钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖设计

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课程设计名称：钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖设计

院系：土木与建筑工程学院

专业：12级建筑工程技术专科班

姓名：吴发健    

学号：25311201021

指导老师：罗爱忠

目录

一、设计要求...................................（3）

二、板的设计...................................（4）

（一）荷载

（二）计算简图

（三）弯矩计算

（四）配筋计算

三、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）.........（8）

（一）荷载

（二）计算简图

（三）内力计算

（四）配筋计算

四、主梁的截面和配筋计算.......................（12）

（一）荷载

（二）计算简图

（三）弯矩、剪力图及其包络图

（四）截面配筋计算

（五）主梁吊筋计算

（六）主梁正截面抗弯承载力（材料图），纵筋图的弯起和截断

钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖设计。

某多层厂房，设计使用年限为50年，环境类别为一类，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，某三层楼面结构布置简图如图，设计资料如下：

1．楼面活荷载标准值qk=8KN/m2。

2．楼面面层用20mm厚的水泥砂浆抹面，板底用15mm厚混合砂浆粉底。

3．混凝土强度等级用C30，钢筋除主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋外，其余采用HPB300级钢筋。

4．板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸为350mm×350mm。

设计内容和要求：

1.  板和次梁按考虑塑形内力重分布方法计算内力，主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图和剪力包络图。

   2  .绘楼盖结构施工图。其内容为：

1）楼面结构布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号，标出楼面板结构标高。）

2）板摸面图及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径﹑间距、编号及其定位尺寸）；

3）次梁模板及配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸，梁底标高，钢筋的直径、根数、编号及定位尺寸）；

4）主梁的材料图、模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抗弯承载力图、模板及配筋图，标注主梁截面尺寸及几何尺寸，梁底标高，钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）。

【解】：一、板的设计：

（1）荷载

板自重：1.2×0.08×25=2.4KN/m2            恒载：g=2.4+0.48+0.31=3.19KN/m2

楼面面层：1.2×0.02×20=0.48KN/m2        活载：q=1.3×8=10.4KN/m2

顶花抹灰：1.2×0.015×17=0.31KN/m2    总荷载：g+q=13.59KN/m2

q/g=10.4/3.19=3.26

（2）计算简图

（1）板按考虑塑性内力重分布设计。根据不验算挠度的刚度条件，板厚应不小于l/40≈2000/40=50mm<70mm,考虑楼面荷载较大，板厚取h=80mm;次梁截面高度取h=450mm，截面宽度b=200mm。根据结构平面布置，板的几何尺寸如图所示。

（2）取1m宽板作为计算单元，各跨的计算跨度为：

中间跨：l0=ln=2.0-1.20=1.8m            

边跨：

（3）弯矩计算

边跨与中间跨的计算跨长相差，可按等跨连续板计算内力，结果如表：                                                      表1-1

取板的截面有效高度，板的配筋计算见表。表1-2

  二、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）

主梁的梁高h按l/14～l/8估算，取h=650mm，梁宽b按h/3～h/2估算，取b=250mm，次梁几何尺寸与支撑情况见图：

（1）荷载

板传来恒荷载    KN/m

次梁自重            KN/m

次梁粉刷            KN/m

恒荷载            KN/m

活荷载            KN/m

总荷载            KN/m        q/g=20.8/8.83=2.36

（2）计算简图

中间跨l0=ln=6-0.25=5.75m

边跨    

边跨和中间跨的计算跨度相差（5.875-5.75）/2=2.2%<10%,故可按等跨连续梁计算。计算简图见图：

（3）内力计算

次梁的弯矩计算表1-3

次梁跨中截面按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面的较小值

b´f=l0/3=5.75/3=1.92m            b´f=b+s0=0.2+1.8=2m

取b´f=1.92m

判别各跨中T形截面的类型：取h0=450-40=410mm，则α1fc bˊf hˊf（h0- hˊf/2）=1×14.3×1920×80×（410-80／2）=812697600N·mm=813KN·m与表中弯矩值比较可知，各跨中截面均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，按一排钢筋考虑，故均取h0=450-40=410mm。

次梁正截面承载力计算             表1-5

由于次梁的q/g=20.8/8.83=2.36﹤3，故可按次梁的配筋示意图的构造要求明确纵向受力钢筋的弯起和截断。在上表的计算中，未考虑弯起钢筋抗剪是偏于安全的，计算也较为简便。若考虑116的弯起钢筋抗剪，则第一内支座B左箍筋的间距：

