鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計計算書.doc

課程設(shè)計計算書課程名稱：水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)題目名稱：單向板整澆肋形樓蓋設(shè)計教學(xué)班號：1班目錄一、設(shè)計資料2二、樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及截面尺寸確定2三、板的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）43.1 荷載計算43.2 板的計算簡圖53.3 內(nèi)力計算及配筋5四、次梁的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）74.1 荷載計算74.2 次梁的計算簡圖74.3 內(nèi)力計算及配筋8五、主梁設(shè)計（按彈性理論計算）105.1 荷載計算105.2 主梁的計算簡圖115.3 內(nèi)力計算及配筋11鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計計算書一、設(shè)計資料（1）該建筑位于非地震區(qū)。（2）3級水工建筑物，基本荷載組合。（3）結(jié)構(gòu)環(huán)境類別一類。（4）樓面做法：20mm厚水泥砂漿（重度為20KN/m）面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（重度為25KN/m），12mm厚紙筋石灰（重度為17KN/m）粉底。（5）樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4KN/。（6）材料：混凝土采用C25；梁內(nèi)縱向受力鋼筋采用HRB400鋼筋，板內(nèi)縱向受力鋼筋采用HRB335鋼筋，其他鋼筋采用HPB235鋼筋。（7）外墻厚度為370mm，板在墻上的擱置長度為120mm，次梁在墻上的擱置長度為240mm，主梁在墻上的擱置長度為370mm。（8）鋼筋混凝土柱截面尺寸為350mm350mm。二、樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及截面尺寸確定1、主梁和次梁布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.9m，次梁跨度為6.0m，板的跨度為2.3m，L02/L01=6.9/2.3=3，按單向板設(shè)計。按高跨比條件，要求板的厚度h23001/40=57.5mm，對于工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h80mm，所以取板厚為80mm。次梁的高度要求h=L02（1/181/12）=333mm500mm，考慮到樓面的活荷載比較大，取h=450mm，寬度b=h（1/31/2）=150mm225mm，取b=200mm。主梁的高度要求h=L01（1/151/10）=460mm690mm，取h=650mm，寬度b=h（1/31/2）=217mm325mm，取b=300mm。樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。圖 1 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）3.1 荷載計算板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值(取寬板帶計算)： 20mm厚水泥砂漿 0.02201=0.4KN/m 80mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.08251=2.0 KN/m 12mm厚紙筋石灰 0.012171=0.204 KN/m 小計 恒荷載：gk=2.604 KN/m活荷載：qk=4 KN/m恒荷載分項系數(shù)取1.05，活荷載分項系數(shù)取1.20。于是板的荷載設(shè)計值總值：g+q=1.05gk+1.20qk=1.052.604+1.204=7.53KN/m3.2 板的計算簡圖次梁截面為，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于，取板在墻上的支承長度為。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算邊跨：L01=Ln+1/2h=2300-100-120+80/2=21201.025Ln=1.025（2300-100-120）=2132mm取L01=2120mm；中間跨：L02=Ln=2300-200=2100mm。邊跨與中間跨相差：10% 板為多跨連續(xù)板，對于跨數(shù)超過五跨的等截面連續(xù)板，其各跨所受荷載相同，且跨度相差不超過10%時，可按五跨等跨連續(xù)板計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計算簡圖如圖2所示。 圖 2 板的計算簡圖3.3 內(nèi)力計算及配筋由M=m(g+q)L0，可計算出、，計算結(jié)果如表1所示。表 1 各截面彎矩截面位置12彎矩系數(shù)mM=m(g+q)L0（KNm）1/117.532.122=3.08-1/117.532.122/2=3.081/167.532.12=2.08-1/147.532.12=2.37板寬；板厚，a=c+5，環(huán)境類別一類c=20，所以a=25。則h0=h-a=80-25=55mm。C25混凝土， fc=11.9KN/mm ；HRB335鋼筋，fy=300 KN/mm 。3級水工建筑物，基本組合荷載K=1.20。 根據(jù)各跨跨中及支座彎矩可列表計算如表2所示。表 2 各跨跨中及支座配筋計算截面12M=m(g+q)L0（KNm）3.08-3.082.081.664-2.37-1.896s=KM/fcbh00.1030.1030.0690.0550.0790.0630.1090.1090.0720.0570.0820.065238238157124179142選配鋼筋軸線軸線819081906/81906/8190軸線819081906/81906/8190實際配筋軸線軸線265mm2265mm2207mm2207mm2軸線265mm2265mm2207mm2207mm2計算結(jié)果表明支座截面處0.85b=0.522均滿足，符合塑性內(nèi)力重分布原則。=As/bh=207/(100080)=0.26 %min=0.2%，滿足要求。位于次梁內(nèi)跨上的板帶，其內(nèi)區(qū)格四周與梁整體連接，故其中間跨的跨中截面(、)和中間支座()計算彎矩可以減少20%，其他截面則不予以減少。四、次梁的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）4.1 荷載計算由板傳來 2.732.3=6.28KN/m 次梁肋自重 0.2(0.45-0.08) 25=1.85KN/m次梁粉刷重 0.012(0.45-0.08) 217 =0.15 KN/m 小計 恒荷載：gk=8.28 KN/m 活荷載：qk=42.3=9.2 KN/m恒荷載分項系數(shù)取1.05，活荷載分項系數(shù)取1.20。