整體式單向板肋梁樓蓋課程設計【任務書】+【設計論文】

整體式單向板肋梁樓蓋課程設計(任務書)班級：15級土木提交日期：2017年7月8日指導教師：土木建筑工程學院混凝土樓蓋設計設計資料某多層工業(yè)廠房，采用整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，建筑平面如圖所示。墻厚370mm，中柱為鋼筋混凝土柱，截面尺寸400mm×400mm。樓面做水泥砂漿面層（20mm厚水泥砂漿），自重為20kN/m3，梁板天花混合砂漿抹灰20mm，自重為17kN/m3。柱網尺寸和樓面活荷載標準值見附表；材料選用。砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。鋼筋：梁中受力縱筋采用HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2），箍筋采用HPB300級鋼筋，板中受力鋼筋為HPB300級鋼筋（fy=270N/mm2）。樓蓋建筑平面設計任務的內容和要求任務第一部分：完成樓蓋設計計算書，具體內容包括：1、設計資料；2、樓蓋結構布置（按比例畫出樓蓋結構平面布置示意圖）。3、荷載和內力計算（1）板、次梁內力按塑性內力重分布方法計算；（2）主梁按彈性理論計算，并繪出彎矩包絡圖及剪力包絡圖。要求：（1）內容完整、正確、計算準確、文字簡捷明了、書寫整潔；（2）計算書應包括：封面、目錄、計算簡圖；（3）計算書須整理成A4本。任務第二部分：繪制樓蓋設計施工圖，具體內容包括：1、梁板結構布置圖及板配筋圖，次梁配筋圖。1張A2圖；2、主梁配筋圖：1張A2圖。圖中需列出一種構件的鋼筋材料表并附有關設計說明。要求：（1）圖面清晰整潔、內容正確、制圖及標注符合建筑制圖標準及鋼筋混凝土結構規(guī)范；（2）圖紙應有圖紙目錄；（3）所有圖紙須手工繪圖；（4）圖紙應以圖紙目錄順序折疊成A4本與計算書一起裝訂。整體式單向板肋梁樓蓋設計目的（一）了解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關系及其計算簡圖的確定；（二）通過板及次梁的計算，掌握考慮塑性內力重分布的計算方法；（三）通過主梁的計算，掌握按彈性理論分析內力的方法，并熟悉內力包絡圖和抵抗彎矩圖的繪制方法；（四）了解并熟悉現澆梁板的有關構造要求；（五）掌握鋼筋混凝土結構施工圖的表達方式、制圖方法、進一步提高制圖的基本技能；（六）學會編制鋼筋材料表。四、主要設計參考資料1、《混凝土結構及砌體結構》（第2版）上、下冊，哈爾濱工業(yè)大學等四校合編，東南大學主審，中國建筑工業(yè)出版社；2、《混凝土結構設計》（第三版）上冊、中冊，東南大學天津大學同濟大學合編，清華大學主審，中國建筑工業(yè)出版社；3、《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)；4、《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）；5、《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）；6、《建筑結構制圖標準》(GBT50105-2010)。附表學號與設計條件活載(kN/m2)L1×L25.56.06.57.07.58.06000×63000102030405066000×66000708091011126000×69001314151617186300×63001920212223246300×66002526272829306300×69003132333435366600×66003738394041426600×69004344454647486600×72004950515253546900×69005556575859606900×72006162636465666900×75006768697071727200×7500737475767778注：按學號的后兩位數選題，如學號后兩位為51，則其活荷載為6.5kN/m2，L1×L2=6600mm×7200mm。圖紙總說明：

一、概況設計某多層工業(yè)廠房，采用整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。計量單位(除注明外):1)長度:mm;2)角度:度;3)標高:m;4)強度:N/mm。采用"平法表示",其制圖規(guī)則詳<<混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖>>圖集編號為11G101-1。鋼筋混凝土結構部分1.樓面做水泥砂漿面層（20mm厚水泥砂漿），自重為20kN/m3，梁板天花混合砂漿抹灰20mm，自重為17kN/m3。2.柱網尺寸6000x6600、樓面活荷載標準值6.0KN/㎡；三、材料選用要求。1.砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。2.