混凝土樓蓋課程設(shè)計

河南工程學(xué)院《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)院：土木工程專業(yè)班級：土木1342專業(yè)課程：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理指導(dǎo)教師：2015年12月25日11 :11 : 1 1r~~~~ r =—H1 =—1!ILyLrLyLtd）6蟲d）嗇&圖1樓蓋梁格布置平面圖某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計一、設(shè)計資料（一） 樓蓋梁格布置樓蓋梁格布置如圖1所示（樓梯間在此平面外），主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置C?&—（二） 樓面做法25mm水泥砂漿面層（20kN/m3），鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，25mm混合砂漿抹底。（三）樓面荷載均布活荷載標準值為6kN/m2（四）材料混凝土強度等級C25；梁鋼筋采用HRB400級鋼筋，板鋼筋采用HPB300級鋼筋二、設(shè)計內(nèi)容

（一）樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.3m,次梁的跨度為6.3m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為6.6/3=2.1m,l/1二6.3/2.1二3,因此0201按單向板設(shè)計。按高跨比條件，對于兩端連續(xù)的單向板，當hM2100/30=70mm時，滿足剛度要求，對于工業(yè)建筑的樓板，要求h>70mm，取板厚h二80mmo次梁截面高度應(yīng)滿足h=1/18~1/12二6300/18?6300/12二350?525mm,00取h=500mm。截面寬度b二3h-2h，取b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足h二1/15~1/10二6300/15~6300/10二420~630mm取h=600mm,b=300mm。00樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖5-1所示。?O1=1血KLJ.!z^UUx!dUUI三匚二E0t?O1=1血KLJ.!z^UUx!dUUI三匚二E0t￡300630062006200SGlUijloorc■=”■) 住0 G0』圖5-1結(jié)構(gòu)平面布置圖（二）板的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1?荷載計算板的永久荷載標準值25佰厚水泥砂漿面層：25佰厚水泥砂漿面層：0.025x20=0.50kN/m280佰厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板：80佰厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板：0.08x25=2.00kN/m225mm0.025x17=0.43kN/m2小計： 0.50+2.00+0.43=2.93kN/m2板的可變荷載標準值： 6kN/m2永久荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標準值大于4.0kN/m2，所以可變荷載分項系數(shù)取1.3。于是板的永久荷載設(shè)計值：g=2.93x1.2=3.52kN/m2可變荷載設(shè)計值：q=6x1.3=7.8kN/m2荷載設(shè)計總值： g+q=11.32kN/m2近似取為g+q=12.0kN/m22?計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。次梁截面為200mmx500mm,板的計算跨度：邊跨：l二l二2100-2002二2000mm01n中間跨：1二l二2100—200二1900mm02n因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)梁板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖5-2所示gcq=1gcq=12.OkN/m丘圖5-2板的計算簡圖3.彎矩設(shè)計值不考慮板拱作用截面彎矩的折減，用塑性內(nèi)力重分布理論計算，查表可得系數(shù)分別為：邊支座-1/16；邊跨中，1/14；離端支座，-1/11；邊跨中，1/16；中間支座，-1/14。故M=一(g+q)l2/16=一12.0x2.02/16=-3.00kN?mA01M=(g+q)l2/14=12.0x2.02/14=3.43kN?m101M=-(g+q)l2/11=-12.0x2.02/11=-4?36kN?mTOC\o"1-5"\h\zB 01M=-(g+q)l2/14=-12.0x1.92/14=-3?10kN?mC 02M=M=(g+q)l2/16=12.0x1.92/16=2.71kN?m2 3 024.正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一類，C25混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm。假定縱向鋼筋直徑d為10mm，板厚80mm，則截面的有效高度化=h-c-d2=60mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，?=1.0，f=11.9N/mm2；HPB300鋼筋1cf=270N/mm2o板配筋計算的過程列于表1。