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钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计——钢筋混凝土11-12学年第三学期课程设计设计学院建设工程学院班级09级3班学号63090305姓名王国超目录TOC\o1-3\h\z\u
一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书31设计题目32设计目的33设计内容34设计资料35设计要求4
二、板的设计
51.平面布置和截面尺寸
52.荷载计算
53.按弹性理论设计板71计算跨度72支座最大弯矩值83按弹性理论配筋计算,如表2所示
94.按塑性理论设计板91A区格板弯矩计算102B区格板弯矩计算113C区格弯矩计算124D角区格弯矩的计算125配筋计算13
三、支承梁的设计
141.纵向支承梁L-1设计141跨度计算142荷载计算153内力计算164正截面承载力计算195斜截面受剪承载力结算
202.横向支承梁L-2设计211计算跨度212荷载计算213内力计算224正截面承载力计算255斜截面受剪承载力结算26
一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书1设计题目设计某多层工业厂房的中间楼面,采用现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖2设计目的
(1)了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容;
(2)了解梁、板结构的荷载传递途径及计算简图;
(3)熟悉受弯构件梁和板的设计方法;
(4)了解内力包络图及材料图的绘制方法;
(5)掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式3设计内容
3.1结构平面布置图柱网、板、及支承梁的布置
3.2板的强度计算按弹性理论计算根据楼面荷载,按弹性理论计算板的内力,进行板的正截面承载力计算,并进行板的钢筋配置
3.3板的强度计算按塑性理论计算
3.4支承梁强度计算按弹性理论计算计算梁的内力,进行梁的正截面、斜截面承载力计算,并对此梁进行钢筋配置
3.5绘制结构施工图
(1)结构平面布置图;
(2)板的配筋图按弹性理论计算;
(3)板的配筋图按塑性理论计算;
(4)支承梁的配筋详图及其抵抗弯矩图;
(5)钢筋明细表及图纸说明4设计资料
4.1厂房平面示意图生产车间的四周外墙均为承重砖墙,内设钢筋混凝土柱,其截面尺寸为400mm×400mm,层高
4.5m建筑四周采用370mm承重墙,平面示意图见下图(暂不用考虑楼梯)建筑四周采用370mm承重墙支承梁短边跨度为5000mm,支承梁长边跨度为6000mm
4.2建筑构造楼盖面层做法30mm厚水磨石地面(12mm厚面层,18mm厚水泥砂浆打底),板底采用15mm厚混合砂浆天棚抹灰现浇钢筋混凝土楼板
4.3荷载参数永久荷载包括梁、楼板及构造层的自重钢筋混凝土的容重为25kN/m3,水泥砂浆的容重为20kN/m3,石灰砂浆的容重为17kN/m3,水磨石的容重为
0.65kN/m2分项系数(当对结构有利时)可变荷载楼面均布活荷载标准值6kN/m2,分项系数(由于活荷载标准值4kN/m2大于等于4kN/m2所以取)
4.4建筑材料
(1)混凝土C30
(2)钢筋主梁及次梁受力筋可采用HRB400级或HRB500级钢筋,板内及梁内的其他钢筋可以采用HPB300级钢筋或HRB335级5设计要求要求完成全部设计内容,编写设计计算书一份包括封面、设计任务书、目录、计算书、____、附录要求概念清楚,计算完整、准确,成果尽量表格化,并装订成册绘制设计图纸一套,一张手绘图,其他CAD绘图采用1号或2号图纸,选择适当比例要求内容完整,表达规范,字体工整,图面整洁
二、板的设计
1.平面布置和截面尺寸双向板肋梁楼盖由板和支承梁构成双向板肋梁楼盖中,双向板区格一般以3~5m为宜支承梁短边的跨度为,支承梁长边的跨度为根据任务书所示的柱网布置,选取的结构平面布置方案如图1所示1图板厚的确定连续双向板的厚度一般大于或等于且双向板的厚度不宜小于,故取板厚为支承梁截面尺寸根据经验,支承梁的截面高度,梁截面高度为故取;截面宽度故取;
2.荷载计算100mm厚钢筋混凝土楼板18mm厚水泥砂浆打底15mm厚混合砂浆天棚抹灰12mm水磨石恒荷载标准值活荷载标准值作用在板上恒荷载均匀布置,活荷载按棋盘式布置如图二所示图二
3.按弹性理论设计板此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭,并且要求同一方向相邻跨度比值以防误差过大当要求各区格跨中最大弯矩时,活荷载应按棋牌式布置,它可以简化为当支座固支时作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时作用下的跨中弯矩之和支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得,即内支座固支时作用下的支座弯矩所有区格按其位置与尺寸分为A,B,C,D四类,如图三所示,计算弯矩时,考虑钢筋混凝土的泊松比为
0.
