钢筋混凝土整体式单向板肋型楼盖设计书

09水2陈笑彭1目录设计要求…………………………………………………………2钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书…………4一、楼盖梁格布置及截面尺寸确定……………………………………………………….4二、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计…………………………………………4（1）、荷载计算……………………………………...…………...………………………4（2）、计算简图(采用五跨连续梁形式)…………………………………………………5（3）弯矩设计值…………………………………………………………………………5（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算……………………………………………6（5）板的配筋图绘制……………………………………………………………………...6（6）抗裂验算………………………………………………………………………………7（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：………………………………………………….7三、次梁的设计——按考虑塑性内力重分布设计…………………………………………….7（1）、荷载设计值：………………………………………………………………………..7（2）、计算简图…………………………………………………………………………….8（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算………………………………………………….8（4）配筋计算…………………………………………………………………………….9（5）施工图的绘制……………………………………………………………………….10（6）抗裂验算……………………………………………………………………………10（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：………………………………………………..11四、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：…………………………………………….11（1）荷载设计值。……………………………………………………………………..11（2）计算简图…………………………………………………………………………….11（3）集中荷载作用下的内力计算………………………………………………………11（4）均布荷载作用下的内力计算……………………………………………………….14（5）最不利内力组合…………………………………………………….......................16（6）配筋计算承载力计算……………………………………………………………….18（7）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断………………………20（8）抗裂验算………………………………………………………………………………21（9）挠度验算（按弹性简支梁考虑）…………………………………………………….2309水2陈笑彭2设计要求一、设计目的钢筋混凝土结构课程设计是水工专业教学的重要内容，通过课程设计一方面加深同学门对本课程所学内容的理解，做到理论联系实际，另一方面让同学们进行工程师的基本训练，为走向工作岗位打下一定基础。二、设计题目钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计三、设计资料某水电站生产副厂房为3级水工建筑物，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，其结构布置如图所示：123456ABCD柱300*3005001205880600060006000588060006000600012025012018000楼盖设计条件如下：1）厂房按正常运行状况设计；2）楼面均布荷载标准值为5kN/m2；3）楼面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重度为20kN/m3），板底及梁用15mm厚混合砂浆粉底（重度为17kN/m3）；4）混凝土强度等级为C20，钢筋除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HRB235钢筋；5）结构环境类别为一类；6）使用要求：09水2陈笑彭3梁、板允许挠度如下：楼盖允许挠度（以计算跨度0l计算）短期组合长期组合当0l7m时0l/2000l/250当7m0l9m0l/2500l/300当0l9m时0l/3000l/400最大裂缝宽度允许值如下:短期组合:[max]=0.4mm;长期组合:[max]=0.35mm7)采用的规范:水工混凝土结构设计规范(SL/T191—96)。四、设计内容（1）完成设计计算书一份。内容包括：1）板、主梁和次梁的截面尺寸的拟定；2）板、主梁和次梁的荷载计算、内力计算（按弹性体系方法）主梁的弯矩包络图和剪力包络图；3）构件截面配筋计算。（2）绘制楼盖结构施工图。内容包括：1）梁板结构布置图；2）板的模板图及配筋图；3）次梁的模板图及配筋图；4）主梁模板图、配筋图及材料图；5）主梁钢筋表；6）设计说明，如混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度、钢筋的制作及构件的抹面粉底等。09水2陈笑彭4钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书一、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6.0m，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。图1:楼盖结构的平面布置图按钢度要求多跨连续单向板的厚度h≥l/40=2000/40=50㎜，单向板最小厚度，工业建筑楼板（水电站生产副厂房）为80mm，所以板厚可取h=80㎜。次梁截面高度应满足(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×6000=429~500mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3.5~1/2)h=(1/3.5~1/2)×500=143~250mm，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=700mm，截面宽度b=(1/3.5~1/2)h=(1/3.5~1/2)×700=200~350mm,取b=300mm。二、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：5.0kN/㎡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=5.0×1.3=6.5kN/㎡荷载设计总值：g+q=9.668kN/㎡,近似取10.0kN/㎡09水2陈笑彭5（2）、计算简图(采用五跨连续梁形式)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=120mm，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：0nl=l+h/2=-+=mm（2000120-200/2）80/218200nl=l+a/2=-+12=mm（2000120-200/2）0/21800故边跨板的计算跨度取01l=1820mm中间跨的计算跨度取02l=nl=2000-200=1800mm由于两者差距较小（1.1%）简便起见，可取0l=1800mm。图2:板的实际结构图图3:板的计算简图（3）弯矩设计值由《水工钢筋混凝土结构学》表9-2查得：板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表表1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)0l=1.80l=1.80l=1.80l=1.820)(lqgMM(kN.m)2101.8/11=2.95-2101.8/11=-2.952101.8/16=2.03-2101.8/14=-2.3209水2陈笑彭6（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算板厚80mm，0h=80-20=60mm，b=1000mm，C20混凝，1=1.0，cf=9.6N/mm2，HPB235钢筋，yf=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。表2板的配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值（mkN）2.95-2.952.03-2.320.048-0.0480.033-0.038s211ξ0.049-0.0470.034-0.037轴线①~②⑤~⑥计算配筋（mm2）01A/scybhff13412994105实际配筋（mm2）6@2006@2006@2506@250sA=142sA=142sA=113sA=113轴线②~⑤计算配筋（mm2）01A/scybhff1341290.8×94=760.8×105=84实际配筋（mm2）6@2006@2006@2506@250sA=134sA=134sA=113sA=113配筋率验算：min0.20%/bhsA=0.16%/bhsA=0.16%/bhsA=0.14%/bhsA=0.14%（5）板的配筋图绘制由弯矩配筋计算表的其安全配筋量很小,故其配筋可按构造要求：min0.20%，可得板的单宽配筋为：66，即其配筋为：6@160，其中：0.22%。板中除配置计算钢筋（按构造要求）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。09水2陈笑彭7图4:板的配筋图（6）抗裂验算由《水工钢筋混凝土结构学》附录5表1查得：limw=0.40mm。由表2得：其最大裂缝处为B处。已知数据：a=30+62=33mm，b=6000mm，0h=80-33=47mm，sA=168，sE=2ｘ510MPaB处裂缝验算：te=steAA=2sAab=16823347=0.054sk=00.87ksMhA=62.95100.8747168=377N/2mmmaxskswE(30+c+0.07ted)=2.1ｘ5377210（30+30+0.07ｘ60.054）=0.27mm。符合要求：maxwlimw。（7）挠度验算（按弹性简支梁考虑）：由梁板允许挠度得：maxw=2/200=0.01m。均布荷载作用下的挠度计算：已知数据：q=10kN/m，l=2m，sE=2ｘ510MPa，I=85334cm，cw=45384sqlEI=4510238428533=1.22410m。符合条件：cwmaxw。三、次梁的设计——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/m09水2陈笑彭8小计g=9.149kN/m活荷载设计值：q=6.5×2.0=13kN/m荷载总设计值：q+g=13+9.149=22.149kN/m近似取荷载22.15kN/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：01/2nlla=(6000-120-300/2)+240/2=5850mm021.025nll=1.025×(6000-120-300/2)=5874mm故边跨板的计算跨度取01l=5850mm中间跨：02l=nl=6000-300=5700mm(边跨净跨长近似取nl=5.7m)由于两者差距较小（3.0%）简便起见，可取0l=5800mm。次梁的实际结构图图5：次梁计算简图（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3%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：表3：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)0l=5.80l=5.80l=5.80l=5.820)(lqgMM(kN.m)222.155