y表1板的配筋計算截面A1B2C彎矩設(shè)計值(kN?m)-3.003.43-4.362.71-3.10Ma= safbh21c 0 3.00x10 1.0x11.9x1000x60=0.070 3.43x10 1.0x11.9x1000x60=0.080 4.36x10 1.0x11.9x1000x60=0.1022.71x101.0x11.9x1000x60=0.063 3.10x10 1.0x11.9x1000x60=0.072g=1-Jl-2a' s0.073<0.350.0830.108<0.350.0650.075<0.35計算配筋（mm2）A=gbhalf/fs 0 c y193.0219.5285.6171.9198.3實際配筋(mm小計： g=10.25kN/m可變荷載設(shè)計值： 小計： g=10.25kN/m可變荷載設(shè)計值： q=7.8x2.1=16.38kN/m荷載總設(shè)計值： q+g=26.63kN/m 計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布計算時，主梁截面300mmx600mm。其計算跨度：邊跨： l=l=6300-100-300/2=6050mm01n中間跨： l=l=6300-300=6000mm02n因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖見圖5-306/8@20008@20008/10@20006/8@200O6/8@200A=196=251=322A=196A.=196SSSSS計算結(jié)果表明，支座截面的g均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；A/bh=196/(1000x80)=0.25%，此值大于0.45f/f=0.45x1.27/270=0.21%，同時sty大于0.2%，滿足最小配筋要求。次梁的設(shè)計荷載計算由板傳來的永久荷載： 3.52x2.1=7.39kN/m次梁自重： 0.2x(0.5-0.08)x25x1.2=2.52kN/m次梁粉刷重： 0.025x(0.5-0.08)x2x17x1.2=0.34kN/mq+g=26.23KN/m△禽 1 32上3 己 31 3* 亍Cl”石DUD丄￡門門門 土百門門門丄白口廳『 土圖5-3次梁的計算簡圖3?內(nèi)力計算由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：M=一(g+q)12/24=-26.63x6.052/24=一40?61kN?mTOC\o"1-5"\h\zA 01M=(g+q)12/14=26.63x6.052/14=69.62kN?m01M=-(g+q)12/11=-26.63x6.052/11=-88?61N?mB 01M=M=(g+q)12/16=26.63x6.02/16=59.92kN?m3 02M=-(g+q)12/14=-26.63x6.02/14=-68.48kN?mC 02剪力設(shè)計值：=0.50(g+q)1=0.50x26.63x6.05=80.56kNA n1=0.55(g+q)1=0.55x26.63x6.05=88.61kNB1 n1=V=0.55(g+q)1 =0.55x26.63x6.0=87.88kNBr c n24?承載力計算⑴正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度取b'=1/3=6300/3=2100mm、b'=b+s=200+1900=2100mm，ffnb+12b，=1160mm三者的較小者，故取b'=1160mmof f環(huán)境類別為一類，C25混凝土，梁的最小保護層厚度c=20mm。設(shè)箍筋直徑10mm,縱向鋼筋直徑20mm,則一排縱向鋼筋h二500-20-10-20/2二460mm,0C25混凝土1.0,0=1,f=11.9N/mm2,f=1.27N/mm2；縱向鋼筋采用1 C c tHRB400鋼，f=360N/mm2，f=360N/mm2。正截面承載力計算過程列于表y yv2中。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。表2次梁正截面受彎承載力計算截面A1B2C彎矩設(shè)計值(kN?m)-40.6169.62-88.6159.92-68.48a=M/(afbh2)S 1c 0或40.61x1061.0x11.9x200x46021.0X11.9x1160x460288.61x1061.0x11.9x200x46021.0x11.9x1160x46021.0x11.9x200x4602a=M/(afb'h2)s 1cf0=0.081=0.024=0.176=0.021=0.136g=1-J1-2as0.085<0.350.0240.1950.0210.147A=gbhaf/f或S 0 1c y258.5423.3593.0370.4447.0A=gb'haf/fS f01cy選配鋼筋(mm2)2竝143業(yè)144業(yè)142業(yè)163業(yè)14A=308sA=461sA=615sA=402sA=461s計算結(jié)果表明，支座截面的g均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；A/(bh)=308/(200x500)=0.31%，此值大于0.45f/f=0.45x1.27/360=0.16%,S ty同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配箍率驗算。