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钢筋混凝土课程设计目录TOC\o1-3\h\u
1.设计资料
11.1建造地点与基本概况
31.2楼面构造层做法(至上而下)
31.3设计方案
31.4材料选用
32.楼盖的结构平面布置
33.板的设计
53.1荷载
53.2计算简图
53.3弯矩计算值
63.4正截面受弯承载力计算
74.次梁设计
74.1荷载设计值
74.2计算简图
84.3内力计算
84.4承载力计算
94.
4.1正截面受弯承载力
94.
4.2斜截面受剪承载
105.主梁设计
105.1荷载设计值
105.2计算简图
105.3内力设计值及包络图
125.
3.1弯矩设计值
125.
3.2剪力设计值
125.
3.3弯矩、剪力包络图
125.4承载力计算
155.
4.1正面受弯承载力
155.
4.2斜截面受剪承载力
166、绘制施工图
166.1施工说明
166.2结构平面布置图
166.3板配筋图
176.4次梁配筋图
176.5主梁配筋图17cfgVbbvv整体式单向板肋梁楼盖设计
一、设计资料某一般金工车间楼盖,采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式,其柱网布置下图所示建筑平面图
1、1建造地点与基本概况建造地点为西安市某地,外墙采用490mm厚的砖墙该结构的重要性系数为
1.0,使用环境类别为2a类板的外墙上的支承长度为120mm,梁在外墙上的支承长度为370mm
1、2楼面构造层做法(至上而下)楼面水泥砂浆面层厚20mmγ=20kN/m2;现浇混凝土楼板厚80mmγ=25kN/m2混合砂浆天棚抹灰厚15mm(γ=17kN/m3)
1、3设计方案题号(m)(m)可变荷载取值3b6b7d
6.
07.2二类金工
1、4材料选用楼板、次梁及主梁的混凝土强度等级均为C30(fc=
14.3N/mm2;ft=
1.43N/mm2)板中钢筋和梁中箍紧采用HPB335级钢筋;主梁、次梁受力钢筋采用HRB400级钢筋板伸入外墙内120mm,梁在外墙上的肢承长度为370mm,柱的截面尺寸b×h=350mm×350mm,结构层高为
4.2m
1、5设计内容
1、结构平面布置图柱网、主梁、次梁及板的布置
2、单向板板和次梁的强度计算(按塑性内力重分布计算)
3、主梁强度计算(按弹性理论计算)
4、绘制结构施工图
(1)、楼盖结构平面布置图(1250,1200)
(2)、板的配筋图
(150)
(3)、次梁的配筋图
(150)
(4)、主梁的配筋图
(150)及弯矩M、剪力V的包络图
(5)、次梁和主梁的截面配筋图
(120)
(6)、板和次梁的钢筋一览表(可在次梁的抽筋图和次梁的钢筋表中任选其一)
二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置主梁跨度为
7.2m,次梁的跨度为
6.0m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为/=
7.2/3=
2.4,因此按单向板设计按跨高比条件,要求板厚h2200/30=80mm,对工业建筑的楼盖板,要求h80mm,取板厚h=80mm次梁截面高度应满足h=/18~/12=6000/18~6000/12=333~500mm考虑到楼面可变荷载比较大,取h=500mm截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/15~/12=7200/15~7200/10=480~7200mm取h=700mm截面宽度为b=300mm
三、板的设计
3.1荷载板的永久荷载标准值80mm厚现浇钢筋混凝土楼板
0.08×25=2kN/20mm厚楼面水泥砂浆面层
0.02×20=
0.4kN/15mm厚混合砂浆抹灰
0.015×17=
0.255kN/小计
2.655kN/板的可变标准荷载值
12.0kN/永久荷载分项系数取
1.2,因楼面可变荷载标准值大于
4.0kN/,所以可变荷载分项系数应取
1.3于是板的永久荷载设计值g=
2.655×
1.2=
3.186kN/可变荷载设计值q=
12.0×
1.3=
15.6kN/荷载总设计值g+q=
3.186+
15.6=
18.786kN/近视值为g+q=19kN/
3、2计算简图按塑性内力重分布设计,次梁截面为200mm×500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm按塑性内力重分布设计,板的计算跨度边跨按以下二项较小值确定=+h/2=2400-120-100+80/2=2220mml011=ln+a/2=2400-120-200/2+120/2=2240mm故边跨板的计算跨度取lo1=2220mm中间跨==2400-200=2200mm因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算取1m宽板带作为计算单元,计算简图如图所示
3.3弯矩计算值因边跨与中跨的计算跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算由资料可查得板的弯矩系数αM,分别为边支座0;边跨中1/11;离端第二支座 -1/11;中跨中1/16;中间支座-1/14故截面位置A端支座1边跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数01/11-1/111/16-1/14计算跨度l0m
02.
