混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)整體式單向板肋梁樓蓋

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題目名稱： 現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 班 級(jí)：2009級(jí) 土木工程 專業(yè)4班姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名： 2011年 月 日現(xiàn)澆整體式單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、設(shè)計(jì)資料（1）某工業(yè)用倉(cāng)庫(kù)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，樓面使用活荷載為。 （2）樓面面層為水磨石（底層厚水泥砂漿，厚面層），自重為，梁板天花用混合砂漿抹灰。（3）材料選用a.混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用、或。b.鋼筋采用受力縱筋HRB335或HRB400；其他鋼筋均用HPB235。（4）板伸入墻內(nèi)，次梁伸入墻內(nèi)，主梁伸入墻內(nèi)。（

2、5）二樓樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖所示（樓梯間在此平面外）。（6）樓板厚度為，次梁截面為，主梁截面，柱的截面尺寸（或或自定）。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 （1）板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力；主梁按彈性理論計(jì)算內(nèi)力，并繪出彎矩包絡(luò)圖。 （2）繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖1樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖（標(biāo)注墻、柱定位軸線編號(hào)和梁、柱定位尺寸及構(gòu)件編號(hào)）（比例1：1001：200）；2板模板圖及配筋平面圖（標(biāo)注板厚、板中鋼筋的直徑、間距、編號(hào)及其定位尺寸）（比例1：1001：200）；3次梁模板及配筋圖（標(biāo)注次梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及其定位尺寸）（比例1：50，剖面圖比例1：151：30）；4、梁

3、材料圖、模板圖及配筋圖（按同一比例繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖、抵抗彎矩圖、模板圖及配筋圖），（標(biāo)注主梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面圖比例1：151：30）； 5在圖中標(biāo)明有關(guān)設(shè)計(jì)說(shuō)明，如混凝上強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的種類、混凝土保護(hù)層厚度等。 （3）計(jì)算書(shū)要求計(jì)算準(zhǔn)確，步驟完整，內(nèi)容清晰。（4）主梁配筋圖必須手工繪制，板、次梁配筋圖不作規(guī)定。（5）第11周星期五之前提交設(shè)計(jì)成果。3、課程設(shè)計(jì)目的 （1）了解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定； （2）通過(guò)板及次梁的計(jì)算，熟練掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法； （3）通過(guò)主梁的計(jì)算，熟練掌握按彈性理

4、論分析內(nèi)力的方法，并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法； （4）了解并熟悉現(xiàn)澆梁板的有關(guān)構(gòu)造要求； （5）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方式和制圖規(guī)定，進(jìn)一步提高制圖的基本技能；4、設(shè)計(jì)參考進(jìn)度 第一天：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)及設(shè)計(jì)例題，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容。確定梁格布置、板計(jì)算及繪制板的配筋草圖； 第二天：次梁的計(jì)算及繪制配筋草圖； 第三天：主梁的計(jì)算及繪制配筋草圖；第四至五天：繪制板、次梁和主梁的施工圖。 圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)資料：某設(shè)計(jì)使用年限為50年工業(yè)用倉(cāng)庫(kù)，采用整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓蓋梁格圖1所示。圖1 結(jié)構(gòu)平面布置圖(1) 樓面構(gòu)造

5、層做法：20mm厚水泥砂漿打底，10mm厚水磨石面層，=0.65 KN/m2 15mm厚混合砂漿梁板天花抹灰。(2) 活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值為9KN/m2。(3) 恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；活載分項(xiàng)系數(shù)為1.3（因工業(yè)廠房樓蓋活載標(biāo)準(zhǔn)值大于4 KN/m2）。(4) 材料選用：混凝土 采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。鋼 筋 梁中受力縱筋才采用HRB335級(jí)（fy=300N/mm2）；其余采用HPB235級(jí)（fy=210N/mm2）。一、 板和次梁按塑性計(jì)算1. 板的計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算）板的l2/l1=5400mm/2000mm=2.7<3，按沿短邊方向

