房屋建筑工程.docx

1、房屋建筑工程 建筑结构设计(课程设计) 题 目 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 系 别 土木与建筑工程系 专 业 土 木 工 程 学生姓名 赵 彦 杰 学 号 110310601 年级 2011 指导教师 方 冬 慧 教务部制表 二一四 年 六 月 六 日目录一、设计资料 11.1 楼面做法 11.2. 楼面活荷载 11.3. 材 料 1二、楼面梁格布置及截面尺寸 12.1 梁格布置 02.2. 截面尺寸 0三、板的设计 03.1. 荷载计算 03.2. 设计简图 03.3. 弯矩设计值 03.4. 配筋计算 0四、次梁设计 04.1. 荷载计算 04.2. 计算简图 04.3. 内力计算 04

2、.4. 正截面承载力计算 04.5. 斜截面强度计算 0五、主梁设计 05.1. 荷载计算 05.2. 计算简图 05.3. 内力计算 05.4. 主梁的正截面承载力计算 05.5. 斜截面承载力计算 05.6. 配筋布置 05.7. 绘制抵抗弯矩图 0整体式单向板肋梁楼盖结构课程设计一、设计资料1.1 楼面做法水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；板底粉刷。1.2. 楼面活荷载楼面均布活荷载标准值：7.0KN/m21.3. 材 料混凝土强度等级为C25；梁的受力主钢筋为HRB335级，其他为HPB235级。图1二、楼面梁格布置及截面尺寸2.1 梁格布置梁格布置如图1所示。主梁、次梁的跨度分别为7m和

3、6m，板的跨度为1.75m。主梁沿横向布置，每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力，梁的弯矩图较平缓，对梁工作有利。2.2. 截面尺寸因结构的自重和计算跨度都和板的厚度、梁的截面尺寸有关，故应先确定板、梁的截面尺寸。（1）板：按刚度要求，连续板的厚度取对一般楼盖的板厚应大于60mm，考虑楼盖活荷载较大，故取h80mm。（2）次梁：截面高h=(1/181/12)6000333500mm，取h400mm，截面宽b(1/31/2)400=133200，取b=200mm。（3）主梁：截面高h=(1/141/8)7000500875mm，取h600mm，截面宽b(1/31/2)600=200300，取b=3

4、00mm。三、板的设计按考虑内力重分布方法进行 3.1. 荷载计算荷载计算见表1。表3.11 荷 载 计 算荷 载 种 类荷载标准值/KNm2永 久 荷 载 g水磨石面层0.65 80mm钢筋混凝土板250.082.0板底刷粉0.25 小 计2.91.2=3.48活 荷 载 q均布活荷载7.01.3=9.1永久荷载分项系数，楼面均布活荷载因其值大于4KN/M2，故活载分项系数按1.3来计算，则板上总荷载设计值 3.48 + 9.112.58 KN/m2可见，对板而言，由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大，所以进行板内力计算时取 gq12.58KN/m23.2. 设计简图计算跨度因次梁截面为2

5、00mm400mm，故边跨：l01=ln+h/2=（1750-250-200/2）+80/2=1440 mm中跨：l02=ln=1750-250=1500mm因与相差极小，故可按等跨计算，且近似取平均计算跨度。取1m宽板带作为计算单元，以代表该区间全部板带的受力情况。故1m宽板带上沿跨度的总均布荷载设计值gq12.58KN/m，如图2所示。图23.3. 弯矩设计值 M1=12.581.45211=2.40KN/m MB=-12.581.45211=-2.40KN/m M2=12.581.45216=1.65KN/m Mc=-12.581.45214=-1.89KN/m3.4. 配筋计算板厚h8

6、0mm，h0802060mm；C25混凝土的强度fc11.9N/mm2 ft=1.27 N/mm2；HPB235级钢筋fy210N/mm2。轴线间的板带，其四周均与梁整体浇筑，故这些板的中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%（见表2中括号内数值），但边跨及第一内支座的弯矩（M1、MB）不予减少。表2 板 的 配 筋 计 算计 算 截 面1B2C设计弯矩/KNm2.40-2.401.65(1.650.81.32)1.89(1.890.81.512)0.0560.0560.039(0.031)0.044(0.035)0.0580.0580.040(0.032)0.045(0.036)/mm2197.

