鋼混課程設(shè)計(jì)--整體式單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、.整體式單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、 設(shè)計(jì)目的和作用通過課程設(shè)計(jì)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解，如:結(jié)構(gòu)平面布置；單向板肋梁樓蓋的傳力路徑；計(jì)算方法的選用；計(jì)算簡(jiǎn)圖的選??；配筋計(jì)算及構(gòu)造要求；施工圖的繪制等。了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容和程序。使學(xué)生受到工程技術(shù)人員所必須初步的、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的訓(xùn)練，并相應(yīng)提高理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及撰寫計(jì)算書、說明書的能力。二、 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料某碼頭前方三層工業(yè)廠房（層高3.6m），擬采用整體式單向板肋梁樓蓋，結(jié)構(gòu)平面及柱網(wǎng)尺寸如圖1所示（樓梯間在此平面外）；車間類別為儀器儀表車間、較大型儀器倉庫（樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為7.0KN/m2）

2、;柱網(wǎng)尺寸為：Lx=6900mm，Ly=6000mm；車間內(nèi)無侵蝕性介質(zhì)，環(huán)境類別為一類；建筑物四周為承重磚墻（370mm厚，其中內(nèi)墻：120mm，外墻：250mm），中間有鋼筋混凝土柱，截面尺寸為350x350mm2；水工建筑物的安全級(jí)別為II級(jí)。樓面構(gòu)造：20厚水泥砂漿地面，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，15厚的混合砂漿天花抹面。水泥砂漿=20KN/m3，鋼筋混凝土=25KN/m3，混合砂漿=17KN/m3。荷載：恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.05，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2。 儀器儀表車間，較大型儀器倉庫樓面均布活荷載中，板、次梁、主梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為7.0KN/mm2、7.0KN/mm2、6.0KN/mm2。材料

3、：混凝土采用C25（柱采用C30）； 鋼筋：柱、主梁、次梁，受力鋼筋均采用HRB335級(jí)鋼筋，其他（指板的受力筋、分布筋，梁、柱的箍筋、構(gòu)造鋼筋等）均采用HPB235級(jí)鋼筋。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 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6.9m，次梁的跨度為6m,主梁毎跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3m,L01/L02=6/2.3=2.61,按單向板設(shè)計(jì)。 按跨高比條件，要求板厚h2300/40=57.5,在一般建筑中，板的厚度為80120mm，取板的厚度h=90mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=Ly/18Ly/12=6000/186000/12=333500mm,取h=450mm,

4、截面寬度b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足h=Lx/15LX/10=6900/156900/10=460690mm,取h=650mm,截面寬度取為b=300mm。 2單向板肋梁樓蓋的傳力路徑：板次梁主梁柱基礎(chǔ)3板的設(shè)計(jì)根據(jù)塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，取1m寬板帶為計(jì)算單元。已知前述，軸線、的板屬于端區(qū)單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單向板。（1） 荷載的計(jì)算20厚的水泥砂漿地面： 20KN/m3×0.02 = 0.4KN/m290厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 25KN/m3×0.09= 2.25KN/m2 15厚的混合砂漿天花抹面： 17KN/m3×0.015 = 0.255K

5、N/m2 恒載設(shè)計(jì)值： g=（0.4+2.25+0.255）×1.05 = 3.05KN/m2活載設(shè)計(jì)值： q= 7.0×1.2 = 8.4KN/m2荷載設(shè)計(jì)值： g+q = 11.45KN/m2（2） 確定板的計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為200mm×450mm，板在墻上的支承長(zhǎng)度為a=120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨：l0=ln+h/2=2300-100-120+90/2=2125mm<ln+a/2=2140mm， 取l0=2125mm中間跨：l0=2300-200=2100mm因跨度差（2020-2000）/2000=1.0%<10%，故

6、可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖。（3） 彎矩設(shè)計(jì)值板的彎矩計(jì)算截面位置1B2、3C彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14=4.70以上是對(duì)端區(qū)單向板而言的，對(duì)于中間區(qū)格單向板，考慮起拱作用，其Mc和M2 應(yīng)乘以0.8，分別為：Mc=0.8×(-3.61)=-2.89KN·m；M2=0.8×3.16=2.53KN·m（4） 正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別一級(jí)，板的最小保護(hù)層厚度c=20mm。板厚90mm，h0=90-25=65mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，fc=11.9N/mm2；HPB235鋼筋，fy=210

7、N/mm2。板配筋如下表：截面跨中1支座B跨中2、3支座C彎矩設(shè)計(jì)值(KNm)4.70-4.703.16 （折減后2.53）-3.61（折減后-2.89）0.1120.1120.075（0.060）0.086（0.069）0.1190.1190.078（0.062）0.090（0.072）軸線軸線(mm2)438.3438.3287.3331.5計(jì)算配筋率0.67%0.67%0.42%0.51%選鋼筋8/10150AS=429mm28/10150AS=429mm28150AS=335mm28150AS=335mm2線(mm2)438.3438.3228.4265.2計(jì)算配筋率0.67%0.67

