建筑结构课程设计2组.docx

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建筑结构课程设计2组

四川外语学院

重庆南方翻译学院

课程实训报告

实训内容建筑结构课程设计

课程名称工程结构

题目单向板肋梁楼盖设计

院（系）管理学院

年级2010级4班

专业工程管理

学生邓礼川

学号2010060140411

组号2

指导教师邹定祺

2012年11月5日

单向板肋梁楼盖设计计算书

一、设计资料

某多层建筑结构现浇钢筋混凝土楼盖的建筑轴线和柱网平面如图1所示。

楼面可变荷载标准值为5kN/㎡（荷载分项系数1.3）.楼面面层为30㎜厚水磨石，底面用20㎜厚石灰砂浆抹平。

采用C25混凝土，钢筋直径d≦10㎜时用HPB235级钢筋，d≧12㎜时用HRB335级钢筋。

试设计该楼盖结构。

二、结构布置

选用单向板肋梁楼盖结构，梁、板的布置及构件尺寸（见图1）。

图1肋梁楼盖结构布置图

三、板的计算

确定板厚h=80㎜。

按塑性内力重分布方法计算内力，取1m宽板带为计算单元，结构尺寸和计算简图（见图2）。

图2结构尺寸和计算单元

1.荷载

30㎜现制水磨石0.65kN/㎡

80㎜钢筋混凝土板25kN/m3×0.08m=2.00kN/㎡

20㎜石灰砂浆17kN/m3×0.02m=0.34kN/㎡

永久荷载标准值gk=2.99kN/㎡

可变荷载标准值qk=5.00kN/㎡

荷载设计值1.2×2.99kN/㎡+1.3×6.00kN/㎡=10.09kN/㎡

1m板宽荷载设计值p=10.09kN/m

2.内力

计算跨度

板厚h=80㎜,次梁（CL）截面b×h=200㎜×450㎜

边跨l01=（2600-100-120+80/2）㎜=2420㎜

ln1=（2600-200/2-120）㎜=2380㎜

中间跨l02=2600㎜-200㎜=2400㎜,ln2=2400㎜

跨度差（2420-2400）/2400=0.83％＜10％,可按等跨度连续梁查表计算。

弯矩设计值计算（见表1）。

表1弯矩设计值计算表

截面位置

弯矩系数αM

弯矩设计值M（=αMpl0²）（kN·㎡）

边跨跨内

1/11

1/11×10.09×2.42²=5.37

B支座

-1/11

-1/11×10.09×2.42²=-5.37

中间跨跨内

1/16

1/16×10.09×2.40²=3.63

中间C支座

-1/14

-1/14×10.09×2.40²=-4.68-1/-1/14×10.09×2.40²=-4.15

3.配筋（见表2）

b=1000㎜，h=80㎜，as=（15+5）㎜,h0=（80-20）㎜=60㎜，fc=11.9N/㎜²,

ft=1.27N/㎜²,fy=210N/㎜²。

表2

截面位置

M/（kN·m）

s=M/1fcbh0²

ξ

As（=ξ1fcbh0/fy）

/㎜²

实配钢筋

边跨跨内

5.37

0.125

0.134

455.6

Φ8/10@125,515㎜²

B支座

-5.37

0.125

0.0.134

455.6

Φ8/10@125,515㎜²

中间跨跨内

①-②，④-⑤轴线间

3.63

0.085

0.09

306

Φ6/8@125,314㎜²

②-④

轴线间

3.6×0.8

0.068

0.071

241.4

Φ6/8@125,314㎜²

中间C支座

①-②，④-⑤轴线间

-4.15

0.097

0.102

346.8

Φ8@125,402mm²

②-④

轴线间

-4.15×0.8

0.077

0.08

272

Φ6/8@125,314㎜²

表2中ξ值均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件，同时，ξ<ξb=0.614。

As/（bh）=314/（1000×80）=0.39％＞ρmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27％,且大于0.2％。