7、2197.2136(108.8)153(122.4)选配钢筋轴线6140As=202mm26140As202 mm26190As149mm26180As157 mm2轴线6130As218mm26130As218 mm26180As157mm26170As166 mm2a. 选配钢筋对轴线之间的板带，第一跨和中间跨板底钢筋各为6和6，间距为140mm、130mm。此间距小于200mm，且大于70mm，满足构造要求。b. 受力钢筋的弯起与截断支座上部受力钢筋的上弯点距支承边缘的距离为mm；切断距离为当q/g=9.13.48=2.6138.02106Nm知属第I类T形截面。计算过程见表4。表4 次

8、梁正截面配筋计算表计 算 截 面1B2C设计弯矩/KNm78.4578.4553.9361.63支座跨内0.019（一排，T形截面）0.159（一排，矩形截面）0.020（一排，T形截面）0.194（一排，矩形截面）0.0190.1740.350.0200.2180.35支座跨内/mm2668.1719.8703.2901.8选配钢筋612As678mm2（超过1.5 %）514As769mm2（超过6.8%）318As763 mm2（超过8.5%）614As923mm2（超过2.4%）（1）支座C的相邻两跨内各弯起114（为、号筋），另加212直钢筋，故支座C实有钢筋212+214。其中号筋

9、在距支座C左边缘50mm处下弯，距支座最大负弯矩截面的距离不足mm，不能充分发挥其抗弯作用，只能在支座的右侧才能计入其工作。同样的原因，支座C右侧也不能计入号筋的作用，故该支座的抗弯纵筋应为312。同理，支座B虽布置有纵筋314(直)114(弯)114(弯)，但只能计入314114的抗弯作用。（2）各截面的实际配筋往往和计算需要量有出入，一般误差以不超过5%为宜。根据规范要求，采用梁宽为200mm。（3）纵筋的弯起与截断：当次梁跨长相差在20%以内，且q/g=18.29.072=2.013时，可按图3的原则确定钢筋的弯起和截断的位置，。距B支座左侧、号钢筋的截断点为1220mmd，其截断面积为

10、267mm2VBl78.45 KN故截面尺寸符合要求。b. 验算是否需按计算配置腹筋A支座： 0.7ftbh00.71.27200365=69.9103NVA69.03 KN应按构造配置横向钢筋。取箍筋双肢6150mm，则SV=228.3200150=0.189%sv，min=0.241.27210=0.145%，满足要求。B支座左侧： 0.7ftbh00.71.2720091.35=69.9103Nsv，min=0.241.27210=0.145%满足要求。B支座右侧： 0.7ftbh0=0.71.27200365=64.9103N84.37 KN应按计算配置横向钢筋。C支座： 0.7ftb

11、h0=0.71.27180365=58.4103N84.37 KN应按计算配置横向钢筋。计算过程同B支座左侧，最后均取双肢箍筋6150mm。五、主梁设计5.1. 荷载计算荷载计算见表5。主梁除承受由次梁传来的集中荷载（包括板、次梁上的永久荷载和作用在楼盖上的活荷载）外，还有主梁的自重。主梁的自重实际是均布荷载，但为了简化计算，可近似将2m长度的自重按集中荷载考虑。表5 荷 载 计 算荷 载 类 型荷 载 设 计 值/KN永久荷载G次梁传来荷载9.0726.054.432主梁自重250.25(0.60.08)21.2=7.8梁侧粉刷荷载160.012(0.60.08)221.2=0.479小 计

