現(xiàn)澆鋼筋混凝土整體式肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)-課程設(shè)計(jì)

一.設(shè)計(jì)題目現(xiàn)澆鋼筋混凝土整體式肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)二.設(shè)計(jì)目的1.掌握現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋的一般設(shè)計(jì)過程；2.通過單向肋梁板、次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法；通過主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法；3.通過雙向板、次梁、主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法；4.熟悉現(xiàn)澆梁、板的構(gòu)造要求；5.掌握鋼筋混凝土施工圖的表達(dá)方式、制圖規(guī)范、提高繪圖能力；6.學(xué)習(xí)繪制鋼筋材料表。三.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、柱網(wǎng)布置，主、次梁布置；2.樓板、主梁及次梁截面尺寸的確定；3.混凝土、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)的選擇；4.確定連續(xù)板、連續(xù)次梁及連續(xù)主梁的計(jì)算單元及計(jì)算簡圖；5.計(jì)算永久荷載(恒荷載)及可變荷載(活荷載);6.不同荷載下的連續(xù)板、連續(xù)次梁及連續(xù)主梁的內(nèi)力計(jì)算：單向板：按考慮塑性內(nèi)重分布的方法計(jì)算。次梁：按考慮塑性內(nèi)重分布的方法計(jì)算。雙向板及其主、次梁：按彈性理論方法計(jì)算。7.選取板、次梁及主梁控制截面內(nèi)力，分別進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)，并進(jìn)行(二)繪制結(jié)構(gòu)施工圖及鋼筋材料表：(1)樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖(樓板、次梁、主梁布置);(2)樓板配筋圖及鋼筋表；(3)次梁的配筋圖及鋼筋表；(4)主梁的抵抗彎矩圖，配筋圖及鋼筋表。(三)完成成果要求：(1)設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。(電子打印版、手寫版都可，手寫的需用統(tǒng)一的答題紙)(2)繪制結(jié)構(gòu)施工圖若干，包括樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖，樓板配筋圖，次梁的配筋圖，主梁的抵抗彎矩圖，配筋圖。打印的用A3圖紙，手繪的用統(tǒng)一答題紙或四.設(shè)計(jì)原始資料1.設(shè)計(jì)參數(shù)見表1,其他參數(shù)自己根據(jù)實(shí)際情況確定。2.樓面做法：工業(yè)倉庫：20-25mm厚水泥砂漿地面；鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板；辦公寫字樓：地板磚地面，可根據(jù)相關(guān)圖集由學(xué)生自己確定構(gòu)造做法。鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板；15-20mm厚石灰砂漿百貨商場：大理石地面，可根據(jù)相關(guān)圖集由學(xué)生自己確定構(gòu)造做法。鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，15-20mm厚石灰砂漿抹底，3.材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25-C40;主、次梁內(nèi)縱向受力鋼筋為HRB335或HRB400;板中鋼筋及梁中箍筋為HPB300或HRB335。4.樓面活荷載查閱荷載規(guī)范確定。一.選用規(guī)范2.樓地面構(gòu)造做法圖集。3.相關(guān)參考資料(兩層跨柱網(wǎng)：6.6m×6.6m樓面活荷載4.0kN/m2)2010年6月1.設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)條件 5 5 51.2.1結(jié)構(gòu)類型：砌體結(jié)構(gòu) 5 51.2.2.1屋面做法：(自上而下) 51.2.2.2樓面做法：(自上而下) 5 53.板的設(shè)計(jì) 63.1樓蓋板的設(shè)計(jì) 63.1.1荷載 63.1.2計(jì)算簡圖 73.1.3彎矩計(jì)算值 73.1.4正截面受彎承載力計(jì)算 73.2屋面板的設(shè)計(jì) 83.2.1荷載 83.2.2計(jì)算簡圖 83.2.3彎矩計(jì)算值 93.2.4正截面受彎承載力計(jì)算 94.次梁設(shè)計(jì) 4.1荷載 4.2內(nèi)力計(jì)算 4.3承載力計(jì)算 4.3.1正截面受彎承載力 4.3.2斜截面受剪承載力 5.主梁設(shè)計(jì) 5.1荷載設(shè)計(jì)值 5.2計(jì)算簡圖 5.3內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖 5.3.1彎矩設(shè)計(jì)值 5.3.2剪力設(shè)計(jì)值 5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖 5.4承載力計(jì)算 5.4.1正面受彎承載力 5.4.2斜截面受剪承載力 6.繪制施工圖 7.