鋼筋混凝土課程設(shè)計--單向肋屋蓋設(shè)計

1、<p>　　鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p><b>　　方案</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)平面布置</b></p><p><b>　　設(shè)計資料</b></p>

2、<p><b>　　板的設(shè)計</b></p><p><b>　　次梁設(shè)計</b></p><p><b>　　6.主梁設(shè)計</b></p><p>　　鋼筋混凝土課程設(shè)計單向肋屋蓋設(shè)計</p><p><b>　　1．方案</b></

3、p><p>　　本次樓蓋設(shè)計，擬做成單向樓蓋板設(shè)計。根據(jù)彈性薄板理論的分析結(jié)果，當(dāng)四邊支撐的板的長邊與短邊之比超過一定數(shù)值時，荷載主要是通過沿板的短邊方向的彎曲（及剪切）作用傳遞的，沿長邊方向傳遞的荷載可以忽略不計，這時可稱其為“單向板”。</p><p>　　根據(jù)主梁和次梁的排布，板的長邊和短邊之比為2.25所以可以設(shè)計成單向板樓蓋?！?lt;/p><p><b&g

4、t;　　2．結(jié)構(gòu)平面設(shè)計</b></p><p><b>　　3．設(shè)計資料</b></p><p>　　某輕工廠房為多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，磚砌體承重外墻厚370mm,鋼筋混凝土柱尺為400mm×400mm，建筑平面如圖１所示。圖示范圍內(nèi)不考慮樓、電梯間。</p><p><b>　　2.樓面做法

5、</b></p><p>　　40mm厚細(xì)石混凝土面層，容重為24kN/m3；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)層，鋼筋混凝土容重為25 kN/m3；15 mm厚石灰砂漿抹底，容重為17 kN/m3。</p><p><b>　　3.可變荷載</b></p><p><b>　　4.材料</b></p><

6、;p>　　混凝土采用C25～C40,由指導(dǎo)教師給出每個學(xué)生的具體數(shù)據(jù)；</p><p>　　鋼筋采用HPB235級、HRB400級。</p><p><b>　　4.板的設(shè)計</b></p><p>　　恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 40mm細(xì)石混泥土面層 0.04m*1m*24KN/m^3=0.96KN/m</p&g

7、t;<p>　　80mm樓面板 0.08m*1m*25KN/m^3=2.00KN/m</p><p>　　15mm石灰砂漿抹底 0.015m*1m*17KN/m^3=0.255KN/m</p><p>　　合計

8、 3.215KN/m</p><p>　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4KN/m</p><p><b>　　以活荷載為主時</b></p><p>　　g+q=γ0（γg*Gk+γq*γL*Qk）=1.0*(1.2*3.2

9、15+1.4*1.0*4)=9.94KN/m</p><p><b>　　以恒荷載為主時</b></p><p>　　g+q=γ0（γg*Gk+γq*γL*Ψc*Qk）=1.0*(1.35*3.215+1.4*1.0*1.0*4)=9.46KN/m</p><p>　　g+q取較大的=9.94KN/m</p><p>　

10、　L01/L02=5400/2400=2.25 故可按單向板設(shè)計，但應(yīng)適當(dāng)增加大跨度方向的配筋，以承擔(dān)長跨度方向的彎矩。</p><p>　　界面尺寸：h>=2400/40=60mm. 按構(gòu)造要求，工業(yè)廠房樓板 h>=80mm 故選定h=80mm.</p><p>　　因跨度數(shù)大于5跨，且跨度相差小于10%，故可按連續(xù)5跨連續(xù)梁設(shè)計，取1m寬板帶作為計算單元。</p

11、><p>　　邊跨L0=Ln+h/2=2400-120-100+40=2220mm>1.025Ln=2234.5mm</p><p>　　中跨L0=Ln=2400-200=2200mm</p><p>　　M=αm*(g+q)*L0^2</p><p>　　查連續(xù)梁和連續(xù)單向板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩計算系數(shù)αm</p>&l

12、t;p>　　得：邊跨中，1/11;離端第二支座，-1/11;中跨中，1/16；中間支座，1/14；</p><p>　　M1=-Mb=9.94*2.22^2/11=4.45</p><p>　　M2=M3=9.94*2.2^2/11=3.01</p><p>　　Mc=-9.94*2.2^2/14=-3.44</p><p>　　對于中

