單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計_算例

1、課程設(shè)計課程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計設(shè)計題目：整體式混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計班級：20130211學號：20130211*姓名：指導教師：完成時間：計算說明書A 優(yōu)秀B 良好C 中等D 及格E 不及格正確性A 優(yōu)秀B 良好C 中等D 及格E 不及格施工圖A 優(yōu)秀B 良好C 中等D 及格E 不及格答辯A 優(yōu)秀B 良好C 中等D 及格E 不及格綜合成績A 優(yōu)秀B 良好C 中等D 及格E 不及格工程大學教務(wù)處制下載可編輯目錄1. 設(shè)計資料 .32. 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定43. 板的設(shè)計 .53. 次梁的設(shè)計 .84. 主梁的設(shè)計 .145參考文獻 .21.專業(yè) .整理 .下載可編輯整體式單向板

2、肋梁樓蓋設(shè)計1. 設(shè)計資料（1）設(shè)計任務(wù)某多層工業(yè)廠房，擬采用鋼筋混凝土整體式單向板肋形樓蓋，標準層建筑平面圖如圖 2所示。1）采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。2）進行板、次梁和主梁的承載力計算。要求板、次梁的力按塑性力重分布方法計算 ; 主梁力按彈性理論計算，主梁支座負彎矩考慮調(diào)幅，調(diào)幅值 15%。3）繪制結(jié)構(gòu)施工圖：板平面配筋圖、板剖面配筋圖；次梁及主梁配筋圖。(2) 樓面做法：廠房樓蓋四周支承在磚砌體墻上；樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面33（容重為 20kN/m），板底及梁用 20mm厚混合砂漿粉底（容重為17kN/m）。圖 1 樓面做法（3）選用材料：鋼筋除主梁和次梁的主筋采用HR

3、B335級鋼筋 fyf y'300N / mm2外 ， 其 余 均 為HPB300 級 鋼 筋f yf y'270N / mm2 。 混 凝 土 強 度 等 級 為C30 fc14.3N / mm2 , ft1.43N / mm2 。圖 2 建筑平面圖布置.專業(yè) .整理 .下載可編輯（4）樓面均布可變荷載標準值為6.5kN/m；建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別為級，重要性系數(shù)01.0。2. 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定樓蓋尺寸為（ 21.6 ×30）m，如果梁下不設(shè)鋼筋砼柱，主梁跨度21.6 米，截面尺寸太大，因此在設(shè)計中主梁下設(shè)置柱子，擬定尺寸（400×400）mm，主

4、梁橫向布置，次梁沿縱向布置，整體現(xiàn)澆肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如附圖3 所示。梁、板支承長度為：板120 mm，次梁 240 mm，主梁 360 mm。按板周邊支撐條件，將板區(qū)分為中間區(qū)格板（4) 、邊區(qū) 格板 ( B、 C) 和角區(qū)格板 ( D) 。梁、板尺寸確定如下。（1）確定主梁的跨度為 7.2m，次梁的跨度為 6m，主梁每跨布置兩根次梁，板的跨度為 2.4m，這樣主梁的彎矩圖較為平緩。（2）估計梁、板尺寸：1）按高跨比條件，要求板的厚度hL/30 2400/30 80mm，對工業(yè)建筑的樓板，要求 h80mm，所以取板厚取h=80mm。2）次梁截面尺寸：高度應滿足 h=L/18 L/12=

5、（1/18 1/12 ）x6000=333429.7mm，取 h=400mm，截面寬 b=(l/2 l/3)h，取 b=200mm。3）主梁截面尺寸高度應滿足 h=L/14 L/8 （1/12 1/8 ）x7200=600 900mm，取 h=700mm，截面寬度取為 b=300mm。圖 3 結(jié)構(gòu)平面布置圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯3. 板的設(shè)計本設(shè)計中，板區(qū)格長邊與短邊之比5.1/2.4=2.125>2.0 但<3.0 ，按規(guī)要求，宜按雙向板計算，當按沿短邊方向受力的單向板計算時，應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。本例題按單向板計算，并采取必要的構(gòu)造措施。（1）荷載恒荷載標準

6、值：20mm水泥砂漿面層：0.02 ×20 0.40 kN / m280mm鋼筋混凝土板：0.08 ×25 2.00 kN / m215mm板底石灰砂漿：0.015×170.26 kN / m2恒荷載標準值gk 2.66 kN / m2板的可變荷載標準值：qk 6.50 kN / m2考慮恒荷載分項系數(shù)為1.2 ，因樓面活荷載標準值大于4.0 kN / m2 ，所以活荷載分項系數(shù)取 1.3 ，則板上的荷載設(shè)計值荷載設(shè)計值應取下列兩種情況的較大者。1) 當恒載起控制作用時，恒載分項系數(shù)為1. 35 ，活載組合系數(shù)為 0. 7 ，qg 1.35 2.66 1.3 0.

