單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)實(shí)例之6

1、水利水電工程專業(yè)（本科）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書題目：鋼筋混凝土整體式單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)學(xué)校：華北水電學(xué)院電大班級：水工031姓名： *指導(dǎo)教師： *時(shí)間：二六年六月目 錄1.設(shè)計(jì)資料32.樓蓋梁格布置及截面尺寸確定43.板的計(jì)算53.1荷載53.2計(jì)算簡圖53.3彎矩設(shè)計(jì)值63.4配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算63.5繪制施工圖74.次梁計(jì)算74.1荷載設(shè)計(jì)值：74.2計(jì)算簡圖74.3彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算84.4 承載力計(jì)算94.5施工圖的繪制105.主梁設(shè)計(jì)105.1荷載設(shè)計(jì)值105.2計(jì)算簡圖105.3彎矩、剪力設(shè)計(jì)值及內(nèi)力包絡(luò)圖繪制115.4主粱承載力計(jì)算145.5繪制施

2、工圖15參考文獻(xiàn)資料16鋼筋混凝土整體式單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)資料一、設(shè)計(jì)任務(wù)某水電站副廠房屬3級水工建筑物，采用鋼筋混凝土整體式單向板肋形樓蓋，結(jié)構(gòu)布置詳見附圖1整體現(xiàn)澆肋形樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖。二、設(shè)計(jì)條件：廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)；樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面（容重為20kN/m3），板底及梁用15mm厚混合砂漿粉底（容重為17kN/m3）；鋼筋除主梁和次梁的主筋采用級鋼筋外，其余均為級鋼筋。按以下數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）樓面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6KN/m2；混凝土強(qiáng)度等級為C20。三、設(shè)計(jì)參數(shù)1、樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=6kN/m2，3級水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別為級，重要性系數(shù)0=1.

3、0。2、樓面做法：樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂漿抹底（=17kN/m3）。3、材料：混凝土強(qiáng)度等級采用C20，主梁和次梁的主筋采用級鋼筋，其余均采用級鋼筋。2.樓蓋梁格布置及截面尺寸確定樓蓋尺寸為（18×25）m，如果粱下不設(shè)鋼筋砼柱，主粱跨度18米，截面尺寸太大，采用鋼結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)較為合理，因此在設(shè)計(jì)中主粱下設(shè)置柱子，擬定尺寸（400×400）mm，整體現(xiàn)澆肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如附圖2所示。1、確定主梁的跨度為6m，次梁的跨度為5m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2m，這樣主粱的彎矩圖較為平緩。2、估計(jì)粱、板尺寸

4、：（1）按高跨比條件，要求板的厚度hL/402000/4050mm，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(yīng)滿足h=L/18L/12277.8416.7mm，取h=400mm，截面寬b=(l/2l/3)h，取b=200mm。（3）主梁截面尺寸高度應(yīng)滿足h=L/15L/10400600mm,取h=600mm，截面寬度取為b=250mm。3.板的計(jì)算考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)11-1要求單向板的邊長比滿足L2/L13,本次設(shè)計(jì)板的邊長比為2.5,但考慮以往工程經(jīng)驗(yàn)，仍然采用考慮內(nèi)力重分布方法的連續(xù)單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.1荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm水泥砂漿面層

5、：0.02×20 0.4kn/m280mm鋼筋砼板： 0.08×25 2 kn/m215mm板底石灰砂漿：0.015×170.255 kn/m2小計(jì) 2.655 kn/m2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 6 kn/m2考慮恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,因樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0Kn/m2,所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3,則板上的恒荷載設(shè)計(jì)值：g2.655×1.2=3.186 kn/m2活荷載設(shè)計(jì)值：q6×1.3=7.8 kn/m2荷載總設(shè)計(jì)值：gq10.986kn/m2，取gq11 kn/m23.2計(jì)算簡圖次梁截面（200×400）mm，次梁截面為b=200

6、mm，現(xiàn)澆板在墻上支撐寬度120mm，板的長度見附圖3。板的計(jì)算跨度為：1、邊跨l01ln+h/2=2120-100-120+80/2=1940mm邊跨的計(jì)算跨度?。簂011940mm2、中跨l02=ln=2000-200=1800mm跨度相差(1940-1800)/1800=7.8%小于10%，按照等跨連續(xù)板計(jì)算，取1m板寬作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖見附圖4。3.3彎矩設(shè)計(jì)值查混凝土結(jié)構(gòu)（上）（中國建筑工業(yè)出版社1994）表11-4,板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，1/11；中跨中，1/16；中間支座，1/14。故 M1=Mb（gq）L012/11=3.7636Kn.m3.8

