钢筋混凝土梁的设计.docx

1、钢筋混凝土梁的设计钢筋混凝土课程设计任务书单向板肋梁楼盖一、设计题目某多层工业建筑楼盖平面图如图1所示，环境类别为一类。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。图1 楼盖平面图二、设计资料1生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中墙厚370mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。2材料：混凝土（按给定级别选用）；梁中和板内的钢筋根据规范规定自己选用。 3楼面面层：20mm厚水泥砂浆：；楼盖自重：板厚自己确定，钢筋混凝土自重标准值；20mm厚石灰砂浆天棚抹灰：。4L1、L2尺寸和楼面均布可变荷载标准值，按给定的计算。三、设计内容1.按指定的

2、设计号进行设计，提交纸质稿计算书。2.结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置3.板的强度计算（按塑性内力重分布计算）4.次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）5.主梁强度计算（按弹性理论计算）四、具体要求1.计算书要求采用A4纸打印，条理清楚，页码齐全，表格规范并编写表格序号，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。2.图纸要求使用A2图幅，主梁、次梁、板配筋图按1：50（或1：30）比例绘制（可以折断画一半），主次梁断面图按1：20比例绘制。图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标准。3.提交全部成果时请附封面，并在封面上写明专业、姓名、学号等。图纸按照

3、标准格式折叠。五、参考文献1.建筑结构荷载规范（GB 50009-2012），中国建筑工业出版社2.混凝土结构设计规范（GB50010-2010），中国建筑工业出版社3.混凝土结构（上册、中册）（第四版），东南大学、天津大学、同济大学合编，中国建筑工业出版社4.混凝土结构及砌体结构（上册）（第二版），滕智明、朱金铨，中国建筑工业出版社 钢筋混凝土课程设计单向板肋梁楼盖计算书学生姓名: 。 专业班级： 。 学 号： 。 指导教师: 。 同。学土木建筑工程学院2015年5月钢筋混凝土课程设计任务书单向板肋梁楼盖一、设计题目某多层工业建筑楼盖平面图如图1所示，环境类别为一类。楼盖拟采用现浇钢筋混凝土

4、单向板肋梁楼盖。图1 楼盖平面图二、设计资料1生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中墙厚370mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。2材料：混凝土强度等级C20（fc=mm2，fT=mm2），梁内受力纵筋为HRB335级（fy=300N/mm2),其他钢筋为HPB300级（fy=270N/mm2). 3L1=6600 mm、L2=6000 mm,楼面活荷载标准值:。4楼面做法：20mm厚水泥砂浆：；楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值；20mm厚石灰砂浆天棚抹灰：。5. 按可变荷载起控制作用的荷载组合，恒荷载分项系数为；活荷载分项系数取（因

5、楼面活荷载标准值不大于4KN/m2）。二、平面结构布置，及构件截面尺寸的确定1平面结构布置根据结构平面布置，主梁的跨度为6600mm，次梁为6000mm,主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为2200mm。2.构件截面尺寸板厚:h板/30=2200/30=.对工业建筑的楼盖板，h80mm.取h板=80mm.次梁的梁高:hc=/(1218)=6000/（1218)=333500mm,考虑到活荷载较大，取hc=500mm,梁宽bc=200mm.主梁的梁高：hz=l(814)=6600/(814)=470830mm，取hz=600mm,梁宽bz=250mm.三、板的计算（按塑性内力重分布计算）L2/ L1

6、=6000/2200=3，宜设双向板。如果按单向板设计时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。本设计按单向板进行。1.荷载板的荷载标准值如下20mm水泥砂浆面层： 20=（kN/m2)80mm钢筋混凝土板： 25=2（kN/m2)20mm石灰砂浆： 17=（kN/m2) 小计： m2活荷载标准值： kN/m2恒荷载设计值： g=（kN/m2)活荷载设计值： q=（kN/m2)荷载总设计值： g+q=+=（kN/m2) 总计： kN/m2 2.计算简图 (b) 图1-1单向板计算简图 次梁截面为200mm500mm，板在墙上的支撑宽度为120mm。如图1-1a所示 边跨： L01=Ln+h板/2