13、間區(qū)格單向板，其MC和M2應(yīng)乘0.8</p><p>　　Mc=-0.8*3.44=-2.75；M2=0.8*3.01=2.41</p><p><b>　　樓板受力計算分析圖</b></p><p>　　將數(shù)據(jù)填入以下計算表。</p><p>　　計算結(jié)果表明，支座界面的ξ均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則。 A

14、s/bh=251.5/(1000*80)=0.31%此值大于0.2%同時大于0.45ft/fy=0.45*1.34/210=0.306%故滿足最小配筋率的要求。</p><p><b>　　5.次梁設(shè)計：</b></p><p>　　次梁按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本多層廠房蓋的使用情況，樓蓋的次梁和主 梁的活荷載不考慮從屬面積的荷載折減。</p>&

15、lt;p>　　荷載設(shè)計值：對由于可變載效應(yīng)控制的組合</p><p><b>　　恒荷載</b></p><p>　　板傳來恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.215kN/m2×2.4m=7.72kN/m</p><p>　　次梁自重：0.2m×（0.45—0.08）m×25kN/m3=1.85kN/m</p>

16、<p>　　次梁兩側(cè)粉刷：0.015m×（0.45m—0.08m）×2×17kN/m3=0.19kN/m</p><p>　　恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：gk=9.76kN/m</p><p>　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=4kN/m2×2.4m=9.6N/m</p><p>　　荷載設(shè)計總值分以恒荷載為主和以活荷載為主：</p&

17、gt;<p>　　活荷載為主：g+q=γ0(γggk+γQγLqk)</p><p>　　=1.0×(1.2×9.76kN/m+1.4×9.6kN/m)</p><p>　　=25.15kN/m</p><p>　　恒荷載為主：g+q=γ0(γGgk+γQγLqkφc)</p><p>　　=1.0

18、×(1.35×9.76kN/m+1.0×1.0×1.04×9.6kN/m)</p><p>　　=26.62kN/m</p><p>　　取g+q的設(shè)計值為26.62kN/m</p><p>　　計算簡圖：次梁右磚墻上的支承長度設(shè)為240mm，主梁截面為300mm×600mm，次梁的計算跨度：</p&

19、gt;<p>　　邊跨：l01=ln1+a/2=(5400mm－120mm－300mm/2)+240mm/2</p><p><b>　　=5250mm</b></p><p>　　1.025ln1=1.025×(5400mm－120mm－300mm/2)</p><p><b>　　=5258mm</b

20、></p><p>　　取l01=5250mm ln1=5130mm</p><p>　　中間跨l02=ln2=5400mm－300mm=5100mm</p><p>　　因跨度相差小于10％可按等跨連續(xù)梁計算，次梁的計算簡圖如下所示：</p><p>　　內(nèi)力計算，查表分別查到彎矩計算系數(shù)和剪力計算系數(shù)</p>

21、<p><b>　　彎矩設(shè)計值</b></p><p>　　M1=（g+q)l012/11=26.62kN/m×(5.25m)2/11=66.71</p><p>　　MB=－（g+q)l012/11=－26.62kN/m×(5.25m)2/11=－66.71</p><p>　　M2=M3=(g+q)l022/

22、16=26.62kN/m×(5.1m)2/14=43.28</p><p>　　Mc=－(g＋q)=l022/14=26.62kN/m×(5.1m)2/14=－49.46</p><p><b>　　剪力設(shè)計值</b></p><p>　　VA=0.45×(g＋q)ln1=0.45×26.62kN/m&#

23、215;5.13m=61.46kN</p><p>　　VBl=0.60×(g＋q)ln1=0.60×26.62kN/m×5.13m=81.94kN</p><p>　　VBr=VC=0.55×(g＋q)ln2=0.55×26.62kN/m×5.10m=74.67kN</p><p>　　承載力計算：次梁的

24、計算內(nèi)容包括正截面受彎承載力計算和斜截面受剪承載 力計算</p><p>　　1）正截面受彎承載力計算：次梁混凝土等級為C30</p><p>　　α1=1 fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2</p><p>　　縱向鋼筋采用HRB400 fyv=360N/mm2</p><p>　　箍筋采用 HPB

25、235 fyv=210N/mm2</p><p>　　次梁支座，截面按矩形截面計算，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣b'f取值：</p><p>　　b'f=l/3=5400mm/3=1800mm</p><p>　　又b'f=b＋Sn=200mm+2400mm－200mm=2400mm</p><p>　　故取b'

