混凝土单向板楼盖课程设计完整版演示教学

混凝土单向板楼盖课程设计完整版

丽水学院

课程设计

设计题目：钢筋混凝土现浇楼盖设计

课程名称：钢筋混凝土结构

院系：工学院

班级：土木 102

组别：单向板第 26 组

成员学号：陈静 05号张呈羿 27号吴佳雯31号

设计时间：2013年11月11日至11月15日共一周

二0一三年11月11日

目录

目录------------------------------------------------- 1 设计说明--------------------------------------------- 2 设计资料--------------------------------------------- 2 设计计算书及施工平面布置----------------------------- 3

?结构布置、截面尺寸选择---------------------------- 3

?板的设计------------------------------------------ 5

?次梁设计------------------------------------------ 8

?主梁设计------------------------------------------13 附图---------------------------------------------------

?附图3-1楼板配筋图-------------------------------- 7

?附图4-1次梁配筋图--------------------------------12

?附图5-1主梁配筋图--------------------------------19 参考文献---------------------------------------------20

钢筋混凝土现浇楼盖设计说明书

一、设计说明及设计资料

1、设计目的和方法

本课程设计的任务是：根据所给设计资料进行钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的设计，目的是要掌握受弯构件正截面、斜截面承载力计算，熟悉肋梁楼盖结构布置要点：理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念；掌握连续梁、板的设计方法，荷载取值及内力计算；熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图的绘制方法；掌握梁、板配筋的构造要求；同时要熟悉计算中的各项规定。根据本课程设计的具体情况，设计包括楼盖板、次梁、主梁的设计计算式的书写，其中包括板、次梁、主梁内力计算，正斜截面的配筋计算；施工图的绘制。

2、课程设计的主要内容及基本要求

（1）板和次梁按塑性内力重分部计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。

（2）绘制楼盖结构施工图

①、楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）。

②、楼板及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）。

③、次梁、配筋图（标注次梁截面尺寸、几何尺寸、钢筋直径、根数、编号及定位尺寸）。

④、主梁、配筋图（绘制出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图及配筋图），（标注主梁截面

尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）。

⑤、在图中标明有关设计说明，如混凝土强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。

（3）计算书：要求计算准确，步骤完整，内容清晰。

3、设计资料

某多层厂房，采用筋钢混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其中三层楼面荷载、材料及构造等设计资料如下：

1）楼面面层用20mm 厚水泥砂浆抹面（3/20m kN =γ），板底及梁用15mm 厚石灰砂浆抹底（3/17m kN =γ）；

2）混凝土强度等级采用C25，钢筋除梁纵向主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB300钢筋，（钢筋混凝土容重3/25m kN =γ);

3）板伸入墙内120mm ，次梁伸入墙内240mm ，主梁伸入墙内370mm ；柱的截面尺寸400 mm×400 mm 。

4)楼面活荷载标准值：q=4.5KN/m 2

计算部分

一、楼盖柱网、结构图设计

1、建筑物的楼盖平面为矩形，轴线尺寸为34.8m ×21.6m 。按肋梁楼盖的板、梁的跨度，主梁为6~12m ，次梁4~6m ，单向板1.7~3m 。采用主梁沿横向布置，由此确定： （1）主梁跨度为 ： 5.4m ； （2）次梁跨度为 ： 5.8m ； （3）板的跨度为 ： 1.8m 。 得：楼盖柱网图如图1-1所示。

图1-1楼盖柱网图

2、根据构造要求，初定截面尺寸如下： （1）板厚 ：按高跨比条件，当mm l h 06800130

1

301=?=≥

时，满足刚度要求，可不验算挠度，且工业建筑楼板厚度要求mm h 70≥，取板厚mm h 80=；

（2）次梁 ：次梁的截面高度应满足 121(=h ～223(0085)18

1

~121()181=?=L ～mm )834，取

mm h 400= ；则21(=b ～133()3

1

=h ～mm )200，取mm b 200=。

（3）主梁 ：主梁的截面高度应该满足101

(=h ～360(5400)151~101()15

1=?=L ～mm )540，

mm h 500=，则21(=h ～167()3

1

=h ～mm )250，取mm b 250=。

（4）柱截面 ：mm mm h b 400400?=?

