課程設(shè)計(jì)---混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　現(xiàn)澆單向板</b></p><p><b>　　肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　班級(jí)：</b>

2、</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力）。完成了板，次梁、主梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制、樓蓋的設(shè)計(jì)完成了板的配筋和次梁的配筋設(shè)計(jì)。 </p><p><b&g

3、t;　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu) 板 次梁 主梁</p><p><b>　　任務(wù)與分析</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是：根據(jù)所給設(shè)計(jì)資料進(jìn)行現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)目的是通過(guò)本設(shè)計(jì)使學(xué)生了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序和內(nèi)容，理解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定

4、，熟悉掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖的繪制方法，熟悉現(xiàn)澆板的有關(guān)構(gòu)造要求，掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方法、制圖規(guī)定進(jìn)一步提高制圖的基本技能，并學(xué)會(huì)編制鋼筋材料表等。</p><p>　　任務(wù)分析：根據(jù)本課程設(shè)計(jì)的具體情況，設(shè)計(jì)包括樓蓋板、次梁、主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算式的書寫，其中包括板、次梁、主梁內(nèi)力計(jì)算，正斜截面的配筋計(jì)算；施工圖的繪制，包括：樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖、板配

5、筋圖、次梁配筋圖及剖面圖、主梁配筋圖及剖面圖、彎矩和剪力包絡(luò)圖；編制板、次梁、主梁鋼架表等工作。</p><p>　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　荷載</b></p><p>　　樓面水泥砂漿面層厚

6、20mm(γ=20kN/m2);</p><p>　　樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=4.5kN/m2、</p><p>　　梁、板均用 15mm厚紙石灰砂漿抹底（γ=17kN/m3）。</p><p>　　材料：混凝土： C30；鋼筋：板—HPB335級(jí)鋼筋；</p><p>　　主梁、次梁受力鋼筋采

7、用HRB400級(jí)鋼筋</p><p>　　板伸入墻內(nèi)120mm，次梁及主梁伸入墻內(nèi)240mm，柱的截面尺寸b×h=400 mm×400mm</p><p>　　2．樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置</p><p>　　主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為4.5m，次梁的跨度為4.5m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度1.5m，/=4.5/1.5=3，因此

8、按單向板設(shè)計(jì)。</p><p>　　按跨高比條件，要求板厚h2000/40=50mm，對(duì)工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h80mm，取板厚h=80mm。</p><p>　　次梁截面高度應(yīng)滿足h=/18～/12=250mm～375mm?？紤]到樓面可變荷載比較大，取h=350mm。截面寬度取b=150mm</p><p>　　主梁截面高度應(yīng)滿足h=/14～/8=300mm～45

9、0mm。取h=450mm截面寬度為b=200mm</p><p><b>　　3．板的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1荷載</b></p><p><b>　　板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p>　　80mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板

10、 0.08×25=2kN/</p><p>　　20mm厚樓面水泥砂漿面層 0.02×20=0.4kN/</p><p>　　15mm板底混合砂漿抹灰 0.015×17=0.255kN/</p><p>　　小計(jì)

11、 2.655kN/</p><p>　　板的可變標(biāo)準(zhǔn)荷載值 4.5kN/</p><p>　　永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。大于4.0kN/，所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.3。于是板的</p><p>　　永久荷載設(shè)計(jì)值 g=2.655×1.2=3.186 kN/</p&

12、gt;<p>　　可變荷載設(shè)計(jì)值 q=4.5×1.3=5.85 kN/</p><p>　　荷載總設(shè)計(jì)值 g+q=9.036 kN/ </p><p><b>　　3.2計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　次梁截面為150mm×350mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于100mm，取板在墻上的支承長(zhǎng)

13、度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：</p><p>　　=1500-75-120=1305mm，邊跨=+h/2=1500-75-120+80/2=1345mm>1.025=1337.625mm，取=1340mm</p><p>　　中間跨==1500-150=1350mm</p><p>　　因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬

14、板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示</p><p><b>　　3.3彎矩計(jì)算值</b></p><p>　　由表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。故</p><p>　　=-=（g+q）/11=9.036×/11=1.48kN·m<

15、/p><p>　　=-（g+q）/14=9.036×/14=-1.16kN·m</p><p>　　==（g+q）/16==9.036×/16=1.03kN·m</p><p>　　這是對(duì)端區(qū)單向板而言的，對(duì)于中間區(qū)格單向板，其和應(yīng)乘以0.8，</p><p>　　=0.8×-1.16=-0.92

