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混凝土结构及砌体结构课程设计

1、设计任务书

(1)

2、设计计算书

(2)

3、平面结构布置

(2)

4、板的设计(3)

5、次梁的设计(6)

6、主梁的设计(io)

7、关于计算书及图纸的几点说明(16)

附图1、平面结构布置图(18)

附图2、板的配筋图(19)

附图3、次梁的配筋图(20)

附图4、主梁配筋图(21)

参考资料:

1、建筑荷载规范

2、混凝土结构设计规范

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

一、设计题目

单向板肋梁楼盖设计

二、设计内容

1、结构平面布置图:

柱网、主梁、次梁及板的布置

2、板的强度计算(按塑性内力重分布计算)

3、次梁强度计算(按塑性内力重分布计算)

4、主梁强度计算(按弹性理论计算)

5、绘制结构施工图

(1)、结构平面布置图(1:

100)

(2)、板的配筋图(1:

100)

(3)、次梁的配筋图(1:

50;1:

10)

(4)、主梁的配筋图(1:

50;1:

10)及弯矩M剪力V的包络图

(5)、钢筋明细表及图纸说明

三、设计资料

1、楼面的活荷载标准值为2.5kN/m2

2、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰15mm.

3、材料选用:

(1)、混凝土:

C25

(2)、钢筋:

主梁及次梁受力筋用H级钢筋,板内及梁内的其它钢筋可以采用I级。

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

一、平面结构布置:

1、确定主梁的跨度为5.4m,次梁的跨度为5.0m,主梁每跨内布置两根次

梁,板的跨度为1.8m。

楼盖结构布置图如下:

2、按高跨比条件’当「点一亦时’满足刚度要求’可不验算挠度。

对于工业建筑的楼盖板,要求h一80mm,取板厚h=80mm

3、次梁的截面高度应满足h=()L=(278〜417)mm,取400mm

1218

11

则b=()h=(133〜200)mm,取b=200mm。

23

4、主梁的截面高度应该满足〜丄)L=(386〜675)mm,600mm,则

814

11

h=(2〜3"=(200〜300)mm,取b=250mm。

二、板的设计(按塑性内力重分布计算)

1、荷载计算:

板的恒荷载标准值:

取1m宽板带计算:

0.651=0.65kN/m

水磨石面层

恒载:

gk=2.905kN/m

活载:

qk=2.51=2.5kN/m

恒荷载分项系数取1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值等于

2.5kN/m,所以活荷载分项系数取1.4。

于是板的

设计值总值:

gq=1.2gk1.4qk=6.986kN/m

2、板的计算简图:

120

F'*

次梁截面为200mmx400mm,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,板的计算边跨:

Al0^ln■-h=1800-100-120SO?

=1620胡.025ln=1845mm,

取l01=1620mm(a=120mm)

中跨:

|02=ln=1700-200=1600mm

板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相

同,且跨差不超过10%寸,均可按五跨等跨度连续板计算。

计算简图如下图:

q+g=6.986kN/m

丿}1

丿1

1

/1

1

11

1

1丿

1

B

2

C

3

C

2

B

p1620

1600

1600

1600

1620

 

3、内力计算及配筋:

用塑性内力重分布理论计算,则有a系数如下:

表1.0

支承情况

截面位置

端支座

边跨支座

离端第一支座

离端第二跨中

中间支座

中间跨中

A

1

B

2

C

3

梁板搁支在墙上

0

1/11

两跨连续:

-1/10三跨以上连续:

-1/11

1/16

-1/14

1/16

与梁整浇连接

-1/16

1/14

-1/24

梁与柱整浇连接

-1/16

1/14

 

则由M=〉(g7)1;可计算出Mi、Mb、M2、Mc,计算结果如下表:

截面位置

1

B

2

C

a

1/11

-1/11

1/16

-1/14

2

M=ct(g+q)l°

1/11X6.986X1.622

1./'11x6.986<1.62

116X6.98&1.62

2

-1/14:

<6.986x1.6

(kN/m)