8、%0.35%0.41%軸選鋼筋8/10140AS=460mm28/10140AS=460mm26/8140AS=280mm26/8140AS=280mm2板的常用配筋率范圍是0.4%08%，計(jì)算結(jié)果表明，各截面的配筋率基本滿足配筋率的要求，且各截面的0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則。(5)確定各種構(gòu)造鋼筋：1）分布鋼筋按構(gòu)造規(guī)定，單位長(zhǎng)度上分布鋼筋的截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%；分布鋼筋的間距不宜大于，直徑不宜小于；選用6200，AS=141mm22）板邊構(gòu)造鋼筋因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土板周邊嵌固于砌體墻中，其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋深入板

9、內(nèi)的長(zhǎng)度，從墻邊算起不小于板邊計(jì)算跨度的，即l0/7=2125/7=304mm，直徑不宜小于，間距不宜大于。同時(shí)單位長(zhǎng)度上構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于受力方向受力筋面積的，選用，延伸長(zhǎng)度取310mm。3）板角構(gòu)造鋼筋在兩邊嵌固于腔內(nèi)的板角部分，應(yīng)配置雙向上部構(gòu)造鋼筋，該鋼筋深入板內(nèi)的長(zhǎng)度，從墻邊算起不小于計(jì)算跨度的，即l0/4=2125/4=531mm，延伸長(zhǎng)度取。4）垂直于主梁的上部構(gòu)造鋼筋直徑不宜小于，間距不大于。其單位長(zhǎng)度內(nèi)的總截面面積不宜小于板中單位長(zhǎng)度內(nèi)受力鋼筋截面面積的。該鋼筋伸過主梁邊緣的長(zhǎng)度不宜小于。，選用，l0/4=2125/4=531mm，延伸長(zhǎng)度取。 5) 板中鋼筋的錨固長(zhǎng)度

10、 板中下部縱向受力鋼筋伸入伸入支座的錨固長(zhǎng)度不小于， 取。 (5)繪制板的配筋示意圖：采用彎起式筋,詳見板的配筋圖.4、次梁設(shè)計(jì)（1） 荷載設(shè)計(jì)值板傳來永久荷載： 3.05×2.3=7.02KN/m次梁自重： 0.2×（0.45-0.09）×25×1.05=1.89KN/m次梁粉刷： 0.015×(0.45-0.09) ×2×17×1.05=0.19KN/m恒載設(shè)計(jì)值：g=7.02+1.89+0.19=9.1KN/m活載設(shè)計(jì)值：q=7×1.2×2.3=19.32KN/m荷載設(shè)計(jì)值：g+q=28.

11、42KN/m(2) 計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在磚墻上的支撐長(zhǎng)度為240mm。主梁截面為300mm×650mm。計(jì)算跨度：邊跨：l0=ln+a/2=6000-120-300/2+240/2=5850mm<1.025ln=1.025× 5730=5873mm；取l0=5850mm中間跨：l0=ln=6000-300=5700mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖。（3）內(nèi)力計(jì)算由可計(jì)算出、，計(jì)算結(jié)果如下表：截面位置1B2、3C1/11-1/111/16-1/14由可計(jì)算出、，計(jì)算結(jié)果如下表：截面位置0.450.600.550.55（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承

12、載力 次梁跨中按T形截面計(jì)算， 其翼緣寬度 邊跨：=L0/3=5850/3=1950mm<b+sn=200+2300=2500mm，故取=1950mm。中間跨：=L0/3=5700/3=1900mm環(huán)境類別為一類，梁的最小保護(hù)層厚度c=30mm。h0=450-40=410mm，=90mm。 判定T形截面類型： c（ h0-/2）=11.9×1900×90×（410-90/2）=743KN·m >KM1=1.2×88.42=106.10KN·m（邊跨跨中） >KM2=1.2 ×57.71=69.25KN

13、83;m （離端第二跨跨中）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(jì)算，支座B按布置兩排縱筋考慮,h0=450-65=385mm,其他支座按一排縱筋考慮，h0=450-40=410mm。C25混凝土，c=11.9N/mm2，HRB335鋼筋，y= 300N/mm2,箍筋采用HPB235鋼，yv=210N/mm2。 次梁正截面承載力計(jì)算截 面1B2、3C彎矩M88.42-88.4257.71-65.95或0.0270.3010.0180.198 0.2270.3690.0180.223或AS=fCbfh0/fy856.31127.0556.0725.3選用鋼筋218+216 318+