16、8kN·m；</p><p>　　=0.8×1.03=0.824kN·m</p><p>　　3.4正截面受彎承載力計(jì)算</p><p>　　環(huán)境類別為一級(jí)，C30混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板寬b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB335鋼筋，=300N/。

17、板配筋計(jì)算的過(guò)程于下表。</p><p><b>　　樓面板的配筋計(jì)算</b></p><p>　　*對(duì)軸線②～⑤間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值都可折減20%。為了方便，近似對(duì)鋼筋面積乘以0.8.</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；/bh=246/（1000×80）

18、=0.221%，此值大于0.45/=0.45×1.43/300=0.215%，同時(shí)大于0.2%，滿足最小配筋率</p><p><b>　　4.次梁設(shè)計(jì)</b></p><p>　　按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。根據(jù)本車間樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變和在不考慮梁從屬面積的荷載折減。</p><p><b>　　4.

19、1荷載設(shè)計(jì)值</b></p><p>　　由板傳來(lái)的恒載： 3.186×1.5=4.779 kN/</p><p>　　次梁自重： 1.2×25×0.2×（0.35-0.08）=1.62kN/</p><p>　　次梁20mm抹灰：

20、 1.2×17×0.015×（0.35-0.08)×2=0.165 kN/</p><p>　　小計(jì) 6.564kN/</p><p>　　板的可變荷載設(shè)計(jì)值 8.775kN/</p>

21、<p><b>　　荷載總計(jì)算值</b></p><p>　　g+q=15.3kN/ 近似取P=15kN/</p><p><b>　　4.2計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm。主梁截面為200mm×450mm，計(jì)算跨度：</p><p>

22、　　邊跨=4500-120-100=4280 =+a/2=4280+120=4400 > 1.025=1.025×4280=4387，</p><p><b>　　取=4400mm。</b></p><p>　　中間跨==4500-200=4300mm</p><p>　　因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖

23、所示</p><p><b>　　4.3內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。</p><p><b>　　彎矩設(shè)計(jì)值：</b></p><p>　　=-=（g+q）/11=15×/11=26.4kN·m</p>

24、<p>　　=-（g+q）/14=-15×/14=-18.9kN·m</p><p>　　=（g+q）/16=15×/16=16.5kN·m</p><p><b>　　剪力設(shè)計(jì)值：</b></p><p>　　=0.45（g+q）=0.45×15×4.4=29.7kN&l

25、t;/p><p>　　=0.60（g+q）=0.60×15×4.4=39.6kN</p><p>　　==0.55（g+q）=0.55×15×4.2=34.65kN</p><p><b>　　4.4承載力計(jì)算</b></p><p>　　4.4.1正截面受彎承載力</p>

26、<p>　　正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度去=/3=4500/3=1500mm；又=b+=150+1350=1500。故取=1500mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。</p><p>　　環(huán)境類別為一級(jí)，C30混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=400-35=365mm二排縱向鋼筋=400-60=340mm。</p><

27、p>　　C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；縱向鋼筋采用HRB400鋼，=360N/，箍筋采用HPB235鋼，=210N/。正截面承載力計(jì)算過(guò)程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。</p><p>　　次梁正截面受彎承載力計(jì)算</p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=236/（150×350）=4.5%，此值大于0.

28、45/=0.45×1.43/360=0.18%，且大于0.2%，滿足最小配筋率。</p><p>　　4.4.2斜截面受剪承載力</p><p>　　斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配筋率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸：</p><p>　　=-=315-80=235mm，因/b=235/150=1.57＜4，截面按厚腹梁式驗(yàn)算：</p&

29、gt;<p>　　0.25b=0.25×1×14.3×150×315=168.92KN＞，截面滿足要求。</p><p>　　驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置箍筋</p><p>　　0.7b=0.7×1.43×150×315=47.3KN＞=34.65KN構(gòu)造配筋，選用Φ6@160</p><p

30、>　　===0.24% >=0.24×=0.24×=0.16%</p><p>　　采用Φ6雙支箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。</p><p>　　調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8×160=128mm最后取箍筋間距s=130mm。為了方便施工，沿梁長(zhǎng)度不變。</p>

