混凝土课程设计------楼盖设计计算书

福建农林大学交通学院课 程 设 计课 程 名 称 房屋混凝土结构设计 设 计 题 目 单向板肋梁楼盖设计 姓 名 专 业 年 级 2010土木工程 学 号 指 导 教 师 谢 成 新 成 绩 日 期 2013年 6 月 29 日 评 语评阅人：房屋混凝土结构设计课程设计任务书土木工程专业、2010级一、设计目的通过本课程的设计实践，使学生了解并熟悉有关钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和设计步骤，培养其独立完成设计和解决问题的能力，提高绘图能力。二、设计资料1.工程概况：某内框架结构工业仓库，二层建筑平面如下图所示（楼面标高4.00m），墙厚370mm，混凝土柱300300mm（第1组用）、350350mm（第2组用）、400400mm（第3组用）。板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm。房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖。2.板底做20mm厚石灰砂浆粉刷，板面按使用要求不同，分两种情况： (1) 20mm厚水泥砂浆楼面（第1、2组用）； (2) 30mm厚水磨石楼面（标准值0.65kN/m2）（第3组用）。3.柱网尺寸和楼面活荷载标准值见附表。4.材料：混凝土强度等级采用C20（第1组用）；C25（第2、3组用），梁内受力主筋采用HRB400级钢筋，其余均采用HPB300级钢筋。5.该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部分。本设计不考虑。三、设计内容1.确定结构平面布置；2.板的设计(按塑性理论)；3.次梁设计(按塑性理论)；4.主梁设计(按弹性理论)；5.绘制施工图，包括： (1) 结构平面布置图； (2) 板、次梁、主梁配筋图； (3) 主梁弯矩包络图及抵抗弯矩图；(4) 设计说明；(5) 次梁钢筋材料表。四、成果要求1.本课程设计在1周内完成。2.计算书必须统一格式，并用钢笔抄写清楚（或打印）。计算书（施工图）装订顺序：封面、评语页、目录、任务书、设计说明、计算书正文和施工图。3.施工图统一为A3图纸。要求图面布局匀称、比例适当、线条流畅、整洁美观，严格按照建筑制图标准作图。4.在完成上述设计任务后方可参加设计答辩及成绩评定。五、参考资料1.混凝土结构设计，梁兴文主编，中国建筑工业出版社2. GB50010-2002，混凝土结构设计规范3. GB50009-2001，建筑荷载设计规范附表柱网尺寸和楼面活荷载标准值 活载（kN/m2） l1l2(mm)3.54.04.55.05.56.06.57.07.55100600012345678951006300101112131415161718540063001920212223242526275400660028293031323334353657006600373839404142434445注：1、第1组为点名册中序号1-45，从上表相应选取1-45对应的柱网尺寸和活荷载；2、第2组为点名册中序号46-90，从上表相应选取1-45对应的柱网尺寸和活荷载；3、第3组为点名册中序号91-135，从上表相应选取1-45对应的柱网尺寸和活荷载。房屋混凝土结构设计说明 -设计说明一、 概述本设计师根据福建农林大学交通学院土木工程专业课程设计的要求，设计某内框架结构工业仓库钢筋混凝土现浇楼盖，本设计由本人独立完成，导师辅导，设计中根据中华人民共和国行业标准，综合混凝土结构及砌体结构（上册）（第二版），混凝土结构设计规范和建筑荷载设计规范进行设计。设计时间为1周二、设计和施工相关说明1、工程概况结构体系：内框架钢筋混凝土结构计量单位：长度“mm”2、设计依据： 混凝土结构设计规范（上册）（第二版） 混凝土结构设计规范 建筑荷载设计规范3、材料 楼盖采用C25强度等级的混凝土 梁内受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余采用HRB300级钢筋 板面做法：30mm厚水磨石楼面（标准值0.65kN/m2） 钢筋混凝土现浇板 板底做法：20mm厚石灰砂浆粉刷4、构造要求： 纵向受拉钢筋最小锚固长度满足03G101的要求 钢筋的连接采用绑扎连接 （未详尽的要求，严格按照国家和地区规范的要求）计算书1.