板的模版图、配筋图（见图3）。

图3板的模版图，配筋图

四、次梁的计算

b×h=200㎜×450㎜,按塑性内力重分布方法计算内力。

结构尺寸和计算简图（见图4）

图4次梁（CL）结构尺寸和计算简图

1.荷载

由板传来永久荷载2.99kN/㎡×2.6m=7.77kN/m

次梁自重25kN/m³×0.02m×（0.45-0.08）m=1.85kN/m

次梁抹灰17kN/m³×0.02m×（0.45-0.08）m×2=0.25kN/m

永久荷载标准值gk=9.87kN/m

可变荷载标准值qk=6.00kN/㎡×2.6m=15.60kN/m

荷载设计值p=1.2×9.87kN/m+1.3×13.00kN/m=28.74kN/m

2.内力

计算跨度：

主梁（ZL）截面b×h=300㎜×800㎜

边跨净跨度ln1=（5900-120-150）㎜=5630㎜

计算跨度l01=（5630+250/2）㎜=5755㎜

中间跨净跨度ln2=（6000-300）㎜=5700㎜

计算跨度l02=5700㎜

跨度差（5755-5700）/5700=0.96％＜10％，可按等跨度连续梁查表计算。

弯矩设计值计算（见表3）。

表3弯矩设计值计算列表

截面位置

弯矩系数αM

弯矩设计值M（=αMpl0²）（kN·m）

边跨跨内

1/11

1/11×28.74×5.755²=86.53

B支座

-1/11

-1/11×28.74×5.755²=-86.53

中间跨跨内

1/16

1/16×28.74×5.7²=58.36

中间C支座

-1/14

-1/14×28.74×5.7²=-66.70

表4剪力设计值计算表

截面位置

剪力系数αv

剪力设计值M（=αvpln）/kN

边跨跨内

0.45

0.45×28.74×5.63=72.81

B支座

0.60

0.60×28.74×5.63=97.08

中间跨跨内

0.55

0.55×28.74×5.70=90.10

中间C支座

0.55

0.55×28.74×5.70=90.10

3.配筋（见表5，表6）

（1）正截面受弯承载力计算

B=200㎜，h=450㎜,a=（25+10）㎜=35㎜,h0=（450-35）㎜=415㎜,hf´=80㎜。

翼缘计算宽度：

边跨bf´=5755㎜/3=1918㎜＜b+sn=2600㎜

中跨bf´=5700㎜/3=1900㎜＜b+sn=2600㎜

fc=11.9N/㎜²,ft=1.27N/㎜²,fy=300N/㎜²,则

fcbf´hf´（h0-hf´/2）=678.3kN·m＞96.71kN·m

故次梁跨内截面按第1类T形截面梁计算，支座截面按矩形截面计算。

表5纵向钢筋配筋表

截面位置

M/

（kN·m）

bf´

或b/（㎜）

αs=

M/α1fcbh0²

ξ

As=ξα1

fcbh0/fy/（㎜²）

实配钢筋

边跨跨内

86.53

1918

0.022

0.022

695

2Φ22,760㎜²

B支座

-86.53

200

0.211

0.24

790

4Φ16,804㎜²

中跨跨内

58.36

1900

0.015

0.015

469

2Φ18,509㎜²

C支座

-66.70

200

0.163

0.179

589

3Φ16,603㎜²

表5中ξ值均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件，ξ<ξb=0.0.55。

As/（bh）=603/（200×450）=0.67％＞ρmin=[0.2％,0.45ft/fy]max=0.2％。

（1）斜截面受剪承载力计算

b=200㎜,h0=450㎜,fyv=210N/㎜²

则，0.25βcfcbh0=267.75kN＞Vmax=97.08kN

截面尺寸满足要求。

按最小配筋率计算最小剪力设计值为：

V=1.0ftbh0=114.3kN

则，箍筋采用双肢Φ6，Asv1=28.3㎜²

表6箍筋配筋表

截面位置

V/kN

V/ftbh0

箍筋

s[=（1.25fyvnAsv1h0）]/㎜

实配钢筋

边跨跨内

72.81

0.77＜1.0

构造配置

—

Φ6@180

B支座

97.01

1.03＞1.0

计算配置

185.69

Φ6@180