31、<p><b>　　驗(yàn)算配筋率下限值：</b></p><p>　　彎矩彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配筋率下限為：0.3=0.3×14.3/210=0.20%。實(shí)際配筋率==56.6/（150×130）=0.29%＞0.20%滿足要求</p><p><b>　　5.主梁設(shè)計(jì)</b></p><p>&

32、lt;b>　　主梁按彈性方法設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1荷載設(shè)計(jì)值</b></p><p>　　為了簡(jiǎn)化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。</p><p>　　次梁傳來(lái)的永久荷載 6.56×4.5=29.52kN</p><p>　　主梁

33、自重（含粉刷）[（0.45-0.08）×0.2×1.5×25+0.02×（0.45-0.08）×2×1.5×17）]×1.2=3.78kN</p><p>　　永久荷載設(shè)計(jì)值 G=29.52+3.78=33.3kN 取G=33kN</p><p>　　可變荷載設(shè)計(jì)值

34、 Q=8.775×4.5=39.49kN 取Q=40kN</p><p><b>　　5.2計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm，中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度</p><p>　　邊跨=4500-200-120=4180mm因0.0

35、25=104.5mm＜a/2=185mm，取=1.025+b/2=1.025×4180+400/2=4484.5mm近似取=4490mm</p><p>　　中跨 =4500mm</p><p>　　主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，因跨度相差不超過(guò)10%，故可利用附表6-2計(jì)算內(nèi)力</p><p>　　5.3內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖</p&g

36、t;<p>　　5.3.1彎矩設(shè)計(jì)值</p><p>　　彎矩M=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得</p><p>　　=0.244×33×4.49+0.289×40×4.49=88.061kN·m</p><p>　　=-0.267×33×4.495-0.311×

37、40×4.495=-95.5kN·m</p><p>　　=0.067×33×4.5+0.200×40×4.5=45.95kN·m</p><p>　　5.3.2剪力設(shè)計(jì)值</p><p>　　剪力V=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得</p><p>　　=0.73

38、3×33+0.866×40=58.83kN</p><p>　　=-1.267×33-1.311×40=-94.251kN</p><p>　　=1.0×33+1.222×40=81.88kN</p><p>　　5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖</p><p><b>　　彎矩

39、包絡(luò)圖：</b></p><p>　　①第1、3跨有可變荷載，第2跨沒(méi)有可變荷載。</p><p>　　由附表6-2知支座B或C的彎矩值為</p><p>　　==-0.267×33×4.49-0.133×40×4.49=-63.45kN·m</p><p>　　在第1跨內(nèi)以支座彎

40、矩=0，=-63.45kN·m的連線為基線。</p><p>　　作G=33kN，Q=30kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)彎矩值分別為：</p><p>　?。℅+Q）+=（33+40）×4.49-=88.11kN·m</p><p>　　（與前面計(jì)算的=88.06kN·m接近）</p>

41、<p>　　（G+Q）+=（33+40）×4.49-=66.96kN·m</p><p>　　在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-63.45kN·m，=-63.45kN·m的連線作為基線，</p><p>　　作G=33N，Q=0的簡(jiǎn)支彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：</p><p>　　G+=×33×

42、4.49-63.45=-14.06kN·m</p><p>　　②第1、2跨有可變荷載，第3跨沒(méi)有可變荷載</p><p>　　第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-95.5kN·m的連線為基線。</p><p>　　作G=33kN，Q=40kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)彎矩值分別為：</p><

43、p>　?。?3+40）×4.49-=61.03kN·m</p><p>　?。?3+40）×6.03-=51.6kN·m</p><p>　　在第2跨內(nèi)：=-0.267×33×4.49-0.089×40×4.49=-55.55kN·m，</p><p>　　以支座彎矩=-

44、95.5kN·m，=-55.55kN·m的連線為基線，</p><p>　　作G=33kN，Q=40kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得</p><p>　?。℅+Q）++（-）</p><p>　　=（33+40）×4.49-55.55+（-95.5+55.55）</p><p>　　=27.08kN·m</

45、p><p>　?。℅+Q）++（-）</p><p>　　=（33+40）×4.49-55.55+（-95.5+55.55）</p><p><b>　　=40.4kN·m</b></p><p>　?、鄣?跨有可變荷載，第1、3跨沒(méi)有可變荷載</p><p>　　==-0.267