=1.607

=—1.568

=1.078

=-1.231

由题知:

b=1000mm,设a$二20mm,贝卩h0二h—a$=80—20二60mm,fc=11.9N/mm2,fy=210N/mm2

根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:

截面

1

B

2

C

M(kNm)

M1

Mb

M2

0.8M2

Mc

0.8Mc

2

M"(g+q)l°

1.607

-1.568

1.078

0.86

1.23

0.99

«1fcbh:

(kNm)

42.84

M

«1fcbh(2

0.037

0.036

0.025

0.020

0.029

0.023

匕=1-J1-2%

(,=0.614)

0.038

0.037

0.025

0.020

0.029

0.023

化=1-0.5:

0.981

0.982

0.988

0.990

0.986

0.989

As=M/"h。

(m冷

130.0

126.7

86.6

68.9

99.0

79.4

选钢筋

①〜②轴线

⑤〜⑥轴线

*8@200

中8@200

4'8@200

1申8@200

②〜⑤轴线

°8@200

*8@200

4;8@200

屮8@200

实际配

①〜②轴线

⑤〜⑥轴线

2

251mm

251mm

251mm

2

251mm

X

②〜⑤轴线

2

251mm

2

251mm

2

251mm

2

251mm

位于次梁内跨上的板带,其内区格四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(M2、M3)和中间支座(Me)计算弯矩可以减少20%其他截面则不予以减少。

4、确定各种构造钢筋:

⑴分布筋选用8@20Q

⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用8@200

⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用8@200

⑷板角构造钢筋:

选用|v'|8@200双向配置板四角的上部。

5、绘制板的配筋示意图:

采用弯起式筋,详见板的配筋图.

三、次梁设计(按塑性内力重分布计算):

1、次梁的支承情况:

2、荷载计算:

由板传来:

2.9052.2=6.391kN/m

次梁肋自重:

0.20.4-0.0825=1.6kN/m

次梁粉刷重

0.0150.4-0.08217=0.2176kN/m

恒载:

g^8.2086kN/m

活载:

qk=2.52.2=5.5kN/m

设计值总值:

gq=1.2gk1.4qk=17.55kN/m

3、确定计算跨度及计算简图。

塑性内力重分布计算时,其计算跨度:

中跨:

|02=ln=5000-250=4750mm

边跨:

1。

1=lna2=5000-120-25022402=4875mm

_1.0251n=1.0254755=4873mm,取l01=4870mm(a=240mm)

因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算,计算简图如下:

q+g=17.55kN/m

1)

I

]1

1

11

*

I1

I

B

2

C

3

C

n

B

1

X-

4870

4750

4750

4750

4

4870

vvV°°7匸

3、内力计算:

由M「(gq)l0可计算出M1、Mb、M?

、,计算结果如下表:

截面位置

1

B

2

C

a

1/11

-1/11

1/16

-1/14

2

m=ot(g+q)i°

111x17.55x4.87

2

0V/11x17.55X4.87

2-

0116x17.55x4.75

2

0_1/14x17.55x4.75

(kN/m)

=37.83

=」7.83

=24.75

=<8.28

由V八(gq)ln可计算出Va、Vbi、VBr、Vc,计算结果如下表:

截面位置

A

Bi

Br

C

a

0.45

0.60

0.55

0.55

0.45X17.55X4.75

50.60X17.55X4.755

0.55X17.55X4.75

00.55乂17.55X4.750

V=B(g竹儿

(kN)

=37.55

=50.07

=45.85

=45.85

4、截面承载力计算:

⑴、次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度b'f,按

11

bfl5000=1667mm:

:

:

bs0=2000200=2200mm,故取bf=1667mm。

3

3

梁高:

h=400,h0二400「40=360mm

翼缘厚:

hf=80mm

判定T形截面类型:

jfcbh(h°-匕)=1.011.9166780(360-翌)=507.8106Nmm

22

二507.8kNm

37.83kNm边跨中)

24.25kNm中间跨中)

故各跨中截面属于第一类T形截面

⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考

虑,取h。

=400-60=340mm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,

取%二360mm

⑶、次梁正截面承载力计算见下表:

截面

1

B

2

C

弯矩M(kNm)

37.83

-37.83

24.75

-28.28

ctifcbh。

2或cdfcbfh2

2

1.0x11.9x1667x360

=2570.914X106

2

1.0x11.9x200x340

=275.128X1O6

1.0<11.9<166^36C2

=2570.914X106

2

1.0x11.9x200x360

=308.448X106

MM

aPM或apcb』;

0.015

0.137

0.010

0.092

(g』350)

0.015

0.148

0.010

0.096

=1-0.5;

0.993

0.926

0.995

0.952

As=M/Ysfyh。

503.9

572.2

329.0

392.9

选用钢筋

3中16(弯1)

3虫16(弯1)

3少12(弯1)

2*16(弯1)

实际钢筋截面

面积(mm)

603

603

339

402

⑷、次梁斜截面承载力计算见下表:

截面

A

B左

B右

C

V(kN)

76.03

101.37

92.82

92.82

0.25氏fcbh(kN)

214.2aV

截面满足

202.3aV

截面满足

202.3aV

截面满足

214.2AV

截面满足

V^0.7ftbh0(kN)

64.01>V

无需配箍筋

60.45aV

无需配箍筋

60.45aV

无需配箍筋

64.01>V

无需配箍筋

四、主梁设计(按弹性理论计算):

1、支承情况:

B

柱截面350X350,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。

主梁端部支承于砖壁柱上,其支承长度a=370。

2、荷载计算:

为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。

次梁传来的荷载:

8.20865.0=41.043kN

主梁自重:

(0.6-0.08)0.251.825=7.15kN

主梁粉刷重:

2(0.6-0.08)0.0152.217=0.58344kN

恒载:

Gk=48.776kN

恒载设计值:

Gn1.2GkH58.53kN

活载设计值:

Q=2.52.25.01.4=38.5kN

3、确定计算跨度及计算简图

主梁计算跨度:

边跨:

11

l01=lnb柱0.025ln=51053500.0255105=5408mm

22

11

-lna匕柱=5105370/235012=5480mm,

22

近似取|01=5410mm

因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:

主梁的计算简图

3、内力计算:

1)、弯矩设计值:

M=k1GLk2QL

其中,k1k2可由书中表查取,L为计算跨度,对于B支座,计算跨度可取相邻两跨的平均值。

2)、剪力设计值:

V=k3G+k4Q,其中,k3可由书中表查可知。

主梁弯矩计算

荷载简图

k/M1

k/MB

GGGG

丨丨J

0.222

-0.333

70.29

-105.43

QQ

11

0.278

-0.167

57.74

-34.69

 

Q(

1

0.056

—0.167

10.93

-32.79

mC.Xi.J.

QQQ(

11)

1

0.222

46.11

-0.333

-69.16

Mmin

(kNm)

组合项次①+②

128.01

-174.59

组合项次①+③

77.2

-132.19

Mmax

(kNm)

组合项次①+④

102.39

-103.39

由此可作出下列几种情况下的内力图:

①+②;①+③;①+④

-174.59

弯矩包络图

将以上各图绘于

同一坐标系上,取其外包线,则为弯矩包络图

主梁剪力计算

项次

荷载简图

kM

k/VB左

GGgG

11丨丨

0.667

-1.333

37.04

—74.02

 

Q

1

Q

J

-0.167

-6.43

—1.167

—44.93

Q

|

Q

1

0.833

-0.167

32.07

-6.43

Q

I

Q

I

Q

]|

Q

I

0.677

-1.333

1

J

i|

26.06

-51.32

组合项次

+②

69.11

-118.95

+③

30.61

-80.45

—vmin

1小)

+④

63.10

-125.34

同样可绘出剪力包络:

130.96

66.11

-33.9

-130.96

剪力包络图

4、主梁正截面和斜截面承载力计算:

⑴、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度bf,按

11

bfl5400=1800mm:

b£=5000mm,故取bf=1800mm。

33

梁咼:

h=60Qh0=600-40=560mm(边跨),h0二600-40=560mm(中间跨)