222.
222.
22.2kN.m
08.51-
8.
515.85-
6.69v
3.4正截面受弯承载力计算环境类别为2a类,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=20mm假定纵向钢筋直径d为10mm板厚80mm,=h-c-d/2=80-20-10/2=55mm;板宽b=1000mmC30混凝土,=
1.0,=
14.3kN/;HPB335钢筋,=300N/板配筋计算的过程于下表楼面板的配筋计算截面A1B2C弯矩设计值()
08.51-
8.
515.85-
6.69αs=M/α1fcbh
0200.
200.
200.
1350.
15500.
230.
230.
1460.169计算配筋(mm2)AS=ξbh0α1fc/fy
0602.
98602.
98382.
76443.06实际配筋(mm2) 08/10@
100644.010/8@
100644.06/8@
100393.06/8@100460计算结果表明,支座截面的均小于
0.3符合塑性内力重力分布的原则;As/bh=413/1000×80=
0.51%此值大于
0.45ft/fy=
0.45×
1.43/270=
0.21%,同时大于
0.2%,满足最小配筋率的要求四.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减
4.1荷载设计值由板传来的恒载
3.186×
2.4=
7.65kN/m次梁自重
0.2×(
0.5-
0.08)×25×
1.2=
2.52kN/m次梁粉刷2×
0.02×(
0.5-
0.08)×17×
1.2=
0.34kN/m小计g=
10.51kN/m活荷载设计值q=
15.6×
2.4=
37.44kN/m荷载总设计值q+g=
37.44+
10.51=
47.95kN/m近似取荷载48kN/m
4.2计算简图按塑性内力重分布设计次梁在砖墙上的支承长度为370mm主梁截面为300mm×700mm计算跨度l01=ln+b/2=6000-120-300/2+120/2=6100mml011=
1.025ln=
1.025×6000-120-300/2=
5873.25mm故边跨板的计算跨度取lo1=
5873.25mm中间跨l02=ln=6000-300=5700mm
4.3弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表次梁的弯矩设计值的计算截面位置A1B2C弯矩系数01/11-1/111/16-1/14计算跨度l0m
05.
875.
705.
875.87kN.m
025.60-
25.
6097.36-
111.29 次梁的剪力设计值的计算截面位置AB左B右C剪力系数
0.
50.
550.
550.55净跨度ln
5.
735.
735.
705.70kN
123.
63164.
85163.
99163.
994.4承载力计算
4.
4.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,边跨翼缘宽度去=/3=
5873.25/3=
1957.75mm;又=b+=2520比较取=
1957.75中跨=/3=
1900、=2500故取=1900mm取=1900除B截面纵向钢筋排两排布置外其余截面均布置一排环境类别为2a级,C30混凝土,梁的最小保护厚度c=20mm,假定箍紧直径为10mm,纵向钢筋直径20mm则纵向钢筋=500-20-10-20/2=460mmC30混凝土,=
1.0,=1,=
14.3N/,=
1.43N/;纵向钢筋采用HRB400钢,=360N/,箍筋采用HRB335钢筋,=360N/正截面承载力计算过程列于下表经判别跨内截面均属于第一类T形截面次梁正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座中间跨中中间支座弯矩设计值()
25.60-
25.
6097.36-
111.29Bf或b19572005700200=/(b)或=/()
0.
0430.
0420.
0560.18Rs=
0.51+√1-2a
0.
9780.
9780.
9710.90=M/rsho
158.
07158.
07605.
5743.5选配钢筋(mm2)1@
16201.11@
16201.12@206283@18763计算结果表明,支座截面的ξ均小于
0.35符合塑性内力重力分布的原则;As/bh=402/200×500=
0.40%此值大于
0.45ft/fy=
0.45×
1.43/360=
0.18%,同时大于
0.2%,满足最小配筋率的要求
4.