2.图三1计算跨度跨度计算规定边跨且(板)(梁)中间跨且(板)(梁)A区格板计算B区板计算C区格板计算D区格板计算(同B区格板)(同C区格板)1跨中弯矩计算(弯矩系数+弯矩系数)当μ=
0.2时计算结果如表1所示2支座最大弯矩值A—B支座A—C支座B—D支座C—D支座3按弹性理论配筋计算,如表2所示表2按弹性理计算论板的配筋计算表截面选配钢筋实配__跨中A区格
7.
99803513524.9270247252B区格
8.
18803594025.9770300302C区格
8.
59803774024.6570229252D区格
9.
13804014025.8270292302支座A—B
16.6280729791A—C
13.6270683791B—D
16.9770851904C—D
18.5680814904按塑性理论计算弯矩计算
4.按塑性理论设计板钢筋混凝土为弹塑性体,因而弹性理论计算结果不能反映结构刚度随荷载而变化的特点,与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调塑性铰线法是最常用的塑性理论设计方法之一塑性铰线法,是在塑性铰线位置确定的前提下,利用虚功原理建立外荷载与作用在塑性铰线上的弯矩二者之间的关系式,从而写出各塑性铰线上的弯矩值,并依次对各截面进行配筋计算基本公式为令考虑到节省钢筋和配筋方便,一般取为方便使用阶段两个方向的截面应力较为接近,宜取采用通长配筋方式带入基本公式,得先计算中间区格板,然后将中间区格板计算得出的各支座弯矩值,作为计算相邻区格板支座的已知弯矩值,依次由外向内直至外区格一一解出对边区格、角区格板,按实际的边界支承情况进行计算此处采用通长配筋方式(即分离式配筋),对于连续板的计算跨度的计算公式当两端与梁整体连接时,;当一端搁支在墙上另一端与梁整体连接时,取()与()的较小值其中—板的计算跨度;——板的净跨度;——板的厚度;——板在墙上的支承长度1A区格板弯矩计算计算跨度,取为
2.0(负号表示支座弯矩)2B区格板弯矩计算计算跨度,取为
2.0将A区格板算得的短边支座弯矩,作为B区格板的的已知值,则(负弯矩表示支座弯矩)3C区格弯矩计算计算跨度,取为
2.0将A区格板算得的长边支座弯矩作为B区格板的的已知值,则(负弯矩表示支座弯矩)4D角区格弯矩的计算计算跨度,取为
2.0该区格的支座配筋分别与B区格板和C区格板相同,故支座弯矩,已知,则5配筋计算由于双向配筋,两个方向的截面有效高度不同考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大,故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长跨方向的外侧因此,跨中截面=(短跨方向)(长跨方向)支座截面对A区格板,考虑该板四周与梁整浇在一起,整块板内存在内拱作用,使板的内弯矩大大减小,故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数
0.8近似取计算配筋截面__的近似计算公式为表3按塑性理论计算板的配筋表截面选配钢筋实配__跨中A区格
4.33801__
2522.9470148252B区格
5.
01802202523.4170171252C区格
5.
92802603024.0870205252D区格
7.
