混凝土楼盖课程设计

河南工程学院《混凝土结构》课程设计某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计学生姓名：邢海洋学院：土木工程专业班级：土木1342专业课程：混凝土结构设计原理指导教师：陈庆丰2015年12月25日某工业厂房现浇混凝土单向板肋梁楼盖设计一、设计资料（一）楼盖梁格布置楼盖梁格布置如图1所示（楼梯间在此平面外），主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。图1楼盖梁格布置平面图（二）楼面做法25mm水泥砂浆面层（20kN/m3），钢筋混凝土现浇板，25mm混合砂浆抹底。（三）楼面荷载均布活荷载标准值为6kN/m2（四）材料混凝土强度等级C25；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板钢筋采用HPB300级钢筋。二、设计内容(一)楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.3m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为m1.23/6.6，31.2/3.6/0102ll，因此按单向板设计。按高跨比条件，对于两端连续的单向板，当h≥2100/30=70mm时，满足刚度要求，对于工业建筑的楼板，要求mmh70，取板厚mmh80。次梁截面高度应满足h＝mmll525~35012/6300~18/630012/~18/00，取h=500mm。截面宽度b=hh21~31，取b=200mm。主梁的截面高度应满足630~42010/6300~15/630010/~15/00llhmm取mmbmmh300,600。楼盖的结构平面布置图见图5-1所示。图5-1结构平面布置图(二)板的结构设计1.荷载计算板的永久荷载标准值25㎜厚水泥砂浆面层：0.025×20=0.502/mkN80㎜厚现浇钢筋混凝土板：0.08×25=2.002/mkN25mm混合砂浆：0.02517=0.432/mkN小计：0.50+2.00+0.43=2.932/mkN板的可变荷载标准值：62/mkN永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.02/kmN，所以可变荷载分项系数取1.3。于是板的永久荷载设计值:g2.931.2=3.522/mkN可变荷载设计值:8.73.16q2/mkN荷载设计总值:g+q=11.322/mkN,近似取为g+q=12.02/mkN2.计算简图按塑性内力重分布设计。次梁截面为200mm×500mm，板的计算跨度:边跨:mmlln20002200210001中间跨:mmlln1900200210002因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图5-2所示图5-2板的计算简图3.弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减，用塑性内力重分布理论计算，查表可得系数分别为：边支座-1/16；边跨中，1/14；离端支座，-1/11；边跨中，1/16；中间支座，-1/14。故mkNlqgMA00.316/0.20.1216/)(2201mkNlqgM43.314/0.20.1214/)(22011mkNlqgMB36.411/0.20.1211/)(2201mkNlqgMC10.314/9.10.1214/)(2202mkNlqgMM71.216/9.10.1216/)(2202324.正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm，板厚80mm，则截面的有效高度20dchh=60mm；板宽mmb1000。C25混凝土，1=1.0，cf11.92/mmN；HPB300钢筋yf270N/mm2。板配筋计算的过程列于表1。表1板的配筋计算截面A1B2C弯矩设计值（mNk）-3.003.43-4.362.71-3.10210scMfbh266010009.110.11000.3=0.070266010009.110.11043.3=0.080266010009.110.11036.4=0.102266010009.110.11071.2=0.063266010009.110.11010.3=0.072s2-1-10.0730.350.0830.1080.350.0650.0750.35计算配筋（2mm）ycsffbhA/10193.0219.5285.6171.9198.3实际配筋（2mm）200@8/6196SA200@8251SA200@10/8322SA200@8/6196SA200@8/6196SA计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；sA/bh=196/(100080)=0.25%，此值大于0.45ytff/=0.451.27/270=0.21%,同时大于0.2%，满足最小配筋要求。（三）次梁的设计1.荷载计算由板传来的永久荷载：mkN/39.71.252.3次梁自重：0.2(0.5-0.08)251.2=2.52mkN/次梁粉刷重：0.025)08.05.0(2171.2=0.34mkN/小计：g=10.25mkN/可变荷载设计值：q=7.82.1=16.38mkN/荷载总设计值：q+g=26.63mkN/2.计算简图按塑性内力重分布计算时，主梁截面300mm×600mm。其计算跨度：边跨：01l=nl=6300-100-300/2=6050mm中间跨：nll026300-300=6000mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图5-3图5-3次梁的计算简图3.