7、76.5 9.51kN / m22) 當活載起控制作用時，恒載分項系數(shù)為1. 20 ，活載組合系數(shù)1. 0 ，qk1.202.661.306.511.64kN / m2因此，荷載設(shè)計值取 q max qk , qg 11.64kN / m2 （2）計算簡圖次梁截面為 200mm 400mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于 100mm，取板在墻上的支承長度為 120mm。按塑性力重分布設(shè)計，板的計算跨度為：邊 跨 ： l 01ln1/ 2h2400 100 120 80/ 2 2220mm， 取 l01 2220 mmln1/ 2a 2400 100 120 120/ 22240mm( a 120

8、mm )中跨： l02 24002002200 mm板為多跨連續(xù)板，對于跨數(shù)超過五跨的等截面連續(xù)板，其各跨受荷相同，且跨差不超過 10%時，均可按五跨等跨度連續(xù)板計算。計算簡圖如下圖：.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 4 板的幾何尺寸和計算簡圖（3）彎矩計算值根據(jù)端支座支撐情況，按表1 確定各控制截面的彎矩系數(shù)，計算各控制截面的彎矩設(shè)計值。計算邊跨跨中彎矩時，l0 取本跨跨度；計算離端第二支座負彎矩時，l0 取相鄰兩跨跨度的較大值。中間區(qū)格板(4) 考慮拱作用，除邊跨跨中和離端第二支座外，相應的彎矩設(shè)計值均降低20% ( 括號數(shù)）。1B2/3C截面位置邊跨跨中離端第二中間跨跨中中間支座支座彎矩系

9、數(shù)M1/11-1/111/161/16-1/14-1/14計算跨度 l 0(mm)l 01=2220l 01=2200l02=2200l 02=2200l 03=2200l 03=2200MM ( gq) l211.64 ×2 -11.64 ×211.64 ×20.8x11.64-11.64 ×2.-0.80.222/11=2.22/16=3.×2.22/162x13.69 ×2.22(kN.m).2 /11=-5.2 /14=-4.5.220121519=2.816/14=-3.220表 1 板的彎矩設(shè)計值的計算（4）正截面受彎承載

10、力計算板厚 80mm，板截面的有效高度ho =80-20=60mm；板寬 b=1000mm。C30混凝土， =1.0 ，fc 14.3N / mm2 , ft1.43N / mm2 ； HPB300級鋼筋， f yf y'270kN / mm2 。板配筋計算的過程于下表 2。表 2樓面板的配筋計算截面邊跨中第一支座中間跨中中間支座在平面的位置 軸線軸線軸線軸線軸線軸線軸線M（ kN m ）5.220-5.1213.5192.816-4.-3.220M0.10140.09950.06840.05470.07810.0626s1 f cbh02.專業(yè) .整理 .下載可編輯1 1 2 s0.

11、10710.10500.07090.05620.08140.0647AS1 f cb h0341334226179259206f y8140814082008250?選配鋼筋81808200實際配筋359359251200279250As0.6%0.6%0.42%0.33%0.47%0.42%bh0是否滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求計算結(jié)果表明，支座截面的0.35 ，板如果要求滿足0.1規(guī)定，將導致用鋼量比按彈性方法計算還多，不合理，因此不考慮此項要求，認為該調(diào)幅符合塑性力重分布的原則；配筋率檢驗：最小配筋率：minmin(0.45 ft / f y ,0.2)%0.

12、2%對于 HPB300：b0.576滿足最小配筋率。（5）繪制施工圖板中除配置計算鋼筋外，還應配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻的板的附加鋼筋。板的配筋圖詳見附圖 5。.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 5 板的配筋圖（分離式）3. 次梁的設(shè)計主梁的梁高 h=700mm，梁寬 b=300mm，次梁的截面幾何尺寸與支承情況見圖6。圖 6 次梁的幾何尺寸和計算簡圖（1）荷載恒荷載由板傳來：2.66×2.4=6. 39 kN / m.專業(yè) .整理 .下載可編輯次梁自重：25×0.20 ×(0.4 0-0.08)=1.60kN / m梁側(cè)抹灰：0.015x17×(0.4

13、 0-0.08 ）× 2=0. 16 kN / mgk =8.15 kN / m樓面使用活荷載qk =6.5 ×2.4=1 5.60 kN / m荷載設(shè)計值次梁自重較小，因此荷載效應由活載控制，故取恒載分項系數(shù)1.20 ，活載分項系數(shù) 1. 3 ， 活載組合系數(shù)1.0 。荷載設(shè)計值為：q1.2gk1.3qk1.28.151.3 15.601.2gk1.3qk30.06kN / m（2）計算簡圖次梁截面尺寸為200x450mm，主梁截面尺寸為300x700mm，按塑性力重分布方法計算次梁力。計算跨度：邊跨： l01ln a26000 240 30022405730mm21.0

