钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖.doc

1、混凝土结构设计原理课程设计大纲2014年12月钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖课程设计大纲课程名称：混凝土结构设计原理学时：2周 学分：2面向专业：土木工程（建筑工程方向） 执笔人：#一、 本课程设计的性质、目的、任务 本课程设计通过一个常用、典型的钢筋混凝土楼盖现浇式单向板肋梁楼盖的设计，让学生将所学到的理论知识与设计方法运用于具体的设计实践中，提高专业设计能力及创造性思维能力，使所学知识能够融会贯通。二、 本课程设计的基本理论 考虑塑性内力重分布的计算理论、按弹性理论方法分析内力的计算理论，受弯构件正截面承载力的计算理论、斜截面承载力的计算理论等。三、 程序与要求1程序：（1）指导教师布置设计

2、任务，下发设计任务书；（2）学生独立完成设计任务书的全部内容，指导教师随时给予必要的指导或集中讲解；（3）学生提交计算书和施工图，并就有关计问题设进行答辩。2基本要求：（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能；四、 主要内容提要 题目：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计设计某多层混合结构的楼盖，采用钢筋混凝土现

3、浇单向板肋梁楼盖。 主要内容如下：（1）梁、板的结构布置；（2）荷载计算；（3）板的计算及配筋；（4）次梁的计算及配筋；（5）主梁的内力计算、包络图的绘制及配筋计算（6）绘制楼盖结构施工图；（7）整理计算书；（8）答辩 。 五、 考核方式与评分标准（请同学们认真阅读）考核方式：按照学生所提交的计算书、施工图及答辩情况，由指导教师进行评分。评分等级分五级：优秀、良好、中等、及格、不及格。评分标准：优秀：计算书工整，条理性好，计算结果准确无误；施工图符合制图标准要求，正确反映设计结果，布图合理，图面整洁；答辩正确，学习态度认真。良好：计算书工整，条理性好，计算结果大部分准确无误；施工图符合制图标准

4、要求，布图较合理，图面较整洁；答辩基本正确，学习态度认真。中等：计算书较工整，计算结果基本正确；施工图基本符合制图标准要求，布图较合理，图面较整洁；答辩基本正确，学习态度较认真。及格：计算书内容基本完整，计算结果无原则性错误；施工图基本符合制图标准要求，图面还算整洁；在老师的提示下答辩基本正确，学习态度一般。不及格：下列情况之一均属不及格：没有完成设计任务；计算书错误较多；图纸不符合制图标准要求；不能正确回答老师提出的问题；学习态度差，有抄袭现象。钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面见“建筑平面图”。中间

5、楼面采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。对其进行结构设计。设计内容如下：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二、设计资料1、题号 第n题（见表一，表中有42道题目，每班学生根据学号选择相应的题号，表中长度单位为米）2、生产车间的四周外墙均为240承重砖墙，内

6、设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。3、荷载（1）、楼面活荷载，单位为（见表一）（2）、楼面面层：30mm厚水磨石地面（3）、楼盖自重：钢筋混凝土容重（4）、平顶粉刷：20mm厚，4、材料（1）、混凝土：C20、C25或C30（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB235或HRB335级钢筋。建筑平面图见表一LBm)号题载活5.56.06.57.07.58.0(65.2=31.2)(46.3=25.2)123456(65.4=32.4)(46.6=26.2)789101112(65.6=33.6)(46.9=27.6)1

7、31415161718(65.8=34.8)(47.2=28.8)192021222324(66.0=36.0)(47.5=30)252627282930(66.2=37.2)(47.8=31.2)313233343536(66.4=38.4)(48.1=32.4)373839404142(66.6=39.6)(48.4=33.6)434445464748(66.8=40.8)(48.7)=34.8495051525354单向板肋梁楼盖设计指导书某多层厂房的楼盖平面如图1-31 所示，楼面做法见图1-32 ，楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，试设计之。设计要求：1 板、次梁内力按塑性内力

8、重分布计算；2 主梁内力按弹性理论计算；3绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有：（1）计算简图；（2）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（5）施工图绘制 图 1-31 楼盖平面图图1-32 楼盖做法详图整体式单向板肋梁楼盖设计步骤：1设计资料（1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。（2）楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）。（3）材料：混凝土强度等级采用C30，主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335，吊筋采用HR