设计资料：某内框架工业仓库，才用钢筋混凝土肋形楼面，楼盖梁板布置如下：图1 楼盖结构平面布置图（1） 板面做法：30mm厚水磨石楼面（标准值0.65kN/m2） 板底做法：20mm厚石灰砂浆粉刷（2） 活载标准值为：3.5KN/m2（3） 恒载分项系数为1.2；活载分项系数为1.4（因工业厂房楼盖楼面活载标准值不大于4KN/m2）（4） 材料选用：混凝土采用C25（fc =11.9N/mm2,ft =1.27N/mm2） 钢筋：梁中受力筋采用HRB400级（fy =360N/mm2） 其余用HPB300级（fy =270N/mm2）2、 板的计算 板按考虑塑性内力重分布计算。板的l1/l 2=5400/2100=2.572.0但3.0，宜按双向板设计，当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。本设计按单向板设计。板的厚度按构造要求取hl /30=2100/30=70mm80mm,故取板厚h=80mm。（1） 荷载计算 恒载标准值 30mm厚水磨石楼面 0.65KN/m=0.65KN/ 80mm厚钢筋混凝土板 0.08m25KN/m=2.00KN/ 20mm厚石灰砂浆粉刷 0.02m17KN/m=0.34KN/ 故 恒荷载标准值 gk=2.99KN/ 活荷载标准值 3.5 KN/m2 总荷载设计值 由可变荷载效应控制的组合g+q=（1.22.99+1.43.5）1.0=8.49 KN/m 由永久荷载效应控制的组合g+q=（1.352.99+0.71.43.5）1.0 =7.47KN/m可见，对板而言，由可变荷载效应控制的组合所得到的荷载设计值较大，所以板内力计算时取g+q=8.49KN/m。（1） 计算简图 次梁的截面高度取h=(1/181/12)5400=(300450)mm，可取h=350mm，截面宽度b=（1/31/2）350=(117175)mm，取b=150mm木板尺寸及支承情况如图2（a）。（a）（b）图2 板的计算简图板的计算跨度为： 中间跨 l0= ln=2100-150=1950mm 边 跨l0=ln+h/2=(2100-75-120)+80/2=1945mmln+a/2=1905+120/2=1965mm故边跨取l0=1945mm。边跨与中间跨的跨度差（1920-1900）/1900=1.05%10%,故可按等跨连续板计算内力。取1m宽板带作为计算单元，板的计算简图如图2（b）所示。(3) 弯矩设计值计算对于图中的1-1板带，板各控制截面的弯矩设计值按公式计算，即 M1=1/11（g+q）=1/118.491.9452=2.92KNm MB=1/11（g+q）=1/118.491.952=2.93KNmMC=1/14（g+q）=1/148.491.952=2.31KNmM2=1/16（g+q）=1/168.491.952=2.02KNm(4) 截面配筋计算 板截面有效高度h0=80-20=60mm。因中间板带的内区格四周与梁整体连接，故M2 、M3和MC值可降低20%。板截面配筋计算过程见表1 板截面配筋计算 表1截面1B2，3CM/（kNm）2.92-2.932.02（1.62）-2.31（-1.85）s=M/(1fcbh02)0.0680.0680.047（0.038）0.054（0.043） =1-0.0700.0700.1,取0.10.048（0.039）0.0560.1,取0.1（0.0440.1,取0.1） As=1fcbh0/fy （mm2）185264127（103）264（264）实配钢筋(mm2)边板带6150 As=2268150As=3356150As=1898150As=335中间板带6150As=2268150As=3356150As=1898150As=335(5) 板截面受剪承载力验算 板截面剪力设计计算，最大剪力设计值发生在内支座，其值为 V=0.558.491.95=9.11 KN对于不配箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：V0.7hftbh0 本计算中，h0=60mmV=9.11KN故板的斜截面受剪承载力满足要求。3、 次梁计算 主梁截面高度h=（1/141/8）6300=(450786)mm,取h=600mm，主梁宽度取b=250mm。次梁的几何尺寸及支撑情况如图3（a）所示。（a）(b)图3次梁的计算简图（1） 荷载计算 板传来的恒荷载 2.992.1=6.28 KN/m 次梁自重 250.2（0.35-0.08）=1.35 KN/m 次梁粉刷 170.015(0.35-0.08) 2=0.14 KN/m 故 恒荷载标准值 gk=7.77 KN/m活荷载标准值 3.52.1=7.35 KN/m 总荷载设计值 由可变荷载效应控制的组合g+q=1.27.77+1.47.35=19.61KN/m 由永久荷载效应控制的组合g+q=1.357.77+0.71.47.35=17.69KN/m 所以，次梁内力计算时取g+q=19.61KN/m。