7、 Kn.mMc=-（gq）L022M2=M3=（gq）L022板的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算過程見表：板的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù)M1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=1.94l01=1.94l02=1.8l02=1.8M=M(g+q)l02(kN.m)11×1.942/113.8-11×1.942/11-3.811×1.82/162.23-11×1.82/14-2.553.4配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算板厚80mm，h0=80-20=60mm,b=1000mm,C20砼，fcm=10N

8、/mm2, 級鋼筋fy=210 N/mm2。對軸線間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi)2、3截面和支座C截面的彎矩設(shè)計(jì)值可折減20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減20%。板配筋計(jì)算過程見板的配筋計(jì)算板的配筋計(jì)算3.5繪制施工圖板中除配置計(jì)算鋼筋外，還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋。板的配筋圖詳見附圖。4.次梁計(jì)算按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)4.1荷載設(shè)計(jì)值：按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，根據(jù)廠房的實(shí)際情況，樓蓋的次粱和主粱的活荷載一律不考慮粱從屬面積的荷載折減。恒荷載設(shè)計(jì)值： 板傳來的恒荷載： 3.186×26.372kN/m次梁自重： 0.2×(0.4-0.08)

9、5;25×1.21.92kN/m次梁粉刷： 0.2×0.015×(0.4-0.08)×17×1.20.19584kN/m小計(jì) g8.48784 kN/m 活荷載設(shè)計(jì)值：q=7.8×215.6 kN/m 荷載總設(shè)計(jì)值：q+g24.08784 kN/m，取24.1 kN/m4.2計(jì)算簡圖由次梁實(shí)際結(jié)構(gòu)圖可知，次梁在墻上的支承長度為a=240mm，主梁寬度為b=（250×600)mm，次粱的跨長見附圖5。取計(jì)算長度為：l01ln+h/2=(5120-120-250/2)+240/2=4995mm又1.025ln=1.025

10、5;4875=4996mm>4995mm,邊跨的計(jì)算跨度?。簂014995mm；中跨?。簂01=ln=5000-250=4750mm；計(jì)算簡圖所示。4.3彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算因邊跨和中間跨的計(jì)算跨度相差(4995-4750)/4750=5.2%小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 查混凝土結(jié)構(gòu)（上）（中國建筑工業(yè)出版社1994）表11-1,次粱的彎矩系數(shù),分別為：邊跨中，1/11，0.45；離端第二支座，1/11,0.6；中跨中，1/16,0.55；中間支座，1/14,0.55。故彎矩設(shè)計(jì)值： M1=Mb（gq）L012/1154.7 Kn.mMc=-（gq）L022M2=M3=（g

11、q）L022/1634Kn.m剪力設(shè)計(jì)值：VA0.45(gq)Ln1=54.2KnVBl0.6(gq)Ln1=72.2KnVBr0.55(gq)Ln2=63KnVc0.55(gq)Ln2=63Kn次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù)M1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=4.995l01=4.995l02=4.75l02=4.75M=M(g+q)l02(kN.m)24.1×4.9952/1154.7-24.1×4.9952/11-54.724.1×4.752/1634.0-24.1×

12、4.752/14-38.8次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置A邊支座 B(左) 離端第二支座B(右) 離端第二支座C中間支座剪力系數(shù)0.450.60.550.55凈跨度lnln1=4.995ln1=4.995ln2=4.75ln2=4.75V=V(g+q)ln(kN)0.45×24.1×4.99554.20.6×24.1×4.99572.20.55×24.1×4.75630.45×24.1×4.75634.4 承載力計(jì)算一、正截面受彎承載力計(jì)算跨內(nèi)按T型粱計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度bf=L/3=5000/3=1667mm，又b

13、f=b+Sn=200+2000-200=2000mm>1667mm，故取bf1667mm。除支座B截面縱向受拉，鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置成一排。故取bf=1667mm，C20砼，fcm=11N/mm2, ft=1.1N/mm2,縱向鋼筋采用級鋼筋fy=310N/mm2，箍筋采用級鋼筋fy=210 N/mm2，h0400-35365mm, hf=80mm。判別跨中截面屬于哪一類T形截面 fcbf (h0- hf M1支座截面按矩形截面計(jì)算，正截面承載力計(jì)算過程列于表。次梁正截面受彎承載力計(jì)算二、斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)。1、復(fù)核截面尺寸：h

