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1、钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目及目的题目：设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。目的：1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图确实定。2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。3、通过主梁的计算，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，制图规定，进一步提高制图的根本技能。6、学会编制钢筋材料表。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
2、、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图、结构平面布置图（1：200）、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）及弯矩小剪力V的包络图、钢筋明细表及图纸说明三、设计资料1、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查标准资料：板跨21.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0KN11板跨22.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0KW肝；次梁（肋梁）间距21.2m时，楼面的活荷载标准值为lO.OKN/m，；次梁（肋梁）间距22.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0KNm:数据：Lx=6000,Ly=
3、6300。2楼面构造。采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。5混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.3m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。楼盖结构的平面布置图如下图。按高跨比条件要求板的厚度h21
4、40=200040=50mm,对工业建筑的楼板，要求h280mm,所以板厚取h=80mm。次梁截面高度应满足（1/181/12）1=（1/181/12）X6300=350-525mm,取h=500mm,截面宽b=（l3l2）h=（l3-l2）500=167-250mm,取b=200mm.主梁截面高度应满足h=（l141/8）1=（1/14l8）X6000=429750mm,取h=650mm,截面宽度b=（l3-l2）h=（l3-l2）650=217325mm,取b=300mm03、板的设计按考虑塑性内力重分布设计、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.0220=0.4KNm,80mm
5、厚钢筋混凝土板：0.08X25=2.0KN11f15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015X17=0.255KN11f2.655KNm1活荷载标准值：10.0KNm2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kNm所以活荷载分项系数取1.3,恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.168KNms活荷载设计值：q=101.3=13.OKNm2荷载设计总值：g+q=16.186KNm,近似取16.2KN11T、计算简图取Im板宽作为计算单元，板的实际结构如下图，由图可知：次梁截面宽为b=200mm,现浇板在墙上的支承长度为a=120mm,那么按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小
6、值确定：lo=ln+h2=(2O(X)-l20-200/2)+80/2=1820mmIoil=ln+a2=(2000-120-2002)+1202=1840mm故边跨板的计算跨度取Io1=1820mm中间跨：lo2=ln=2OOO-2OO=1800mm板的计算简图如下图。(3)弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差(1820-1800)/1800=1.1%小于10%,可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数c*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4W1/11-1/111/16-1/14计算跨度lo(rn)Ioi=I
7、.82lo=1.82I02=1.801o2=1.8OM=aM(g+q)*(kN.m)16.21.82X1.82/11=4.88-16.21.82X1.82/11=-4.8816.21.80X1.80/16=3.28-16.21.80X1.80/14=-3.75(4)配筋计算一一正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9Nmm2HPB235钢筋，fy=210Nmm2o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。板的配筋计算截面位
8、置1B2C弯矩设计值(kNm)4.88-4.883.28-3.75s=Mfcbho20.114-0.1140.077-0.088=l-l-2zv0.121D.K-0.12K0.350.08D.l-0.092bh0ffy411-411272313头际配筋(mr)10()19010(g)1908()180中8160As=4I3As=413As=279As=314轴线计算配筋(mn?)As=bhoVfy4114110.8272=218O.83I3=25O实际配筋(mn?)10(3)190101908(0)1808(3)180As=413As=4l3As=279As=279配筋率验算P111i11=0
9、.45ftfy=O.451.27/210=0.27%P=AsZbh=0.52%P=AsZbh=0.52%P=AsZbh=0.47%P=AsZbh=0.47%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。板的配筋图如卜图。4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计(1)荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.1862.0=6.372KNm次梁自重：0.2X(0.5-0.08)251.2=2.52KNm次梁粉刷：20.015(0.5-0.08)171.2=0.257KNm小计活荷载设计值：荷载总设计值：、计算简图近似取荷载35. 15KNmg=9.149KNm
