條件，對(duì)于兩端連續(xù)的單向板，當(dāng)h12100/30=70mm時(shí)，滿足剛度要求，對(duì)于工業(yè)建筑的樓板，要求h70mm,取板厚h80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=1o/181o/126300/186300/12350525mm,11取h=500mm。截面范度b=-hh,取b=200mm。3 2主梁的

3、截面高度應(yīng)滿足h10/1510/106300/15-6300/10420630mm取h600mm,b300mm。樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖5-1所示。KL3(5>EQOSOO*SCO三國(guó)0冏0rm火口0KLJLiJ刖口處WJLM5>2UQ4叩B££星辿我L/LE5定箕四。1_或加舔ixSWF*oJi-T，f<3）©電靳工百有泉王；,；co口551為舒T=匚人匚匚司巨£g3AJEEM1工nocr32T3iOOMA.£Ux切ULl；5)90Cv500y!O0Rcns圖5-1結(jié)構(gòu)平面布置圖（二）板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 .荷載計(jì)算板的永久荷載標(biāo)

4、準(zhǔn)值25mm厚水泥砂漿面層：0.025X20=0.50kN/m280mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板：0.08X25=2.00kN/m225mm混合砂漿：50.02517=0.43kN/m小計(jì)：0.50+2.00+0.43=2.93kN/m2板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：6kN/m2永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2,所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3。于是板的永久荷載設(shè)計(jì)值:g2.931.2=3.52kN/m2可變荷載設(shè)計(jì)值：q61.37.8kN/m2荷載設(shè)計(jì)總值:g+q=11.32kN/m2,近似取為g+q=12.0kN/m22 .計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。次梁截面為200mmX

5、500mm,板的計(jì)算跨度：邊跨：l01ln210020022000mm中間跨：l02ln21002001900mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)梁板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元,圖5-2板的計(jì)算簡(jiǎn)圖3 .彎矩設(shè)計(jì)值不考慮板拱作用截面彎矩的折減，用塑性內(nèi)力重分布理論計(jì)算，查表可得系數(shù)分別為：邊支座-1/16;邊跨中，1/14;離端支座，-1/11;邊跨中，1/16;中間支座，-1/14。故MA(gq)l(21/1612.02.02/163.00kN?m2_2_M1(gq)l01/1412.02.0/143.43kN?mMb(gq)l01/1112.02.02/114.36kN?mMc(gq)

6、l02/1412.01.92/143.10kN?mM2M3(gq)l02/1612.01.92/162.71kN?m4 .正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別為一類，C25混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm。假定縱向鋼筋直徑d為10mm,板厚80mm,則截面的有效高度h0hcd/2=60mm;板寬bOOOmm。C25混凝土，1=1.0,fc11.9N/mm2;HPB300鋼筋fy270N/mm2。板配筋計(jì)算的過(guò)程列于表1。表1板的配筋計(jì)算截回A1B2C彎矩設(shè)計(jì)值(kN?m)-3.003.43-4.362.71-3.10Ms1口用3.001063.431064.361062.711063.10106

7、1.011.91000602=0.0701.011.91000602=0.0801.011.91000602=0.1021.011.91000602=0.0631.011.91000602=0.0721-J-2s0.073<0.350.0830.108<0.350.0650.075<0.35計(jì)算配筋（mm2）Asbho1fc/fy193.0219.5285.6171.9198.32實(shí)際配筋(mm)6/8200As1968200As2518/10200As3226/8200As1966/8200As196計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；As/b

8、h=196/(100080)=0.25%,止匕值大于0.45f"fy=0.451.27/270=0.21%,同時(shí)大于0.2%滿足最小配筋要求。(三)次梁的設(shè)計(jì)1 .荷載計(jì)算由板傳來(lái)的永久荷載：3.522.17.39kN/m次梁自重：0.2(0.5-0.08)251.2=2.52kN/m次梁粉刷重：0.025(0.50.08)2171.2=0.34kN/m小計(jì)：g=10.25kN/m可變荷載設(shè)計(jì)值：q=7.82.1=16.38kN/m荷載總設(shè)計(jì)值：q+g=26.63kN/m2 .計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí)，主梁截面300mmX600mm。其計(jì)算跨度：邊跨：1oi=ln=6300-1