=-302<0

故取s=smax=200mm，但还考虑弯起钢筋在弯起点处的斜截面承载力，该处剪力可减小为：

Vb=（（0.6×5755－450）×102310）/（0.6×5755）=877N

所需双肢φ6的箍筋间距为：

S=270×56.6×410／（877－82082）=908mm

综合以上计算，若考虑116的弯起钢筋抗剪。边跨、中间各跨箍筋仍按双肢φ6@200配置。

3.主梁的截面和配筋计算

主梁按弹性理论计算内力。柱的截面尺寸为350mm×350mm，主梁几何尺寸与支承情况如图。

㈠荷载

为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。

次梁传来的恒荷载    8.83×6=52.98KN

主梁的自重  1.2×0.25×（0.65-0.08）×2×25=8.55KN

梁侧抹灰    1.2×2×(0.65-0.08)×2×0.015×17=0.70kN

恒荷载      G=62.23kN

活荷载      Q=20.8×6=124.8kN

总荷载      G+Q=187.03kN

㈡计算简图

由于主梁线刚度较钢筋混泥土柱线刚度大得多，故主梁中间支座按较支承考虑。主梁端部搁置在砖壁柱上，其支承长度为370mm。

计算跨度：中间各跨         L0=6.0m

边跨    L0=Ln+a/2+b/2=6-0.12-0.35／2＋0.27／2＋0.35／2=6.065m

        L0=1.025Ln+b／2=6-0.12-0.35／2+0.35／2=6.02m

取L0=6.02m

计算简图如图所示

因跨度相差小于10％，计算时可采用等跨连续梁的弯矩及剪力系数。

㈢弯矩、剪力图及其包络图

（1）弯矩       M=k1Gl0+k2Ql0

式中k1 ，k2可查附表2-2得：l0为计算跨度，对B支座，计算跨度可由相邻两跨的平均值。

边跨    Gl0=62.23×6.02=374.6kN·m

    Ql0=124.8×6.02=751.3kN·m

中间跨    Gl0=62.23×6.0=373.4kN·m

    Ql0=124.8×6.0=748.8kN·m

B支座    Gl0=62.23×（6.02+6.0）／2=374.0kN·m

    Ql0=124.8×（6.02+6.0）／2=750.0kN·m

（2）剪力    V= k3G+ k4Q  式中k1 ，k2可查附表2-2得.

    主梁弯矩计算    表1-7

    主梁剪力计算                     表 1-8 

根据表1-7和表1-8的数据以及已知支座弯矩和荷载求跨中弯矩的方法，可绘制出主梁弯矩包络图和剪力包络图如图（a）所示和图（b）所示。跨中弯矩较小的竖标，也可以通过弯矩较大的顶点作与支座弯矩竖线的连线（虚线）相平行的方法确定。

㈣截面配筋计算

主梁跨中截面在正弯矩的作用下按T形截面计算，其翼缘跨度取取下列二值中的最小值。

bˊf=L0/3=6／3=2m

bˊf=b+sn=6m

取bˊf=2000mm，并取h0=650-70=580mm，判别各跨中T形截面的类型。α1fc bˊf hˊf（h0- hˊf/2）=1×14.3×2000×80×（580－80／2）=1.24×109N•mm=1240kN·m>315.29kN·m

故属于第一类T形截面。

主梁支座截面及在负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面计算，支座截面取h0=650-90=560mm，V0=G+Q=187.03kN。主梁支座宽b0=350mm。

主梁的截面配筋计算见表1-9和表1-10

    主梁的正截面配筋计算      1-9

由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:

F=52.98+124.8=177.78kN

As=F/（2fysinα）=177780/（2×360×0.707）=349.2mm2

所以吊筋选用216（As=402mm2）

主梁的配筋示意图见图纸所示

㈥主梁正截面抗弯承载力（材料图），纵筋图的弯起和截断。

1．按比例绘出主梁的弯矩包络图。

2．按同样比例绘出主梁的纵向配筋图。

3．按第五章所述绘出材料图。

4．检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足有关构造要求。

    主梁的正截面抗弯承载力图和实配筋图及其说明如图纸所示。

目录

五、设计要求...................................（1）

六、板的设计...................................（2）

（五）荷载

（六）计算简图

（七）弯矩计算

（八）配筋计算

七、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）.........（6）

（五）荷载

（六）计算简图

（七）内力计算

（八）配筋计算

八、主梁的截面和配筋计算.......................（10）

（七）荷载

（八）计算简图

（九）弯矩、剪力图及其包络图

（一十）截面配筋计算

（一十一）主梁吊筋计算

（一十二）主梁正截面抗弯承载力（材料图），纵筋图的弯起和截断