10、q=132.0=26KNmq+g=26+9.149=35.149KNm由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm,主梁宽度为b=300mm0次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：lo=ln+h2=(63OO-l20-300/2)+240/2=6150mmlol=l.O251n=1.025X6300=6181mm故边跨板的计算跨度取Io1=6150mm中间跨：lo2=ln=63OO-3OO=6OOOmm计算简图如下图。(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(6150-6000)/6000=2.5%小于10%,可按等跨连续梁计算。由表可分别查得弯矩系数
11、a”和剪力系数四，。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lo(m)lo=6.15lo=6.15102=6.01o2=6.0M=aAJg+4)/；(kN.m)35.156.15711=120.86-35.156.15211=-120.8635.156.0716=79.1-35.15X6.0714=-90.4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Qy0.450.60.550.55净跨度Inln=6.03ln=6.03
12、ln2=6.0l112=6.0V=av(g+q)ln(kN)0.45x3=95.38KN=127.17KN=116KN=116KN(4)配f窗计算正截面抗弯承载力计算次梁岁中正弯矩按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：bf=lo3=60003=2000mmbF=b+Sn=200+2000-2000=2000mm故取bf=2000mmC25混凝土al=lAfc=ll.9Nmm2,ft=1.27Nmm2;纵向钢筋采用HRB335,fy=300Nmm2,箍筋采用HPB235,fyv=210Nmm2,ho=500-35=465mmo判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承
13、载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kNm）120.86-120.8679.1-90.4s=MaILbhO2I20.86x106(1x11.9x2000x4652)=0.023120.86xl06(lxll.9x200x4652)=0.23579.lxl06(lxll.9x2000x4652)=0.015490.4xl06(lxll.9x2000x4652)=0.176=l-l-2as0.0230.10.2720.350.01550.10.195035选配钢筋计算配筋(mm2)As=Cbh0aVfy0.023x2000x465Xlxl1.9/300=848.50
14、.272x200x465XIxl1.9/300=1003.40.0155x2(X)0x465XIxl1.9/300=571.80.195x2000x465XIxl1.9/300=719.4实际配筋（ma?）218+122222+118122+212220+l12As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.1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=ho-bf=465-80=385mm且hJb=465200=1.93Vmax=127.17KN故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表:截面AB左CV(AN)95.38127.17
15、1161160.25夕/她(kN)276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足匕=0.7裁%(ZM82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V满足144.1V满足144.1V满足(5)施工图的绘制次梁配筋图如下图，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la=afydft=O.14X300X22/1.27=727.6,取750m.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：I=12d=12xl8=216mm,取25Omm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm,取300mm.纵筋
16、的截断点距支座的距离：l=ln5+20d=60225+20x22=1644.4mm,取1650mm.5、主梁设计一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)次梁传来的荷载：9.1496.3=57.64KN主梁自重(含粉刷)：(0.65-0.08)0.32.025+2(0.65-0.08)0.01517X2.0X1.2=10.958KN恒荷载设计值:G=57.64+10.958=68.6KN活荷载设计值：Q=26100.86.3=163.8KN(2)计算简图主梁的实际结构如下图,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm4OOmni
17、的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定：边跨:IoI=ln+a2+b2=(6000-200-120)+4002+4002=6080mm1.ol=I.0251n+b2=(600-200-120)+200=6022mm故取6022mm中跨Io2=6000mm计算简图如下图。(3)、申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：弯矩：用=kfil+k2Ql,式中kl和k2由附表1查得主梁的弯矩设计值计算(kNm)项次荷载简图k访kkk亚弯矩图示意图I恒载0.244100.8-0.2674-110.30.06727.6-0.2674-110.3WN/kl/2活我Ab
18、CD0.289285.1-0.133-130.95-0.133-130.7-0.133-130.95i3QlIQ-0.044-0.1330.200-0.133活载1a2ba177-43.4-130.95196.6-130.95U,*4aIQJlw.人iI0.229-0.3110.096-0.089k活载225.9-306.294.3-87.65klaX2ba1X-0.089/3-0.0890.17-0.311(JL活载-29.3-87.6167.1-306.2V组合项次Mmin(kNm)+57.4+-416.5+-103.1+-416.5组合项次+Mmax(kNm)385.9-197.9224
19、.2-197.9、剪力设计值：剪力:V=JG+扁。,式中系数自，的，由附录1中查到，不同截面的剪力值经过计算如表所示。主梁的剪力计算(kN)项次荷载简图kV7Kkv0.733-1.2671.00恒载50.3-86.968.6AlQIQ一二匕0.866-1.1340*彰易13活载aTcd141.9-185.70a易二n易1易0.689-1.3111.222活载ATTD112.9-214.7200.2JQIQ.当2b易4-X-0.089-0.0890.788活载-14.6-14.6127.4组合项次+Vnm(kN)192.2-101.5268.8组合项次+他+Vmin(kN)35.7-301.66
