北京交通大学夜大学设计任务书.docx

1、北京交通大学夜大学设计任务书北京交通大学夜大学混凝土房屋结构设计课程设计任务书(整体式钢筋混凝土楼盖设计)班 级： 土木专升本10-2 学生姓名： 指导教师： 一、设计要求： 1、选定合宜的单向板肋形楼盖结构方案（柱网、梁格及构件尺寸）。 2、进行板、次梁和主梁的内力及配筋计算，并写出完整的设计 计算说明书。 3、绘制结构施工图一张。内容包括:梁板结构布置，板、次梁和主梁的配筋图及钢筋表等。 4、施工图绘制应符合建筑结构制图标准中关于线型、字体、 图例等各项规定。 二、设计资料： 1、某多层工业用仓库，楼盖平面总尺寸（轴线尺寸）如图所示。楼梯间在此平面之外，不予考虑。 2、楼面活荷载标准值为q

2、（数值见表）。 3、建筑作法： 楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面（20KN/M3)。 梁板的天花抹灰为15mm厚混合砂浆（17KN/M3) 4、材料选用： 混凝土：采用C25级。 钢 筋：梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋； 其他钢筋一律采用HPB235级钢筋5、混凝土板伸入砖墙内120mm，次梁伸入砖墙内240mm,主梁伸入砖墙内370mm。每位同学课选取下表中的一组楼面活荷载数据作为设计参数：数据组别活荷载q(kN/M2)总长度L(M)总宽度B(M)1728.516.22728.5183728.521.64728.518.9572716.2672718772721.9872718.9973

3、0181073018.911628.516.212628.51813628.521.914628.518.91562716.216627181762721.91862718.91963016.2206301821828.516.222828.51823828.521.924828.518.92582716.226827182782718.92882721.92983016.230830183173016.23273021.93383018.93483021.93563018.93663021.9三、楼盖结构布置 1、柱截面选用：400X400mm，柱网：5700X5400mm。 2、主梁：由柱

4、网可知主梁跨度为L=5400mm，梁高一般为跨度的1/151/10。故主梁截面高度应满足h=L/15L/10=5400/155400/10=(360540)mm，取h=600mm，截面宽度一般梁高的取h/3h/2=(200300)mm,取b=300mm。 3、次梁：由主梁间距可知次梁跨度为L=5700mm，梁高为跨度的1/181/12，梁宽为梁高的1/31/2。故次梁截面高度应满足h=L/18L/12=5400/185400/12=(300450)mm，取h=450mm，截面宽度b=(1/31/2)h=(150225)mm，取b=250mm。 4、板：按高跨比条件要求：连续单向板厚hL/40=

5、1800/40=45mm，按工业建筑楼板要求最小板厚70mm。故取板厚h=70mm。如图1：四、楼板设计 1、荷载：板的恒荷载标准值： 20mm水泥砂浆面层 0.0220=0.4KN/70mm钢筋砼现浇板 0.0725=1.75KN/ 15mm板底混合砂浆 0.01517=0.255KN/ 小计： 2.41 KN/板的活荷载标准值： 8 KN/( 4 KN/)恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.3。（工业建筑楼面活荷载标准值大于4.0 KN/时，活荷载分项系数取1.3）板上的 恒荷载设计值： g=2.411.2=2.89 KN/ 活荷载设计值： q=8.01.3=10.4 KN/ 荷载

6、总设计值： g+q=2.89+10.4=13.29 KN/ 取1m宽的板带，则板上的线荷载设计值为g+q=2.89+10.4=13.29KN/m2、计算简图：次梁截面250mm450mm，板在墙上支承宽度120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l01=ln+h/2=(1800-250/2-120)+70/2=1590mm1.025ln=1.0251555=1594mm，取l01=1590mm中间跨：l02=ln =1800-250=1550mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图2：3、弯矩设计值见表1所示：截面位置12弯距系数 am

