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1、-工程学院钢筋混凝土构造课程设计*工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计学生*:学 院:专业班级:专业课程:指导教师:*工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计一、设计资料1.楼盖梁格布置楼盖梁格布置如图1所示楼梯间在此平面外,主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置,主梁、次梁的跨度见表1。图1 楼盖梁格布置平面图表1 楼面活荷载、主梁、次梁跨度序号楼面活荷载标准值kN/m2次梁跨度mm主梁跨度mm86600063002.楼面做法水磨,钢筋混凝土现浇板,20mm混合砂浆抹底。3.楼面荷载均布活荷载标准值见表1。4.材料混凝土强度等级C30;梁钢筋采用HRB400级钢筋,板钢筋采用HPB300级钢筋。
2、二、楼盖的构造平面布置主梁沿着横向布置,次梁沿着纵向布置。主梁跨度为6.3m,次梁跨度为6.0m,主梁每跨布置两根次梁,板的跨度为,则板按照单向板设计,但应适当增加沿长跨向的分布钢筋,以承担长跨向的弯矩。按跨高比条件,要求板厚,对工业建筑的楼盖板,要求,从平安角度考虑,取板厚。次梁截面高度应满足:。考虑到楼面可变荷载比较大,取。次梁的截面宽度:,取。主梁的截面高度应该满足:,取。主梁截面宽度取。楼盖构造平面布置图如图2所示。图2 构造平面布置图三、板的设计1.荷载板的永久荷载标准值水磨面层 80mm钢筋混凝土板 20mm混合砂浆 小计 0.65+2.0+0.34=2.99kN/m2板的可变荷载
3、标准值 永久荷载分项系数取1.2;因楼面可变荷载标准值为 ,所以可变荷载分项系数应取1.3。于是有板的永久荷载设计值 g=2.991.2=3.59kN/m2可变荷载设计值 q=61.3=7.8kN/m2荷载总设计值 g+q=3.59+7.8=11.39kN/m2近取 g+q=11.40kN/m22.计算简图按塑性力重分布设计。次梁截面为,板的设计跨度为:边跨 中间跨 因为跨度相差小于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3所示。图3 板的计算简图3.弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。由混凝土构造-中册表11-1可查得,板的弯矩系数分别为:端支座-1/16;边跨
4、中,1/14;离端第二支座,-1/11;离端第二跨跨中1/16;中间支座-1/14;中跨中1/16。故有各弯矩值:4.正截面受弯承载力计算环境类别一类,混凝土,板的最小保护层厚度。假定纵向钢筋直径d为10mm,板厚80mm,则截面有效高度:;板宽。混凝土,;HPB300钢筋,,。板配筋计算的过程见表2。表2 板的配筋计算截 面A1B2C3.26-4.162.57-2.940.0.0.0.0500.0.0.070.0840.0520.190.7222.4270.1165.2.4实际配筋mm28200 As=251计算结果说明,支座截面的均小于0.35,符合塑性力重分布的原则;且,满足最小配筋率的
5、要求。四、次梁设计根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁附属面积的荷载折减。1.荷载设计值永久荷载设计值板传来的永久荷载 次梁自重 次梁粉刷 小计 可变荷载设计设计值荷载总设计值2.计算简图按塑性力重分布设计。主梁截面为300mm500mm。计算跨度:边跨: 中间跨: 因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如图4所示。图4次梁计算简图3.力计算由混凝土构造-中册表11-1,表11-3可查得,板的弯矩系数分别为:端支座-1/24;边跨中1/14;离端第二支座-1/11;离端第二跨跨中1/16;中间支座-1/14;中跨中1/16。剪力系数分别为:A支座侧:
6、0.50;离端第二支座外侧:0.55;离端第二支座侧:0.55;中间支座外侧:0.55;中间支座侧:0.55。故有弯矩设计值:剪力设计值:4.承载力计算1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时,跨按T形截面计算,翼缘宽度取,三者中的较小值,故取。所有截面钢筋均布置一排。环境类别一级,混凝土,梁的最小保护层厚度。假定箍筋直径,纵向钢筋直径,则一排纵向钢筋。混凝土,;纵向钢筋采用HRB400钢,。截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程见表3。截 面A1B2C-3661.64-78.4553.0-60.57=0.=0.=0.212=0.025=0.1630.0.025291.72481.10
7、 689.26414.70494.80218As=509218As=509318As=763314As=461218As=509表3 次梁正截面受弯承载力计算计算结果说明支座截面的均小于0.35,符合塑性力重分布的原则,并且有:。及同时大于0.2%,即次梁配筋满足最小配筋率的要求。2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。应配箍筋:验算截面尺寸:,因,故截面尺寸按照下式验算:截面尺寸满足要求。计算所需腹筋:采用C6双肢箍筋,计算B支座左侧截面。因,得到箍筋间距。S=/(Vbc-)=700mm调幅后受剪承载力应加强,梁局部围将计算的箍筋面积增加20%或
8、者箍筋的间距减小20%。现调整箍筋间距,由混凝土构造-上册表4-1查得,当,梁高时,梁中箍筋最大间距为200mm。最后取箍筋间距。验算配箍率下限值:上面已经算出配箍率的下限值,而次梁中实际配箍率,配箍率下限值满足要求。五、主梁设计主梁按弹性法设计。1.荷载设计值为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 主梁重 主梁粉刷 永久荷载设计值 可变荷载设计值 2.计算简图因主梁的线性刚度与柱线刚度之比大于5,竖向荷载下主梁力近似按连续梁计算,按弹性理论设计,计算跨度取支承中心线之间的距离,。主梁的计算简图如图5所示。可利用混凝土构造-中册表6-2计算力。 主梁计算简图3.力设计值及包络