14、25l n 1.02556105750 mm，取 l015730mm (a 240mm)中跨： l02ln 6000 300 5700 mm因跨度相差小于 10%，可按等跨連續(xù)梁計算，計算簡圖如上圖 6。（3）力計算：根據(jù)次梁端支座支撐情況，按表 3 取用彎矩系數(shù)。計算邊跨跨中彎矩時，l0 取本跨跨度 ; 計算離端第二支座負彎矩時l 0 取相鄰兩跨跨度的較大值。由 MM ( gq)l 02 可計算出 M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，計算結(jié)果如下表：表 3 次梁的彎矩設(shè)計值截面位置1B2CM1/11-1/111/16-1/14計算跨度 l057305730570057001 163

15、5.53221 1135.38 5.7321 11 35.535.724.7501 / 14 35.53 4.750MM (gq)l 02105.603105.60371.84482.107.專業(yè) .整理 .下載可編輯(kN / m)由 VV ( gq)l n 可計算出 VA 、 VBL 、 VBR 、 Vc ，計算結(jié)果如下表 4：表 4次梁的剪力設(shè)計值（4）截面承載力計算：次梁彎矩及正截面承載力計算結(jié)果見表5， 其中計算參數(shù)取 : b =200mm，h0=450-35=415mm； C30 級混凝土 ， fc14.3MPa；縱筋采用 HRB335級鋼筋，f y300MPa ; 箍筋采 用 H

16、PB300 級鋼筋， f y270MPa 。表 5 中，支座截面按矩形截面計算，跨中截面按T 形截面計算。 T 形截面的翼緣計算寬度：截面位置ABLBRC對 邊跨中V0.450.600.550.55按凈跨度 l n5610561057005700梁跨考慮：'l05730V (gq)l nbfV331910mm0.4535.385.610.6035.385.610.5535.385.70.5535.385.789.317119.089110.916110.916(kN )按凈距 Sn 考慮b 'fb sn20022002400 mm按翼緣高度 h f' 考慮h0 =450

17、-35=415h f'= 80 =0.19>0.1 ，故翼緣不受限制，h0415故應取 b'f1910 mm對中間跨中按梁跨考慮：b'fl057001900 mm33按凈距 Sn 考慮bf'bsn20022002400 mm按翼緣高度 h f' 考慮h0 =450-35=415h f'= 80 =0.19>0.1 ，故翼緣不受限制。h0415故應取 b f'1900 mm.專業(yè) .整理 .下載可編輯按表 4 取用剪力系數(shù)，次梁剪力及斜截面承載力計算見表6。按塑性力重分布要求，支座邊至距支座邊1.05 h0 的區(qū)段，應將箍筋計算

18、面積增大20%后配置。表 5 次梁截面受彎承載力計算截面M（ kN m ）b或b'fMs1 f cbh02112 s1 fcbh0ASf y選用鋼筋實配 AS (mm)邊跨中第一支座中間跨中中間支座105.603-105.60371.844-82.107191020019002000.0.2140.0150.1670.0.2440.0150.184858966582726220+118220+122316220+1168821008603830次梁縱筋最小配筋面積As,minmin bh0.2145%x200x450=193mm2 ，表 6 中實配面積均滿足。截面V( kN )0.25

19、 c f cbh0 (kN )0.7 ft bh0 (kN )箍筋肢數(shù)、直徑AsvnAsv1表 6次梁斜截面承載力計算邊支座第一支座（左）第一支座（右）中間支座89.317119.110.916110.916（截面滿足要求）0.7x1.43x200x415=83.<V（按計算配筋）2626262657575757Sf yv Asvh08541481911911.2(V0.7 ft h0b)實配箍筋間距S（ mm）Asvvbs是否滿足要求61506150615061500.19 0.19 0.190.19是是是是彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：.專業(yè) .整理 .下載可編輯0.3 f t0.3

20、x 1.27 t =0.14%f yv270實際配箍率為：vAsv =57=0.19%>0.14%bs200x415滿足要求。（5）施工圖的繪制次梁配筋圖詳見附圖7。.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖筋配梁次7圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯4. 主梁的設(shè)計柱截面 400×400，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多，故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進行計算。主梁端部支承于磚壁柱上，其支承長度 a=370mm。（1）荷載恒荷載由次梁傳來8.68 ×6=52.08 kN主梁重（折算為集中荷載）0.3 ×(0.7 - 0.08) ×2.4

21、×25=11.16 kN梁側(cè)抹灰（折算為集中荷載）2×(0.7 - 0.08) ×2.4 ×0.02 ×17=1.01 kNGk=64.25 kN使用活荷載Qk=19.2 ×6=115.20 kN主梁上恒載較小，荷載效應由活載控制，故活載分項系數(shù)Q 1.3 ，組合系數(shù)c1.0 。 恒載對效應不利時，恒載分項系數(shù)G 1.2 ; 恒載對效應有利時，恒載分項系數(shù) G1.0 。荷載組合設(shè)計值GQ1.2Gk1.3Qk1.2x64.25+1.3x115.2=226.86 kN其中， G=1.2x64.25=77.10kN ， Q1.3Qk =1.

