现浇楼盖混凝土课程设计

现浇钢筋混凝土楼盖课程设计任务书学生姓名：周云慧专业学号：14120337指导教师：常生福北京交通大学海滨学院土木工程系2016.12钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向 尺寸5札y，横向尺寸3夫匕；楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）， 采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖（楼盖板顶标高+6.0m，柱基础顶面标 高-1。 5m）。Ly Ly Ly Ly Ly图1楼面平面示意二、设计内容1、结构平面布置图:柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1）结构平面布置图（1:200）（2）板的配筋图（1： 50）（3）次梁的配筋图（1:50;1： 25）（4）主梁的配筋图（1： 40； 1:20）及弯矩M、剪力V的包络图（5）钢筋明细表及图纸说明三、设计资料1、L和L尺寸（见设计分组表）楼盖平面轴线尺寸示意图如图2所示.图2楼面平面轴线尺寸2、生产车间的四周外围护墙均为砖墙，墙厚370mm,采用MU10烧结页岩 砖、M5混合砂浆砌筑。设计采用钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mmX 350mm。3、荷载(1)楼面活荷载，单位为kN/m2 (见设计分组表)(2) 楼面面层：水磨石地面0.65kN / m 2(3) 楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值y = 25kN/m3(4)平顶粉刷：0.25kN/m24、材料(1) 混凝土： C30(2) 钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，梁箍筋及板内构造筋采 用HRB335级钢筋。5、环境类别：一类四、设计内容1. 按指导教师给定的分组进行设计，编制设计计算书。2. 用2号图纸2张或1号图纸1张绘制楼盖结构施工图，包括结构平面布 置图，板配筋图，次梁和主梁配筋图(用铅笔图绘制)。3. 结构平面布置：按指定的分组进行单向板肋梁楼盖布置，各构件按类型 编号，主梁建议采用横向布置，梁宜贯通，布置应规整，同类型构件截 面应尽可能统一。4. 板和次梁采用塑性内力重分布方法计算；主梁采用弹性理论计算；五、课程设计分组情况(见分组名单)六、具体要求：计算书要求采用A4纸打印，字迹要求工整，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。绘图采用手绘，图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标 准。提交全部成果时请自备档案袋，并在档案袋上写明专业、姓名、学号 等。图纸按照标准格式折叠。七、参考文献：1. 建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)2. 混凝土结构设计规范(GB500102010)3. 混凝土结构(第五版)(上、中册)，东南大学天津大学同济大学合编4. 混凝土结构设计规范(GB500102010)局部修订条文钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书一、设计题目设计某多层工业建筑(某生产车间)的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5XLy，横向尺寸3XLx； 楼盖尺寸由教师指定(根据学号进行分配)(采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖)二、设计资料1、Lx=6300, Ly=6900。2、生产车间的四周外墙均为围墙其中墙厚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350mmX350mm。3、荷载(1) 楼面活荷载，单位为5。5kN/m2(2) 楼面面层:水磨石地面0。65kN/m2(3) 楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值Y =25 kN / m3(4)平顶粉刷：0.25kN/m24、材料(1) 混凝土： C30(2) 钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，梁箍筋及板内构造筋采用HRB335级钢筋。5、环境类别：一类三、设计内容1、楼盖的结构平面布置(1) 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置.主梁的跨度L为6.3m，次梁的跨度Ly为6.9m，主梁每跨 内布置两根次梁，板的跨度为2。1m。= 3,因此按单向板设计.o1(2)按高跨比条件要求板的厚度hN2100/30=70 mm,对工业建筑的楼板，要求hN70 mm，所以板 厚取 h=80 mm。(3)次梁截面高度应满足 h=(1/18 1/12)X L = (1/18 1/12)X6900=383575mm，取 h=500mm，截面宽 b= (1/3 1/2) h= (1/3 1/2)X500=167250mm，取 b=200mm。(4) 主梁截面高度应满足 h=(1/15 1/10 )X L = (1/15 1/10)X6300=420630mm，取 h=600mm，截面宽度 b= (1/3 1/2) h=(1/3 1/2)X600=200300mm，取 b=250mm.