梁板的配筋計(jì)算課設(shè)

1、 混凝土課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號(hào)： xxxxxxxxx 所在學(xué)院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2015年01月目錄1、 計(jì)劃任務(wù)書2、 現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算書3、 次梁的設(shè)計(jì)4、 主梁的設(shè)計(jì)5、混凝土板的驗(yàn)算 鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1某民用建筑樓面如附圖所示，底層層高H（從基礎(chǔ)頂面到樓面的距離），計(jì)算高度取H0=H，樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk。1.1.2樓面面層為20mm厚水泥砂漿抹面（=20 kN/m3），板底為15 mm厚石灰砂漿粉刷（=17 kN/m3）。混凝土容重為25 kN/m3。1.1.3材料:混凝土：C30；鋼 筋

2、：受力筋采用HRB400、箍筋采用HPB300。1.2設(shè)計(jì)要求1.2.1 按單向板肋梁樓蓋的要求對(duì)樓面梁板進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。1.2.2 對(duì)板、次梁、主梁分別進(jìn)行受力分析、計(jì)算及配筋；完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。1.2.3 繪制樓蓋施工圖（2號(hào)圖紙兩張），內(nèi)容包括： 樓蓋平面布置圖；板、次梁配筋施工圖。（1張） 主梁設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖、抵抗彎矩圖及配筋施工圖；施工說明。（1張）注：圖紙采用交通工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖簽； 計(jì)算書應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)計(jì)算完整過程，并裝訂成冊(cè)。1.3 分組 樓蓋平面尺寸如附圖，具體尺寸按下面分組：學(xué)號(hào)：1、5、9、13號(hào)：A=36m，B=18 m, qk=5.5kN

3、/m2 ，層高H=5m；學(xué)號(hào)：2、6、10、14號(hào)：A=30m，B=24m, qk=6.5kN/m2，層高H=5.5m ；學(xué)號(hào)：3、7、11、15號(hào)：A=36m，B=21.6m, qk=5kN/m2 ，層高H=5m；學(xué)號(hào)：4、8 、12、16號(hào) ： A=30m，B=18m, qk=6kN/m2 。層高H=5.5m。1.4 參考資料1. GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S.2. GB50009-2012.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范S.3. 相關(guān)課本1.5 附圖2 計(jì)算書 選擇柱截面尺寸為400 mm×400 mm，樓面活荷載為qk=5kN/m2 ，樓面采用20 mm厚水泥砂漿面層，板底

4、為15 mm厚石灰砂漿粉刷。2.1 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)圖 根據(jù)圖1-1所示的柱網(wǎng)布置，選取主梁橫向布置，次梁縱向布置的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖1-2所示。主梁的跨度為7200 mm,間距為6000 mm，次梁的跨度為6000 mm，間距為2400 mm。 板厚的確定：=60mm，按構(gòu)造要求，民用建筑樓板的最小厚度為60 mm 。故取板厚=60 mm。 次梁：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，多跨連續(xù)次梁的截面高度 333.33500 mm并且 = 240 mm故取 =450 mm截面寬度 mm取 =200 mm主梁：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，多跨連續(xù)主梁的截面高度 514.28900 mm并且 =480 mm故取 =700 mm截面寬度 =2

5、33.33350 mm取 =300 mm 圖2-1 單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面圖2.2板的設(shè)計(jì)（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算）2.2.1 荷載計(jì)算 20 mm厚水泥砂漿面層：20×0.02=0.400 ； 60 mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板：25×0.06=1.500 15 mm 厚石灰砂漿抹底: 17×0.015=0.255 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 根據(jù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定，荷載設(shè)計(jì)值為 =1.2 ×2.155+1.4×5.000=9.586 =1.35×2.655+1.4×0.7

6、5;5.000=8.484 取=9.586 。2.2.2計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算跨度 取1 m寬板帶作為計(jì)算單元，各跨的計(jì)算跨度為： =（2400120100）+=2210 mm =（2400120100）+=2240 mm取較小值 =2210 mm 中間跨：=2400-200=2200 mm 邊跨與中間跨的計(jì)算跨度相差 故可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。板的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-2所示。 圖2-2 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖2.2.3 內(nèi)力計(jì)算各截面的彎矩計(jì)算見表2-1 表2-1 板的彎矩計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨度中間支座彎矩系數(shù)1/111/111/161/144.264.262.893.312.2.4正截面承載力計(jì)算。板

7、采用的是HRB400級(jí)，混凝土為C30。 ， ， 正截面承載力計(jì)算見表2-2 表2-2 板的正截面承載力計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座在平面圖上的位置軸間軸間軸間軸間軸間軸間M/(kN·m）4.264.262.890.8×2.893.310.8×3.310.1990.1990.1270.1020.1450.1160.8880.8880.9320.9460.9210.938（mm²)333.15333.15216.09170.31249.58196.04選用鋼筋實(shí)際配筋面積./mm²403403265265314265 驗(yàn)算配筋率：滿足