78803424025.3770270302支座A—B
8.6680379402A—C
5.8870284302B—D
5.8870284302C—D
8.6680379402
三、支承梁的设计按弹性理论设计支承梁双向板支承梁承受的荷载如图四所示计算梁的内力,进行梁的正截面、斜截面承载力计算,并对此梁进行钢筋配置图四双向板支承梁承受的荷载
1.纵向支承梁L-1设计1跨度计算边跨取小值中跨取支乘中心线间的距离,平均跨度按等跨连续梁计算2荷载计算由板传来的恒荷载的设计值由板传来的活荷载的设计值梁自重;梁自重均布荷载设计值纵向支承梁的计算图如图五所示图五3内力计算将g’、q’转化为均布荷载a弯矩计算k值由附表查得边跨:中跨:平均跨纵向梁弯矩计算如表所示表4纵向支承梁L-1弯矩计算表序号计算简图跨内弯矩支座弯矩
①②③—
④——
⑤—
⑥⑦——
⑧——
⑨——最不利组合
①+
②+
③①+
②+
④①+
②+
⑤①+
②+
⑥①+
②+
⑦①+
②+
⑧①+
②+
⑨组合项次
①②③①②④①②③①②⑤①②⑥①②⑨①②⑥组合值组合项次
①②④①②⑨①②⑦①②⑨①②⑦①②⑦①②⑦组合值b剪力计算k值由附表查得边跨中跨平均跨纵向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示表5纵向支承梁L-1剪力计算表序号计算简图剪力
①
33.37-
51.
3244.55-
40.
1542.35-
42.
3540.15-
44.55-
51.32-
33.37
②
6.54-
11.
369.86-
8.__
9.38-
9.
388.__-
9.86-
11.36-
6.54
③
43.36-
53.
641.
261.
2648.5-
48.5-
1.26-
1.
2653.64-
43.36
④-
5.14-
5.
1449.76-
47.
240047.24-
49.
765.
145.14
⑤
36.86-
60.
1450.01-
38.99-
2.23-
2.
2347.82-
49.
185.
045.04
⑥-
3.40-
3.
441.13-
55.
8757.33-
39.07-
3.59-
3.
5954.03-
42.97
⑦
42.97-
55.
008.
258.25-
2.23-
2.
230.
580.58-
0.10-
0.10
⑧-
4.75-
4.
7548.02-
48.
996.
606.60-
1.75-
1.
750.
390.39
⑨
1.
261.26-
6.40-
6.
4048.5-
48.
56.
46.4-
1.26-
1.26内力组合
①+
②+
③
83.27-
116.
3255.67-
47.
82100.23-
100.
2347.28-
55.
67116.32-
83.27
①+
②+
④
34.77-
67.
82104.17-
96.
2851.73-
51.
7396.28-
104.
1767.82-
34.77
①+
②+
⑤
76.77-
122.
82104.42-
88.
0349.5-
53.
9696.86-
103.59-
57.62-
34.87
①+
②+
⑥
36.51-
66.
0895.54-
104.
91109.06-
90.
8045.45-
58.00-
8.65-
82.88
①+
②+
⑦
82.88-
117.
6862.66-
40.
7949.5-
53.
9649.62-
53.83-
62.78-
40.01
①+
②+
⑧
35.16-
67.
43102.43-
98.
0358.33-
45.
1347.29-
56.16-
63.07-
39.52
①+
②+
⑨
41.17-
61.
4248.01-
55.
44100.23-
100.
2355.44-
48.
0163.94-
41.17组合项次
①②③①②⑤①②⑤①②⑥①②⑥①②③①②⑤①②④①②③①②③组合值
83.27-
122.
82104.42-
104.
91109.06-
100.
2396.86-
104.
17116.32-
83.27组合项次
①②④①②⑨①②⑨①②⑦①②⑦①②⑧①②⑥①②⑨①②⑥①②⑤组合值
34.77-
61.
4248.01-
40.
7949.5-
45.
1345.45-
48.01-
8.65-
34.774正截面承载力计算a边跨取较小值中间跨取较小值支座截面仍按矩形截面计算b判断截面类型在纵横梁交接处,由于板、横向梁和纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠,短跨方向梁(横梁)的钢筋一般均在长跨方向梁(纵梁)钢筋的下面,梁的有效高度减小因此,进行短跨方向梁(横梁)支座截面计算时,应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度此处,取(跨中),(支座)属于第一类T形截面c正截面承载力结算按弹性理论计算连续梁内力时,中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离,故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘,所以计算配筋时,将其换算到截面边缘横梁正截面承载力计算见下表受力钢筋选用级,箍筋选用级根据《混凝土设计规范》()第条的规定,纵向受力钢筋的最小配筋率为和中的较大值,即下表5中的配筋率满足要求配筋形式采用分离式表5纵向支承梁L-1正截面受弯承载力计算表截面边跨中支座中间跨中中间支座__.09-
112.