12、G62.711活 荷 载Q次梁传来荷载Q18.2x6.0109.25.2. 计算简图计算简图如图4所示。主梁内力计算按弹性方法。图4计算跨度为：边跨又1.025ln10.151.025(70.150.12)0.157.02m应取l016.68m。 中跨l027.0m因计算跨度差（7-6.68）/6.68=4.7%10%，故一律用7.0m计算。因柱截面为400mm400mm，楼层高度为4.5m，经计算梁柱线刚度比约为5。此时主梁的中间支承可近似按铰支座考虑。5.3. 内力计算根据主梁的计算简图及荷载情况，可求得各控制截面的最不利内力，见表6。表6 最 不 利 内 力 计 算序号项 目荷 载 布

13、置内 力 计 算1第1、3跨内正弯矩最大，支座A、D剪力最大，第2跨跨内弯矩最小查附表3.1.2三跨连续梁的系数，得k10.244、k20.289、k30.733、k40.866当梁布满永久荷载G和在第1、3跨布置活荷载Q时，按弹性方式计算得M1max0.24462.770.289109.27 328.00KNmM3maxVAmax0.73362.70.866109.2140.53KNVDmaxM2min0.06762.770.133109.2772.26KNm续表6序号项 目荷 载 布 置内 力 计 算2第2跨跨内正弯矩最大，第1、3跨跨内弯矩最小按附表3.1.2中的系数，得M2max0.0

14、6762.770.2109.27 182.29KNmM1minM3min0.24462.770.044109.2773.46KNm3支座B负弯矩最大，支座B左右的剪力最大查附表3.1.2中的系数，得MBmax0.26762.770.311109.27354.91KNmVBl1.26762.71.311109.2222.60KNVBr162.71.222109.2=196.14KN由各种荷载布置情况下的内力计算，得出相应的内力图，叠加这些内力图，得如图5所示弯矩、剪力的叠合图，该图较好地反映了主梁的内力情况。以主梁各控制截面的最不利内力进行配筋计算。图 55.4. 主梁的正截面承载力计算主梁的正

15、截面承载力计算见表7。跨内翼缘计算宽度：按跨度 mm按梁净距bf=250+5625=5875因，不受此条限制，故取翼缘计算宽度2333mm。表7 主梁正截面配筋计算表计 算 截 面1B2设计弯矩/KNm328.00354.91182.29/KNm328.00354.91(62.71+109.2)0.15-329.12182.29或 0.032（二排，T形截面）0.307（二排，矩形截面）0.021（一排，T形截面）0.0330.3790.021或 /mm2215224361034选配钢筋622As2281 mm2428As2463 mm2420As1256mm25.5. 斜截面承载力计算a.

16、复核梁截面尺寸因hw/b485/2501.94VBl220.60KN可见截面尺寸不小。b. 验算是否需按计算配置横向钢筋A支座： 0.7ftbh0=0.71.27250565=125.57KNVA=140.53KN应按构造配置横向钢筋。B支座： 0.7ftbh0=0.71.27250565=125.57KN VBl/VBr=222.60/196.14KN可知支座B配置箍筋8200已能满足斜截面受剪要求，弯起钢筋可按构造处理。因Vcs与VBl接近，支座B左侧的弯起钢筋偏安全的仍按计算需要布置。因主梁受集中荷载，剪力图呈矩形，故在2m范围内应布置三道弯起筋，以便覆盖最大剪力区段。d. 主梁吊筋计算

17、由次梁传给主梁的集中荷载Fl62.71+109.2171.91KN。Fl中未计入主梁自重及梁侧粉刷重。设附加8双肢箍筋，只设箍筋时FlmnfyAsv，则附加箍筋个数m =148.31000(250.3210)=7.02个，此箍筋的有效分布范围s2h13b215032501050mm，取8个8 100，次梁两侧各4个。5.6. 配筋布置支座B根据斜截面受剪承载力的要求，于第一跨先后弯起318。第二跨可弯起118，则支座截面可计入318承担支座负弯矩。按正截面强度计算尚需增加220和118直钢筋。这样主梁三个控制截面的实际配筋量与计算的差值均未超过5%。5.7. 绘制抵抗弯矩图前面根据主梁各跨内和