9、图1弯矩设计值弯矩 ,式中系数由混凝土构造-中册表6-2相应栏查得。2剪力设计值剪力,式中系数由混凝土构造-中册表6-2相应栏查得。3弯矩包络图第1、3跨有可变荷载,第二跨没有可变荷载由混凝土构造-中册表6-2可知,支座B或者支座C的弯矩值为:在第1跨:以支座弯矩的连线为基线,作的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为:与前面计算的接近在第2跨:以支座弯矩,的连线为基线,作的简支梁弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值:。第1、2跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载在第1跨:以支座弯矩的连线为基线,作的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为:在第
10、2跨:。以支座弯矩,的连线为基线,作的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的弯矩值分别为:+第2跨有可变荷载,第1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为:与前面计算的接近第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为:弯矩包络图如图6所示。图6 主梁弯矩包络图4.承载力计算1正截面受弯承载力跨按T形截面计算,因跨设有间距小于主梁间距的次梁,翼缘计算宽度按。取较小值:。主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨截面有效高度的计算法同次梁,支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的穿插重叠,截面有效高度的计算法有所不同。混凝土保护层厚度15mm、板上部纵筋直径10mm、次梁上部纵筋直径1
11、8mm。假定主梁上部纵筋直径22mm,则一排钢筋时,;两排钢筋时,。纵向受力钢筋均设置为1排。由判别跨截面均属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值。正截面受弯承载力的计算过程见表4。主梁纵向钢筋的弯起和切断按抵抗弯矩图确定。表4主梁正截面受弯承载力计算截 面1B2294.02-283.88.17-57.62=0.033=0.245=0.018=0.0430.9840.8570.9910.9781482.11769.5796.7292.2422418+2223222222斜截面受剪承载力验算截面尺寸:,因,需配箍筋:截面尺寸按照下式验算:,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋:采用C10200双肢箍
12、筋,=303.108KNVma*,不需要配置弯起钢筋。验算最小配箍率:,配箍率满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的集中力,附加箍筋布置围。取附加箍筋C10200双肢,则在长度s可以布置附加箍筋的排数排,次梁两侧各布置3排。由混凝土构造-中册式11-22,满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm,需要在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%,且其间距不大于200mm。现每侧配置2C14纵向构造钢筋,则有:,满足要求。六、绘制施工图楼盖施工图包括施工说明、构造平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。1.施工说明本设计施工说明详见构造施工图1。2.构造平
13、面布置图构造平面布置图见图2。3.板配筋图板配筋采用别离式,板面钢筋从支座边伸出长度。板配筋图详见构造施工图1。4.次梁配筋图次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边,现取1500;切断面积要求小于总面积的二分之一,B支座切断1C18,切断面积小于总面积的二分之一,B支座剩余两根做架立筋,满足要求。端支座上部钢筋伸入主梁长度。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度。次梁配筋图详见构造施工图2。5.主梁配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋伸入支座,不配置弯起钢筋,下部纵向钢筋在中间支座处的锚固长度。确定B支座上部钢筋的切断点:截取负弯矩的抵抗弯矩图如图7所示。将B支座的
14、、号钢筋按钢筋面积比确定各自抵抗的弯矩:号钢筋2C18,抵抗弯矩为;号钢筋2C18,的抵抗弯矩为;号钢筋2C22,的抵抗弯矩为。钢筋的充分利用点和不需要点的位置可按几关系求得,见计算书图6。第一批拟截断号钢筋2C22,因截断点位于受拉区,离该钢筋充分利用点的距离应大于;截断点离该钢筋不需要点的距离应大于和。号钢筋截断点离B支座中心线的距离:按第一个条件时;按第二个条件时,由第一个条件控制。同理可求得号钢筋的截断点位置。,B支座左侧远离B制作中心线的距离,右侧距离主梁配筋图详见构造施工图2。图7 抵抗弯矩图因主梁的腹板高度大于450mm,需要在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%,且其间距不大于200mm。现每侧配置2C14纵向构造钢筋,则有:308/(300510)=0.20%0.1%,满足要求。参考文献1 GB/T 50104-2021,建筑制图标准 S.2 GB 50068-2001,建筑构造可靠度统一标准 S.3 GB 50009-2021,建筑构造荷载规 S.4 GB 50010-2021,混凝土构造设计规 S.5程文瀼,爱群,铁成.混凝土构造上册混凝土构造设计原理第五版M.:,2021.6程文瀼,爱群,颜德姮.混凝土构造中册混凝土构造与砌体构造设计第五版M.:,2021. z.