鋼筋：梁中受力縱筋采用HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2），箍筋采用HPB300級鋼筋，板中受力鋼筋為HPB300級鋼筋（fy=270N/mm2）。其他1.本設計框架梁主筋采用綁扎連接接頭（或焊接），接頭位置宜設置在受力較小處，在同一根鋼筋上宜少設接頭。2.主次梁高度相同時，次梁的下部縱向鋼筋應置于主梁下部縱向鋼筋之上。3.未盡事項應嚴格執(zhí)行國家現行的建筑安裝工程施工及驗收規(guī)范。圖紙設計說明：概況1.本工程位于XXXXXX2.設計某多層工業(yè)廠房，采用整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。3.圖紙設計標高±0.000相當于絕對標高12.20（海南獨立坐標系，1985國家高程基準）4.本施工圖除圖中注明及標高以米為單位外，其它均以毫米為單位。除圖中注明外，建筑平、剖、立面圖所注標高為結構面標高，采用"平法表示",其制圖規(guī)則詳<<混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖>>圖集編號為11G101-1。設計依據1.整體式單向板肋梁樓蓋課程設計任務書2.<<混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖>>圖集編號為11G101-13.《工程建設標準強制性條文》2013年版*******其它現行的國家及地方有關規(guī)范、標準、規(guī)程、規(guī)定。鋼筋混凝土結構部分1.樓面做水泥砂漿面層（20mm厚水泥砂漿），自重為20kN/m3，梁板天花混合砂漿抹灰20mm，自重為17kN/m3。2.柱網尺寸6000x6900、樓面活荷載標準值5.5KN/㎡；三、材料選用要求。1.砼：主梁采用C35（fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）；次梁和板采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。2.鋼筋：梁中受力縱筋采用HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2），箍筋采用HPB300級鋼筋，板中受力鋼筋為HPB300級鋼筋（fy=270N/mm2）。其他本說明若與設計圖紙有矛盾,應以設計圖紙為準。2.本總說明未詳盡處,請遵照國家現行規(guī)范、規(guī)程及有關施工、驗收規(guī)范。整體式單向板肋梁樓蓋課程設計(設計論文)解：結構布置樓蓋采用單向板肋梁樓蓋方案，梁、板結構布置及尺寸如圖所示：梁、板結構布置圖確定主梁跨度為6900mm，次梁跨度為6000mm，主梁跨內布置2根次梁，板的跨度為2300mm。板、梁截面尺寸：

板厚h≥l0/40=2300/40=58mm，對于工業(yè)廠房建筑的樓蓋板，要求h≥70，取板厚h=80mm。次梁截面尺寸h=l0/18~l0/12=6000/18~6000/12=333~500，取h=400mm，b=200m。。主梁截面尺寸h=l0/15~l0/10=6900/15~6900/10=460~690，取h=600mm，b=250mm。板的計算板按考慮塑性內力重分布的方法計算，取1m寬板為計算單元，板厚h=80mm，有關尺寸及計算簡圖如圖230023002300230023002300板的計算簡圖荷載①荷載標準值A恒荷載標準值20mm厚水泥砂漿面層20*0.02=0.4KN/㎡80mm厚鋼筋混凝土板25*0.08=2.0KN/㎡20mm厚混合砂漿抹灰17*0.02=0.34KN/㎡綜上：全部恒荷載標準值2.74KN/㎡1m板寬恒荷載標準值gk=2.74KN/mB活荷載標準值5.5.0KN/㎡1m板寬活荷載標準值qk=5.5KN/m②荷載設計值1m板寬恒荷載設計值g=1.2*2.74=3.29KN/m1m板寬活荷載標準值q=1.3*5.5=7.15KN/m1m板寬全部荷載設計值p=g+q=3.29+7.15=10.44KN/m內力①計算跨度板厚h=80mm次梁截面尺寸b*h=200mm*400mm邊跨l01=2300-100-120+80/2=2120mm中間跨l02=2300-200=2100mm跨度差(2120-2100)/2100=0.9%＜10%板有9跨，可按5跨等跨連續(xù)板進行計算。②板的彎矩板的各跨跨中彎矩設計值和各支座彎矩設計值計算列表如下板的彎矩設計值截面位置邊跨跨中(I)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(Ⅰ)和中間跨跨中(Ⅱ)中間支座(C)彎矩系數αmp1/11-1/111/16-1/14M/(KN·m)4.27-4.272.88-3.29注：M=αmpPl02，系數αmp由表13-2查取。