18、支座最大（绝对值）计算弯矩确定出所需钢筋数量，而其他各截面需要的钢筋量将比控制截面少，这样就需要根据梁弯矩包络图，将控制截面的纵筋延伸至适当位置后，把其中的部分钢筋弯起或截断。主梁纵筋的弯起或截断位置可以通过绘制抵抗弯矩图（又称材料图）的方法来解决。抵抗弯矩图的实质是用图解的方法确定梁各正截面所需钢筋的数量。a. 钢筋能承担的极限弯矩按实际配置的钢筋面积Asc计算出控制截面上材料能承担的极限弯矩。此时可忽略截面上内力臂值的某些差别。这些差别由钢筋实配面积与计算差异引起，包括同一截面中位于第一排和第二排钢筋间的内力臂差别。现将同一截面各纵筋的计算内力臂值取为相同，这样实配钢筋的极限弯矩为，而每一

19、根钢筋所承担的极限弯矩仅与其截面面积成正比。如，支座B的计算弯矩为239.87KNm，计算所需钢筋面积为As1692mm2。实配钢筋面积Asc1724mm2，则其极限弯矩 MC=（17241692）239.87=244.41KN其中118与120钢筋所能承担的极限弯矩 MC18=244.411724254.5=36.08KN/m MC20=244.411724314.2=44.54KN/m采用与弯矩叠合图相同的比例在支座计算截面沿纵向量取MC244.41KNm，按每根钢筋所能承担的极限弯矩沿纵标分段，自分段点作弯矩图基线的平行线，并与弯矩包络图相交。如支座左侧的号筋，其划分MC20的两根平行线

20、与包络图的上交点，指示出该钢筋被充分利用的截面；其下交点处则为该钢筋按正截面强度计算已完全不需要，是号筋的理论截断点。b. 钢筋的弯起和截断顺序在具体作抵抗弯矩图前，应初步确定截面上每一根钢筋的“走向”和弯起或截断顺序：当截面上有两排钢筋时，宜将第二排先弯起或截断；在同一排中宜先弯起或截断位于中间位置的钢筋。应使钢筋在截面中线两边尽量对称，不能让钢筋重心过分偏于截面中线的一边。抵抗弯矩图宜靠近弯矩图，但不能插入（允许少5%）。例如，支座B左侧为了使满足斜截面抗剪要求所布置的218弯起钢筋能覆盖最大剪力区段，故它们的弯起点已基本确定。在考虑了上述原则后，弯筋的下弯顺序为、，直钢筋的截断次序为、。

21、直钢筋的具体截断点在绘制抵抗弯矩图时确定。c. 钢筋截断如，支座B左侧的号钢筋，因此处V0.7ftbh0，故钢筋截断应从该钢筋强度充分利用截面延伸出1.2lah0。此处la为受拉钢筋的锚固长度。对C25、级钢筋，la40d。号钢筋d20mm，故延伸长度为1.24020540=1500mm。反映在图3.42的抵抗弯矩图上则应从号钢筋按正截面抗弯能力计算，不需要截面（即理论截断点）以外1250mm处，此值大于20d。其余钢筋的截断同此。d. 钢筋的弯起柱左侧号筋在距柱边50mm处下弯，不能计入该侧正截面抗弯工作，故柱左侧材料图上没有反映。号筋在距其强度充分利用截面550mm处下弯，此距离大于，故能

22、计入其抗弯能力。斜筋在梁轴线以上的区段参加抵抗负弯矩的作用，梁轴线以下斜段则进入抵抗正弯矩，故每一根弯筋在材料图上的正、负弯矩图上均应有对应的反映。e. 架立筋第一跨用220的号架立筋与号纵筋搭接。当不考虑架立筋受力时，搭接长度可取300mm。若考虑架立筋受力则应按规定的搭接长度处理。中间跨的号受力筋兼做架立 筋用。f. 纵筋的锚固支座A按简支考虑，其上部弯起筋和架立筋的锚固要求如图6所示。下部纵筋伸入梁的支座范围应满足锚固长度las12d，即1220240mm370mm，满足要求。支座B下部纵筋的锚固问题，从图6可见，该处计算中已不利用下部纵筋，故其伸入的锚固长度las12d，现取为300mm。（a） （b）图 6