對主梁撓度與裂縫寬度的計(jì)算 7.1對主梁撓度的計(jì)算 7.1.1對支座B的配筋面積計(jì)算 7.1.2對第二跨中配筋面積計(jì)算 7.2對主梁裂縫寬度計(jì)算 7.2.1對支座B進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算 7.2.2對第一跨中進(jìn)行裂縫計(jì)算 009900991.設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)條件009900991.1設(shè)計(jì)題目：廣州市番禺區(qū)某工業(yè)廠房第一車間(兩層)樓蓋，采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋形式。混凝土采用C30級(jí)，梁中的縱向受力鋼筋采用HRB335,屋面為不上人屋面，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2;設(shè)計(jì)時(shí)取樓面活荷載、橫向及縱向的柱網(wǎng)尺寸為設(shè)計(jì)參數(shù)，其中：根據(jù)該工廠的使用要求，樓面活荷為4.0kN/m2,橫向柱網(wǎng)尺寸取為：6.6m,縱向柱網(wǎng)尺寸與橫向柱網(wǎng)相同。1.2.1結(jié)構(gòu)類型：砌體結(jié)構(gòu)1.2.2建筑材料：1.2.2.1屋面做法：(自上而下)1:2.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板40mm厚(重度不大于14kN/mm3);陶?；炷琳移?坡度2%,最薄處20mm厚、重度不大于14kN/mm2)1:2.5水凝砂漿找平20mm厚(重度20kN/m3)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板底抹灰15mm厚(重度17kN/m3)1.2.2.2樓面做法：(自上而下)10mm厚耐磨地磚(重度22kN/m3);1:3水泥砂漿找平20mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，板底混合砂漿抹灰20mm\混凝土柱■邑66006600660066006600樓蓋建筑平面主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m,次梁的跨度為6.6m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m,l?/l=6.6/2.2=3,因此按單向300×650300×650次梁截面高度應(yīng)滿足h=l。/18～l。/12=6600/18～6600/12=367～550mm?？紤]L1B1L2B2L3B3L2B2L1B16600h=80醫(yī)L2(次梁)200X500圖6600L4B4L5B5圖L6B6圖3.600L5B5L4B4660033000圖圖6600L1B1L2B2400混凝土柱圖L3B3L2B2L1B16600DCB樓蓋板結(jié)構(gòu)平面布置圖3.1樓蓋板的設(shè)計(jì)已如前述，軸線①~②、⑤~⑥的板屬于端區(qū)格單向板；軸線②~⑤的板屬于中間區(qū)格單向板。3.1.1荷載20mml:3水泥砂漿找平永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2或1.35,因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于4.0kN/m2,所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.4。于是板的荷載總計(jì)算值①q=Ycgk+φYoqk=1.35×2.96+0.7×1.4×4=7.916kN/m'②q=Yagx+Y?q=1.2×2.96+1.4×4=9.152kN/m2由于②>①,所以?、趒=9.152kN/m2,近似取q=9kN/m23.1.2計(jì)算簡圖次梁截面為200mm×500mm,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。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為A1B2C3.C2計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如圖所示202020002000200020203.1.3彎矩計(jì)算值由表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)am分別為：邊跨中，1/11;離端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中間支Mc=0.8×-2.57=-2.06kN·m;M?=0.8×2.25=1.3.1.4正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別為一級(jí)，C30混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm。板厚80mm,a?=1.0,f?=14.3kN/m2;HPB2351BC彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m)①~②、⑤~⑥計(jì)算配筋(mm2)實(shí)際配筋(mm2)A?=314.0A、=314.0A、=246.0A、=246.0②~⑤計(jì)算配筋(mm2)A.=ξbh?a?fe/fy實(shí)際配筋(mm2)A?=314.0A、=314.0A、=246.0A、=246.0*對軸線②~⑤間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值都可折減20%。為了方便，近似對鋼筋面積乘以0.8.300×650計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；A/bh=246/(1000×80)=0.308%,此值大于0.45f/fy=0.45×1.43/210=0.306%,同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋率。