9、00-300/2=6050mm中間跨：l02ln6300-300=6000mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5-3q+g=2J.2GKN/mIIIIIIIIIII口口IIIIIIIIIII口口/AT/B2Z3內(nèi)217A|-5150贅E匚口二_|-£iicoJ三匚Cl匚Elisn.,.圖5-3次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3 .內(nèi)力計(jì)算由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計(jì)值：Ma(gq)l01/2426.636.052/2440.61kN?m2_2_M1(gq)l01/1426.636.05/1469.62kN?mMb(gq)l01/1126.63

10、6.052/1188.61N?mM2M3(gq)l02/1626.636.02/1659.92kN?mMc(gq)l02/1426.636.02/1468.48kN?m剪力設(shè)計(jì)值：VA0.50(gq)ln10.5026.636.0580.56kNVBl0.55(gq)ln10.5526.636.0588.61kNVbrVc0.55(gq)50.5526.636.087.88kN4 .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)算時(shí)，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取bfl/36300/32100mm、bfb際20019002100mm,b12bf1160mm三者的較小者，故取bf1160mm

11、。環(huán)境類別為一類，C25混凝土，梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm。設(shè)箍筋直徑10mm,縱向鋼筋直徑20mm,則一排縱向鋼筋h0500201020/2460mm,C25混凝土i1.0,c1,fc11.9N/mm2,ft1.27N/mm2;縱向鋼筋采用HRB400鋼，fy360N/mm2,fyv360N/mm2。正截面承載力計(jì)算過(guò)程列于表2中。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。表2次梁正截面受彎承載力計(jì)算截回a1B2C彎矩設(shè)計(jì)值(kN?m)-40.6169.62-88.6159.92-68.48.2SM/(1fcbh0)或sM/(1fcbfh；)40.6110669.6210688,6110659

12、,9210666,481061.011.92004602=0.0811.011.911604602=0.0241.011.92004602=0.1761.011.911604602=0.0211.011.92004602=0.1361J12s0.085<0.350.0240.1950.0210.147Asbh°iffy或_一'一一一一Asbfh01fc/fy258.5423.3593.0370.4447.02選配鋼筋(mm)2堂14As3083曲14A4614曲14As6152處16As4023曲14As461計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的

13、原則;As/(bh)308/(200500)0.31%,此值大于0.45ft/fy=0.45X1.27/360=0.16%,同時(shí)大于0.2%滿足最小配筋率的要求。(2)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)算和最小配箍率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸：hwh0hf46080380mm,g|hw/b380/2001.94,截面尺寸按下式驗(yàn)算：滿足要求(3)計(jì)算所需腹筋:采用建6雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。由VcsAsvr0.7ftbh0fyv=h0,可sfyvAsv、sVbi0.7ftbh0得到箍筋間距36056.646031374mm88.611030.71.27200460調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)

14、加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20麻箍筋間距減小20%現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，截面高度在300500mm的梁，最大箍筋間距200mm最后取箍筋間距s=200mm0為方便施工沿梁長(zhǎng)不變。(4)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：0.3ft/fyv0.31.27/3600.11%,實(shí)際配箍率svAsv/(bs)56.6/(200200)0.14%0.11%,滿足要求。(四)主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)。5 .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。10.256.364.58kN次梁傳來(lái)的永久荷載：主梁自重(含粉刷)：(0.600.08)0.32.1252(0.600.08)0.0