9、B335，其余均采用HPB235。2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图1-33所示。按高跨比条件要求板的厚度，对工业建筑的楼板，要求，所以板厚取。次梁截面高度应满足，取，截面宽，取。主梁截面高度应满足,取，截面宽度取为，柱的截面尺寸bh=400400 mm2。 图 1-33 楼盖结构平面布置3、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值小计 活荷载标准值： 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取， （2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的

10、实际结构如图1-34（a）所示，由图可知：次梁截面为b=，现浇板在墙上的支承长度为a=，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：板的计算简图1-34（b）所示。 图1-34（a）板的实际结构 图1-34 (b)板的计算简图 （3） 弯矩设计值 因边跨与中跨的计算跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算由表12-2可查得板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见表1-8表 1-8板的弯矩设计值的计算截面位置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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.095l01=2.095l02=2.05l02=2.05(kN.m)= -

11、= -=（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表1-9表1-9 板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩设计值（）6.46-6.464.26-4.86s=M/1fcbh020.1250.1250.0830.094 0.1340.10.1340.350.0870.10.0990.35轴线 计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy547547355409实际配筋（mm2）1014010140 8140 8120 As=561As=561As=359As=419轴线计算配筋

12、（mm2）AS=bh01fc/fy5475470.8355=2840.8409=327实际配筋（mm2）1014010140 81408140 As=561As=561As=359As=359配筋率验算（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和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图图1-34（c）所示。 图1-34（c） 板配筋图 4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值 小计 （2）、计算简图由次梁实际结构图（1-35（a）图）可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定

13、： 计算简图如图1-35（b）所示。 图1-35（a）次梁的实际结构 图1-35 (b) 次梁的计算简图 （3） 弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表1-2，1-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表1-10和表1-11表 1-10 次梁的弯矩设计值的计算截面位置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1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=l01=6.45l02=6.3l02=6.3(kN.m)= =-=表 1-11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

14、支座B(右) 离端第二支座C中间支座剪力系数0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.33ln1=6.33ln2=6.3ln2=6.3(kN)= = =（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，其翼缘宽度取下面二项的较小值：判别跨中截面属于哪一类T形截面 支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表1-12。 截面1B2C 弯矩设计值（）155.4-155.4102.0-116.5s=M/1fcbh02=0.019=0.164=0.0122=0.1230.0190.10.180.350.01230.10.13212d=1222=264mm，取3

15、00mm.纵筋的截断点距支座的距离:。 图1-35（c）次梁的配筋图5、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）（2）计算简图 计算简图如图1-36（b）所示。 图1-36 (a)主梁的实际结构 图1-36 (b) 主梁的计算简图 （3）、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算：，式中k1和k2由附表1查得表1-13 主梁的弯矩设计值计算（） 项次荷载简图 弯矩图示意图1恒载2活载 3活载 4活载5活载组合项次Mmin(kNm)+84.4+-586.5+-141.3+-586.5组合项次Mmax(kN

16、m)+542.3+-282.1+312.3+-282.1*注：此处的弯矩可通过取脱离体，由力的平衡条件确定。根据支座弯矩，按下面简图确定 图1-37 主梁取脱离体时弯矩图、剪力设计值：不同截面的剪力值经过计算如表1-14所示。 表 1-14 主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图 恒载活载活载活载组合项次Vmax(kN) +234.1+-126.8+327.4组合项次Vmin(kN) +45.6+-368+86.2弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为

17、，第二集中荷载作用下弯矩值为。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为342.4KNm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为。荷载组合+时支座最大负弯矩，其它两个支座的弯矩为，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为461kNm，265.5kNm，167.3KNm，268.7KNm。同理，当最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为85.4KNm，-28.7kNm,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为 +5情况

18、的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，至第二跨荷载处剪力降为234.1-283.6=49.5kN；至第二集中荷载处剪力降为 49.5283.6=333.1kN，荷载组合+时，最大，其，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）199.2KN,84.4KN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见1-38图。 图138 主梁弯矩包络图和剪力包络图（4）配筋计算承载力计算纵向钢筋HRB400,其中。正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按，中较小值确定，取。支座处的弯矩设计值

19、：。判别跨中截面属于哪一类T形截面 正截面受弯承载力的计算过程如下表1-15 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）5423529.9312.3141.3s=M/1fcbh020.0480.5180.4840.5180.0250.5180.096(VA=234. 1kN和VBr=327.4 kN) (754mm和500mm)，现在取距离柱边1960mm处截断5号钢筋。其它钢筋的截断如图所示。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：取880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1225=300mm，取300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图1-39所示 图1-39 主梁材料图与配筋图图1-40楼盖结构平面布置及配筋图