(5) 柱：bXh=350mmX350mm(6) 楼盖结构平面布置图：见施工图。2、板的设计-按考虑塑性内力重分布设计(1) 取1m板宽作为计算单元，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为:边跨l = l = 2100 +175 - 200/2 = 1975 中间跨 l = l = 2100 - 200 = 1900mm（2）荷载计算恒荷载标准值水磨石地面：0。65X1=0.65 kN/m2 板的自重：1X25X0。08=2。0 kN/m2 平顶粉刷:0.25X 1=0.25 kN/m2小计2。9 kN/m2活荷载标准值：5。5X1=5.5kN/m2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4kN/m%所以活荷载分项系数取1.3,永久荷载系 数为1。2。恒荷载设计值：g=2.9X1。2=3。48kN/m2活荷载设计值:q=5.5X1。3=7。15kN/m2荷载设计总值:g+q=10.63kN/m2（3）弯矩设计值按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数以M，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置A端支座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aM1/161/141/111/161/14计算跨度l （m） ol =1.975l =1。 975l =1。 975l =1.9l =1.9M =a (g + q)i(kN - m )2o2.592.963.772。40-2.74（4）配筋计算一一正截面受弯承载力计算环境类别一级，板的最小厚度c=15mm,假定纵向钢筋直径d=10mm。板厚80mm,h0=80-15 10/2=60mm, b=1000mm, C30 混凝土 a 尸。0, f=14。3N/ mm2,HRB335 钢筋,f =300 N/ mm2。板 配筋计算过程见表。板的配筋计算截面位置A1B2C弯矩设计值（kN-m ）2.592。963.772.40-2。74a = M/a fbh 22S1 c 00.0500.0570.0730.0470.053g = 1 J1 2a、s0.0510。0590.0760。350.0480.0540.35As=玷 hfjf143。 00168。 74217。 36137.28154.44实际配筋mm2O6/8200O6/82008/200A =251O6/8200O6/8200A =168 SA =168 SA =168 SA =168 SP= AS 0.45x# = 0.21%，不满足最小配筋率的要求。当满足要求时，A mm bhfyA = bhp . = 1000x80x0.21% = 168mm2(5) 板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋。板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边 伸出长度a = lj4 = 1900/4=475mm。板厚80mm，分布筋采用中6/250，与主梁垂直的附加负筋采 用中8200伸入板内480mm.板的配筋图见施工图。3、次梁设计一一按考虑塑性内力重分布设计(1 )则按塑性内力重分布设计，次梁的计算跨度为：边跨l 1 = ln = 6900 + 350/2-250-250/2 = 6700mm 中间跨l 2 = ln = 6900-250 = 6650mm(2)荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.48X2。1=7。31kN/m次梁自重：0。2X(0.5-0。08)X25X1。2=2。52kN/m次梁粉刷：2X(0。5-0。08)X0.25X 1.2=0。252kN/m小计g=10。082kN/m活荷载设计值：q=5.5X2.1X1。3=15.015 kN/m荷载总设计值：q+g=15.015+10。082=25。097kN/m(3)弯矩设计值和剪力设计值的计算按等跨连续梁计算。由表可分别查得弯矩系数以M和剪力系数以v。次梁的弯矩设计值和剪力 设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置A边支座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am1/241/14-1/111/16-1/14计算跨度l (m)olo =61/6.71/6.7l =6。 65l。=6.65M =a (g + q )l2(kN.m)48.7183.50-106。 2869。37-79。 28次梁的剪力设计值的计算截面位置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a V0。45-0.60.550.55净跨度l = ll =6o 7l。=6l。=6.65l =6o 65V=aV(g+q)ln(kN)77.08102.7791.7991o 79（4）配筋计算正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面三项的较小值：气，产 1。1/3=6700/3=2233mmb , =b+Sn=200+1975=2175mmb，= b + 12h ,=1160mm故取 b，= 1160mmf在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区,应按矩形截面计算。