14、w=h0- hf=365-80=285mm，且hw/b285/2001.4254，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25fcbh0=0.25×10×200×365182.50kNVmax=68.8 kN 故截面尺寸面足要求0.7ftbh00.7×1.1×200×36556.21kNVAVB和VC 所以B和C支座均需要按計(jì)算配置箍筋，A支座均只需要按構(gòu)造配置箍筋三、計(jì)算所需箍筋采用雙肢箍筋，計(jì)算B支座左側(cè)截面。Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s，可得箍筋間距S=1.25fyvAsvh0/(VBL-0.7ftbh0)=1.25&

15、#215;210×28.3×2×365/(72.2×103-0.7×1.1×200×365)339mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍將計(jì)算的箍筋面積增加20%，現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，S=0.8339=271mm，為滿足最小配筋率的要求，最后箍筋間距S=150mm。配箍筋率驗(yàn)算：彎矩調(diào)幅時(shí)要求配筋率下限為 0.3ft/fyv0.3×1.1/2101.57×10-3實(shí)際配箍率：sv=Asv/bs=2×28.3/(200×150)1.89×10-31.57×10-3，滿足要

16、求。因各個(gè)支座處的剪力相差不大，為方便施工，沿梁長不變，取雙肢6150。4.5施工圖的繪制次梁配筋圖詳見附圖，其中次梁縱筋錨固長度確定：伸入墻支座時(shí)，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定：l=la=fyd/fy=0.14×310×14/1.1=552mm,取550mm。伸入墻支座時(shí)，梁底面縱筋的錨固長度按確定：L=12d=1214=168mm,取200mm。梁底面縱筋伸入中間支座的長度應(yīng)滿足L>12d=1214=168mm，取200mm?？v筋的截?cái)帱c(diǎn)距支座的距離:L=Ln/5+20d=4755/5+20×16=1271mm，取L=1300mm。5.主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力

17、按彈性理論設(shè)計(jì)5.1荷載設(shè)計(jì)值（為簡化計(jì)算，將主梁長度為2m的自重等效為集中荷載）恒荷載設(shè)計(jì)值：次梁傳來的恒荷載： 8.48784×542.4392kN/m主梁自重： 0.25×(0.6-0.08)×2×25×1.27.8kN/m主梁粉刷：2×0.015×(0.6-0.08)×2×17×1.20.63648kN/m小計(jì) g50.87568 kN/m 設(shè)計(jì)取g=50.9 kN/m活荷載設(shè)計(jì)值：q=15.6×578kN/m 荷載總設(shè)計(jì)值：q+g128.9kN/m5.2計(jì)算簡圖主梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)

18、如圖所示，由圖可知，主梁端部支承在墻內(nèi)的內(nèi)壁柱長370mm寬500mm(墻寬為240mm，墻內(nèi)凸出130mm寬500mm)，支承長度a=370mm,中間支承在400×400mm的砼柱上，起跨度按以下方法確定：邊跨l01=ln+a/2=(6240-120)+370/2=6305mml01=1.025ln+b/2=1.025×（6240-120-200）+250/2=6193mm6305mm，計(jì)算取l016.31m中跨L6m。計(jì)算簡圖如圖所示：5.3彎矩、剪力設(shè)計(jì)值及內(nèi)力包絡(luò)圖繪制跨度相差（6310-6000）/6000=5.2%<10%,故可按照混凝土結(jié)構(gòu)（上）（中國建

19、筑工業(yè)出版社1994）附表19-1計(jì)算內(nèi)力。1、彎矩設(shè)計(jì)值：彎矩：M=k1Gl+k2Ql，式中k1和k2由附表19-1相應(yīng)欄查得。2、剪力設(shè)計(jì)值：剪力：V=k3G+k4Q，式中k3和k4由附表19-1相應(yīng)欄查得。3、彎矩、剪力包絡(luò)圖由表5-1的荷載組合和表內(nèi)的支座彎矩來繪制彎矩疊合圖。表5-1 主梁的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算（kN.m）項(xiàng)次荷載簡圖k/M1k/MBk/M2k/Mc1恒載0.244/78.36-0.267/-81.540.067/20.46-0.267/-81.542活載0.289/142.24-0.133/-62.24-0.133/-62.24-0.133/-62.24 3活載-0.04

20、4/-21.66-0.133/-62.240.200/93.6-0.133/-62.24 4活載0.229/112.71-0.311/-145.550.170/79.56-0.089/-41.65組合項(xiàng)次Mmin(kN·m)+56.7+-227.09+-41.78+-123.19組合項(xiàng)次Mmax(kN·m)+220.6+114.06荷載組合+時(shí)，出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)彎矩最大和第二跨跨內(nèi)彎矩最小，此時(shí)，MA=0，MB =Mc=-81.54-62.24=143.78kN.m，M2=41.78 kN.m，以這兩個(gè)支座的彎矩值的連線為基線，疊加邊跨載集中荷載G+Q=50.9+78=128