7、1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l0/m1.591.551.551.59M= am (g+q)l20/(KNm)3.06-3.062.00-2.404、 正截面受弯承载力计算：截面12弯距设计值M/（ KNm）3.06-3.062.00-2.40s=M/1fcbh203060000/（111.9100050）=0.1030.1032000000/（111.9100050）=0.0672400000/（111.9100050）=0.0810.1090.1090.0690.085轴线ABCD计算配筋（mm）292292196241AS=bh01fc/ fy实际配筋（mm）820082

8、0061508200As=302As=302As=198As=302轴线BC计算配筋（mm）2922920.8196=1570.8241=193实际配筋（mm）8200820061506150As=302As=302As=198As=198板厚70mm，h0=70-20=50mm。板宽b=1000mm，C25混凝土，1=1，fc=11.9 N/mm2; 235钢筋，fy=210 N/mm2 ft=1.27 N/mm2。,板配筋的计算过程见表2所示。对轴线板带中间的板块跨中和支座弯矩设计值折减20%时，近似对钢筋面积乘以0.8。验算设计条件是否满足要求：1）所计算的均小于0.35，符合塑性设计原

9、则；2）最小配筋率：As/bh=198/100070100%=0.28%min=0.45 ft /fy=0.27，同时也大2%,满足要求。5、楼板配筋详附图1 “楼板平面配筋图”五、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计，根据本楼盖的实际情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、荷载设计值：恒荷载设计值： 板传来恒荷载 2.891.8 = 5.20 KN/m 次梁自重 0.25（0.45-0.07）251.2 = 2.85 KN/m 次梁粉刷 0.015（0.45-0.07）2171.2 = 0.23 KN/m 小计： g = 8.28 KN/m活荷载设计值：q = 10.401

10、.8 = 18.72 KN/m荷载总设计值：g+q = 8.28+18.72 = 27.00 KN/m 2、计算简图：次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁截面为300600mm。计算跨度：边跨：l01=ln+a/2=(5700-120-300/2)+240/2=5550mm 1.025Ln=1.025(5700-120-300/2)=1.0255430=5568mm 取L01=5550mm中间跨：l02=ln =5700-300=5400mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图3：3、次梁弯矩及剪力设计值计算：次梁弯矩设计值的计算见表3所示：截面位置1（边跨跨中）（离

11、端第二支座）2（中间跨跨中）中间支座弯距系数 am1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l0/m5.555.555.405.40M= am (g+q)l20/(KNm)75.6175.6149.2156.24次梁剪力设计值的计算见表4所示：截面位置A（边跨跨中）（左）（离端第二支座）（右）（离端第二支座）中间支座弯距系数 av0.450.60.550.55计算跨度 ln/m5.435.435.405.40V= av (g+q)ln/KNm66.0088.0080.2080.204、次梁承载力计算：（1）正截面受弯承载力：跨内按T形截面计算，翼缘宽度按跨度：bf=L0/3=5550/3=

12、1850mm；按梁净距：bf=b+sn=250+1550=1800min=0.45 ft /fy=0.19，同时也大2%,满足要求。（2）斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算、最小配箍率验算。1）验算截面尺寸：hW= h0- hf=415-70=345mm，因hW /b=345/250=1.384，为厚腹梁，故截面尺寸按下式验算：0.25 cfcbh0=0.25111.9250415=308 KNVmax =88KN故截面尺寸满足要求。2）计算所需腹筋：0.7 ft bh0=0.71.27250415=92KNVmax =88KN,故次梁只需构造配箍。采用8双肢箍筋，取箍筋间距S

13、=200mm，为方便施工，箍筋间距沿梁长不变。3）验算配箍率下限值：次梁弯矩调幅时其受剪承载力应加强，梁局部范围内计算的箍筋面积增大20%或箍筋间距减小20%。其要求的配箍率下限为：0.3 ft/ fyv = （0.31.27/210）% = 0.18%，取箍筋间距S=200mm，则实际配筋率SV= ASV/bs=100.5/(250200)%=0.2%0.18%,满族要求。依据混凝土结构上册99页表6-2，取箍筋间距S=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：0.3 ft/ fyv = 0.31.1/210 = 0.00157，实际配筋率SV= A