中间跨跨内

90.10

0.96＜1.0

构造配置

—

Φ6@180

C支座

90.10

0.96＜1.0

构造配置

—

Φ6@180

实配箍筋间距s=180㎜＜smax=200㎜,则

sv=nAsv1/（bs）=（2×28.3）/（200×180）=0.157％＞sv,min=0.24ft/fyv=0.145％

满足构造要求。

次梁（CL）详图（见图5）。

图5（CL）详图

五、主梁计算

b×h=300㎜×800㎜,按弹性方法计算内力。

主梁截面弹性刚度—Ecbh³/12=Ec（300×800³）/12=12.8×10Ec，

线刚度—ib=12.8×10Ec/7800=1.641×10Ec。

柱截面弹性刚度——Ecbh³/12=Ec（400×400³）/12=2.133×10Ec，

线刚度——ic=2.133×10Ec/4500=0.474×10Ec。

考虑到现浇楼板增大了主梁截面的刚度，主梁截面计算刚度可取为单独梁界面的2倍。

ib/ic=2×1.641/0.474=6.92＞5,主梁可视为铰支承在柱顶的连续梁。

结构尺寸和计算简图（见图6）。

图6主梁结构尺寸和计算简图

1.荷载

由次梁传来的永久荷载9.87kN/m×6m=59.22kN

主梁自重25kN/m×0.3m×（0.80-0.08）m×2.6m=14.04kN

主梁抹灰17kN/m³×0.02m×（0.80-0.08）×2.6m×2=1.27kN

永久荷载标准值Gk=74.5kN

可变荷载标准值Qk=13kN/m×6m=78kN

永久荷载设计值G=1.2×74.5kN=89.4kN

可变荷载设计值Q=1.3×78kN=101.4KN

2.内力（见表7）

计算跨度：

边跨净跨度Ln1=（7800-120-200）㎜=7480㎜

计算跨度Lo1=（7480+200+370/2）㎜=7865㎜

中间跨净跨度Ln2=（7800-400）㎜=7400㎜

计算跨度Lo2=7800㎜

Lo1≈Lo2，可按等跨度连续梁计算，去Lo=7800㎜。

查附录E附表E-2，得内力系数k（见表7）。

表7内力计算表

项

次

荷载简图

弯矩M/（kN·m）

剪力V/kN

边跨跨内

B支座

中间跨跨内

A支座

B支座

k

k

k

k

k

k

k

k

M1

M2

MB

M3

M4

VA

VB左

VB右

①

0.244

0.155

-0.267

0.067

0.067

0.733

-1.267

1.000

170.1

108.1

-186.2

46.7

46.7

65.5

-113.3

89.4

②

0.289

0.244

-0.133

-0.133

-0.133

0.866

-1.134

0

228.6

193.0

-105.2

-105.2

-105.2

87.8

-144

0

③

-0.044

-0.089

-0.133

0.200

0.200

-0.133

-0.133

1.000

-34.8

-70.4

-105.2

158.2

158.2

-13.5

-13.5

101.4

④

0.229

0.125

-0.311

0.096

0.170

0.689

-1.311

1.222

181.1

98.9

-246.0

75.9

134.5

69.9

-132.9

123.9

⑤

-0.030

-0.059

-0.089

0.170

0.096

-0.089

-0.089

0.778

-23.7

-46.7

-70.4

134.5

75.9

-9.0

-9.0

79.9

内

力

组

合

①+②

398.7

301.1

-291.4

-58.5

-58.5

153.3

-257.3

89.4

①+③

135.3

37.7

-291.4

204.9

204.9

52.0

-126.8

190.8

①+④

351.2

207.0

-432.2

122.6

181.2

135.4

-246.2

213.3

①+⑤

146.4

61.4

-256.6

181.2

122.6

56.5

-122.3

169.3

3.内力包络图（见图7）