于是板的荷載設(shè)計值總值：g+q=1.05gk+1.20qk=1.058.28+1.209.2=19.73KN/m4.2 次梁的計算簡圖塑性內(nèi)力重分布計算時，其計算跨度：次梁在磚墻上的支承長度為240mm，主梁截面為650mm300mm邊跨：L01=Ln+a/2=6000-240-300/2240/2=5730mm L01=57301.025Ln=1.0255610=5750mm，取L01=5730中跨：L02= Ln=6000-300=5700mm跨度差：（L01- L02）/ L02=(5730-5700)/5700=0.53 %10%因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算，計算簡圖如圖3所示。圖 3 次梁計算簡圖4.3 內(nèi)力計算及配筋由M=m(g+q)L0可計算出、，計算結(jié)果如表3所示。表 3 各截面彎矩截面位置12mM=m(g+q)L0（KNm）1/1119.735.732=58.89-1/1119.735.732=58.891/1619.735.72=40.06-1/1419.735.72=45.79由V=v(g+q)Ln可計算出、，計算結(jié)果如表4所示。表 4 各截面剪力截面位置v0.450.600.550.55V=v(g+q)Ln(KN)0.4519.735.61=49.810.6019.735.61=66.410.5519.75.7=61.850.5519.735.7=61.85梁高：，；翼緣厚：。次梁跨中按T形截面計算，hf/h0=80/(450-35)=0.1930.1，獨立T形梁。邊跨：bf=L0/3=5730/3=1910mm bf=b+sn=200+(6000/3-240-300/2)=1810mmKM故各跨中截面屬于第一類T形截面。（1）支座截面按的矩形截面計算。各截面均只按一排筋布置，次梁正截面承載力計算如表5所示。表5 次梁正截面承載力計算截面1258.89-58.8940.06-45.79s=KM/fc bf h0或s=KM/fc b h00.0190.1720.0140.1340.0190.1900.0140.144471.76521.29364.90395.08選用鋼筋2B16+1B142B16+1B142B162B16實際鋼筋截面面積555.9555.9402402計算結(jié)果表明0.85b=0.440，符合塑性內(nèi)力重分布。=As/bh0=402/(200415)=0.48 %min=0.2%，滿足要求。（2）斜截面承載力計算如下所示：hw= h0- hf=415-80=335mm，因hw/b=335/200=1.675KVmax=1.266.41=79.69KN，故截面尺寸滿足抗剪條件Vc=0.7ftbh0=0.71.27200415=73.79KNKVA=49.811.2=59.77KN VcKVBr=61.851.2=74.22KN VcKVC=61.851.2=74.22KN Vc所以A支座截面不需進行斜截面抗剪配筋計算，只需按照構(gòu)造要求配置箍筋，B、C支座需按計算配置箍筋采用直徑為6mm的雙肢箍筋，Asv=57mm Bl支座：由KVBl= Vc+1.25 fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KVBl-Vc)=1.2521057415/（79690-73790）=1052mm,取s=200mm=smax，sv=Asv/bs=57/(200200)=0.14%sv，min=0.10 %滿足最小配筋率要求。Br和C支座：KV= Vc+1.25 fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KV-Vc)=1.2521057415/（74220-73790）=14440mm，取s=200mm=smax，sv=Asv/bs=57/(200200)=0.14%sv，min=0.10 %，滿足最小配筋率要求。故，箍筋選配雙肢6200（3）鋼筋錨固要求伸入墻支座時，梁頂面縱筋的錨固長度按下式計算確定L=La=(fy/ft)d=0.14360/1.2716=635mm伸入墻支座時，梁底面縱筋的錨固長度按下式計算確定L=12d=1216=192mm，取200mm梁底面縱筋伸入中間支座的長度按L12d=192mm,取200mm縱筋截面斷點據(jù)支座距離L=Ln/5+20d=5610/5+2016=1442mm,取1500mm。五、主梁設(shè)計（按彈性理論計算）5.1 荷載計算為簡化計算，主梁自重亦按集中荷載考慮。 次梁傳來的荷載： 8.696=52.14 KN/m 主梁自重： 0.3（0.65-0.08）25=4.28 KN/m 主梁粉刷重： 0.012(0.65-0.08) 217 =0.23 KN/m小計 恒載：Gk=56.65 KN/m 活荷載：Q=11.046=66.24 KN/m恒荷載分項系數(shù)取1.05，活荷載分項系數(shù)取1.20。于是板的荷載設(shè)計值總值：G+Q=1.05GK+Q1.20=1.0556.65+1.2066.24=59.48+79.49=138.95KN/m5.2 主梁的計算簡圖柱截面為350mm350mm，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多，故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進行計算。主梁端部支承于磚壁柱上，其支承長度。主梁計算跨度：邊跨：Ln1=6900-240-350/2=6485mm，因為0.025 Ln1=64850.025=162mma/2=185mm 取 L01=1.025Ln+b/2=1.0256485+350/2=6822mm 中跨：L02=6900-350=6550mm跨度差：（L01- L02）/ L02=（6822-6500）/6500=4.2%0.1T形截面的翼緣寬度按下式計算：bf=L0/3=6900/3=2300mmKMmax =1.2255.72=306.86 KNm故各跨中截面屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，離端第二支座B按布置兩排縱向鋼筋考慮，取正截面配筋計算如表8所示。表8 正截面配筋計算截面12257.06-276.74137.60-47.01(59.48+79.49) 0.4/2=27.79-248.95或11.923006152=1035211.92505802=100111.923006152=1035211.92506152=1125s=KM/fc bf h0或s=KM/fc b h00.0300.3320.0160.0500.0300.4200.0160.05114032013748259選用鋼筋2B20+4B16 7B202B20+1B16 2B16實際鋼筋截面面1402計算結(jié)果表明0.85b=0.440，符合塑性內(nèi)力重分布。min=As/bh0=259/(250615)=0.168%min=0.2%，不滿足要求。Asmin=0.2 %250615=307.5mm 斜截面配筋計算如表9所示。表9 斜截面配筋計算截面112.44-179.57156.62hw= h