15、252.1171.210.72kN永久荷載設(shè)計(jì)值：G64.5810.7275.30kN可變荷載設(shè)計(jì)值：Q16.386.3103.19kN6 .計(jì)算簡(jiǎn)圖因主梁的線剛度與柱剛度之比大于5,豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù)梁計(jì)I06300mm0主梁算，按彈性理論設(shè)計(jì)，計(jì)算跨度取支承中心線之間的距離,的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5-4。11CZ3L3acjoL31口J金meoI圖5-4主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖7 .內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖(1)彎矩設(shè)計(jì)值由MkiGlokzQl。得M1max0.24475.306.300.289103.196.30303.63KN?mi,maxMB,max0.26775.306.300.311103.1

16、96.30328.84KN?mM2,max0.06775.306.300.200103.196.30161.80KN?m(2)剪力設(shè)計(jì)值由Vk3Gk4Q得VAmax0.73375.300.866103.19144.56kNA,maxVbi,max1.26775.301.311103.19230.69kNVBr,max1.075.301.222103.19201.40kN(3)彎矩包絡(luò)圖第1、3跨有可變荷載，第2跨沒(méi)有可變荷載支座B或C的彎矩值為：0.26775.306.30.133103.196.3213.13kN?m在第1跨內(nèi)：以支座彎矩Ma0,Mb213.13kN?m的連線為基線，作G75

17、.30kN,Q103.19kN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：1M1213.13(GQ)l0B(75.30103.19)6.3303.79kN?m1-(GQ)1o32Mb3333312213.13(75.30103.19)6.3232.74kN?m33在第2跨內(nèi)：以支座彎矩Mb213.13KN?m,Mc213.13kN?m的連線為基線，作G75.30kN,Q0的簡(jiǎn)支彎矩圖，得集中作用點(diǎn)處的彎矩值：1-1G1oMb75.306.3213.1355.00kN33第1、2有可變荷載，第3跨沒(méi)有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩Ma0,Mb328.84kN?m

18、的連線為基線，作G75.30kN,Q103.19kN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：132884-(75.30103.19)6.3265.22kN?m331232884-(75.30103.19)6.3155.60kN?m33在第2跨內(nèi)：Mc0.26775.306.30.089103.196.3184.52kN?m。以支座彎矩Mb328.84KN?m,Mc184.52kN?m的連線為基線，作G75.30kN,Q103.19kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，的第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 -八2-(GQ)l0Mc-(MbMc)331,cc“c2=

19、-(75.30103.19)6.3184.52-(328.84184.52)3394.10kN?m1_1-(GQ)l0Me-(MbMc)3311,=-(75,30103.19)6.3184.52-(328.84184.52)33=142.20kN?m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒(méi)有可變荷載MBMe0.26775.306.30,133103.196,3213.13kN?mbe第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩為：1_1C-(GQ)l0Mb-(75.30103.19)6.3213.13161.70KN?m33第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)的彎矩分別為：11121313-GI0-Mb-75.306.387.

20、09kN?m33331212八-Gl0-Mb-75.306.3-213.1316.04kN?m3333彎矩包絡(luò)圖如圖5-5所示圖5-5彎矩包絡(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，因跨內(nèi)設(shè)有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計(jì)算寬度按1/36.3/32.1m和bSn5.7m中較小值確定，取bf2.1m。主梁混凝土保護(hù)層厚度的要求以及跨內(nèi)截面有效高度的計(jì)算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計(jì)算方法有所不同。板混凝土保護(hù)層厚度15mm、板上部縱筋10mm、次梁上部縱筋直徑14mmo假定主梁上部縱筋直徑25mm,鋼筋為，ho600-15-10-1

21、4-25/2548.5mm，取550mm?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值MBMBmax-V0b/2-328.84178.490.40/2-293.14KN?m。正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程列于表3。表3主梁正截面承載力計(jì)算截回1B2彎矩設(shè)計(jì)值（kN?m）303.63-293.14161.80-55.00sM/(1fcbh2)成'2、sM/(1fcbfh。)303.63106293.14106161.80106551061.011.921005502=0.0401.011.93005502=0.2711.011.921005502=0.0211.011.93005