20、8.6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，Ma=O,Mb=-I10.3-130.95=-241.25KN.m,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G+Q=68.6+163.8=232.4KN作用下的简支梁弯矩图：那么第一个集中荷载下的弯矩值为l3(G+Q)Ml3XMB=386.1KNm七Mmax,第二集中荷载作用下弯矩值为l3(G+Q)l0-23Mb=305.7KNm。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为-241.25KNm,以此支座弯矩连线叠加集中荷载。那么集中荷载处的弯矩值为1/3GI02-Mb=-104.05KNm.荷载
21、组合+时支座最大负弯矩MB=-416.5KNm其它两个支座的弯矩为Ma=O,Mc=-197.9KNm,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：那么集中荷载处的弯矩值依次为327.7kN-m,188.8kNm,同理，当一c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MB=MC=-241.25KN-m,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为857.3KN-m,-23.IkN-m,第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为224.2KN-m+5情况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
22、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列图。荷载组合+时，VAmax=192.2KN,至第二跨荷载处剪力降为19222324=-402kN;至第二集中荷载处剪力降为-40.2-232.4=-272.6kN,荷载组合+时，乙最大，MVbi=-301.6KN,那么第一跨中集中荷载处剪力顺次为(从左到右)163.2KN,-69.2KN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。(4)配筋计算承载力计算C25混凝,al=1.0,fc=l1.9Nmm2,ft=1.27Nmm2;纵向钢筋HRB335，其中fy=3OONmr112,箍筋采用HPB235,fyv=210Nmm2.正截面
23、受希承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面计算，因%/%=80/615=0,1300,10翼缘计算宽度按lo3=6.03=2.0m和b+Sn=0.3+6-03=6.0m,中较小值确定，取b尸200OmmB支座处的弯矩设计值：MB=Mmax-VobKNm判别跨中截面属于哪类T形截面a1fcb,fhf(ho-h,f2)=1.Ox11.9x2000x80x(615-40)=1094.8KN.mM1M2.属于第一类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)385.9一370224.2-103.1S=MZafcbho20.047
24、0.3080.0250.08=-2as0.0480.5180.3800.5180.0250.5180.0830.518选配钢筋计算配筋(mm2)As=bh0a1fcfy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm?)62262212O420220As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算一斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：hw=ho-bf=580-80=500mm且hwb=500300=1.7Vmax=301.6KN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截面AB左B右V(JUV)192.2-301.6368.80.25PJ/%(kN)548.9V截面满足51
25、7.7V截面满足517.7V截面满足Vc=0.7ftbh(kN)164.02V需配箍筋254.69V需配箍筋254.69V256.8V实配箍筋间距150150100V-VAsh=Sb0.8ySintZ264选配弯起钢筋120(As=314.2)验算最小配筋率Psv=Asvbs=100.6/300x150=0.002240.24ft/fyv-O.00145,满足要求说明为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150机机5、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=L2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97KN所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为：As=F2fys
26、ina=232970(2x300xsin45o)=549.2mm2选用2中20(As=628)(5)主梁正截面抗弯承载力图(材料图)、纵筋的弯起和截断按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图(材料图)，并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h02o按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点(即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面)。当匕=0.7ERiO时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于ho或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于L2+%。假设按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于L3ho或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于L21+L7o。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度确实定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=ia=afydft=0.1430022l.27取880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=12x22=264mm,取30Omm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下图。
