单向板肋梁楼盖课程设计任务书与计算书

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目及目的题目：设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。目的：1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。3、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法。4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。二、设计内容1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1）、结构平面布置图（1：200）（2）、板的配筋图（1：50）（3）、次梁的配筋图（1：50；1：25）（4）、主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V的包络图（5）、钢筋明细表及图纸说明三、设计资料1、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨≥1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0kN/㎡；板跨≥2.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/㎡；次梁（肋梁）间距≥1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0kN/㎡；次梁（肋梁）间距≥2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0kN/㎡。数据：Lx=6000,Ly=6300。LLL2楼面构造。采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。5混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2000/40=50㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥80㎜，所以板厚取h=80㎜。次梁截面高度应满足(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×6300=350~525mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×500=167~250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8)×6000=429~750mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×650=217~325mm,取b=300mm。3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02×20=0.4kN/㎡80mm厚钢筋混凝土板：0.08×25=2.0kN/㎡15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015×17=0.255kN/㎡小计2.655kN/㎡活荷载标准值：10.0kN/㎡因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以活荷载分项系数取3.1，恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.168kN/㎡活荷载设计值：q=10×1.3=13.0kN/㎡荷载设计总值：g+q=16.186kN/㎡,近似取16.2kN/㎡（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=mm120，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：l01=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mml011=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840mm故边跨板的计算跨度取lo1=1820mm中间跨：l02=ln=2000-200=1800mm板的计算简图如图所示。（3）弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差（1820-1800）/1800=1.1%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.8020)(lqgMM(kN.m)16.2×1.82×1.82/11=4.88-16.2×1.82×1.82/11=-4.8816.2×1.80×1.80/16=3.28-16.2×1.80×1.80/14=-3.75（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2，HPB235钢筋，fy=210N/mm2。对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。板的配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值（mkN）4.88-4.883.28-3.75αs=M/α1fcbh020.114-0.1140.077-0.088s211ξ0.1210.1-0.1210.350.080.1-0.0920.35轴线①~②⑤~⑥计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy411-411272313实际配筋（mm2）10@19010@1908@1808@160As=413As=413As=279As=314轴线②~⑤计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy4114110.8×272=2180.8×313=250实际配筋（mm2）10@19010@1908@1808@180As=413As=413As=279As=279配筋率验算pmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.47%P=As/bh=0.47%（5）板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.186×2.0=6.372kN/m次梁自重：0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m次梁粉刷：2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257kN/m小计g=9.149kN/m活荷载设计值：q=13×2.0=26kN/m荷载总设计值：q+g=26+9.149=35.149kN/m近似取荷载35.15kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：l01=ln+h/2=(6300-120-300/2)+240/2=6150mml011=1.025ln=1.025×6300=6181mm故边跨板的计算跨度取lo1=6150mm中间跨：l02=ln=6300-300=6000mm计算简图如图所示。（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6150-6000）/6000=2.5%小于10%，可按等跨连续梁计算。由表可分别查得弯矩系数M和剪力系数V。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.15l01=6.15l02=6.0l02=6.020)(lqgMM(kN.m)35.15×6.152/11=120.86-35.15×6.152/11=-120.8635.15×6.02/16=79.1-35.15×6.02/14=-90.4次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座B(左)离端第二支座B(右)离端第二支座C中间支座剪力系数V0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.03ln1=6.03ln2=6.0ln2=6.0nVlqgV)((kN)0.45x35.15x6.03=95.38kN0.6x25.15x6.03=127.17kN0.55x25.15x6.0=116kN0.55x25.15x6.0=116kN（4）配筋计算①正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：b’f=lo/3=6000/3=2000mmb’f=b+Sn=200+2000-2000=2000mm故取b’f＝2000mmC25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。截面1B2C弯矩设计值（mkN）120.86-120.8679.1-90.4αs=M/α1fcbh02120.86x106/(1x11.9x2000x4652)=0.023120.86x106/(1x11.9x200x4652)=0.23579.1x106/(1x11.9x2000x4652)=0.015490.4x106/(1x11.9x2000x4652)=0.176s211ξ0.0230.10.2720.350.01550.10.1950.35选配计算配筋（mm2）0.023x2000x465x1x11.9/3000.272x200x465x1x11.9/3000.0155x2000x465x1x11.9/3000.195x2000x465x1x11.9/300次梁正截面受弯承载力计算②斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸：hw=ho-b’f=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.934,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7kNVmax=127.17kN故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截面A左B右BCV)(kN95.38127.17116116025.0bhfcc)(kN276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足07.0bhfVtc)(kN82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋选用钢筋2Ф82Ф82Ф82Ф8钢筋AS=ξbh0α1fc/fy=848.5=1003.4=571.8=719.4实际配筋（mm2）2Ф18+1Ф222Ф22+1Ф181Ф22+2Ф122Ф20+1Ф12As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.11svsvnAA100.6100.6100.6100.6)/(25.10csvyvVVhAfs968.4276.1368.8368.8实配箍筋间距200200200200025.1hsAfVVsvyvccs144.1V满足144.1V满足144.1V满足144.1V满足（5）施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la=afyd/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离:l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644