W1B1W2B2W3B3W2B2W1B16600200X5006600W4B4W5B5W6B6W5B5W4B46600330006600W1B1W2B2W3B3W2B2W1B16600屋面板結(jié)構(gòu)平面布置圖3.2屋面板的設(shè)計(jì)3.2.1荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值40mml:2.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板0.04×14=0.56kN/m2≥20mm陶?；炷琳移?0.02+0.02+0.02×19.8/2)×1/2×14=1.666kN/m220mml:2.5水泥砂漿找平80mm鋼筋混凝土板15mm板底混合砂漿抹灰0.08×25=2kN/m20.015×17=0.255kN/m2板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2荷載總計(jì)算值①q=Y?gx+WY?qk=1.35×4.881+0.7×1.4×0.5=7.079kN/m2②q=Ygk+Y?qx=1.2×4.881+1.4×0.5=6.557kN/m2由于①>②,所以取①q=7.079kN/m2,近似取q=7kN/m23.2.2計(jì)算簡圖次梁截面為200mm×500mm,現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm,取板在計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如圖所示g+q=7kN/m^2屋面板的計(jì)算簡圖21203.2.3彎矩計(jì)算值由表11-1可查得，板的彎矩系k,k?故M?=0.078×6.589×2.122+0.100×0.49×2.122=2.53kN·mM,=0.033×6.589×2.22+0.079×0.49×2.22=1.24kN·mM?=0.046×6.589×2.22+0.085×0.49×2.22=1.67kN·mMg=-0.105×6.589×2.122-0.119×0.49×2.122=-3.39kN·mMc=-0.079×6.589×2.22-0.111×0.49×2.22=-2.78kN·m3.2.4正截面受彎承載力計(jì)算h?=80-25=55mm;板寬b=1000mm。C30混凝土，a?=1.0,fe=14.3N/mm2;HPB2351B2C3彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m)①~⑥計(jì)算配筋實(shí)際配筋A(yù)?=246.0A、=314.0A?=246.0A?=314.0A、=246.0計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的ξ均小于0.35;A,/bh=246/(1000×80)=0.308%,此值大于0.45f:/f?=0.45×1.43/210=0.306%,同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋4.次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。根據(jù)本車間樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變和在不考慮梁從屬面積的荷載折減。4.1荷載永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來永久荷載次梁自重次梁粉刷3.522×2.2=7.81kN/m0.2×(0.5-0.08)×25×1.2=2.52kN/m0.02×(0.5-0.08)×2×17×1.2=0.34kN/m可變荷載設(shè)計(jì)值荷載總設(shè)計(jì)值4.1.2計(jì)算簡圖q=5.6×2.2=12.32kN/m次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為300mm×650mm。計(jì)算跨度：因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁計(jì)算簡圖如圖所示。4.2內(nèi)力計(jì)算由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。g+q=22.99kN/mM?=-Mg=(g+q)lδ/11=22.99×6.452/11Mc=-(g+q)l?/14=-22.99×6.32/14=-65.18kN·mM?=(g+q)l?/16=22.99×6.32/16=57.03kN·mV?=0.45(g+q)l=0.45×22.99×6.33=65.49kNV=0.60(g+q)I=0.60×22.99×6.33=87.32kNVr=Vc=0.55(g+q)l?=0.55×22.99×6.3=79.66kN4.3承載力計(jì)算4.3.1正截面受彎承載力面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。環(huán)境類別為一級(jí)，C30混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=25mm,一排縱向鋼筋過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。1B2Ca?=M/(a?f?bh3)或a,=M/(a?f.b,hó)86.95×10?86.95×10?A,=ξbh?a?f./fy或A,=ξb,h?a?fe/fy選配鋼筋A(yù)、=622.9A、=421.1A、=515.14.3.2斜截面受剪承載力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)算和最小配筋率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸：0.25β.fbh。=0.25×1×14.3×200×465=332.48×103N>Vmax=87.32×103N,截面滿足要求。驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置箍筋筋，選用φ6@160采用φ6雙支箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。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%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8×160=128mm最后取箍筋間距s=130mm。為了方便施工，沿梁長度不變。5.主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)5.1荷載設(shè)計(jì)值為了簡化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載10.67×6.6=70.42kN主梁自重(含粉刷)[(0.65-0.08)×0.3×2.2×25+0.02×(0.65-0.08)可變荷載設(shè)計(jì)值G=70.42+12.31=82.73kNQ=12.31×6.6=81.31kN5.2計(jì)算簡圖邊跨l?=6600-200-120=6280mm因0.025l=157mm<a/2=185mm,主梁的計(jì)算簡圖如下，因跨度相差不超過10%,故可利用附表6-2計(jì)算內(nèi)力A1B2D5.3.1彎矩設(shè)計(jì)值M?mx=0.244×83×6.64+0.289×81×6.64=134.47+155.44=289.91kN·mM?max=-0.267×83×6.64-0.311×81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·mM?mx=0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m5.3.2剪力設(shè)計(jì)值VAmax=0.733×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kNVmax=-1.267×83-1.311×81=-105.16-106.19=-211.35kNVamax=1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖①第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。由附表6-2知支座B或C的彎矩值為Ma=Mc=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·m在第1跨內(nèi)以支座彎矩M?=0,Ma=-218.68kN·m的連線為基線。作G=83kN,Q=81kN的簡支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)彎矩值分別為：基線，作G=83kN,Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：②第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載(-314.42+195.02)=88.37kN·m(-314.42+195.02)=128.17kN·m③第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載M。=Mc=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·m第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處可變彎矩分別為：第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩分別為：④在第1跨內(nèi)有可變荷載，在第2、3跨內(nèi)沒有可變荷載由附表6-2知支座B或C的彎矩值M=-0.267×83×6.64-0.178×81×6.64=-242.88kN·mM=-0.267×83×6.64+0.044×81×6.64=-123.48kN·m在第2跨內(nèi)以支座彎矩Mg=-242.88kN·m,M。=-123.48kN·m的連線作為基線，作G=83kN,Q=0的簡支梁彎矩圖，得第1個(gè)和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎-123.48=-20.48kN·m-123.48=-19.32kN·m彎矩包絡(luò)圖如下(a)所示。①第1跨Vmax=130.99kN;過第1個(gè)集中荷載后為130.99-83-81=-33.01kN;過第2個(gè)集中荷載后為-33.01-83-81=-197.01kNVg/max=-211.35kN;過第1個(gè)集中荷載后為-211.35+83+81=-47.35kN;過第2個(gè)集中荷載后為-47.35+83+81=116.65kN②第2跨Vgmax=181.98kN;過第1個(gè)集中荷載后為181.98-83=98.98kN。當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時(shí)Vm=1.0×83+1.0×81=164kN;過第1個(gè)集中荷載后為164-83-81=0。剪力包絡(luò)圖如下(b)所示-314.42-218.68-36.08-20.48AB88.37258.18290.0937.92201.07-33.03-47.35-197.0198.980-211.355.4承載力計(jì)算5.4.1正面受彎承載力0.4/2=-347.22kN·m?？v向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計(jì)算過程列于下表。1B2彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m)a,=M/(a?f.bh?)或289.91×10?36.08×10?選配鋼筋220+322彎A、=1768320+322彎A?=208122