配筋計算b=1000mm，h=80mm，h0=h-as=80-25=55mmfc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2fy=270N/mm2板的各跨跨中截面和各支座截面的配筋計算列于下表板的配筋計算截面位置邊跨跨中(I)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(Ⅰ)和中間跨跨中(Ⅱ)中間支座(C)①~②間⑤~⑥間②~⑤間①~②間⑤~⑥間②~⑤間M/(KN·m)4.27-4.272.883.29*0.82.63-3.29-3.29*0.82.63aS0.0950.0950.0640.0510.0730.059ξ0.1000.1000.0680.0560.0760.064AS/mm2291291198163221186實配鋼筋直徑、間距和截面面積8@170296mm28@170296mm26@140202mm26@150189mm28@200251mm28@200251mm2注：1.表中aS=M/(a1fcbh02)，ξ=1-（或者由附表16查得），；2.對軸線②~⑤之間的板帶，其離端第二跨中截面，中間跨跨中截面和支座截面的彎矩值可減小20%，故乘以系數0.8。計算結果表明，ξ均小于0.35,符合塑性內力重分布的條件。板的配筋圖附后。次梁計算次梁按考慮塑性內力重分布方法計算，截面尺寸及計算簡圖如圖：次梁計算簡圖荷載①荷載標準值恒荷載標準值由板傳來恒荷載2.74*2.2=6.03KN/m次梁自重25*0.2*（0.4-0.08）=1.60KN/m次梁抹灰2*17*0.02*（0.4-0.08）=0.22KN/m綜上：gk=7.85KN/mB活荷載標準值qk=6.0*2.2=13.2KN/m②荷載設計值恒荷載設計值g=1.2*7.85=9.42KN/m活荷載設計值q=1.3*13.2=17.16KN/m全部荷載設計值p=g+q=26.58KN/m內力①計算跨度次梁在墻上的支撐長度a=250，主梁截面尺寸b*h=250mm*600mm邊跨凈跨度ln1=6000-120-250/2=5755mm計算跨度l01=5755+250/2=5880＜1.025ln=1.025*5755=5899mm取l01=5880mmB.中間跨凈跨度ln2=6000-250=5750mm計算跨度l02=ln2=5750mm跨度差（5880-5750）/5750=2.3%＜10%故次梁可按等跨連續(xù)梁計算②次梁的彎矩計算次梁的各跨跨中彎矩計算值和各支座彎矩設計值列于下表次梁彎矩設計值截面位置邊跨跨中(I)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(Ⅰ)和中間跨跨中(Ⅱ)中間支座(C)彎矩系數αmp1/11-1/111/16-1/14M/(KN·m)83.54-83.5454.93-62.77注：M=αmpPl02，系數αmp由表13-4查取。③次梁的剪力計算次梁各支座剪力設計值計算如下表次梁剪力設計值截面位置端支座(A)內側界面離端第二支座(B)中間支座(C)外側截面內側截面外側截面內側截面剪力系數0.450.600.550.55V/KN68.8491.7884.0684.06注：V=avbPln，系數avb由表13-6查取。配筋計算①正截面承載力計算次梁跨中截面按T形截面計算，其翼緣寬度為邊跨bf=1/3*5880=1960mm＜b+Sn=200+2000=2200mm，取bf=1960mm中間跨bf=1/3*5750=1917mm＜b+Sn=200+2000=2200mm，取bf=1917mmb=200mmh=400mmh0=400-40=360mmhf=80mmfc=14.3N/mm2fy=360N/mm2對于邊跨=fcbfhf(h0-hf/2)=14.3*1960*80*(360-80/2)=717517x103N·mm2=717.52KNm＞M故次梁邊跨跨中截面第一類T形截面計算。同理可得，中間跨跨中截面也按第一類T形截面計算。次梁支座截面按矩形截面計算。次梁各跨中截面和各支座截面的配筋計算于下表中次梁的配筋計算截面位置邊跨跨中(I)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(Ⅰ)和中間跨跨中(Ⅱ)中間跨支座(C)M/(KN·m)83.54-83.5454.93-62.77b或bf/mm19602001917200h0/mm360360360360aS0.0230.2250.0150.169ξ0.0230.2590.0150.186AS/mm2657741429532實配AS/mm22C16+1C18656.53C187632C164022C16+1C14555.9注：1.對于跨中截面；對于支座截面；ξ=1-（或者由附表16查得），。計算結果表明：均小于0.35，符合塑性內力重分布的條件。取中間跨跨中截面驗算最小配筋率。，(符合要求)②斜截面受剪承載力計算b=200mmh0=360mmft=1.43N/mm2fyv=360N/mm2驗算截面尺寸hw=h0-hf=360-80=280mmhw/b=280/200=1.4＜40.25βcfcbh0=0.25*1.0*14.3*200*360=257.4KN＞VB，ex=93.53KN截面尺寸滿足要求。0.7ftbh0=0.7*1.43*200*360=72.07KN＞VA，in=70.15KN除A截面外，其余各截面均需按計算配置箍筋。B.計算腹筋以支座B外側截面進行計算。