4.配筋（见表8）

（1）正截面受弯承载力计算

b=300㎜,h=800㎜,as=40㎜,ho=（800-40）㎜=760㎜,kf=80´㎜。

翼缘跨度bf´=7800㎜/3=2600㎜＜b+sn=6000㎜,fc=11.9N/㎜²,ft=1.27N/㎜²,

fy=300N/㎜²,则

fcbf´hf´（ho-hf´/2）kN·m＞398.7kN·m

故主梁跨内截面按第一类T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。

B支座边缘截面弯矩设计值M=（481.4-0.2×238.1）kN·m=437.8kN·m

图7内力包络图

表8纵向钢筋配筋表

截面

位置

M

/（kN·m）

bf´

或b㎜

ho

/㎜

as=

M/a1fcbho²

ξ

Αs=

[ξa1fcbho/fy]/（㎜²）

实配钢筋

边跨

跨内

398.7

2600

760

0.022

0.022

1724.39

522，1900㎜²

B支座

-432.2

300

720

0.234

0.271

2321.93

522+218，2529㎜²

中间跨

跨内

204.9

2600

760

0.012

0.012

940.58

320，941㎜²

-58.5

300

745

0.030

0.030

265.97

218，508㎜²

表8中ξ值均小于ξb=0.55

Αs/（bh）=508/（300×800）=0.21％＞ρmin=[0.2，0.45ft/fy]max=[0.2,0.191]max=0.2％。

（2）斜截面受剪承载力计算（见表9）

b=300㎜，h0=720㎜,fyv=210N/㎜²，

则hw/b<4

0.25fcbho=642.6kN＞246.2kN

截面尺寸满足要求。

按箍筋最小配筋率的最小剪力设计值为

V=1.0ftbho=192.0kN。

则根据经验，箍筋选用双肢Φ8，Asv1=50.3㎜²。

具体配筋情况见（见表9）

表9箍筋配筋表

截面位置

V/kN

V/ftbh0

箍筋

适配箍筋

Vu=0.7ftbh0+1.25fyvnAsvh0/s

边跨跨内

153.3

0.63<1.0

构造配置

Φ8@220

278.4kN＞V

B支座左

246.2

0.99<1.0

构造配置

Φ8@220

278.4kN＞V

B支座右

213.3

0.868<1.0

构造配置

Φ8@220

278.4kN＞V

实配箍筋间距S=220㎜＜Smax=250㎜,则

sv=nAsv1/（bs）=（2×50.3）/（300×220）=0.152%＞sv，min=0.24ft/fyv=0.145%

满足构造需求。

5.与次梁相交处附加横向钢筋面积

次梁传来的集中力F=1.2×59.22kN+1.3×78kN=172.46kN。

采用双肢Φ8箍筋Asv1=50.3mm²。

需配置的附加横向钢筋总面积Asv=F/（sin）=172.46×10³/210=821mm²。

箍筋个数m=821/（2×50.3）=8.1个。

应配置9个，次梁两侧各5个。

（见图8）。

6.钢筋布置

（1）弯起钢筋的弯起点距该钢筋强度的充分利用点大于h0/2。

前一排钢筋弯起点至后一排钢筋弯终点的距离小于Smax。

（2）B支座负弯矩纵向钢筋的截断点位置

V/0.7ftbh0，钢筋的延伸长度从按正截面受弯承载力计算不需要的截面伸出不应小于h0且不小于20d，同时，从强度充分利用点伸出的长度应不小于1.2（l0+h0）（见表10）

（3）跨内正弯矩纵向钢筋伸入支座的长度las≥12d（见表10）

表10钢筋锚固与延伸

钢筋

直径

la=[=fyd/ft]

mm

1.2（la+h0）

/mm

外伸长度（不小于）

/mm

las（不小于）

/mm

22

728

1738

1800

280

20

661

1657

1700

250

18

595

1578

1600

220

（4）支座A处按构造要求配置的负弯矩纵向钢筋面积应不小于1/4跨内截面纵向钢筋面积，配置2Φ12+1Φ18，As=408.5mm²＞1900mm²/4=475mm²。

主梁（ZL）正截面受弯承载力图及结构详图（见图8）。

图8ZL详图