3、楼盖的梁板结构平面布置及构件尺寸如图2-1所示

图2-1梁板结构平面布置

二、板、次梁、主梁计算

（一）板的计算

1) 荷载计算 （按考虑塑性内力重分布的方法计算）

取1m 宽板带计算：

20mm 厚水泥砂浆抹面（3/20m kN =γ） m kN /4.002.020=?2

15mm 厚石灰砂浆抹底(3/17m kN =γ) m kN /255.0015.017=? 2 80mm 厚钢筋混凝土板(3/25m kN =γ) m kN /0.208.025=? 2

恒荷载标准值： m kN g k /655.2= 2

活荷载标准值： m kN q k /5.415.4=?=2

恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于m kN /0.42，所以活荷载分项系数取1.3。

于是板的设计值总值： q g +=k k q g 3.12.1+ 500.43.1655.22.1?+?

m kN /0.9= 2 2) 计算简图如图3-2所示

图3-2板的计算简图

取1m 板宽作为计算单元，次梁截面尺寸为mm mm h b 400200?=?，板厚为mm 80。 板的计算跨度为：

边跨：2/80120100180021

01+--=+=h l l mm 1620=

或2/12012010018002

1

01+--=+=a l l mm 1640=

取最小值mm

l1620

1

= (mm

a120

=)

中间跨：mm

l

l1600

200

1800

2

=

-

=

=

跨度差：()00

010

25

.1

1600

1600

1620<

=

-

板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。

则：

计算简图如图3-3所示

图3-3 板的计算简图

3)板的内力计算见表3-1所示

表3-1

截面 1 B 2 C 截面系数α1/11 -1/11 1/16 -1/14

2

)

(l

q

g

M+

=α

)

/

(m

kN

2

62

.1

0.9

11

1?

?

=2.147

2

62

.1

0.9

11

1?

?

-

=-2.147

2

6.1

0.9

16

1?

?

=1.440

2

6.1

0.9

14

/1?

?

-

=-1.646

注：梁板搁置在墙上，支座A弯矩截面计算系数αm=0

4）正截面强度计算

假定环境类别为一类，查表得最小钢筋保护层厚度c=15mm，假定纵向钢筋直径d=10mm，板厚80mm，则截面有效高度a s=c+d/2=20mm。取mm

b1000

=则，

mm

a

h

h

s

60

20

80

=

-

=

-

=

采用C25混凝（2

/

9.

11mm

N

f

c

=），HRB335钢筋（梁纵向主筋）（2

/

300mm

N

f

y

=），

板和箍筋均采用HPB300钢筋：（2/270mm N f y ）。考虑四边与梁整体连接的中间区格单向板拱作用的有利因素，对中间区格的单向板，其中间跨的跨中截面弯矩及支座截面弯矩可各折减20%。

5）板的弯矩及配筋计算如3-2所示

表3-2

支座截面ξ均小于ξ=0.35，符合塑性内力重分布的原则，

A/bh=196/(1000*80)=0.245%，此值大于：0.45f t/f y=0.45*1.27/270=0.212%，同时大于S

0.2%，满足最小配筋率的要求。

6）板的配筋如附图3-1所示

附图3-1板的配筋

（二）、次梁的计算（按塑性内力重分布计算） 1) 荷载计算

由板传来的荷载： m kN /779.48.1655.2=? 次梁自重： ()m kN /6.12508.04.02.0=?-? 次梁粉刷抹灰重： ()m kN /163.017208.04.0015.0=??-? 恒荷载标准值： m kN g k /542.6= 活荷载标准值： m kN q k /1.88.15.4=?= 设计值总值：q g +=1.83.1542.62.13.12.1?+?=+k k q g m kN /4.18= 2）计算简图4-2所示

mm mm h b 500250?=?

图4-2 次梁的计算简图

计算跨度：

边跨：2/25012012558002

1

01+--=+=b l l mm 5680=

或1l =105694)1201255800(025.1025.1l mm l >=--?= 取 mm l 56801=

中间跨：mm l l 5550250580002=-== 跨度差：（5685-5550）/5500=2.3%<10%

次梁为多跨连续梁，对于跨数超过五跨的等截面连续梁，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续梁计算。

则：计算简图如图4-3所示

图

4-3次梁的计算简图

3）次梁弯矩计算见表4-1所示

表4-1

截面 1 B 2 C 截面系数 α

1/11

-1/11

1/16

-1/14

2

)(l q g M +=α)/(m kN 2

68.54.18111??=53.97 2

68.54.18111??-=-53.97 2

55.54.18161??=35.42 2

55.54.1814/1??-=-40.48

次梁剪力计算见表4-2（剪力计算使用梁的净跨L 0）

表4-2

截面 A B （左） B （右） C 剪力系数

0.45

0.60

0.55

0.55

n

l q g V )(+=β)(kN

55.54.1845.0??

=45.95 55.54.1860.0??

=60.72 55.54.1855.0??