8、最小配筋率要求。2.3 次梁的設(shè)計(jì)（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算）2.3.1 荷載計(jì)算。 板傳來的恒載 : 次梁自重： 次梁粉刷抹灰： 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）的規(guī)定，荷載設(shè)計(jì)值為 取2.3.2 計(jì)算跨度及計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁截面寬度為b=300 mm,次梁在墻上的支撐長(zhǎng)度=250 mm 邊跨按以下兩項(xiàng)中取較小值確定 =（6000150120）+=5855 mm =1.025×（6000150120）=5873.25 mm取較小值 =5855 mm邊跨與中間跨的計(jì)算跨度相差 故可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。板的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-3所示。 圖2

9、-3 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3內(nèi)力計(jì)算。次梁的內(nèi)力計(jì)算見表2-3和表2-4 表2-3 次梁的彎矩計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨度中間支座彎矩系數(shù)1/111/111/161/14截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨度中間支座79.7276.9751.0458.33 表2-4 次梁的剪力計(jì)算截面A支座B支座左B支座右C支座剪力系數(shù)0.450.60.550.5565.9687.9579.4979.492.3.4正截面承載力計(jì)算。次梁跨中截面按T形截面計(jì)算，翼緣寬度按規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定取用。 邊跨： =5855/3=1952 mm =200+2180=2380 mm取較小值 =1

10、952 mm中間跨：=5700/3=1900 mm =200+2200 mm取較小值 =1900 mm 砼C30： ，； 受力鋼筋HRB400:； 箍筋HPB300： 跨中截面T型截面類型判斷： =45040=410 mm =1.0×14.3×1952×60×（410）= 636.43 kN/m>74.02 kN/m故次梁截面跨中按第一類T型截面計(jì)算。 次梁的支座截面按矩形截面計(jì)算。 各截面均只按一排筋布置，正截面承載力計(jì)算過程見表2-5。表2-5 次梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨中B支座中間跨中中間支座M/(kN·m） 79.72 76.9

11、7 51.04 58.33或b/mm195220019002000.01580.1460.01050.1150.0159<0.550.158<0.350.0106<0.550.123<0.350.9920.9210.9950.939（mm²)505.50516.03325.88397.70選用鋼筋316220216218實(shí)際配筋面積/mm²603628402509 驗(yàn)算配筋率：=0.2%×200×450=180 mm<325.88 mm 根據(jù)計(jì)算所得鋼筋面積，查表來選用鋼筋。次梁的鋼筋有彎起式和連續(xù)式兩種，因次梁高度一般較小

12、，所以選用連續(xù)式較為方便。2.3.5 斜截面承載力計(jì)算 斜截面受剪承載力計(jì)算包括驗(yàn)算截面最小尺寸、腹筋計(jì)算和箍筋最小配筋率驗(yàn)算。次梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算見表1-6.規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定，該次梁中箍筋最大間距為200mm，箍筋配筋率 =0.24×1.43/270=0.13% 表1-6 次梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算截面A支座B支座左B支座右C支座V/kN65.9687.9579.49 79.49/(kN)kN>V 截面滿足要求/(kN)kN>V >V 按最小配箍率配箍箍筋直徑和肢數(shù)8 雙肢/mm²2×50.3=100.62×

13、50.3=100.62×50.3=100.62×50.3=100.6/(mm)237實(shí)際間距/mm223200200200配筋率 =100.6/(200×200)=0.25%注：上表中A支座處的剪力，規(guī)范規(guī)定：僅對(duì)高度的梁當(dāng)滿足上式時(shí)，允許采用無腹筋梁而不設(shè)置箍筋，對(duì)其他情況，雖然滿足上式，仍應(yīng)按構(gòu)造要求配置箍筋。2.4 主梁的計(jì)算（按彈性理論計(jì)算）2.4.1 荷載計(jì)算 主梁自重實(shí)際為均布荷載，但此荷載值與次梁傳來的集中荷載相比很小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載，其作用點(diǎn)與次梁的位置相同。即采用就近集中的方法，把集中荷載作用點(diǎn)兩邊的主梁自重集中荷載作用點(diǎn)，

14、主梁視為僅承受集中荷載的梁。次梁傳來的恒荷載：7.32×6.0=43.92 kN主梁的自重：kN梁側(cè)抹灰：kN恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：kN恒荷載設(shè)計(jì)值：kN或荷載設(shè)計(jì)值：kN2.4.2 計(jì)算跨度以及計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支撐在砌墻上，支撐長(zhǎng)度為370mm，中間支撐在 400mm×400mm的混凝土柱上，其各跨的計(jì)算長(zhǎng)度為：中間跨：mm邊跨：mm mm取較小值 =7252mm跨度差：（72527200）/7200=0.72%<10%,可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-4所示。 圖2-4計(jì)算簡(jiǎn)圖2.4.3 內(nèi)力計(jì)算。2.4.3.1 彎矩計(jì)算。 （