14、216316318實(shí)際鋼筋截面面積（mm2）9111165603763計(jì)算配筋率1.04%1.46%0.68%0.88%計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的絕大部分小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；配筋率：對(duì)于矩形梁為0.6%1.5%，T形截面梁為0.9%1.8%（相對(duì)肋梁來講），故上述數(shù)值基本符合配筋率要求。2）斜截面受剪承載力hw=h0- hf =410-90=320mm, hw/b=320/200=1.6<4。截 面ACV73.2897.7189.1089.10KV87.94117.25106.92106.92243.95>KV截面滿足229.08>KV截面滿足229.08&

15、gt;KV截面滿足243.95>KV截面滿足72.90<KV需配箍筋68.45<KV需配箍筋68.45<KV需配箍筋72.90<KV需配箍筋箍筋肢數(shù)、直徑28282828101101101101720208.3264.3318.3實(shí)配箍筋間距170170170170145.36>KV不需彎起136.50>KV不需彎起136.50>KV不需彎起145.36>KV不需彎起彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配筋率下限為：0.3ft/fyv=0.31.27/210=0.18%，實(shí)際配筋率sv=Asv/(bS)=101/(200150)=0.34%>0.18%，

16、滿足要求。 調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁支座邊至支座邊1.05h0 的區(qū)段的箍筋間距減20%，故調(diào)整箍筋間距S=208.3/1.2=173.4,最后取箍筋間距為170mm，為方便施工，沿梁長(zhǎng)不變。 (5) 繪制次梁的配筋示意圖： 5、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性理論計(jì)算，主梁與柱子線剛度之比很大，主梁按連續(xù)梁計(jì)算。柱高H=3.6mm，柱截面尺寸為350mmx350mm.主梁的有關(guān)尺寸及支撐情況如下圖所示。（1） 荷載設(shè)計(jì)值次梁傳來的永久荷載：9.39×6=56.34KN主梁自重（含粉刷）： (0.65-0.09) ×0.3×2.3×25+(0.65-0.09) &#

17、215;0.015×2×2.3×17 ×1.05=10.83KN恒載設(shè)計(jì)值：G=56.34+10.83=67.17KN活載設(shè)計(jì)值：Q=1.2×6×2.3×6=99.36KN（2） 計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支撐長(zhǎng)度為360mm；中間支承在350×350mm的混凝土柱上。其計(jì)算跨度： 邊跨：ln=6900-350/2-120=6605mm； lc=6900mm,b=350mm>0.05lc=0.05×6900=345mm, 取l0=1.05ln=1.05×6605=6935

18、mm=6.935m, 中跨：ln=6900-350=6550mm,l0=1.05ln=1.05×6550=6878mm=6.878m, 平均跨度:(6.935+6.878)/2=6.906m (計(jì)算支座彎矩用) 因跨度相差不超過10%，可按等跨梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： （3）內(nèi)力計(jì)算:由彎矩及剪力系數(shù)計(jì)算主力按彎矩與剪力。 M=1Gl0+2Ql0 V=1G+ 2Q邊跨：Gl0=67.17×6.935=465.82KNm Ql0=99.36×6.935=689.06KNm 中間跨：Gl0=67.17×6.878=462.0KNm Ql0=99.36×

19、;6.878=683.40KNm平均跨：Gl0=67.17×6.906=463.88KNm Ql0=99.36×6.906=686.18KNm 最不利內(nèi)力組合分別見下表：序號(hào)荷載簡(jiǎn)圖截面彎矩M1MB(MC)M2（1）0.244×465.82=113.66-0.267×463.88=-123.860.067×462.0=30.9（2）0.289×689.06=199.29-0.133×686.18=-91.26-0.133×683.40=-90.89（3）-91.26/3=-30.42-0.133×686.

20、18=-91.260.200×683.40=136.68（4）0.229×689.06=157.79-0.311×686.18=-213.400.170×683.40=116.18最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值（1）+（2）Max=312.95（1）+（3）Min=83.24（1）+（2）Max=-315.12（1）+（4）Min=-337.26（1）+（3）Max=167.58（1）+（2）Min=-59.99序號(hào)荷載簡(jiǎn)圖支座剪力VAVBLVBR（1）0.733×67.17=49.24-1.267×67.17=-85.101.000×6

21、7.17=67.17（2）0.866×99.36=86.05-1.134×99.36=-112.670×99.36=0（3）-0.133×99.36=-13.21-0.133×99.36=-13.211.000×99.36=99.36（4）0.689×99.36=68.46-1.311×99.36=-130.261.222×99.36=121.42最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值（1）+（2）Max=135.29（1）+（3）Min=36.06（1）+（3）Max=-98.31（1）+（4）Min=-215.36（1）+