22、502=0.051s(151-2s)/20.9800.8380.9890.974AsM/(sfyh。)1564.81766.7826.3285.2,一一2選配鋼筋（mm）4韭20+1曲25A17474.25As18533堂20As9422堂20As628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：一一'_一一，、一一，、，、hwh0-hf550-80470mm，因hw/b470/3001.574,截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25cfcbh00.25111.9300550490.88103NVmax230.69kN截面尺寸滿足要求(3)計(jì)算所需腹筋:采用曲1

23、0200雙肢箍筋,.Asv157Vcs0.7ftbh0fyvsvh00.71,27300550360550ys200302.12kNVmax,不需要配置彎起鋼筋。驗(yàn)算最小配箍率：A一157f,sv50.26%0.24,0.09%,滿足要求。bs300200fyv(4)次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計(jì)算：次梁傳來(lái)的集中力Fi64.58103.19167.77kN,h1600-500100mm,附加箍筋布置范圍s2h13b21003200800mm。取附加箍筋他10200雙肢，則在長(zhǎng)度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m800/20015排,次梁兩側(cè)各布置三排。由式m?nfyvAsv15236078.5282.6

24、103NF1,滿足要求。因主梁腹板高度大于450mm,需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%且間距不大于200mm0現(xiàn)每側(cè)配置2曲14,308/(300550)0.19%0.1%,滿足要求。三、繪制施工圖(一)施工說(shuō)明1 .本工程設(shè)計(jì)使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，環(huán)境類別為一類。2 .采用下列規(guī)范：(1)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-1010;(2)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012。23 .荷載取值：樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.0kN/m04 .混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25;梁內(nèi)鋼筋采用HRB400級(jí)，用曲表示；板內(nèi)鋼筋采用HPB300級(jí)，用表示。5

25、.板縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度15mm;梁最外層鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度20mm。（二）結(jié)構(gòu)平面布置圖樓板的平面布置圖見圖5-1,圖中柱、主梁、次梁、板的代號(hào)分別用“Z”，KL”、占和B”表示，主、次梁的跨數(shù)寫在括號(hào)內(nèi)。（三）板配筋圖板配筋圖采用分離式，板面鋼筋從支座邊伸出長(zhǎng)度aln/41900/4475mm。板配筋圖見附圖（四）次梁配筋圖次梁支座截面上部鋼筋的第一批截?cái)帱c(diǎn)要求離支座邊ln/520d=6000/5+20X18=1560mm現(xiàn)取1600mm；切斷面積要求小于總面積的二分之一，B支座切斷1曲14,154/6150.250.5,C支座切斷1起14,154/4610.330.5,均滿足要

26、求，B支座第二批切斷1堂14,離支座邊1n/3=6000/3=2000mm;剩余2虻I14兼做架立筋。端支座上部鋼筋伸入主梁長(zhǎng)度la（0.14360/1.27）d556mm。下部縱向鋼筋在中間支座的錨固長(zhǎng)度las12d168mm0次梁配筋見附圖（五）主梁配筋圖主梁縱向鋼筋的彎起和切斷需按彎矩包絡(luò)圖確定。底部縱向鋼筋全部伸入支座，不配置彎起鋼筋，所以僅需確定B支座上部鋼筋的切斷點(diǎn)。截取負(fù)彎矩的彎矩包絡(luò)圖如圖5-5。將B支座的、號(hào)筋按鋼筋面積比確定各自的抵抗彎矩，號(hào)筋(2韭25,As=982)抵抗彎矩為293.14982/1766.7162.9kN?m。剛進(jìn)的充分利用點(diǎn)和不需要點(diǎn)的位置可按幾何關(guān)系求得，見圖5-6。擬截?cái)嗵?hào)筋(2曲25),因截?cái)帱c(diǎn)位于受拉區(qū)，離該鋼筋充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)