22、3x115.2=149.76 kN（2）計算簡圖主梁計算跨度：邊跨： l011b柱1.025ln1(7200 240 200)7129 mm2400 1.0251 a1 b柱2ln(7200240 200)370/ 2 400/27145mm ，22近似取 l 017130mm。中跨：l0ln1b柱1b柱 7200mm。22因跨度相差不超過10%，可按等跨梁計算，計算跨度均取l 0 7200mm 計算簡圖 8，如下：.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 8 主梁的幾何尺寸和計算簡圖（3）力計算：（ 1) 彎矩設(shè)計值： M k1GL k 2QL其中， k1k 2 可由書中表查取， L 為計算跨度，對于

23、B 支座，計算跨度可取相鄰兩跨的平均值。（2）、剪力設(shè)計值： Vk3Gk4Q ，其中， k3k4 可由書中附表查得。表 7 主梁彎矩計算項次荷載簡圖k / M 1k / M Bk / M 2k / M c彎矩圖示意圖10.2440.2670.0670.267恒載135.44148.21237.188148.21220.2890.1330.1330.133活載311.623143.416143.416143.41630.0450.1330.2000.133活載49.933143.416215.657143.41640.2290.3110.1700.089活載249.922335.348183.3

24、0099.86650.0450.0890.1700.311活載49.93399.866183.300335.348組 合 項+447.067-291.628-106.228-291.628次+85.511-291.628252.845-291.628.專業(yè) .整理 .下載可編輯+382.366-483.56220.488-248.078+85.511-248.078220.488-483.56不同截面的剪力值經(jīng)過計算如表表項次荷載簡圖恒載活載活載活載+8 所示。8 主梁的剪力計算（ k /V A0.73356.5200.866129.6880.689103.1810.08913.328.208

25、36.604159.70143.192kN ）k / VB左1.26797.6801.134169.8321.311196.3390.08913.328-267.512-117.596-294.019-111.008k / VB右1.0077.10001.222183.0010.788118.00777.100226.860260.101195.107繪制活載各種最不利布置工況的力圖，疊加后得到力包絡(luò)圖（圖9) 。.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 9 彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖（ a）剪力包絡(luò)圖；（ b）彎矩包絡(luò)圖（4）截面承載力計算主梁跨中截面按 T 形截面進行計算，其翼緣寬度取三者最小值（以中間

26、跨中為例）按梁跨考慮：'l o'lobf =3=7200/3=2400mm ；邊跨 bf =3=7130/3=2377mm按凈距Sn 考慮b'bn300 5700 6000 mmfs按翼緣高度 h f' 考慮h0 =700-35=665mmh f'=80=0.120>0.1，則翼緣不受限制 .h0665故應取 bf '2400mm考慮彎矩值較大，故應按雙排受力鋼筋設(shè)置，則跨中h0 = h -60=700-60=640mm；判斷各跨中截面屬于哪一類T 形截面，1 b f' h f'f c (h0h f'kN m2) =

27、1.0 × 2400× 80× 14.3 × (590-80/2)=1510.08該值均大于各跨跨中截面彎矩設(shè)計值，故各跨中截面均屬于第一類T 形截面。支座處按矩形截面考慮，由于彎矩值較大，故應按雙排受力鋼筋設(shè)置，則跨中h0 =h -70=700-70=630mm；主梁的正截面承載力及配筋計算見表9，斜截面承載力及配筋計算見表10；.專業(yè) .整理 .下載可編輯表 9 主梁正截面承載力計算截面M（kN·m）bV0( kN m)bM V0 (kN m) 2b(bf ' )sM1 f cb(bf ' )h021 12 sAS1 f cbh0f y選配鋼筋2實配鋼筋面積 （ mm）邊跨跨中中間支座中間跨中447.067-483.56252.845-106.228-226.86x0.4/ 2=45.37-483.19-23772400240024000.0320.0320.0180.0080.0330.0330.0180.008236723571329555220（彎 / 上排）225+2 22（直 /22（直）225+2 22（直225（直）上排）2/ 下排）2+220（彎）20（彎 / 下排）237023701388982Asbh0 （ %）0.1560.