=56.17 55.54.1855.0??

=56.17

4) 正截面强度计算：

① 确定翼缘宽度：

正截面受弯承载力计算时，跨内按T 形截面计算，次梁工作时板可作为翼缘参与工作，在跨中截面翼缘受压可按梁计算，翼缘的计算宽度取下列值中的小值。因

1.0219.0)35400(800>=-=h h f 所以仅按计算跨度 l 和净距n S 考虑。h =400-

35=365mm ( 取保护层厚度为35mm )，翼缘厚度mm h f 80'=

边跨：按计算跨度考虑 mm l b f 189356803

1

31'=?=≤，

按梁（肋）净跨考虑 mm S b b n f 57555555200'=+=+=，

取 mm b f 1893'=。

中间跨：按计算跨度考虑 mm l b f 185055503

1

31'=?=≤

按梁（肋）净距考虑 mm S b b n f 57505550200'=+=+= 取 mm b f 1850'= 支座截面翼缘受拉仅按矩形梁计算

② 判断次梁的截面类型

mm N h h h b f f f f c ??=-

????='-

''60110578)2

80

365(8018939.110.1)2

(α ?????>?=)(75.34)

(43.53578中间跨中边跨中m kN m kN m kN

属于第一类T 型截面，按梁宽为 'f b 的矩形截面计算。

③次梁正截面承载力计算见表4-3所示

次梁正截面承载力计算表4-3

各截面ξ均小于ξ=0.35（选用混凝土

5) 次梁斜截面强度计算见表4-4

次梁斜截面强度计算表4-4

配筋率ρ=A sv/bs=57/(200*150)=0.19%>ρsv,min=0.24f t/f y=0.24*1.27/270=0.11%满足最小配筋率的要求。

6） 次梁构造

次梁的构造应满足：

①次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求； ②次梁深入墙内的长度不小于240mm ； ③且截面尺寸满足高跨比（12

1~181）和高宽比（21

~31）要求，可以不做挠度和裂缝宽度验

算。

7）次梁的配筋图见附图4-1。

次梁配筋附图4-1

（三）主梁的计算（按弹性理论计算）

考虑塑性内力重分布的构件在使用荷载作用下变形较大，应力较高，裂缝较宽。因为主梁是楼盖的重要构件，要求有较大的强度储备，且不易有较大的挠度，因此不使用考虑塑性内力重分布的方法，采用弹性方法分析内力。

1）荷载计算

主梁自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷载相比很小。为计算方便，采取就近集中的方法，把集中荷载作用点两边的主梁自重集中到荷载作用点，将主梁视为承受集中荷载的梁来计算。

次梁传来的荷载： 944.378.5542.6=?kN 主梁自重： kN 725.4258.125.0)08.05.0(=???- 主梁粉刷重： kN 3856.0178.1015.0)08.05.0(2=??-? 恒荷载标准值：=k G kN 055.433856.0725.4944.37=++ 活荷载标准值：kN p k 98.468.58.15.4=??= 恒载设计值：kN G G k 67.51055.432.12.1=?== 活载设计值：kN p 07.613.198.46=?=

1）计算简图如图5-2所示

图5-2主梁的计算简图

主梁为四跨连续梁，柱截面尺寸为：mm mm h b 400400?=? 计算跨度：

边跨：mm b a l l 54652

400237012020054002201=++--=++

= 或mm b l l 54072

400

)2001205400(025.12025.101=+--?=+=

取 mm l 54071=

中跨：mm b l l 5400400400540002=+-=+= 平均跨度：(5400+5407)/2=5403.5mm 跨度差：

00001013.05400

5400

-5407<=

可按等跨连续梁计算，计算简图如图5-3所示

图

5-3主梁计算简图

2）内力计算

① 弯矩计算：

由弯矩及剪力系数计算主梁弯矩及剪力，等截面等跨连续梁在常用荷载作用下内力系数可以参见相关资料。

弯矩设计值：Pl k Gl k M 21+=，其中， 2 1k k 可由书中表查取，L 为计算跨度。 边 跨： m kN Gl ?=?=38.279407.567.51；m kN Pl ?=?=21.330407.507.61 中 跨： m kN Gl ?=?=02.2794.567.51； m kN Pl ?=?=78.3294.507.61 平均跨： m kN Gl ?=?=22.279404.567.51；m kN Pl ?=?=02.330404.507.61

则：主梁弯矩计算见表5-1。

主梁弯矩计算表 表5-1

荷载图

节点弯矩

支座弯距 k M 1

k M 2

k M 3

k M 4

k M 5

k M B

k M C

k M D