7、=1980+80/2=2020ln+a/2=1980+120/2=2040mm 中间跨： l02=ln=2200-200=2000mm 跨度相差小于10%，工程上可以按等跨计算，满足工程设计要求，取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图1-1b.所示。3.弯矩设计值单向板的弯矩系数：边跨跨中1/11；离端第二支座-1/11；中间跨跨中1/16；中间支座-1/14，因而有如下计算： M1= -MB=(g+q)l201/11= 2= （kNm2) MC= -（g+q)l022/14= = （kNm2) M2=（g+q)l022/16= =（kNm2)4.正截面受弯承载力计算 板厚80mm，h0=80

8、-20=60mm。 C20混凝土1fC=mm2,HPB300钢筋fy=270N/mm2.板配筋计算见表1-1表1-1 连续板各截面的配筋计算板带部位截面边缘板带（，轴线间）中间板带（轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨中中间跨跨中中间支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间跨跨中（）中间支座（）M/（kNm2)aS=M/a1fCbh02AS=bh0a1fC/fymm2215215145213215215113213选配钢筋61306130618061306130613062006130实配钢筋面积/mm2218218157218218218141218对轴线间的板带，因各板区格的四周均与

9、梁整体连接，各跨跨内和中间支座可考虑板的内拱作用，将其弯矩设计值减少20%；支座截面，当时，取=四、次梁的计算（按塑性内力重分布计算）按考虑内力重分布进行设计，根据本楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载一律不考虑梁从属面积的荷载折减。1.荷载设计值 板传来恒荷载： =（kN/m2) 次梁自重： （）25=（kN/m2) 次梁粉刷： （）172=（kN/m2) 恒荷载设计值： g=（kN/m2) 活荷载设计值（从板传来）： q=（kN/m2) 荷载总设计值： g+q=+=（kN/m2)2.计算简图次梁在砖墙上支撑长度为240mm，主梁截面为250mm600mm。按塑性理论计算次梁的内力，

10、取计算跨度如下。 边跨：ln1=6000-120-250/2=5755mml01=ln1+a/2=5755+240/2=5875mm又=5755=5899mm5875mm应取：l01=5875mm中间跨：l0=ln=6000-250=5750mm跨度差：（5875-5750）/5750=%10%故可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如图1-2所示。内力计算 次梁各截面的弯矩及剪力设计值分别见表1-2和表1-3.表1-2连续次梁的弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中、中间跨跨中中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14M=(g+q)ln表1-3连续次梁的剪力计算截面端支座内侧离

11、端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座内、外侧剪力计算系数V=（g+q)ln4.各截面承载力计算进行正截面受弯承载力计算时，考虑板的作用，跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度取值如下。 边跨：bf、=l0/3=2875/3=1958mm 又：b+Sn=200+2000=2200mm1958mm 故取bf、=1960mm 离端第二跨、中间跨：bf、=l0/3=5750/3=1917mm 故取 bf、=2000mm 所有截面纵向受拉钢筋均布制成一排。梁高h=500mm，h0=500-35=465mm。翼缘厚bf、=80mm连续次梁正截面抗弯承载力计算表1-4.表1-4连续次梁的正截面抗弯承载力计算

12、截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/（kNm)s=M/1fCbf、h02(s =M/1fCbh02)=1-判断T形截面类型Xhf、-Xhf、-AS=bf、h01fC/fy(AS=bh01fC/fy)mm2496544343407选配钢筋218316216412实配钢筋面积/mm2509603402452验算最小配筋率min=%斜截面受剪承载力计算按以下步骤进行。.验算截面尺寸。hw=h0-hf=465-80=385mmhw/b=385/200=4 故CfCbh0=1200465=223200NVmax=即截面尺寸满足要求。=200465=71610N 则除端支座内侧，