21、.9kN作用下的簡支梁彎矩圖：則第一個(gè)集中荷載下的彎矩值為(G+Q)l01/3-MB/3=223.19kN.m，第二集中荷載作用下彎矩值為(G+Q)l01/3-MB2/3=175.27kN.m。表5-2 主梁的剪力計(jì)算（kN）項(xiàng)次荷載簡圖k/VAk/VBlk/VBr恒載0.733/37.31-1.267/-64.491.00/50.9活載0.866/67.548-1.134/-88.450/0活載0.689/53.74-1.311/-102.2581.222/95.316組合項(xiàng)次±Vmax(kN) +104.858+-166.748+146.216中間跨跨中彎矩最小時(shí)，兩個(gè)支座彎矩值

22、均為-143.78KN.m，以此支座彎矩連線疊加集中荷載。則集中荷載處的彎矩值為Gl02/3-MB=-41.98kN.m。荷載組合+時(shí)支座最大負(fù)彎矩MB =-227.09kN.m，其它兩個(gè)支座的彎矩為MA=0, MC=-123.19kN.m，在這三個(gè)支座彎矩間連線，以此連線為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷在G+Q時(shí)的簡支梁彎矩圖：則集中荷載處的彎矩值依次為:M1= (G+Q)l01/3-MB/3=195.42kN.mMa= (G+Q)l01/3-MB2/3=119.73kN.mM2= (G+Q)l02/3-MC-(MB- MC)2/3=65.34kN.mMb= (G+Q)l02/3-MC

23、-(MB- MC)/3=99.98kN.mMa= Gl01/3-MC2/3=24.93kN.mM1= Gl01/3-MC/3=66kN.m同理，當(dāng)-MC最大時(shí)，集中荷載下的彎矩倒位排列。荷載組合+時(shí)，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大。此時(shí)，MB=MC =-81.54-62.24=143.78kN.m，第一跨在集中荷載G作用下的彎矩值分別為59.13kN.m，11.21kN.m,第二跨在集中荷載作用下的彎矩值為114.02kN.m114.06 kN.m(M2max)所計(jì)算的跨內(nèi)最大彎矩與表中有少量的差異，是因?yàn)橛?jì)算跨度并非嚴(yán)格等跨所致。主梁的彎矩包絡(luò)圖見下圖。荷載組合+時(shí)，VAmax=1

24、04.858kN，至第二跨荷載處剪力降為104.858-128.9=-24.042kN；至第二集中荷載處剪力降為-24.042-128.9=-152.942kN。荷載組合+時(shí)，VB最大，其VBl=-166.748kN，則第一跨中集中荷載處剪力順次為（從左到右）91.052KN,-37.848KN,其余剪力值可按此計(jì)算。主梁的剪力包絡(luò)圖見下圖所示。5.4主粱承載力計(jì)算C20砼，fcm=11N/mm2,ft=1.1N/mm2,縱向鋼筋采用級鋼筋fy=310N/mm2，箍筋采用級鋼筋fy=210N/mm2。1、正截面受彎承載力計(jì)算跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因hf/h0=80/565=0.142 0.10,

25、所以翼緣計(jì)算寬度取hfL0/3=2m < b+Sn=5m，取bf=2000mm。支座處的彎矩設(shè)計(jì)值：MB=Mmax-V0b/2=-227.09+128.9×0.4/2=-201.31kN.m。縱向受力鋼筋布置除B支座截面為二排外，其余均為一排，且跨內(nèi)截面經(jīng)鑒別，都屬于第一類T形截面。 主梁正截面受彎承載力及配筋計(jì)算 2、斜截面受剪承載力計(jì)算（箍筋計(jì)算） （1）驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-hf=530-80=450mmhw/b=450/250=1.84，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25fcbh0=0.25×10×250×530=331.25kNVBl=16

26、6.748 kN,截面尺寸滿足要求。驗(yàn)算是否需要計(jì)算配置箍筋。0.07fcbh0=0.07×10×250×530=92.75 kNVBl=166.748kN，故需進(jìn)行配置箍筋計(jì)算。3、計(jì)算所需腹筋采用8250mm雙肢箍。Vcs=0.07fcbh0+1.5fyvAsvh0/s=0.07×10×250×530+1. 5×210×50.3×2×530/250=159kN>(VA=104.86kN和VBr=146.22 kN) < VBl=166.75 kN因此應(yīng)在B支座截面左邊應(yīng)按計(jì)算配置彎起鋼