VB，ex=93.53KN采用C6雙肢箍筋，Asv=2*28.3=56.6mm2，則s=56.6/0.166=341mm?？紤]彎矩調幅對受剪承載力的不利影響，應在距梁支座邊1.05h0區(qū)段內將計算的箍筋截面面積增大20%（或箍筋間距減小20%）。于是，箍筋間距應減小為s=0.8*341=273mm，實際取200mm。C.驗算最小配箍率采用調幅法計算時，最小配箍率為Psv,min=0.3ft/fyv=0.3*1.43/360=0.00119實際配箍率為Psv=Asv/bs=56.6/（200*200）=0.00142＞0.00119（滿足要求）次梁鋼筋布置如圖主梁計算主梁按彈性理論計算，故主梁可視為鉸支在柱頂的連續(xù)梁。主梁的截面尺寸及計算簡圖如圖①荷載標準值恒荷載標準值由次梁傳來恒荷載7.85*6=47.10KN主梁自重25*0.25*(0.6-0.08)*2.2=7.15KN主梁側抹灰17*0.02*(0.6-0.08)*2.2*2=0.78KN綜上：全部恒荷載標準值Gk=55.03KN活荷載標準值Qk=13.2*6=79.20KN全部荷載標準值Gk+Qk=55.03+79.20=134.23KN②荷載設計值恒荷載設計值G=1.2*55.03=66.04KN活荷載設計值Q=1.3*79.20=102.96KN全部荷載設計值P=G+Q=66.04+102.96=169KN(內力)①計算跨度主梁在墻上的支承長度a=370mm，柱的截面尺寸為bxh=400*400邊跨邊跨凈跨ln1=6600-120-200=6280mm邊跨計算跨度l01=6280+400/2+370/2=6665＞1.025ln+b/2=1.025*6280+200=6637mm取l01=6637mmB.中間跨中間凈跨ln2=6600-400=6200mm中間跨計算跨度l02=ln2=6600mm跨度差（6637-6600）/6600=0.561%＜10%故次梁可按等跨連續(xù)梁計算。②彎矩、剪力計算主梁彎矩和剪力計算列于下表注：1.M=KmQl0或M=KmGl0，系數Km由附表22-3查取(此處Km即為該表中的KmG或者KmQ)；表中第六項黑體字為該截面的+Mmax或者-Mmax，其余為繪制彎矩包羅圖所需彎矩值。內力包羅圖主梁的內力包羅圖如圖所示對于邊跨，考慮三種荷載組合：跨中最大彎矩(①+②)；跨中最小正彎矩或最大負彎矩（①+③）；支座B最大負彎矩（①+④）；支座C最大負彎矩（①+⑤）。對于中間跨（左起第二跨），考慮四種荷載組合：跨中最大正彎矩(①+③)；跨中最小負彎矩(①+②)；支座B最大負彎矩（①+④）；支座C最大負彎矩（①+②或①+③）。主梁剪力包羅圖如圖所示對于邊跨，考慮二種荷載組合：支座A最大剪力(①+②)；支座比最大剪力（①+④）對于中間跨，考慮二中荷載組合：支座B右截面最大剪力（①+④）：支座C左截面最大剪力（①+③）。配筋計算①正截面承載力計算主梁跨中截面按T形截面，其翼緣寬度為：邊跨bf’=6637/3=2212mm<b+sn=6000mm取bf’=2212mm中間跨bf’=6600/3=2200mm<b+sn=6000mm取bf’=2200mmhf’=80mmh=600mmh0=540mm對于邊跨fcbfhf（h0-hf/2）=16.7*2212*80*(540-80/2)=1477.6KN·m＞M1所以主梁邊跨跨中截面按第一類T形截面計算。同理可得，中間跨跨中截面也按第一類T形截面計算。主梁支座截面按矩形截面計算。b=250mmh0=600-80=520mm支座B邊緣M=-328.36+1/2*169*0.4=-294.56KN·m支座C邊緣M=-207.41+1/2*169*0.4=-173.61KN·mfc=16.7N/mm2fy=360N/mm2主梁各跨跨中截面和各支座截面的配筋計算列于表主梁的配筋計算截面位置邊跨跨中(I)支座(B)中間跨跨中(3)支座(C)M/(KN·m)303.33-294.56165.27-173.61b/mm250250bf22122200h0/mm540520540520aS0.0280.2610.0150.154ξ0.0280.3090.0150.168AS/mm2155118638271013實配AS/mm25C2015706C2018842C18+2C169115C201570注：1.對于跨中截面；對于支座截面；2.ξ=1-（或者由附表16查得）.對于支座截面，；對于跨中截面計算結果表明，ξ均小于ξb（滿足要求）。取中間跨跨中截面負彎矩驗算最小配筋率。該截面實配負彎矩鋼筋AS=509mm2(2c18).由于翼緣中已配有板的受力筋，驗算最小配筋率時，可按矩形截面進行驗算。（滿足要求）②斜截面受剪承載力計算b=250mmh0=520mmfc=16.7N/mm2fyv=360N/mm2驗算截面尺寸hw=h0-hf=520-80=440mmhw/b=440/250=1.76＜40.25βcfcbh0=0.25*1.0*16.7*250*520=542.75KN＞VB，ex=218.65KN截面尺寸滿足要求。0.7ftbh0=0.7*1.57*250*520=142.87KN＞VA，in=137.57KN除A截面外，其余各截面剪力均大于137.57