楼盖课程设计

课程设计任务书一、建筑名称某大学综合楼。二、课程设计资料1．结构类型：混合结构。中间为钢筋混凝土柱承重，外墙为承重墙。抗震设防烈度为6度。楼梯自行布置。2．层数：4层，中间层为标准层，各层层高均为3.9m，女儿墙高0.5m。室内外高差为0.45m，基础顶位于室外地坪下1.5m处。板伸入墙体120mm，次梁入墙体240mm，主梁入墙体360mm。3．柱网平面尺寸：3a(m)学号b(m)6.06.36.66.97.27.53.91234564.57891011125.11314151617185.71920212223246.32526272829306.63132333435364．荷载：楼面可变荷载标准值为22/mkN到42/mkN。主、次梁截面尺寸与板厚应自行设计，楼面做法、梁板抹灰自行确定。5．供应材料：混凝土：C20或C25。钢筋：直径小于12mm，HPB235级。直径大于等于12mm，HRB335级。三、设计内容1．按弹性或塑性设计方法设计连续单向板或双向板，绘出配筋草图。2．按弹性或塑性设计方法设计连续次梁，绘出配筋草图。3．按弹性设计方法设计连续主梁，绘出配筋草图。4．绘制楼盖结构平面图(1:100)，主要内容包括：现浇板的配筋，梁的布置及编号，柱的布置及编号。5．绘制次梁配筋详图，纵剖面图（1:50），横剖面图（1:15）。6．绘制主梁配筋详图，纵剖面图（1:50），横剖面图（1:20）。绘制弯矩包络图和材料抵抗图。1四、参考资料1．混凝土结构设计规范（GB50010-2002），中国建筑工业出版社，20022．建筑结构荷载规范（GB50009-2001），中国建筑工业出版社，20013．混凝土结构(上、中册)五、设计参考图图1平面图类型12一、设计资料：1、楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层、钢筋混凝土现浇板、20mm厚石灰砂浆抹底。2、楼面荷载：均布活荷载标准值2KN/㎡。3、材料：混凝土强度等级C20,直径大于等于12mm，为HRB335级，直径小于12mm，为HPB235级。4、细部做法：板伸入墙体120mm，次梁入墙体240mm，主梁入墙体360mm。二、楼盖的结构平面布置：主梁跨度为7.2m，次梁跨度为5.7m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.4m，楼盖平面布置图见图1。图1楼盖平面布置图3板：按高跨比条件要求：连续单向板厚h≥L/40=2400/40=60mm，由《混凝土结构》下册56页表17—2查得，一般单向板楼面最小板厚≥70mm。故取板厚h=80mm。次梁：由于次梁跨度一般为4～6m，梁高为跨度的1/18～1/12，梁宽为梁高的1/3.5～1/2。故次梁截面高度应满足h=L/18～L/12=5700/18～5700/12=(317～475)mm，取h=400mm，截面宽度b=(1/3.5×400)h～(1/2×400)h=114～200mm，取b=200mm。主梁：由于主梁跨度一般为5～8m，梁高为跨度的1/15～1/10。故主梁截面高度应满足h=L/15～L/10=7200/15～7200/10=(480～720)mm。取h=500mm，截面宽度取b=250mm。三、板的设计：1、荷载：板的恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层0.02×20=0.4KN/㎡80mm钢筋砼现浇板0.08×25=2.0KN/㎡20mm板底石灰砂浆0.02×17=0.34KN/㎡小计：2.74KN/㎡板的活荷载标准值：2KN/㎡(﹤4KN/㎡)恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4。板上的恒荷载设计值：g=2.74×1.2=3.29KN/㎡活荷载设计值：q=2.0×1.4=2.8KN/㎡荷载总设计值：g+q=3.29+2.8=6.09KN/㎡近似取g+q=6.1KN/㎡2、计算简图：次梁截面200mm×400mm，板在墙上支承宽度120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l01=ln+h/2=(2400-200/2-120)+80/2=2220mm﹤1.025ln=1.025×2180=2235mm，取l01=2220mm中间跨：l02=ln=2400-200=2200mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图2。422202200220022002220g+q=6.1KN/㎡图2.板的计算简图3、弯矩设计值：由《混凝土结构》下册69页图17-23得，板的弯矩系数αm分别为：边跨跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中间跨跨中，1/16；中间支座，-1/14。故M1=-MB=(g+q)l201/11=6.1×2.22²/11=2.74KN·mMC=-(g+q)l202/14=-6.1×2.2²/14=-2.11KN·mM2=(g+q)l202/16=6.1×2.2²/16=1.85KN·m4、正截面受弯承载力计算：板厚80mm，h0=80-20=60mm。由《混凝土结构》上册313页表A1和314页表A3得，C20混凝土，α1=1，fc=9.6N/mm2;HPB235钢筋，fy=210N/mm2。板配筋的计算过程列于表1。板的配筋计算表1截面1Ｂ2Ｃ弯距设计值（KN•m）2.74-2.741.85-2.11αs=M/α1fcbh202740000/（1×9.6×1000×60²）=0.07930.07931850000/（1×9.6×1000×60²）=0.05352110000/（1×9.6×1000×60²）=0.0611ξ0.08270.08270.05500.0631轴线A～BC～D计算配筋（mm²）226.8226.8150.9173.1AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋（mm²）A6/8@160A6/8@160A6@160A6@160As=246As=246As=177As=177轴线B～C计算配筋（mm²）226.8226.80.8×150.9=0.8×173.1=AS=ξbh0α1fc/fy120.7138.5实际配筋（mm²）A8@200A8@200A6/8@200A6/8@200As=251As=251As=196As=1965对轴线B～C间的板带，其跨内截面2、3和支座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%。