翼缘厚:

h;二80mm

判定T形截面类型:

…h;806

rfcbfhfg。

-)=1.011.9180080(560)=891.110Nmm

22

-891.1kNm,341.44kNm(边跨中)

故各跨中截面属于第一类T形截面。

⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考

虑,取h0=600—70=530mm。

正截面配筋计算。

截面

1

B

弯矩M(kN,m)

128.01

-174.59

V°b/2

(58.53+38.5)0.4/2

=19.41

1

M——V°b

2

-155.18

«1fcbh。

2或qfcbfho

2

1.0期1.9<1800<560

6

=6717.31X10

2

1.0汇11.9沃250<530

=835.6775X106

MM

Gpcbh0或apcb'f忙

0.019

0.186

隽—1-2後

(兰乍9.550)

0.019

0.208

化=1-0.5:

0.991

0.896

As=M/Ysfyh。

1139.1

1556.1

选用钢筋

6中16(弯4)

6*18(弯起4

根)

实际钢筋截面

面积(mm)

1206

1526

斜截面配筋计算:

截面

A

B左

 

V(kN)

69.11

125.34

hw=ho—h/=530—80=450mm,因十=45%50=1.8,截面尺寸按下

面式验算

0.25氏fcbh0(kN)

394.2aV

截面满足

394.2>V

截面满足

剪跨比:

Z

h=型°=3.33>3,取人=3.0

540

175

Vc=—ftbh。

(kN)九+1

77.79nV

不需配箍筋

73.62eV

需配箍筋

箍筋肢数、直径

X

2申8

Asv=nAsv1

100.6

s=1.OfyvAsvho/(V-Vc)

195.24

实配箍筋间距

200

Vcs=Vc+1.0fyvjAsvhc

s

126.32aV

满足

验算最小配筋率

f

Psv=Av=100.6=0.00202>0.24t=C

svbs250汉200fyv

,满足要求

5、两侧附加横向钢筋的计算:

次梁传来的的集中力:

F=41.0431.238.5=87.75kN,h=600-400=200mm

附加箍筋布置范围:

s=2hi,3b=22003250=1150mm

取附加箍筋8@200mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数:

m=115°200「6.75取8)排,梁两侧各布置四排。

另加吊筋118,Asb=254.5mm2,则由:

2fyAsbsinamnfyvA^=2300254.50.7076221050.3=234.7kNF,,满足要求。

五、关于计算书和图纸的几点说明:

1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。

2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图,图纸采用2#图纸,2张。

2、结构平面布置图:

比例1:

100。

3、板的配筋图:

比例1:

100⑴、分布筋选用:

6@250

⑵、与主梁垂直的附加负筋选用:

8@200,深入板中的长度为500mm。

⑶、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用:

8@200,伸出墙边长度为300mm。

⑷、板角附加短钢筋双向布置8@200,每一方向伸出墙边的长度为500mm。

4、次梁的配筋图,比例:

纵剖面1:

50,横剖面1:

10

⑴、箍筋选用:

6@150通长布置。

⑵、中间支座负钢筋的弯起,上弯点距支座边缘为50mm。

⑶)、②、⑤号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩,相当于116,在矩支座边缘

1300mm处截断。

(⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。

(5)、两根⑤号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩,相当于116,在矩支座边缘

1300mm处截断。

(6)、B支座第二批截断的⑥号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。

(7)、③号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋,右端在距支座边缘2100mm处截断,与

⑦号钢筋在600mm范围内搭接,兼作第二跨的架立筋。

(⑻、⑦号钢筋在C支座右端通常兼作架立筋。

5、主梁的配筋图,比例:

纵剖面1:

50,横剖面1:

10

⑴、箍筋选用:

加密区选用6@100,非加密区选用6@150。

⑵、中间支座负钢筋的弯起,上弯点距支座边缘为50mm。

(⑶、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋,选用8@200,两边各布置三排,另加

一根118吊筋.

(⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。

(⑸、其余钢筋截断详见配筋图。

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