13、其他支座边缘均需按计算配置腹筋。.计算所需腹筋。混凝土结构设计规范（GB50010-2010）规定，对于截面高度不大于800mm的梁，箍筋直径不易小于6mm。采用6双肢箍筋，计算离端第二支座外侧截面，V=。由V+fyvAsvh0/S可得到所需箍筋间距为：sfyvAsvh0/=2702465/200465)=1223mm如前所述，考虑弯矩调幅确定弯矩设计值时，应在梁塑性铰范围内将计算的箍筋面积增大20%。现调整箍筋间距：S=1123=978mm根据箍筋最大间距要求，取箍筋间距s=200mm。.验算箍筋下限值。弯矩调幅时要求的配箍率下限值为：SV，min=fyv=270=%实际配筋率：SV=ASV

14、/bS=2200200=%SV，min满足要求。沿梁全长按6200配筋。五、主梁的计算 主梁的内力可按弹性理论计算。1.荷载设计值为简化计算，主梁的自重按集中荷载考虑。 次梁传来恒荷载： 6= 主梁自重： （）25= 主梁粉刷： （）2= 恒荷载设计值： G= 活荷载设计值： Q=6=74KN 2.计算简图梁两端支撑在砖墙上，支撑长度为370mm，中间支撑在400mm400mm的钢筋混凝土柱上，如图1-3a所示，墙、柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算。 计算跨度如下。边跨：Ln=6600-120-400/2=6280mmL01=ln+b/2+=6280+200+6280=6637mml01=

15、ln+a/2+b/2=6280+370/2+400/2=6665mm故边跨取： l01=6640mm中间跨： l0=6600mm因跨度相差小于10%，故可利用等跨连续梁计算内力。主梁的计算如图1-3b所示. 3.弯矩、剪力计算.弯矩设计值弯矩： M=k1Gl0+k2Ql0式中 k1，k2-分别为系数，具体计算结果及最不利荷载组合见变1-5.表1-5主梁的弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内 K M1 K MB(MC) K M2 （）（）1/3MB=（）最不利荷载组合 .剪力设计值式中 k3,k4-分别为系数，具体计算结果及最不利荷载组合见表1-6.表1-6主梁的剪力计算序号计算简图端

16、支座中间支座 k M1 k MB(MC) k M2（0）0（）最不利荷载组合4.主梁的截面承载力计算.正截面抗弯承载力计算。 跨内按T形截面计算，因hf、/h0=80/560=，所以翼缘计算宽度取：hf、=l/3=3=b+Sn 取 hf、=计算，故：h0=600-40=560mm 支座截面按矩形截面计算，考虑到支座负弯矩较大，采用双排配筋，故：h0=600-90=510mm 主梁的正截面承载力计算见表1-7.表1-7主梁的正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内M/（kNm)(h0=535mm)V0b/2-M-V0b/2/（kNm)-as=M/1fCbf、h02(as=M/1fCbh02

17、)=1-是否超筋（b=）否否否否判断T形截面类型Xhf、-Xhf、-AS=bf、h01fC/fy(AS=bh01fC/fy)/mm215772220749214选配钢筋425622222222实配钢筋面积/mm219642281760760纵筋最小配筋率min%=AS/bh%.斜截面抗剪承载力计算。a.验算截面尺寸。截面验算剪力最大的B支座左，是否按计算配腹筋验算剪力较小的A支座右，即：CfCbh0=1250510 =Vmax = 取A支座h0=535mm，故:=250535=103kNVA=由此可见，截面尺寸符合要求，但均应按计算配置腹筋。b.计算所需腹筋。采用8150mm双肢箍筋： Vcs=+fyvh0Asv/s =250510+ =(N) 主梁吊筋计算。 次梁传来的集中力为：fl=+74= 由F2fyAsbsin可得： Asb=317mm2