3265.23-
94.98---------------__.09-
91.
4965.23-
94.
980.
0240.
0330.
0180.
0340.
9880.
9830.
9910.
983642.
3718.
2470.
3745.6选用钢筋实际配筋__()763763509763配筋率5斜截面受剪承载力结算横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表6表6横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算截面
83.27-
122.
82104.42-
104.
91109.06-
100.
2396.86-
104.
17116.32-
83.27满足截面要求箍筋直径和肢数HRB335,8@200,双肢
100.
6100.
6100.
6100.
6100.
6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175175175175配筋率配筋图见附图4-
62.横向支承梁L-2设计1计算跨度边跨取小值中跨取支乘中心线间的距离平均跨度
5.955+6/2=
5.978m跨度差,可按等跨连续梁计算2荷载计算由板传来的恒荷载的设计值由板传来的活荷载的设计值梁自重;梁自重均布荷载设计值横向支承梁的计算图如图五所示图六横向支承梁L-2计算简图3内力计算a弯矩计算(k值由附表1-4-2查得)边跨中跨平均跨(计算支座弯矩时取用)计算结果如表7所示表7横向支承梁L-2弯矩计算表项次荷载简图
①恒荷载
②恒荷载
③活荷载—
④活荷载
⑤活荷载—
⑥活荷载—内力组合
①+
②+
③
146.94-
124.
7520.98-
124.75
①+
②+
④
125.95-
180.
1965.99-
110.68
①+
②+
⑤
66.11-
124.
7583.49-
124.75
①+
②+
⑥
143.20-
139.
2320.98-
69.21最不利内力组合项次
①+
②+
⑤①+
②+
③①+
②+
③①+
②+
⑥组合值/
66.11-
124.
7520.98-
69.21组合项次
①+
②+
③①+
②+
④①+
②+
⑤①+
②+
③组合值/
146.94-
180.
1983.49-
124.75注跨跨中弯矩时根据求得的支座弯矩按未等效前的实际荷载取悦离体求出的b剪力计算边跨中跨平均跨(计算支座弯矩时取用)结果如表8所示表8横向支承梁L-2剪力计算项次荷载简图
①②③00
④⑤⑥内力组合
117.55-
159.
0969.66-
117.46-
69.
66159.
0962.40-
90.
15138.60-
48.53-
138.
6090.
15108.32-
168.
33150.35-
50.86-
127.
3987.
81103.77-
161.
4481.15-
57.76-
81.
1580.01组合项次
①②④①②④①②③①②④①②③①②⑥组合值
62.40-
90.
1569.66-
48.53-
69.
6680.01组合项次
①②③①②⑤①②⑤①②③①②④①②③组合值
117.55-
168.
33150.35-
117.46-
138.
60159.094正截面承载力计算a边跨取较小值中间跨取较小值支座截面仍按矩形截面计算b判断截面类型在纵横梁交接处,由于板、横向梁和纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠,短跨方向梁(横梁)的钢筋一般均在长跨方向梁(纵梁)钢筋的下面,梁的有效高度减小因此,进行短跨方向梁(横梁)支座截面计算时,应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度属于第一类T形截面c正截面承载力结算按弹性理论计算连续梁内力时,中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离,故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘,所以计算配筋时,将其换算到截面边缘横梁正截面承载力计算见下表受力钢筋选用HRB400级,箍筋选用HRB335级中的较大值,即
0.2%下表9中的配筋率满足要求配筋形式采用分离式表9横向支承梁L-2正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座中间跨中
146.
94180.
1983.49——-----
146.
94146.
5283.
490.
0310.
0310.
0180.
9840.
9840.99110121009573选用钢筋实际配筋__()___0___0760配筋率5斜截面受剪承载力结算表10横向支承梁L-2斜截面受剪承载力计算截面
117.
35168.
37150.
35138.
60159.09满足截面要求箍筋直径和肢数HRB335,8@200,双肢
100.
6100.
6100.
6100.
6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175175175配筋率配筋图见附图区格ABCD跨内简图++++支座简图。