C30 混凝土 a 1=1.0, f =14.3N/ mm2, f=1。43N/ mm2,HRB400 钢筋，fy=360 N/ mm2。箍筋采用 HRB335, f =300 N/ mm2，梁的最小保护层厚度c=20mm假设箍筋直径d=8mm,纵筋直径d=18mm h=500-20-8：18/2=463mm。正截面承载力计算过程列于表.次梁正截面受弯承载力计算截面A1B2C弯矩设计值（kN ,m ）48.7183o 5-106.2869o 37-79o 28a = M / a fbh 2 或S1 c 0(a = M /a fb ,h 2)S1 c f 00o 0790o 0230.1730.0200o 129E = 1 、.1 2aVs0o 0820o 0230.1910.350.0200o 139 V =102.77kN 故截面尺寸满足要求c c 0max次梁斜截面承载力计算见下表截面AB左B右CV(kN)77.08102.7791。7991。790.25P fbh0(kN)331V截面满足331V截面满足331V截面满足331V截面满足V = 0.7 fbh。(kN)v 92.69需配抗剪箍筋v 92.69不需配抗剪箍筋v 0.7 fbh ,300h=500500时箍筋间距s=200mm,当满足最小配箍率时，P m.n = 0.24xf = 0.11%，所以最小面积应大于 yAs = bspmin =200x200X0.11%=44mm2。为了施工方便所以箍筋采用双肢箍中8,间距s=200mm。（5）次梁的配筋图的绘制次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边 匕/5+20 d =6650/5+20x14=1610mm,取AA1650mm。切断面积要求小于项。B支座切断面积要求小于- =769/2=384.5mm2，切断214,AAs=308mm2, C 支座切断面积要求小于二 =562.3/2=281.2mm2,切断 1 18, As=254.5mm2，满足A要求。第二批切断面积要求一S =769/4=192.3，切断114, As=154mm2，满足要求。钢筋伸入端4支座长度l =492.8mm。次梁的配筋图见施工图. as4、主梁设计一一主梁内力按弹性理论设计：（1）主梁按弹性方法设计，中间各跨取支撑中心线间的距离,lQ = lx =6300mm（2）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载：10.082X6。3=63.52kN主梁自重：（0.60。08）X0。25X2.1X25X 1.2=8。19kN主梁粉刷重：（0.60。08）X0.25X2.1X2X 1。2=0。66kN小计G=63。52+8.19+0.66=72。37kN活荷载设计值：Q=15。015X6。3= 94。6 kN荷载设计总值：G+Q=72。37+94.6=166。97kN(3) 内力设计值计算及包络图绘制按等跨连续梁计算。弯矩值计算：弯矩:M = kGl + kQl，式中ki和k2由附表1查得1 GjG G G. 工 A H 直I?；Ac第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载Mb = Mc = 0.267x72.37x6.30。133x94.6x6。3=200。99kNm在第1跨内以Ma =0 MB=200.99kN-m为基线，作G=72.37kN Q=94。6kN的简支梁弯 矩图，得2个集中荷载作用点弯矩分别为：（G + Q）匕 + Mb/3=1/3X（72。37+94.6） X6O 3 200.99/3=283.6kNm（G + Q） 10 +2X Mb/3=1/3X（72。37+94。6）X6 32X200。99/3=216。6kNm在第2跨内以M广Mc=200。99kN,m为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩 图，得集中荷载作用点弯矩为：3 Gl0 + Mb=1/3X72.37X6 3 200.99=49 kNm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载Mb =0o 267x72.37x6.30.311x94.6x6o 3= 307.08kNmMC = 0o 267x72.37x6.30o 089x94。6x6。3= 174。78kNm在第1跨内以Ma =0 心广一307。08kN,m为基线，作G=72o 37kN Q=94。6kN的简支 梁弯矩图，得2个集中荷载作用点弯矩分别为：（G + Q） 10 + Mb/3=1/3X（72.37+94。6）X6.3 307.08/3=247。71kNm（G + Q） 10 +2X Mb/3=1/3X（70.85+86）X6 3 2X307.08/3=14535kNm在第 2 跨内以Mb = 307。08kN,m MC=174。78kNm为基线，作 G=72。37kN Q=94。 6kN的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点弯矩为：（G + Q） 10 + Mc +2/3（ M b Mc）=1/3X （72.37 + 94。6）X6。3 174。78 2/3x（307。08 174o 78）=87.66kNm(G + Q) I。+ Mc +1/3 ( Mb - Mc )T/3X(72.37+94.6)X63 174.781/3x(307。08 174。