内力计算由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：mkNlqgMA61.4024/05.663.2624/)(2201mkNlqgM62.6914/05.663.2614/)(22011mNlqgMB61.8811/05.663.2611/)(2201mkNlqgMM92.5916/0.663.2616/)(220232mkNlqgMC48.6814/0.663.2614/)(2202剪力设计值：kNlqgVnA56.8005.663.2650.0)(50.01kNlqgVnBl61.8805.663.2655.0)(55.01kNlqgVVncB88.870.663.2655.0)(55.02r4.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，翼缘宽度取21003/63003/lbfmm、mmsbbnf21001900200，mmbbf116012三者的较小者，故取mmbf1160。环境类别为一类，C25混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。设箍筋直径10mm，纵向钢筋直径mm20，则一排纵向钢筋mmh4602/2010205000，C25混凝土0.11，1c，2/9.11mmNfc，tf2/27.1mmN；纵向钢筋采用HRB400钢，22/360/360mmNfmmNfyvy，。正截面承载力计算过程列于表2中。经判别跨内截面均属于第一类T型截面。表2次梁正截面受弯承载力计算截面A1B2C弯矩设计值（mNk）-40.6169.62-88.6159.92-68.48)/(201bhfMcS或）（20'1/hbfMfcs264602009.110.11061.40=0.0812646011609.110.11062.69=0.024264602009.110.11061.88=0.1762646011609.110.11092.59=0.021264602009.110.11048.66=0.136s2110.0850.350.0240.1950.0210.147ycSffbhA/10或ycfSffhbA/10'258.5423.3593.0370.4447.0选配钢筋（2mm）214308sA314461sA414615sA216402sA314461sA计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；%31.0)500200/(308)/(bhAS，此值大于ytff/45.0=0.45×1.27/360=0.16%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。（2）斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：mmhhhfw38080460'0，因49.1200/380/bhw，截面尺寸按下式验算：kNVNbhfcc61.881070.2734602009.11125.025.0max30截面尺寸满足要求。（3）计算所需腹筋：采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由007.0hsAfbhfVsvyvtcs，可得到箍筋间距mmbhfVhAfstBlsvyv137446020027.17.01061.884606.563607.0300调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距,截面高度在300～500mm的梁，最大箍筋间距200mm最后取箍筋间距s=200mm。为方便施工沿梁长不变。（4）验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：%11.0360/27.13.0/3.0yvtff，实际配箍率%11.0%14.0)200200/(6.56)/(bsAsvsv，满足要求。（四）主梁设计主梁按弾性方法设计。1.荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载：Nk58.643.625.10主梁自重（含粉刷）：kN72.102.1]171.2025.0)08.060.0(2251.23.0)08.060.0[(永久荷载设计值：NGk30.7572.1058.64可变荷载设计值：NQk19.1033.638.162.计算简图因主梁的线刚度与柱刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，mml63000。主梁的计算简图见图5-4。图5-4主梁的计算简图3.内力设计值及包络图（1）弯矩设计值由0201QlkGlkM得mKNM63.30330.619.103289.030.630.75244.0max,1mKNMB84.32830.619.103311.030.630.75267.0max,mKNM80.16130.619.103200.030.630.75067.0max,2（2）剪力设计值由QkGkV43得kNVA56.14419.103866.030.75733.0max,kNVBl69.23019.103311.130.75267.1max,kNVBr40.20119.103222.130.750.1max,（3）弯矩包络图①第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载支座B或C的弯矩值为：mkNMMcB13.2133.619.103133.03.630.75267.0在第1跨内：以支座弯矩mkNMMBA13.213,0的连线为基线，作kNQkNG19.103,30.75的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：mkNMlQGB79.303313.2133.6)19.10330.75(313)(310mkNMlQGB74.232313.21323.6)19.1033