6、受力的單向板計(jì)算，應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。板的厚度按構(gòu)造要求取h=80mmL1/40=2000mm/40=50mm。次梁截面高度取h=500mmL2/15=5400mm/15=360mm，截面寬度b=200mm，板尺寸支撐情況如圖2所示。圖2板的尺寸(1) 荷載恒載標(biāo)準(zhǔn)值30mm面層 0.65KN/m280mm鋼筋混凝土板 0.08m×25KN/m3=2.000KN/m215mm混合砂漿天棚抹灰 0.015m×17KN/m3=0.255KN/m2 gk=2.905KN/m2線恒載設(shè)計(jì)值 g=1.2×2.905KN/m2=3.486KN/m線活載設(shè)計(jì)值

7、q=1.3×9KN/m2=11.7KN/m合 計(jì) 15.186KN/m即每米板寬 g+q=15.186KN/m(2) 內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度 邊跨 Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.820m Ln+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m1.820m 取L0=1.820m中間跨 L0=2m-0.2m=1.800m計(jì)算跨度差（）/1.800m=1.11%10%,說(shuō)明可按等跨連續(xù)計(jì)算內(nèi)力（為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，統(tǒng)一取L0=1.820m）。取1m寬板作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示：圖3 1m寬板的計(jì)算簡(jiǎn)圖連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算見(jiàn)表1。表1 連續(xù)板各截

8、面彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)4.572-4.5723.144-3.593（3）截面承載力計(jì)算b=1000mm，h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0,連續(xù)板各截面配筋計(jì)算見(jiàn)表2。表2 連續(xù)板各截面配筋計(jì)算 板帶部位截面邊區(qū)板帶（，軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KN·m)4.572-4.5723.144-3.593s=M/1fcbh020.0890.0890.0610.0700.0930.

9、0930.0630.072As=1bh0fc/fy/(mm2)380380260295選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積/(mm2)393393322322板帶部位截面中間區(qū)板帶（軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KN·m)4.572-4.5723.144×0.8=2.515-3.593×0.8=-2.874s=M/1fcbh020.0890.0890.0510.0560.0930.0930.0520.058As=1bh0fc/fy/(mm2)380380213237選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積/(mm2)393393251251中間區(qū)板帶軸線間，各

10、區(qū)格板的四周與梁整體連接，故各跨跨內(nèi)和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，計(jì)算彎矩降低20%。連續(xù)板的配筋示意圖如圖4所示。（a）邊區(qū)板帶（b）中間區(qū)板帶圖4 板的配筋示意圖次梁計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算） 取主梁的梁高h(yuǎn)=700mmL1/12=6000mm/12=500mm,梁寬b=250mm,次梁有關(guān)尺寸及支撐情況圖5所示。圖5 次梁尺寸（1） 荷載恒載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái) 3.468KN/m2×2m=6.9KN/m次梁自重 1.2×25KN/m3×0.2m×(0.5m-0.08m)=2.520KN/m梁側(cè)抹灰 1.2×17KN/m3×0

11、.015m×(0.5m-0.08m)×2=0.257KN/m g=9.677KN/m活載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái) q=11.7KN/m2×2m=23.4KN/m 合 計(jì) g+q=33.077KN/m(2)內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度邊跨 Ln Ln+a/2=5.155m+0.24m/2=5.275m 1.025 Ln=1.025×5.155m=5.284m5.275m 取L0=5.275m中間跨 L0= Ln=5.4m-0.25m=5.150m跨度差（）/5.150m=2.4%10%,說(shuō)明可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6所示。圖6 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力

12、計(jì)算見(jiàn)表3和表4。表3 連續(xù)次梁彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)83.671-83.67154.380-62.663表4 連續(xù)次梁剪力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)剪力計(jì)算系數(shù)v0.450.60.550.55V=v(g+q)Ln/(KN)76.730102.30793.69093.690（3）截面承載力計(jì)算次梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度為：邊跨: bf=L0/3=5275mm/3=1758mmb+S0=200mm+18

13、00mm=2000mm離端第二跨、中間跨: bf= L0/3=5150mm/3=1717mm梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm翼緣厚 hf=80mm判別T形截面類型：跨內(nèi)截面=0.010hf/h0=60mm/465mm=0.172,故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，第一內(nèi)支座按布置兩排縱筋考慮，取h0=450mm-60mm=440mm，其他中間支座按布置一排縱筋考慮，h0=465mm，連續(xù)次梁正截面及斜截面承載力計(jì)算分別見(jiàn)表5和表6。表5 連續(xù)次梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/( KN·