22、（4）Max=188.59（1）+（2）Min=67.17彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖如下：（4）承載力計(jì)算 1）正截面受彎承載力 跨中按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為，邊跨：=L0/3=6935/3=2311.7mm<b+sn=300+5730=6030mm，故取=2311.7mm。中間跨：=L0/3=6878/3=2292.7mm<b+sn=300+5700=6000mm，故取=2292.7mm。梁高h(yuǎn)=650mm, h0=650-40=610mm, hf'=90mm, c（ h0-/2）=11.9×2262.7×90×（610-90/2）=13

23、69.19KN·m >KM1=1.2×312.95=375.54KN·m（邊跨跨中） >KM2=1.2 ×167.58=201.10KN·m （離端第二跨跨中）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(jì)算，支座B按布置兩排縱筋考慮,h0=650-80=570mm,其他支座按一排縱筋考慮，h0=650-40=610mm。正截面配筋計(jì)算截 面1B2彎矩M312.95-337.26167.58-59.990.025lnV0M-0.025lnV0312.95-304.7167.5859.99或0.0390.3150.0210.05

24、8 0.0400.3920.0210.060或AS=fCbfh0/fy 2164.12658.91126.8421.3配筋率1.22%1.55%0.64%0.24%選用鋼筋228+225325+322322218實(shí)際鋼筋截面面積（mm2）2214261311405092)斜截面受剪承載力計(jì)算hw=h0-hf=570-90=480mm, hw/b=480/200=2.4<4。斜截面配筋計(jì)算截 面支座A支座Bl支座BrV135.29-215.36188.39KV(KN)162.35-258.56226.0截面滿足截面滿足截面滿足箍筋肢數(shù)、直徑282828101101101按構(gòu)造配箍筋1422

25、04實(shí)配箍筋間距150150150 Asb=(KV-VCs)/fysin 27<0選配彎起鋼筋225實(shí)配鋼筋面積982 驗(yàn)算最小配筋率 滿足要求主梁剪力圖呈矩形，在B截面左邊的2.3m范圍內(nèi)布置彎起鋼筋才能覆蓋此最大剪力區(qū)段，現(xiàn)分2批彎起第一跨跨中的25鋼；又考慮支座A可能產(chǎn)生負(fù)彎矩，仍彎起225鋼筋。(5)主梁吊筋計(jì)算由次梁傳至主梁的全部集中力為G+Q=54.6+99.36=153.96KNAS= K(G+Q)2fysin= 1.2×153.96×1032×210×0.707=622.2mm2選配220，As=628mm2。（6）繪制次梁的配筋示

26、意圖： 6、柱的設(shè)計(jì)（1）荷載 屋面：三氈四油坊水層：0.4KN/m2 2cm水泥砂漿找平層：0.02×20=0.4KN/m2 15cm爐渣找坡(平均)層：0.15×10=1.5KN/m2 12cm水泥珍珠巖保溫層：0.12×4=0.48KN/m2 一氈二油隔氣層：0.30KN/m280mm鋼筋混凝土屋面板：0.08×25=2.0KN/m215mm混合砂漿天花抹面：0.015×20=0.3KN/m2 合計(jì)：5.38KN/m2 故：屋面：恒載設(shè)計(jì)值：5.65KN/m2 板：恒載設(shè)計(jì)值：3.05KN/m2 活載設(shè)計(jì)值：3.0KN/m2活載設(shè)計(jì)值：8

27、.4KN/m2次梁：恒載設(shè)計(jì)值：2.08KN/m主梁：恒載設(shè)計(jì)值：32.49KN活載設(shè)計(jì)值：8.4KN/m2活載設(shè)計(jì)值：7.2KN/m2柱自重：0.35×0.35×3.6×25=11.025KN 注：經(jīng)分析，柱的承重范圍為6.9m×6.0m的矩形截面。 總恒載設(shè)計(jì)值:G=11.025×3+5.65×6.0×6.9+3.05×6.0×6.9×2+2.08×6.0×9+32.49×3=729.32KN 總活載設(shè)計(jì)值:Q=3×6.0×6.9+8.4&#

28、215;6.0×6.9×2=819.72KN（2）柱的配筋計(jì)算已知：柱采用C30混凝土，c=14.3N/mm2；HRB335鋼筋，y=300 N/mm2；取K=1.20；b=350mm。計(jì)算：該柱的軸向壓力設(shè)計(jì)值為： N=G+Q=729.32+819.72=1549.04KN 柱的兩端固定，故L0=0.7L=0.7×3600=2520mm L0/b=2520/350=7.2<8；故=1 As=(KN-cA)/ y=(1.20×1549.04×1000-14.3×3502)/300 =357mm2 配筋率：= As/A=357/3502=0.29%<min=0.6%,故按最小配筋率配置鋼筋。As=minA=0.6%×3502=735 mm2 選用418鋼筋（As=1017mm2），排列于柱子四角。箍筋選 用8250。 （3） 繪制柱的配筋圖： 柱的配筋圖7. 由下表可得，一層樓蓋鋼筋用量為9121.8