4.2斜截面受剪承载斜截面受剪承载力计算包括截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算验算截面尺寸hw=ho-h’f=435-80=355mm且hw/b=355/200=
1.84故截面尺寸按下式计算
0.25bcfcbho=
0.25×
14.3×200×435=
311.03kNVmax=
93.11kN故截面尺寸满足要求计算所需腹筋采用采用Φ6双支箍筋,计算支座B左侧截面可得到箍筋间距=
291.5㎜调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算的箍筋面积增20%加或箍筋间距减小20%先调整箍筋间距,s=
0.8×291=233mm截面高度在300至500mm的梁,最大箍筋间距200mm,最后取箍筋间距200mm,为了方便施工,沿梁长不变验算配筋率下限值弯矩调幅时要求的配筋率下限为
0.3ft
224.64/fyv=
0.3x
1.43x360=
0.12%;实际配筋率psv=Asv/bs=
56.6/200x200=
0.14%
0.12%满足要求五.主梁设计主梁按弹性方法设计
5.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载次梁传来的荷载
10.51×
6.0=
63.06kN主梁自重(含粉刷)[(
0.7-
0.08)×
0.3×
2.4×25+
0.02×
0.7-
0.08×
2.4×48]×
1.2=
14.95kN恒荷载设计值G=
63.06+
14.95=
77.65kN活荷载设计值Q=
37.44×
6.0=
224.64kN
5.2计算简图因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5,竖向荷载下主梁内力近视按连续梁计算,按弹性理论设计,计算跨度支承中心线之间的距离,=6600端部支承在砖墙上,支承长度为370mm,中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上,其计算跨度边跨中跨lo2=7200mm主梁的计算简图如下,因跨度相差不超过10%,故可利用附表6-2计算内力
5.3内力设计值及包络图
5.
3.1弯矩设计值Bbnbz,式中系数k1k2由附表相应栏查得M1max=
0.244×
77.65×
6.64+
0.289×
224.64×
7.2=
582.92kN.mMBmax=-
0.267×
77.65×
6.64-
0.311×
224.64×
7.2 =-
650.74kN.mM2max=
0.067×
77.65×
7.2+
0.200×
224.64×
7.2=
360.94kN.m
5.
3.2剪力设计值剪力,V=K3G+K4Q式中系数k1k2由附表相应栏查得VAmax=
0.733×
77.65+
0.866×
224.64=
251.46KNVBlmax=-
1.267×
77.65-
1.311×
224.64 =-
392.88KNVBrmax=1×
77.65+
1.222×
224.64=
352.16KN
5.
3.3弯矩,剪力包络图弯矩包络图
①第
1、3跨有可变荷载,第2跨没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值为==-
0.267×
77.65×
7.2-
0.133×
224.64×
7.2=-
364.39kN·m在第1跨内以支座弯矩=0,=-
364.39kN·m的连线为基线作G=
77.65kN,Q=
224.64kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为(G+Q)+=(
77.65+
224.64)×
7.2-
364.39/3=
604.03kN·m(与前面计算的=
582.92kN·m接近)(G+Q)+=(
77.65+
224.64)×
7.2-2×
364.39/3=
482.56kN·m在第2跨内以支座弯矩=-
364.39kN·m,=-
364.39kN·m的连线作为基线,作G=
77.65kN,Q=0的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值G+=×
77.65×
7.2-
364.39=-
178.03kN·m
②第
1、2跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载第1跨内在第1跨内以支座弯矩=0,=-
650.74kN·m的连线为基线作G=
77.65kN,Q=
224.64kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为(
77.65+
224.64)×
7.2-
650.74/3=
508.71kN·m(
77.65+
224.64)×
7.2-2×
650.74/3=
291.67kN·m在第2跨内=-
0.267×
77.65×
7.2-
0.089×
224.64×
7.2=-
293.22kN·m以支座弯矩=-
650.74kN·m,=-
293.22kN·m的连线为基线,作G=
77.65kN,Q=
224.64kN的简支梁弯矩图,得(G+Q)++(-)=(
77.65+
224.64)×
7.2-
293.22+(-
650.74+
293.22)=
491.26kN·m(G+Q)++(-)=(
77.65+
224.64)×
7.2-
293.22+(-
650.74+
293.22)=
610.46kN·m
③第2跨有可变荷载,第
1、3跨没有可变荷载==-
0.267×
77.65×
7.2-
0.133×
224.64×
7.2=-
364.37kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为(G+Q)+=(
77.65+
224.64)×
7.2-
364.37=
361.13kN·m(与前面计算的=
3360.94kN·m接近)第
1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为G+=×
77.65×
7.2-×
364.37=
66.36kN·mG+=×
77.65×
7.2-×
364.37=-
54.35kN·m
④在第1跨内有可变荷载,在第
2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-
0.267×
77.65×
7.2-
0.178×
224.64×
7.2=-
437.17kN·m=-
0.267×
77.65×
7.2+
0.044×
224.64×
7.2=-
78.10kN·m在第2跨内以支座弯矩=0,=-
437.17kN·m的连线为基线,作G=
77.65kN,Q=
224.64kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为(G+Q)+=×(
77.65+
224.64)×
7.2-×
437.17=
579.77kN·m(G+Q)+=×(
77.65+
224.64)×
7.2-×
437.17=
434.05kN·m在第2跨内以支座弯矩=-
437.17kN·m,=-
78.10kN·m的连线作为基线,作G=
77.65kN,Q=0的简支梁弯矩图,得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为G+(-)+=×
77.65×
7.2+(-
437.17+
78.10)-
78.10=-
131.00kN·mG+(-)+=×
77.65×
7.2+(-
437.17+
78.10)-
78.10=-
11.37kN·m弯矩包络图如下(a)所示剪力包络图
①第1跨=
251.46kN;过第1个集中荷载后为
251.46-
77.65-
224.64=-
50.83kN;过第2个集中荷载后为-
50.83-
77.65-
224.64=-
353.12kN=-
392.88kN;过第1个集中荷载后为-
392.88+
77.65+
224.64=-
90.59kN;过第2个集中荷载后为-
90.59+
77.65+
224.64=
211.7kN
②第2跨=
352.16kN;过第1个集中荷载后为
352.16-
77.65=
274.51kN当可变荷载仅作用在第2跨时=
1.0×
77.65+
1.0×
224.64=
302.29kN;过第1个集中荷载后为
302.29-
77.65-
224.64=
05.4承载力计算
5.