14、SV/bs=56.6/(200200)=0.001420.00157,不满足要求，将间距调整为150mm，经验算，符合要求。六、主梁设计按弹性方法设计1、荷载设计值：（为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载）次梁传来恒荷载 8.285.7=47.20 KN 主梁自重（含粉刷） 1.2（0.6-0.07）0.31.825+2（0.6-0.07）0.0151.817 =1.27.16+0.49=9.18 KN 恒荷载 G=47.20+9.18=56.38 KN 取G=60.0 KN活荷载 Q=18.725.7=106.71 KN 取Q=110 KN2、计算简图：主梁端部支承在墙上，支承长度370mm

15、，中间支承在混凝土柱上（400400 mm），主梁按连续梁计算，其计算跨度：边跨：ln1=5400-120-200=5080mm，因0.025 ln1=127mma/2=370/2=185mm取l01=1.025ln1+b/2=1.0255080+400/2=5407mm 近似取5410mm。中间跨：l02=5400mm主梁的计算简图如图 4。3、内力设计值及包络图：（1）弯矩设计值： 内力计算采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面的最大弯矩按式M=k1Gl0+k2Ql0计算，式中k1 、k2由混凝土房屋结构设计377页表 A-2 中查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表6所示。

16、主梁的弯矩计算（KNm）项次荷载简图k/M1k/MBk/M2k/MC恒载作用下各跨内支座截面最大弯矩0.244/79.2-0.267/-86.70.067/21.7-0.267/-86.7求1、3跨内活荷载作用下截面最大正弯矩及2跨内截面最小弯矩0.289/172-0.133/-79.2-0.133/-79-0.133/-79.2求2跨内活荷载作用下最大截面弯矩及1、3跨内截面最小弯矩-0.044/-26.2-0.133/-79.20.200/118.8-0.133/-79.2求B、C支座截面活荷载作用下最大负弯矩0.229/136.3-0.311/-184.80.170/101.0-0.08

17、9/-53.0组合项次Min（KNm）+或53.0-271.5-57.3-165.9组合项次Max（KNm）+251.2140.5（2）弯矩包络图：荷载+组合时，1、3跨内将出现最大正弯矩及第2跨内出现最小弯矩（荷载绝对值）。第1跨：MA=0,MB=-86.7-79.2=-165.9 KNm，以这两个支座弯矩的连线为基线，叠加边跨在集中荷载G+Q=60 KN+110 KN=170 KN作用下的简支梁弯矩图。则离端第一个集中荷载下的弯矩值为M11=1/3(G+Q)l01-1/3MB =1/31705.41-1/3165.9=251.3 KNm，第二个集中荷载下的弯矩为M12= 1/3(G+Q)l

18、01-2/3MB =1/31705.41-2/3165.9=196KNm；则1跨内控制截面计算简图及弯矩如图5：第2跨：Mb=-165.9 KNm ,Mc=-165.9 KNm，以这两支座弯矩的连线为基线，叠加集中荷载G=60 KN,则：M21 =1/3Gl02- Mc1/3605.4-165.9=-57.9KNm ，M22 =1/3Gl02- Mc1/3605.4-165.9=-57.9KNm 2跨内控制截面计算简图及弯矩如图6：第三跨与第1跨对称。荷载+组合得到的弯矩如图7：荷载组合： +时，第1、3跨内将出现最小弯矩(在G作用下)及第2跨内将出现最大弯矩(在G+Q作用下)。因MA=0.M

