楼盖设计任务指导

钢筋混凝土结构课程设计任务书设计题目：多层工业厂房楼面——采用现浇钢筋砼单向板肋梁楼盖（一类环境）,内框架承重体系，外墙厚240mm，如图1所示。一、设计内容：1、结构平面布置：柱网、主梁、次梁及板的布置。2、板的强度计算：（板的内力按考虑塑性变形内力重分布的方法计算）。3、次梁的强度计算：（次梁的内力按考虑塑性变形内力重分布的方法计算）。4、主梁的强度计算：（主梁内力按弹性理论计算）。绘制施工图。（1）结构平面布置图（主、次梁及板相应编号）；（2）板、次梁配筋图；（3）主梁配筋图，钢筋分离图；主梁弯矩包络图及材料抵抗弯矩图；（4）钢筋表及必要的施工说明。注：所有的钢筋应编号，在钢筋表中列出。二、设计资料：1、题号：第题;2、建筑平面尺寸：（见图1）注：（1）主梁下设砼垫块200mm厚。（2）主梁下墙垛尺寸为370×490（3）中柱用钢筋砼柱，尺寸为：400×400位置由设计者据柱网布置确定。3、荷载：（1）使用荷载（即活荷载）见下表（由指导教师在下图中指定给学生的题号）。（2）楼面面层：20mm厚水泥砂浆γM=18kN/m3（3）钢筋砼容重：γC=25kN/m3（4）梁侧面，板底粉刷层：15mm厚混合砂浆γ=17kN/m34、材料：（1）砼强度等级：C25（3）钢筋：主、次梁的主筋采用HRB400级钢筋；箍筋采用HPB300级钢筋；板采用HRB335级钢筋或HRB400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（6m），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图所示。按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2000/40=50㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥80㎜，所以板厚取h=80㎜。次梁截面高度应满足(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×6300（6000）=350~525mm（333~500），取h=500mm，截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×500=167~250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8)×6000=429~750mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×650=217~325mm,取b=300mm。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20mm厚水泥沙浆面层：0.02×20=0.4KN/㎡80mm厚钢筋混凝土板：0.08×25=2.0KN/㎡15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015×17=0.255KN/㎡小计2.655KN/㎡活荷载标准值：10.0KN/㎡（5.5kN）因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以活荷载分项系数取3.1，恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.168KN/㎡活荷载设计值：q=10×1.3=13.0KN/㎡（5.5*1.3=7.15）荷载设计总值：g+q=16.186KN/㎡（7.15+3.168=10.318）,近似取16.2KN/㎡（10.3）（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，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=mm120，则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值确定：l01=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mml011=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840mm故边跨板的计算跨度取lo1=1820mm中间跨：l02=ln=2000-200=1800mm板的计算简图如图所示。（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αM,，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M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.82l01=1.82l02=1.80l02=1.8020)(lqgMM(kN.m)16.2×1.82×1.82/11=4.88-16.2×1.82×1.82/11=-4.8816.2×1.80×1.80/16=3.28-16.2×1.80×1.80/14=-3.75（4）配筋计算——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=11.9N/mm2，HPB235钢筋，fy=210N/mm2。对轴线②~⑤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置1B2C弯矩设计值（mkN）4.88-4.883.28-3.75αs=M/α1fcbh020.114-0.1140.077-0.088s211ξ0.1210.1-0.1210.350.080.1-0.0920.35轴线①~②⑤~⑥计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy411-411272313实际配筋（mm2）10@19010@1908@1808@160As=413As=413As=279As=314轴线②~⑤计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy4114110.8×272=2180.8×313=250实际配筋（mm2）10@19010@1908@1808@180As=413As=413As=279As=279配筋率验算pmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.52%P=As/bh=0.47%P=As/bh=0.47%（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。板的配筋图如图所示。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：3.186×2.0=6.372KN/m次梁自重：0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52KN/m次梁粉刷：2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257KN/m小计g=9.149KN/m活荷载设计值：q=13×2.0=26KN/m荷载总设计值：q+g=26+9.149=35.149KN/m近似取荷载35.15KN/m（2）、计算简图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=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：l01=ln+h/2=(6300-120-300/2)+240/2=6150mml011=1.025ln=1.025×6300=6181mm故边跨板的计算跨度取lo1=6150mm中间跨：l02=ln=6300-300=6000mm计算简图如图所示。（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M和剪力系数V。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M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.15l01=6.15l02=6.0l02=6.020)(lqgMM(kN.m)35.15×6.152/11=120.86-35.15×6.152/11=-120.8635.15×6.02/16=79.1-35.15×6.02/14=-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V0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.03ln1=6.03ln2=6.0ln2=6.0nVlqgV)((kN)0.45x35.15x6.03=95.38KN0.6x25.15x6.03=127.17KN0.55x25.15x6.0=116KN0.55x25.15x6.0=116KN（4）配筋计算①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：b’f=lo/3=6000/3=2000mmb’f=b+Sn=200+2000-2000=2000mm故取b’f＝2000mmC25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算②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-b’f=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.934,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7KNVmax=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A左B右BCV)(kN95.38127.17116116025.0bhfcc)(kN276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足276.7V截面满足07.0bhfVtc)(kN82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋82.7V需配箍筋选用钢筋2Ф82Ф82Ф82Ф81svsvnAA100.6100.6100.6100.6)/(25.10csvyvVVhAfs968.4276.1368.8368.8实配箍筋间距200200200200025.1hsAfVVsvyvccs144.1V满足144.1V满足144.1V满足144.1V满足截面1B2C弯矩设计值（mkN）120.86-120.8679.1-90.4αs=M/α1fcbh02120.86x106/(1x11.9x2000x4652)=0.023120.86x106/(1x11.9x200x4652)=0.23579.1x106/(1x11.9x2000x4652)=0.015490.4x106/(1x11.9x2000x4652)=0.176s211ξ0.0230.10.2720.350.01550.10.1950.35选配钢筋计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy0.023x2000x465x1x11.9/300=848.50.272x200x465x1x11.9/300=1003.40.0155x2000x465x1x11.9/300=571.80.195x2000x465x1x11.9/300=719.4实际配筋（mm2）2Ф18+1Ф222Ф22+1Ф181Ф22+2Ф122Ф20+1Ф12As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.1（5）施工图的绘制次梁配筋图如图所示，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=afyd/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离:l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm.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）次梁传来的荷载：9.149×6.3=57.64KN主梁自重（含粉刷）：[（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17