驗算截面尺寸：h=h-h'=460-80=380mm，因h/b=380/200=1.9<4，截面尺寸按下式w0f w驗算：0.250fbh=0.25x1x11.9x200x460=273.70x103N>V=88.61kN截面尺寸cc0 max滿足要求計算所需腹筋：A采用c6雙肢箍筋，計算支座B左側(cè)截面。由V=0.7fbh+f—h，可cs t0 yvs0得到箍筋間距fAh 360x56.6x460s二匹皿0二 二1374mmV-0.7fbh 88.61x103-0.7x1.27x200x460Bl t0調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距截面高度在300~500mm的梁,最大箍筋間距200mm最后取箍筋間距s=200mm。為方便施工沿梁長不變。驗算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：0.3f/f二0.3x1.27/360二0.11%，實際tyv配箍率p=A/(bs)二56.6/(200x200)二0.14%>0.11%，滿足要求。sv sv主梁設(shè)計主梁按弾性方法設(shè)計。1.荷載設(shè)計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載： 10.25x6.3=64.58kN主梁自重(含粉刷):[(0.60-0.08)x0.3x2.1x25+2x(0.60-0.08)x0.025x2.1x17]x1.2=10.72kN永久荷載設(shè)計值： G=64.58+10.72=75.30kN可變荷載設(shè)計值： Q=16.38x6.3=103.19kN2?計算簡圖因主梁的線剛度與柱剛度之比大于5,豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù)梁計算，按彈性理論設(shè)計，計算跨度取支承中心線之間的距離，‘0二6300mm。主梁的計算簡圖見圖5-4。〔1〔1[-1〔1〔1OQO丄Ojij」 c-.-^UO圖5-4主梁的計算簡圖3?內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖（1） 彎矩設(shè)計值由M二kGl+kQl得1020M=0.244x75.30x6.30+0.289x103.19x6.30二303.63KN?mTOC\o"1-5"\h\zmaxM二—0.267x75.30x6.30-0.311x103.19x6.30二—328.84KN?mB,maxM二0.067x75.30x6.30+0.200x103.19x6.30二161.80KN?mmax（2） 剪力設(shè)計值由V二kG+kQ得4二0.733x75.30+0.866x103.19二144.56kNA,max二—1.267x75.30—1.311x103.19二—230.69kNBl,max二1.0x75.30+1.222x103.19二201.40kNBr,max（3） 彎矩包絡(luò)圖第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載支座B或C的彎矩值為：M二M=—0.267x75.30x6.3—0.133x103.19x6.3=—213.13kN?mB c在第1跨內(nèi)：以支座彎矩M二0,M=—213.13kN?m的連線為基線，作ABG=75.30kN,Q=103.19kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1 M1 213.13(G+Q"。+ b=(75.30+103.19)x6.3- =303.79kN?m*(G+Q"°+ b=1(75.30+103.19)x6.3-X3.=232.74kN?m在第2跨內(nèi)：以支座彎矩M=-213.13KN?m,M=-213.13kN?m的連線Bc為基線，作G=75.30kN,Q=0的簡支彎矩圖，得集中作用點處的彎矩值：1Gl+M=-x75.30x6.3-213.13=-55.00kN3 0B3第1、2有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩M=0,M=-328.84kN?m的連線為基AB線，作G=75.30kN,Q=103.19kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1 328.84(75.30+103.19)x6.3- =265.22kN?m1(75.30+103.19)x6.3-x3. =155.60kN?m在第2跨內(nèi)：M=-0.267x75.30x6.3—0.089x103.19x6.3=-184.52kN?m。c以支座彎矩M=-328.84KN?m,M=-184.52kN?m的連線為基線，作BCG=75.30kN,Q=103.19kN的簡支梁彎矩圖，的第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：[(G+Q)l+M+2(M-M)3 0 C3B C=—(75.30+103.19)x6.3—184.52+§(-328.84+184.52)=94.10kN?m