14、m)83.671-83.67154.380-62.663(b=bf)0.0140.1510.0100.1010.0140.1650.0100.107As=1bh0fc/fy(b=bf)/(mm2)621692381475選配鋼筋216+118132實(shí)配鋼筋面積/(mm2)657761459509表6 連續(xù)次梁斜截面承載力計(jì)算端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)76.730102.30793.69093.690332.475V314.600V314.600V332.475V93.093>V88.088<V88.088<V93.093>V28282828

15、101101101101按構(gòu)造820867按構(gòu)造200200200200次梁配筋示意圖見(jiàn)圖7。圖7 次梁配筋示意圖三、主梁計(jì)算（按彈性理論計(jì)算）柱高H=4.5m，柱截面尺寸300mm×300mm,主梁的有關(guān)尺寸及支撐情況見(jiàn)圖8。圖8 主梁尺寸（1） 荷載恒載設(shè)計(jì)值由次梁傳來(lái) 9.677KN/m×5.4m=52.256KN主梁自重（折合為集中荷載） 1.2×25KN/m3×0.25m×(0.7m-0.08m) ×2m=9.3KN梁側(cè)抹灰(折合為集中荷載) 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.7m-0

16、.08m) ×2m× 2=0.760KN G=62.316KN活載設(shè)計(jì)值由次梁傳來(lái) Q=23.4KN/m×5.4m=126.36KN合 計(jì) G+Q=188.676KN（2）內(nèi)力計(jì)算邊跨 LnL0=1.025Ln+b/2=1.025×5.730m+0.3m/2=6.020mLn+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.3m/2=6.070m中間跨 Ln=5.4m-0.4m=5.700m L0= Ln+b=5.7m+0.3m=6.000m跨度差（）/6.000m=0.33%10%,可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多，故主梁可視為鉸

17、支柱頂上的連續(xù)梁，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖9。圖9 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖在各種不同分布的荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進(jìn)行，跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計(jì)算，則M=KGL0+KQL0 V=KG+KQ式中系數(shù)K值由附錄7查得，具體計(jì)算結(jié)果以及最不利荷載組合見(jiàn)表7和表8，即可得主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖，如圖10所示。圖10 主梁彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖表7 主梁彎矩計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)KM1/( KN·m)KMB（MC）/( KN·m)KM2/(KN·m)0.24491.535-0.267-99.9970.06725.0510.289219

18、.839-0.133-101.003-101.003-33.667-0.133-101.0030.200151.6320.229112.168-0.311(-0.089)-236.180(-67.588)0.170128.8720.274134.209-0.178(0.044)-135.177(33.414)-最不利荷載組合+311.374-201-75.952+57.868-201176.683+203.703-336.177(-167.585)153.923+225.744-235.174(-66.583)-表8 主梁剪力計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖端支座內(nèi)側(cè)中間支座（左）KVA/ VD/(KN)KV

19、B左（VC左）/(KN)0.733(-0.733)45.678(-45.678)-1.267(-1.000)-78.954(-62.316)0.866(-0.866)109.428(-109.428)-1.134(0)-143.292(0)-0.133(0.133)-16.806(16.806)-0.133(-1.000)-16.806(-126.36)0.689(0.089)87.062(11.246)-1.311(-0.778)-165.658(-99.572)0.822(-0.044)103.867(-5.560)-1.178(0.222)-148.852(28.052)最不利荷載組合+

20、155.106(-155.106)-222.246(-62.316)+92.622(-28.872)-95.760(-188.676)+132.74(-34.432)-244.612(-161.888)+149.545(-51.238)-227.806(-34.264)序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖中間支座（右）KVB右（VC右）/(KN)1.000(1.267)62.316(78.954)0(1.134)0(143.292)1.000(0.133)126.36(16.806)1.222(0.089)154.412(11.246)0.222(-0.044)28.052(-5.560)最不利荷載組合+62.316(222.246)+188.676(95.76)+216.728(90.2)+90.368(73.394)（3）截面承載力計(jì)算主梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為：bf=L0/3=6000mm/3=2000mmb+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm判斷T形截面類型：跨內(nèi)截面=0.053hf/h0=80mm/665mm=0.120,故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面?？鐑?nèi)截面在負(fù)彎矩作用下按矩形截面計(jì)算，取h0=700mm-60mm=640mm。支