19、B=-165.9 KNm，Mc=-165.9 KNm，MD=0，则M11=1/3Gl01-1/3MB =1/3605.41-1/3165.9=52.9 KNmM12=1/3Gl01-2/3MB =1/3605.41-2/3165.9=-2.4 KNmM21=1/3(G+Q)l02-Mc = 1/31705.4-165.9=140.1 KNm ，M22=1/3(G+Q)l02-Mc = 1/31705.4-165.9=140.1 KNm=140.1KNm 第三跨与第1跨对称。荷载+组合得到的弯矩图如图8：+荷载组合时， B、支座截面出现最大负弯矩,因MA=MD=0，MB=-271.5KNm，Mc

20、=-139.7 KNm，则：M11=1/3(G+Q)l01-1/3MB =1/31705.41-1/3271.5=216.1 KNmM12=1/3(G+Q)l01-2/3 =1/31705.41-2/3271.5=125.6 KNm M21=1/3(G+Q)l02-2/3(MB-Mc)+ Mc=1/31705.4-227.57=78.4KNm M22=1/3(G+Q)l02-1/3(MB-Mc)+ Mc=1/31705.4-183.63=122.4KNmM31=1/3Gl03-2/3Mc =1/3605.41-2/3139.7=15.2 KNm M32=1/3Gl03-1/3Mc =1/360

21、5.41-1/3139.7=61.6 KNm荷载+组合得到的弯矩图如图9：由图7、图8、图9叠加相加得到主梁的弯矩包络图 如图10：3）剪力设计值： 剪力 V=k3G+k4Q k3、k4由混凝土房屋结构设计377页表 A-2 中查得。不同荷载组合下各截面的剪力计算结果见表7所示。主梁的剪力计算（KN）项次荷载简图k/VAk/VB左k/VB右求恒荷载作用下各支座剪力0.733/44.0-1.267/-76.01.000/60.0求A、D支座的最大剪力0.866/95.3-1.134/-124.80.000/0.0求B支座左、右的最大剪力0.689/75.8-1.311/-144.21.222/1

22、34.4组合项次Vmax（KN）+-220.2194.4荷载+组合时：VAmax=139.3 KN,至第一跨第一集中荷载处剪力突变为 V11 =139.3-170=-30.7 KN，至第二集中荷载处剪力突变为V12 =-30.7-170=-200.7 KN，荷载+组合时，VB最大，其VB左=-220.2 KN，VB右=194.4KN，则第一跨集中荷载处剪力顺次为（从右至左）V12=-220.2+170=-50.2 KN, V11=-50.2+170=119.2 KN, 其它剪力按顺序推算可得。主梁剪力包络图如图6：4） 承载力计算：（1）主梁跨内按T形截面计算，翼缘宽度取bf=l/3=5400

23、/3=1800mm；又bf=b+sn=54001800mm,故取bf=1800mm；梁高：h=600mm，b=300mm，所有截面均布置一排钢筋，h0=600-35=565mm，翼缘厚hf=70mm，C25混凝土1=1，fc=11.9 N/mm2; ft=1.27 N/mm2，箍筋采用235钢筋，fyv=210N/mm2。纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/mm2。（2）判断梯形截面：1fcbfhf(h0- hf/2)=111.9180070530=794 KNm 251.3KNm故各跨中截面属于第一类T形截面。（3）支座截面按矩形计算。（4）正截面受弯配筋计算见表 8所示：截面1B2

24、弯矩设计值M（kNm）251.3取252-271.5取272140.1取14157.9取58V0b/2（kNm）1700.4/2=34M-V0b/2-238s=M/1fcbh20252000000/(111.918005652)=0.037238000000/(111.93005652)=0.210141000000/(111.918005652)=0.02158000000/(111.93005652)=0.0510.0380.2380.0210.052计算配筋（mm2）AS=1fcbh0/fy1533.01600.0848.0350.0实际配筋（mm2）520AS=1570322+220AS=1768320AS=942320AS=942主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。（5）斜截面受剪承载力：验算截面尺寸：hW= h0- hf=565-70=495mm,因hW/b=495/300=1.65Vmax=221 kN,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用10200双肢箍筋，由Vcs=0.7 ft bh0+1.25 fyv (