1(G+Q)l+M+1(M-M)3 0C3BC=1(75.30+103.19)X6.3-184.52+1(-328.84+184.52)=142.20kN?m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載M=M=-0.267x75.30x6.3-0.133x103.19x6.3=-213.13kN?mTOC\o"1-5"\h\zB C第2跨兩集中荷載作用點處的彎矩為：1(G+Q)l+M=1(75.30+103.19)x6.3-213.13=161.70KN?m3 0B3第1、3跨兩集中荷載作用點的彎矩分別為：111 21313-GI+-M=-x75.30x6.3-一一=87.09kN?m30 3B3 31Gl+-M=1x75.30x6.3--x213.13=16.04kN?m3 0 3B3 3彎矩包絡(luò)圖如圖5-5所示圖5-5彎矩包絡(luò)圖84.52圖5-5彎矩包絡(luò)圖84.524?承載力計算正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因跨內(nèi)設(shè)有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計算寬度按1/3二6.3/3二2.1m和b+s=5.7m中較小值確定，取b'=2.1m。n f主梁混凝土保護層厚度的要求以及跨內(nèi)截面有效高度的計算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計算方法有所不同。板混凝土保護層厚度15mm、板上部縱筋10mm、次梁上部縱筋直徑14mm。假定主梁上部縱筋直徑25mm，鋼筋為，h=600-15-10-14-25/2=548.5mn，取550mm。0跨內(nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。B支座邊的彎矩設(shè)計值M=M-Vb/2=-328.84+178.49x0.40/2=-293.14KN?m。正截面受彎承載B Bmax0力的計算過程列于表3

表3主梁正截面承載力計算截面1B2彎矩設(shè)計值（kN?m）303.63-293.14161.80-55.00a=M/(Hfbh2)或a=M/(afb'h2)s 1cf030363x10629314x10616180x10655x1061.0x11.9x2100x5502=0.0401.0x11.9x300x5502=0.2711.0x11.9x2100x5502=0.0211.0x11.9x300x5502=0.051y=(1+J1-2a)/2s s0.9800.8380.9890.974A=M/(yfh)s sy01564.81766.7826.3285.2選配鋼筋（mm2）4竝20+1竝25As=17474業(yè)25A=1853S3竝20A=942S2竝20A=628S主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：h二h-h，二550-80二470mm，因h/b二470/300二1.57<4，截面尺寸按下式w 0f W驗算：0.250fbh二0.25x1x11.9x300x550二490.88x103N>V二230.69kN截面尺cc0 max寸滿足要求

計算所需腹筋：采用門10@200雙肢箍筋,A 157Vcs=°7fbh0+fyv〒h0=°7X1.27x300x550+360X-x550二302.12kN>V ，不需要配置彎起鋼筋max驗算最小配箍率:Psv―svPsv―svbs157 f——二0.26%>0.24厶二0.09%,300x200 fyv滿足要求次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算:次梁傳來的集中力F二64.58+103.19二167.77kN，匕二600-500二100mn，附加箍筋布置范圍s二2h+3b二2x100+3x200二800mm。取附加箍筋1°10@200雙肢，貝9在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m二800/200+1二5排，次梁兩側(cè)各布置三排。由式m?nfA=5x2x360x78.5=282.6x103N>F,滿yvsv1 l足要求。因主梁腹板高度大于450mm,需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%，且間距不大于200mm。現(xiàn)每側(cè)配置2甘14 308/(300x550)=0.19%>0.1%滿足要求。三、繪制施工圖(―)施工說明1?本工程設(shè)計使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，環(huán)境類別為一類。2?采用下列規(guī)范：⑴《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-1010；(2)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20123?荷載取值：樓面可變荷載標準值6.0kN/m2。4?混凝土強度等級C25；梁內(nèi)鋼筋采用HRB400級，用門表示；板內(nèi)鋼筋采用HPB300級，用0表示。5?板縱向鋼筋的混凝土保護層厚度15mm；梁最外層鋼筋的混凝土保護層厚度20mm。（二） 結(jié)構(gòu)平面布置圖樓板的平面布置圖見圖5-1，圖中柱、主梁、次梁、板的代號分別用Z”,“KL”、“L”和“B”表示，主、次梁的跨數(shù)寫在括號內(nèi)。（三） 板配筋圖板配筋圖采用分離式，板面鋼筋從支座邊伸出長度a二l/4二1900/4二475mm。n板配筋圖見附圖（四） 次梁配筋圖次梁支座截面上部鋼筋的第一批截斷點要求離支座邊l/5+20d=6000/5+n20xl8=1560mm現(xiàn)取1600mm；切斷面積要求小于總面積的二分之一，B支座切斷1014,154/615二0.25<0.5,C支座切斷1^14,154/461二0.33<0.5,均滿足要求，B支座第二批切斷1。14，離支座邊l/3=6000/3=2000mm；剩n余2◎14兼做架立筋。端支座上部鋼筋伸入主梁長度l=（0.14x360/1.27）d=556mm。下部縱向鋼筋在中間支座的錨固長度al>12d二168mm。次梁配筋見附圖as（五） 主梁配筋圖主梁縱向鋼筋的彎起和切斷需按彎矩包絡(luò)圖確定。底部縱向鋼筋全部伸入支座，不配