46、×33×4.49-0.133×40×4.49=-63.45kN·m</p><p>　　第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處可變彎矩分別為：</p><p><b>　?。℅+Q）+</b></p><p>　　=（33+40）×4.49-63.45</p><p>　　=

47、45.81kN·m（與前面計(jì)算的=45.95kN·m接近）</p><p>　　第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩分別為：</p><p>　　G+=×33×4.49-×63.45=28.24kN·m</p><p>　　G+=×33×6.03-×63.45=14.06kN&#

48、183;m</p><p>　?、茉诘?跨內(nèi)有可變荷載，在第2、3跨內(nèi)沒(méi)有可變荷載</p><p>　　由附表6-2知支座B或C的彎矩值</p><p>　　=-0.267×33×4.49-0.178×40×4.49=-71.53kN·m</p><p>　　=-0.267×33&#

49、215;4.49+0.044×40×4.49=-31.66kN·m</p><p>　　在第2跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-71.53kN·m的連線為基線，</p><p>　　作G=33kN，Q=40kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)彎矩值分別為：</p><p><b>　　（G+Q）+<

50、/b></p><p>　　=×（33+40）×4.49-×63.45</p><p>　　=88.11kN·m</p><p><b>　?。℅+Q）+</b></p><p>　　=×（33+40）×4.49-×63.45</p>

51、<p>　　=66.96kN·m</p><p>　　在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-71.53kN·m，=-31.66kN·m的連線作為基線，作G=33kN，Q=0的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：</p><p><b>　　G+（-）+</b></p><p>　　=

52、5;33×4.49+（-71.53+31.66）-64.05</p><p>　　=-8.85kN·m</p><p><b>　　G+（-）+</b></p><p>　　=×33×4.49+（-71.53+31.66）-64.05</p><p><b>　　=4.4

53、4kN·m</b></p><p>　　彎矩包絡(luò)圖如下（a）所示。</p><p><b>　　剪力包絡(luò)圖：</b></p><p><b>　?、俚?跨</b></p><p>　　=58.83kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為58.83-33-40=-14.47kN；</p&

54、gt;<p>　　過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-14.47-33-40=-87.47kN</p><p>　　=-94.251kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-94.251+33+40=-21.251kN；</p><p>　　過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-21.251+33+40=51.749kN</p><p><b>　?、诘?跨</b><

55、/p><p>　　=81.88N；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為81.88-33=48.88kN。</p><p>　　當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時(shí)</p><p>　　=1.0×33+1.0×40=73kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為73-33-40=0。</p><p>　　剪力包絡(luò)圖如下（b）所示</p><p>

56、<b>　　主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖</b></p><p><b>　　5.4承載力計(jì)算圖</b></p><p>　　5.4.1正面受彎承載力</p><p>　　跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因==0.195＞0.1。翼緣計(jì)算寬度按=4.5/3=1.5mm和b+=200+1350mm中較小值確定取=1.5m</p>&l

57、t;p>　　B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值=-b/2=-95.5-73×0.4/2=--106.5kN·m?？v向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程列于下表。</p><p>　　主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。</p><p>　　5.4.2斜截面受剪承載力</p><p&g

58、t;<b>　　驗(yàn)算截面尺寸：</b></p><p>　　=-=380-80=300mm，因/b=300/200=1.5＜4截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25b=0.25×1×14.3×200×300=214.5kN＞=39.6kN，截面尺寸滿足要求。</p><p><b>　　計(jì)算所需腹筋：</b><

59、/p><p>　　采用Φ8@200雙肢箍筋，</p><p><b>　　=126.25KN</b></p><p>　　，，，因此支座B截面左右不需配置彎起鋼筋。</p><p><b>　　驗(yàn)算最小配箍率：</b></p><p>　　===0.25%＞0.24=0.16%，

60、滿足要求。</p><p>　　次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計(jì)算：</p><p>　　次梁傳來(lái)集中力=29.52+4070KN，=450-350=100mm，</p><p>　　附加箍筋布置范圍s=2+3b=2×100+3×200=800mm。</p><p>　　取附加箍筋Φ8@200雙肢，則在長(zhǎng)度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)

61、，m=800/200+1=7排，按照8排布置，次梁兩側(cè)各布置4排。</p><p>　　由式mn=8*2*50.3*210=169KN＞，滿足要求。</p><p>　　主梁邊支座需設(shè)置梁墊，計(jì)算從略。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　　[1] 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 G