4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算,因==
0.12>
0.1翼缘计算宽度按=
7.2/3=
2.4mm和b+=6m中较小值确定取=
2.4m主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁,支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠,截面有效高度的计算方法有所不同板混凝土保护层厚度20mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径18mm假定主梁上部纵筋直径25mm则一排钢筋时,=720-20-10-18-25/2=660mm,二排钢筋时,=660-25=635纵向受力钢筋除B支座截面为2排外,其余均为一排跨内截面经判别都属于第一类T形截面B支座边的弯矩设计值=-b/2=-
650.74+
302.29×
0.35/2=-
597.83kN·m正截面受弯承载力的计算过程列于下表截面1B2弯矩设计值(kN·m)
604.
03650.74-
364.39-
178.03=/(b)或=/()
0.
040.
3760.
0240.095=(1+)/
20.
9800.
7490.
9880.95=/
2594.
03800.
51522.
3819.8选配钢筋()7@2226618@2539276@1815278@12904梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定
5.
4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸=-=635-80=555mm,因/b=555/300=
1.85<4截面尺寸按下式验算
0.25b=
0.25×1×
14.3×300×635=
681.037×kN>=
353.57kN,截面尺寸满足要求计算所需腹筋采用Φ10@200双肢箍筋,,,,因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋验算最小配箍率===
0.52%>
0.24=
0.10%,满足要求次梁两侧附加横向钢筋的计算次梁传来集中力=
57.12+
205.
9263.02kN,=650-450=200mm,附加箍筋布置范围s=2+3b=2×200+3×200=1000mm取附加箍筋Φ8@200双肢,则在长度s内可布置附加箍筋的排数,m=1000/100+1=11排,次梁两侧各布置5排另加吊筋1Φ18,=
254.5,由式m*n=11×2×360×157=518×KN>=
263.02,满足要求因主梁的腹板高度大于450mm,需在梁侧设置纵向构造筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的
0.1%,且其间距不大于200mm现每侧配置2Φ14,308/(300×565=
0.18%>
0.1%,满足要求主梁边支座需设置梁垫,计算从略
六、绘制施工图楼盖施工图包括施工说明、结构平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图
6、1施工说明
1、本工程设计使用年限为50年,结构安全等级为
1.0的安全重要性系数,使用环境类别为二a类
2、采用下列规范
(1)《混凝土结构设计规范》GB50010—2010,
(2)《建筑结构荷载规范》GB5009—
20013、荷载取值楼面可变荷载标准值12kN/
4、楼板,次梁及主梁的混凝土强度等级均为C30;版中钢筋,梁中箍紧采用HRB335级钢筋梁中受力钢筋采用HRB400级钢筋
5、板的纵向钢筋的混凝土保护层厚度为20mm梁最外层钢筋的混凝土保护层厚度为25mm
6、2结构平面布置图图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用表示,主、次梁的跨数写在括号内
6、3板配筋图板配筋采用分离式,板面配筋从支座边伸出长度,板配筋图见附图(板配筋图)
6、4次梁配筋图次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边,取1500mm切断面积要求小于总面积的二分之一,支座切断2Φ16402/1005=
0.
40.5,C支座第二批切断1Φ16,离支座边,剩余2Φ16兼做架立筋端支座上部钢筋伸入主梁(
0.14×360/d=564mm下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度12d=216mm次梁配筋见附图(梁配筋图)
6、5主梁配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定底部纵向钢筋全部伸入支座,不配置弯起钢筋,所以仅需确定B支座上部钢筋的切断点相关切断点位置见主梁的配筋详图(梁配筋图)截取负弯矩的弯矩包诺图和抵抗弯矩图见图(主梁的弯矩包诺图和抵抗弯矩图)。