四、次梁设计：按考虑内力重分布设计，根据本教学楼的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、荷载设计值：恒荷载设计值：板传来恒荷载3.29×2.4=7.896KN/m≈7.9KN/m次梁自重0.2×（0.4-0.08）×25×1.2=1.92KN/m次梁粉刷0.02×（0.4-0.08）×17×2×1.2=0.26KN/m小计：g=10.08KN/m≈10.1KN/m活荷载设计值：q=2.8×2.4=6.72KN/m荷载总设计值：g+q=10.1+6.72=16.82KN/m近似取g+q=16.9KN/m2、计算简图：次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁截面为250×500mm。计算跨度：边跨：l01=ln+a/2=(5700-240/2-250/2)+240/2=5455+120=5575mm﹤1.025Ln=1.025×(5700-240/2-250/2)=1.025×5455=5591.4mm取L01=5575mm中间跨：l02=ln=5700-250=5450mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图3。图3.次梁的计算简图g+q=16.9KN/㎡5575545055753、内力计算：由《混凝土结构》下册69页图17-23得弯矩系数和剪力系数，弯矩设计值：M1=-MB=(g+q)l201/11=16.9×5.575²/11=47.75KN·m≈47.8KN·m6M2=(g+q)l202/16=16.9×5.45²/16=31.37KN·m≈31.4KN·mMC=MB剪力设计值：VA=0.45(g+q)ln1=0.45×16.9×5.455=41.49KNVBl=0.6(g+q)ln1=0.6×16.9×5.455=55.31KNVBr=0.55(g+q)ln2=0.55×16.9×5.45=50.66KN4、承载力计算：（1）正截面受弯承载力：正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，因为bf’=L/3=5700/3=1900mm又bf’=b+sn=200+2200=2400﹥1900mm，故翼缘宽度取bf’=1900mm，所有截面均布置一排。C20砼，α1=1，fc=9.6N/mm2;ft=1.1N/mm2,纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm²，箍筋采用HPB235钢筋，fyv=210N/mm²。经验算，跨内截面均属于第一类T形截面。板配筋的计算过程如下：次梁正截面受弯承载力计算表2截面1Ｂ2弯距设计值（KN•m）47.8-47.831.4αs=M/α1fcbh2047800000/（1×9.6×1900×365²）=0.019747800000/（1×9.6×200×365²）=0.186931400000/（1×9.6×1900×365²）=0.0129ξ0.01990.20870.0130计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy0.0199×1900×365×1×9.6/300=441.60.2087×200×365×1×9.6/300=487.50.013×1900×365×1×9.6/300=288.5选配钢筋（mm²）3B142B12+2B142B14As=461As=534As=308(2)斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算、最小配箍率验算。验算截面尺寸：hW=h0-hf’=365-80=285mm，因hW/b=285/200=1.425﹤4，为厚腹梁，故截面尺寸按下式验算：0.25βcfcbh0=0.25×1×9.6×200×365=175.2KN﹥Vmax=55.31KN故截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：7采用A6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7ftbh0+1.25fyv(ASV/s)h0,,可得到0.7ftbh0=0.7×1.1×200×365=56210N=56.21KN﹥Vmax=55.31KN,故次梁只需构造配箍。依据《混凝土结构》上册99页表6-2，取箍筋间距S=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：0.3ft/fyv=0.3×1.1/210=0.00157，实际配筋率ρSV=ASV/bs=56.6/(200×200)=0.00142﹤0.00157,不满足要求，将间距调整为150mm，经验算，符合要求。五、主梁设计：主梁按弹性理论设计1、荷载设计值：为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来恒荷载10.1×5.7=57.57KN主梁自重（含粉刷）[（0.5-0.08）×0.25×2.4×25+2×（0.5-0.08）×0.02×2.4×17]×1.2=[6.3+0.68544]×1.2=8.39KN恒荷载G=57.57+8.39=65.96KN取G=66.0KN活荷载Q=6.72×5.7=38.3KN取Q=39.0KN2、计算简图：主梁端部支承在墙上，支承长度360mm，中间支承在混凝土柱上（400×400mm²），主梁按连续梁计算，其计算跨度：边跨：ln1=7200-120-200=6880mm，因0.025ln1=172mm﹤a/2=360/2=180mm取l01=1.025ln1+b/2=1.025×6880+400/2=7252mm近似取7250mm。中间跨：l02=7200mm主梁的计算简图见图。因跨度相差不超过10%，故可利用《混凝土结构》下册260页表E1计算内力。7250720072507200图4.主梁计算简图83、内力设计值及包络图：（1）弯矩设计值：弯矩M=k