楼盖梁格布置与截面尺寸等设计书.docx

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楼盖梁格布置与截面尺寸等设计书

楼盖梁格布置及截面尺寸等设计书

设计要求

一、设计目的

钢筋混凝土结构课程设计是水工专业教学的重要容,通过课程设计一方面加深同学门对

本课程所学容的理解,做到理论联系实际,另一方面让同学们进行工程师的基本训练,为走

向工作岗位打下一定基础。

二、设计题目

钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计

三、设计资料

某水电站生产副厂房为布置如图所示:

3级水工建筑物,采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖,

其结构

D

500

021

00

6

C

00

柱300*300

6

B

B

00

06

A

120

5880

6000

6000

6000

250

5880

021

1

2

3

4

楼盖设计条件如下:

1)厂房按正常运行状况设计;

2)楼面均布荷载标准值为5kN/m2;

3)楼面层用20mm厚水泥砂浆抹面(重度为20kN/m3),板底及梁用15mm厚混合砂

浆粉底(重度为17kN/m3);

4)混凝土强度等级为C20,钢筋除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外,其余

均采用HPB235钢筋;

5)结构环境类别为一类;

6)使用要求:

7).

梁、板允许挠度如下:

楼盖

允许挠度(以计算跨度l0计算)

短期组合

长期组合

当l0<7m时

l0/200

l0/250

当7m

l0/250

l0/300

当l0>9m时

l0/300

l0/400

最大裂缝宽度允许值如下:

短期组合:

[max]=0.4mm;长期组合:

[max]=0.35mm

7)采用的规:

水工混凝土结构设计规(SL/T191—96)。

四、设计容

(1)完成设计计算书一份。

容包括:

1)板、主梁和次梁的截面尺寸的拟定;

2)板、主梁和次梁的荷载计算、力计算(按弹性体系方法)主梁的弯矩包络图和

剪力包络图;

3)构件截面配筋计算。

(2)绘制楼盖结构施工图。

容包括:

1)梁板结构布置图;

2)板的模板图及配筋图;

3)次梁的模板图及配筋图;

4)主梁模板图、配筋图及材料图;

5)主梁钢筋表;

6)设计说明,如混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度、钢筋的制作及

构件的抹面粉底等。

钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖设计计算书

一、楼盖梁格布置及截面尺寸确定

确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨布置两根次梁,板的跨度为2.0m。

楼盖结构的平面布置图如图所示。

图1:

楼盖结构的平面布置图

按钢度要求多跨连续单向板的厚度h≥l/40=2000/40=50㎜,单向板最小厚度,工业建

筑楼板(水电站生产副厂房)为80mm,所以板厚可取h=80㎜。

次梁截面高度应满足(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×6000=333~500mm,取h=500mm,

截面宽b=(1/3.5~1/2)h=(1/3.5~1/2)×500=143~250mm,取b=200mm。

主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8)×6000=429~750mm,取h=700mm,

截面宽度b=(1/3.5~1/2)h=(1/3.5~1/2)×700=200~350mm,取b=300mm。

二、板的设计——按考虑塑性力重分布设计

(1)、荷载计算

恒荷载标准值

20mm厚水泥沙浆面层:

0.02×20=0.4kN/㎡

80mm厚钢筋混凝土板:

0.08×25=2.0kN/㎡

15mm厚混合沙浆天棚抹灰:

0.015×17=0.255kN/㎡

小计2.655kN/㎡

活荷载标准值:

5.0kN/㎡

2

因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3,

恒荷载设计值:

g=2.655×1.2=3.168kN/㎡

活荷载设计值:

q=5.0×1.3=6.5kN/㎡

荷载设计总值:

g+q=9.668kN/㎡,近似取10.0kN/㎡

(2)、计算简图(采用五跨连续梁形式)

取1m板宽作为计算单元,板的实际结构如图所示,由图可知:

次梁截面宽为b=200mm,

现浇板在墙上的支承长度为a=120mm,则按塑性力重分布设计,板的计算跨度为:

边跨按以下二项较小值确定:

l0=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mm

l0=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1800mm

故边跨板的计算跨度取l01=1820mm

中间跨的计算跨度取l02=ln=2000-200=1800mm

由于两者差距较小(1.1%)简便起见,可取l0=1800mm。

x

图3:

板的计算简图

(3)弯矩设计值

由《水工钢筋混凝土结构学》表9-2查得:

板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过

程见下表

表1板的弯矩设计值的计算

截面位置

1边跨跨中

B离端第二支座

2中间跨跨中

C中间支座

弯矩系数M

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0(m)

l0=1.8

l0=1.8

l0=1.8

l0=1.8

M

M(g

q)l02

2

101.8/11

2

-101.8/11

2

101.8/16

-101.82/14

(kN.m)

=2.95

=-2.95

=2.03

=-2.32

 

(4)配筋计算——正截面受弯承载力计算

板厚80mm,h0=80-20=60mm,b=1000mm,C20混凝,1=1.0,fc=9.6N/mm2,HPB235

钢筋,fy=210N/mm2。

对轴线②~⑤间的板带,考虑起拱作用,其跨2截面和支座C截面

的弯矩设计值可折减20%,为了方便,近似对钢筋面积折减20%。

板配筋计算过程见表。

表2板的配筋计算

截面位置

1

B

2

C

弯矩设计值(kNm)

2.95

-2.95

2.03

-2.32

0.048

-0.048

0.033

-0.038

ξ112s

0.049

-0.047

0.034

-0.037

轴线

①~②

⑤~⑥

计算配筋(mm2)

Asbh01fc/fy

134

129

94

105

实际配筋(mm2)

6200

6200

6250

6250

As=142

As=142

As=113

As=113

轴线②~⑤

配筋率验算:

计算配筋(mm2)

Asbh01fc/fy

134

129

0.8×94=76

0.8×105=84

实际配筋(mm2)

6200

6200

6250

6250

As=134

As=134

As=113

As=113

min0.20%

As/bh

=0.16%

As/bh

=0.16%

As/bh

=0.14%

As/bh

=0.14%

(5)板的配筋图绘制

由弯矩配筋计算表的其安全配筋量很小,故其配筋可按构造要求:

min0.20%,可得

板的单宽配筋为:

66,即其配筋为:

6160,其中:

0.22%。

板中除配置计算钢筋(按构造要求)外,还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙的板的

附加钢筋。

板的配筋图如图所示。

(6)抗裂验算

由《水工钢筋混凝土结构学》附录5表1查得:

wlim=0.40mm。

由表2得:

其最大裂缝

处为B处。

65

已知数据:

a=30+=33mm,b=6000mm,h0=80-33=47mm,As=168,Es=2x10MPa

2s

B处裂缝验算:

符合条件:

wc

、次梁的设计——按考虑塑性力重分布设计

(1)、荷载设计值:

恒荷载设计值

板传来的荷载:

3.186×2.0=6.372kN/m

次梁自重:

0.2×(0.5-0.08)×25×1.2=2.52kN/m

次梁粉刷:

2×0.015×(0.5-0.08)×17×1.2=0.257kN/m

小计g=9.149kN/m

活荷载设计值:

q=6.5×2.0=13kN/m

荷载总设计值:

q+g=13+9.149=22.149kN/m近似取荷载22.15kN/m

(2)、计算简图

由次梁实际结构图可知,次梁在墙上的支承长度为a=240mm,主梁宽度为b=300mm。

梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定:

l01lna/2=(6000-120-300/2)+240/2=5850mm

l021.025ln=1.025×(6000-120-300/2)=5874mm

故边跨板的计算跨度取l01=5850mm

中间跨:

l02=ln=6000-300=5700mm(边跨净跨长近似取ln=5.7m)

由于两者差距较小(3.0%)简便起见,可取l0=5800mm。

图5:

次梁计算简图

3)弯矩设计值和剪力设计值的计算

3%小于10%,可按等跨连续梁计算。

由表可分别查得

弯矩系数M和剪力系数V。

次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表:

表3:

次梁的弯矩设计值的计算

截面位置

1边跨跨中

B离端第二支座

2中间跨跨中

C中间支座

弯矩系数M

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0(m)

l0=5.8

l0=5.8

l0=5.8

l0=5.8

2

MM(gq)l0

(kN.m)

2

22.155.82/11

=67.74

-22.155.82/1

1

=-67.74

222.155.82/16

=46.57

-22.155.82/1

4

=-53.23

截面位置

A边支座

B(左)离端第二支座

B(右)离端第二支座

C中间支座

剪力系数V

0.45

0.6

0.55

0.55

净跨度ln

ln=5.7

l

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