15、k值由表查的）邊跨： 中跨： 表2-7 主梁彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒荷載活荷載恒荷載恒荷載恒荷載內(nèi)力組合+306.74232.22-59.79-35.59-221.14-146.27+61.96-11.94181.89205.59-221.14-146.27+262.25139.38104.23185.05-351.26112.16+73.6512.19159.39126.26-185.06-284.89最不利內(nèi)力組合項(xiàng)次+組合值/61.96-11.94-59.79-35.59-351.26-284.89組合項(xiàng)次+組合值/306.74232.22181.89205.59-185.06112.16

16、2.4.3.2 剪力計(jì)算。 （k 值由表查得）剪力計(jì)算如表2-8所示。 表2-8 主梁剪力計(jì)算 項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒載活載活載活載活載內(nèi)力組合+134.56-201.9876.25-56.834.36+33.76-101.18177.0934.36-56.8+116.61-219.93199.87-134.78-72.55+38.7996.35153.10-181.55-181.55組合項(xiàng)次+組合值33.76-219.9376.25-181.55-72.55組合項(xiàng)次+組合值134.5696.35199.87-56.8-181.552.4.3.3正截面承載力計(jì)算。2.4.3.3.1 確定翼緣跨度。主梁

17、跨中截面按T型截面計(jì)算。根據(jù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定，翼緣寬度取較小值。 邊跨： =7252/3=2417.3mm =300+6300=6600 mm取較小值 =2417.3 mm中間跨： =7200/3=2400 mm =200+6300=6500 mm取較小值 =2400 mm支座截面仍按矩形截面計(jì)算。2.4.3.3.2 判斷截面類型在主梁支座處，由于板、次梁及主梁的負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，主梁鋼筋一般均在次梁鋼筋下面，梁的有效高度減小。因此，進(jìn)行主梁支座截面承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)主梁負(fù)彎矩鋼筋的實(shí)際位置來確定截面的有效高度。一般取值為：?jiǎn)闻配摻顣r(shí)，；雙排鋼筋時(shí)，

18、。取=610mm（支座）,=640mm(跨中）。 = 1265.2kN/m>350.6kN/m屬于第一類T型截面。2.4.3.3.2 正截面承載力計(jì)算。 按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁內(nèi)力時(shí)，中間跨的計(jì)算跨度取為支座中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的，而實(shí)際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，計(jì)算配筋時(shí)，應(yīng)將其換算到截面邊緣，主梁正截面承載力計(jì)算見表2-9。 表2-9 主梁正截面受彎承載力計(jì)算截面邊跨中B支座中間跨中M/(kN·m）306.74 351.26205.59 59.79(kN)199.87×0.4/2=39.98(kN

19、·m)306.74 391.24205.59 59.790.0220.2450.0150.0040.022=0.550.286=0.550.015=0.550.004=0.550.9890.8570.9920.998(mm²)1346.12078.9899.5260.0選用鋼筋 實(shí)際配筋面積/mm² 152321731089509配筋率 0.73%1.03%0.52%0.24% 根據(jù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定，縱向受力鋼筋的最小配筋率為0.2%和 中的較大值，即0.2%。表中的配筋滿足要求。2.4.3.3.3斜截面受剪承載力計(jì)算主梁斜截面

20、受剪承載力計(jì)算見表1-10。根據(jù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定，該次梁中箍筋的最大間距為250mm。2.4.3.3.4 主梁吊筋計(jì)算。由次梁傳給主梁的集中荷載為 F=1.2×53.29+1.4×72=157.5 kN/m 次梁傳給主梁的全部集中荷載中，應(yīng)扣除主梁自重部分，因?yàn)檫@部分是假定為集中荷載的，實(shí)際為均布荷載。若集中荷載全部由吊梁承擔(dān)，則 mm選用216（402）。 表2-10 主梁斜截面受剪承載力計(jì)算截面A支座B支座左B支座右V/kN134.56219.93199.87/(kN)kN>V 截面滿足要求/(kN) kN/mkN/m按最小配箍

21、率配箍箍筋直徑和肢數(shù) 雙肢219.8×1000+1.25×270×2×50.3×610÷250=302.6kN（mm2）<0<0<0彎起鋼筋根據(jù)上式計(jì)算V<Vcs，因此按計(jì)算不需要配置彎起鋼筋；但可按構(gòu)造要求配置彎起鋼筋。實(shí)配彎起鋼筋面積/（mm2）配筋率 注：上表中A支座處的剪力，規(guī)范規(guī)定：僅對(duì)高度的梁當(dāng)滿足上式時(shí)，允許采用無腹筋梁而不設(shè)置箍筋，對(duì)其他情況，雖然滿足上式，仍應(yīng)按構(gòu)造要求配置箍筋。2.5 正常使用極限狀態(tài)的裂縫和撓度計(jì)算2.5.1板的裂縫和撓度驗(yàn)算 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：kN/m。2.5.2.1.1由荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算板的內(nèi)力，計(jì)算值如表1-11所示。 表1-11 板的彎