（2）计算简图 次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力，故由表2-4可得次梁的计算跨度，即 中间跨 l0= ln=5400250=5150mm 边 跨 l0= 1.025ln=5284ln +a/2=(5400250/2120)240/2=5275mm， 所以，取l0= 5275mm 边跨与中间跨的计算跨度相差（52755150)/5150=2.9%10%,故可按等跨连续梁计算内力。计算简图如下图3（b）所示。（3） 内力计算 次梁各控制截面的弯矩设计值和剪力设计值分别按式（2-18）和式（2-20）计算，即 弯矩设计值：M1=MB=1/11(g+q)l02 =1/1119.615.2752=49.61KNm Mc=1/14(g+q)l02 =1/1419.615.152=37.15KNm M2=M3=1/16(g+q)l02 =1/1619.615.152=32.51KNm 剪力设计值：VAin=0.45(g+q)ln=0.4519.615.155=45.49KN VBex=0.6(g+q)ln=0.619.615.155=60.65KN VBin=VCex=VCin=0.55(g+q)ln=0.5519.615.15=55.55KN (4) 截面配筋计算次梁跨中截面按T形截面进行正截面受弯承载力计算。翼缘计算宽度，边跨及中间跨均按下面的较小值采用。 bf=l0/3=5150/3=1717mm，bf =b+S0=150+1950=2100mm,故取bf =1717mm。跨中及支座截面均按一排钢筋考虑，故取h0=310mm，翼缘厚度hf =80mm。a1fcbfhf(h0hf/2)=1.011.9171780(31080/2)=441.34KNm，此值大于跨中弯矩设计值M1,M2,M3 ,故各跨跨中均属第一类T形截面。支座按矩形截面计算。次梁正截面受弯承载力计算结果见表2。 次梁正截面受弯承载力计算 表 2截面1B2,3CM(KNm)49.6149.6132.5137.15b或bf(mm)17172001717200s=M/(1fcbh02)0.0250.2160.0170.162=1-0.0250.2460.10.0170.1780.1 As=1fcbh0/fy（mm2）440504299365实配钢筋AS(mm2) 2 16（直）1 12（弯）（515）2 16（直）1 12（弯）（515）2 12（直）1 12（弯）（339）2 14（直）1 12（弯）（421）次梁斜截面受剪承载力计算见表3。按规定，考虑塑性内力重分布时，箍筋数量应增大20%，故计算时将Asv/s乘以1.2；配箍筋sv应大于或等于0.36ft/fyv=0.0022，各截面均满足要求。 次梁斜截面受剪承载力 表3截面AinBexBin Cex CinV(kN)45.4960.6555.55(kN)243.950V243.950V243.950V(kN)72.898V72.898V72.898V按构造配置箍筋8200由于次梁的q/g=7.35/7.77=0.953,且跨度相差小于20%，故可按图2-20所示构造要求确定纵向受力钢筋的弯起和截断。3. 主梁设计主梁按弹性理论计算内力。设柱截面尺寸为400mm400mm，主梁几何尺寸及支撑情况如图4（a）所示（1）荷载计算为简化计算，主梁自重按集中荷载考虑。次梁传来的恒载 7.775.4=41.96KN主梁自重 250.25（0.6-0.08）2.1=6.83KN主梁粉刷 170.015（0.6-0.08）22.1=0.56KN恒荷载标准值 49.35KN活荷载标准值 3.55.42.1=39.69KN恒载设计值 G=1.249.35=59.22KN 或 G=1.3549.35=66.62KN活载设计值 Q=1.439.69=55.57KN 或 Q=0.71.439.69=38.90KN（2）计算简图由于主梁线刚度较柱线刚度大很多，故中间支座按铰支座考虑。主梁的支撑长度为370mm。计算跨度为中间跨 l0=6300mm 边 跨 l0=1.025ln+b/2=1.025(6300-120-400/2)+400/2=6330mm l0=ln+a/2+b/2=(6300-120-400/2)+370/2+400/2=6365mm故边跨的计算跨度取l0=6330mm。 边跨与中间跨的平均跨度为l0=（6330+6300）/ 2=6315mm。 边跨与中间跨的计算跨度相差（6330-6300）/6300=0.5%V386.75V386.75V(kN)124.46V115.57V115.57V选用箍筋双肢8200双肢8200双肢8200实配弯起钢筋14