78)=131.19 kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载QMB = MC = 0.267x72.37x6。30。133x94。6x6。3=200。99 kNm在第1跨内以Ma =0 MB=200.99kNm为基线，作G=72。37kN Q=94.6kN的简支梁 弯矩图，得2个集中荷载作用点B弯矩分别为：3Glo + Mb/3=1/3X72 37X6.3200.99/3=84。98kNm3Glo+2X Mb/3=1/3X72.37X6 3 2X200。99/3=17.98kNm在第2跨内以M尸Mc =200.99kNm为基线，作G=72。37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩 图，得集中荷载作用点弯矩为：、剪力设计值： 剪力：V = kG + k4Q 过计算如表所示。(G + Q) 10 + M =1/3X(72 37 + 94。6)X6.3 200.99=149.08kNm式中系数由混凝土结构第五版中册附录6中查到，不同截面的剪力值经主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图* 活载 活载 活载 恒载0.73353。050.86681。920.68965。180.089-8.421.267-91.69-1。 134-107.21.311-124一0。 089-8.421。0072。371.222115.60。78873.6组合项次Vm亦（kN）+134。 9711+100。+187。 97组合项次Vmin （kN）+44.2+-215。 69+73.6弯矩包络图，抗弯矩图绘制:见详图（4）配筋计算正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面两项的较小值：b，= l /3=6300/3=2100mmb，=b+Sn=250+6825=7075mm故取 b，= 2100mmf在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区,应按矩形截面计算。C30 混凝土 a 尸。0, f=14.3N/ mm2, f=1。43N/ mm2,HRB400 钢筋，fy=360 N/ mm2。箍筋 采用 HRB335，f =300 N/ mm2，假设纵筋直径 d=25mm h=600151018-28/2=543mm.正截 面承载力计算过程列于表。B支座处的弯矩设计值：Mb= MmaxVoxb/2=307.08+166.7x0。35/2=277。9 kN m主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN。m）247.71 277.949149。 08a = M / a fbh 2 或S1 c 0(a = M /a fb，h 2)S1 c f 00.0320。2600。0060。017g = 1 - J1 一 2aJs0。0330。 310。2% 满足最小配筋率。A min bh 250x560f h斜截面受剪承载力计算（包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算）。复核截面尺寸：hw= h -尸543 80=463mm且-=463/250=1.854,故截面尺寸按下式计算:0.25P fbh =0.25x1.0x14。3x250x543=485.3kNV =202。5kN 故截面尺寸满足要求c c 0max主梁斜截面承载力计算见下表截面AB左BV (kN)134.97-215.69187.970.25p f bh0 (kN)452。 7 V截面满足452.7V截面满足452。 7 V截面满足V = 0.7 fbh0 (kN)126.8V不需配箍筋126。8V需配箍筋126。 8 V 需配箍筋A =( - 0.7 fbh )sSV minf h206.9124。681箍筋肢数、直径212212212A疽 nAsv1226226226实配箍筋间距250250250经查混凝土结构设计原理第五版上册表41可知，当U ”.7索。，5。顷。湖。时箍筋间距s=350mm, V河方”。,500h=560 0.24x# = 0.11% 满足最小配箍率。sv bs 250x250fy(5) 次梁两侧附加横向钢筋的计算：由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为：F = Q + G =94.3 + 72.37=166.7kN ih1=600500=100mm附加箍筋布置范围：s=2xh+3xb=2x100 + 3x200=800mm ,在范围内布置箍筋排数：800m = 350 +1 = 3.3 ,取4。次梁两侧各布置2排，米用双肢箍中10, A =157 mm2,间距s=250mm。需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造筋截面积大于200mm.现构造钢筋采用210 ,m - nf A = 4x300x157=188kN 166。7kN 满足要求，不需吊筋。 因主梁腹高 h = h h = 600 80=520450mm, 不小于腹板面积的0.1%,间距不满足要求。A = 157 mm2 = 0.12% 0.1% ,SV 250 X 520(6) 主梁的配筋图的绘制主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座，不配置弯起钢 筋所以仅需确定B支座上不钢筋的切断点。主梁的配筋图见施工图.