26、;f=1800mm</p><p>　　B支座截面縱向鋼筋按兩排布置 h0=450mm－60mm=390mm</p><p>　　其余截面均布置一排鋼筋 h0=450mm－40mm=410mm</p><p><b>　　判斷跨內(nèi)截面類型：</b></p><p>　　由α1fcb'fh'f(h0－h(huán)

27、'f/2)=1.0×14.3N/mm2×1800mm×80mm×(410mm－80mm/2)</p><p>　　=761.9>63.9</p><p>　　故屬于第一類T形截面，即跨內(nèi)按寬度為b'f的矩形截面計算</p><p>　　次梁正截面配筋計算過程</p><p>　　2

28、）斜截面受剪承載力計算，驗算截面尺寸</p><p>　　hw=h0－h(huán)'f=410mm－80mm=330mm</p><p>　　hw/b=330mm/200mm<4</p><p>　　混凝土采用C30 βc=1.0 故對B支座截面尺寸按下式驗算</p><p>　　0.25βcfcbh0=0.25×1.0&#

29、215;14.3kN/mm2×200mm×410mm</p><p>　　=293.15kN>Vmax=78.49kN</p><p><b>　　故截面尺寸滿足要求</b></p><p>　　驗算是否需要計算配置箍筋（對B支座左截面）：</p><p>　　0.7ftbh0=0.7×

30、;1.43N/mm2×200mm×410mm</p><p>　　=82.08kN>Vmax=81.94kN</p><p>　　故需要按照構(gòu)造配筋 采用Ф8＠200mm雙肢箍筋</p><p><b>　　驗算配筋率下限值：</b></p><p>　　彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：

31、</p><p>　　0.3fbfyv=0.3×1.43/210=2.041×10-3</p><p><b>　　實際配筋率： </b></p><p>　　ρsv=Asv/bs=100.48mm2/(200mm×200mm)</p><p>　　=2.512×10-3>

32、;2.041×10-3</p><p><b>　　6.主梁設(shè)計：</b></p><p>　　主梁按彈性理論設(shè)計，不考慮塑形內(nèi)力重分布。</p><p>　　1）荷載設(shè)計值 為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載：</p><p>　　次梁傳來的恒荷載設(shè)計值 1.2×9.76kN/m

33、15;5.4m=63.24kN</p><p>　　主梁自重（含粉刷）恒荷載設(shè)計值 </p><p>　　1.2×（0.6－0.08）×0.3×2.4×25＋2×（0.6－0.08） ×0.015×2.4×17×1.2=12.25kN</p><p>　　恒荷載設(shè)計值

34、 G=63.24+12=75.49kN</p><p>　　活荷載設(shè)計值 Q=72.58kN</p><p>　　2)計算簡圖 主梁端部支承在外縱墻上，支承長度為370mm；中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上，主梁按連續(xù)梁計算，其計算跨度：</p><p>　　邊跨 ln1=7200mm－120mm－200mm=6880mm&l

35、t;/p><p>　　因0.025ln=172<=185mm</p><p>　　l01=1.025ln+b/2=7252mm 近似取l01=7250mm</p><p>　　中跨 l02=7200mm</p><p><b>　　主梁計算簡圖如下：</b></p><p>　　3)內(nèi)力

36、設(shè)計及包絡(luò)圖 因跨度相差不超過10％，故可用查表法計算內(nèi)力</p><p>　　M=表中系數(shù)×Ql(或Gl)</p><p>　　V=表中系數(shù)×Q(或G)</p><p>　　主梁在恒載、活載分別作用下的彎矩及剪力計算表</p><p>　　主梁在不同荷載組合下的各截面的彎矩及剪力計算表</p><p

37、>　　4)承載力計算。主梁C30混凝土，α1=1 fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2</p><p>　　縱向鋼筋采用HRB400 fy=360N/mm2</p><p>　　箍筋采用HPB235 fyv=210N/mm2</p><p>　　(1)正截面受彎承載力計算，支座及跨內(nèi)負(fù)彎矩截面按矩形截面計算，跨內(nèi)正截面按

38、T型截面計算。</p><p>　　縱向受力鋼筋支座截面為二排 h0=600mm-80mm=520mm</p><p>　　跨內(nèi)截面均為一排 h0=600mm-40mm=560mm</p><p>　　確定翼緣計算寬度: </p><p>　　因80mm/520mm > 0.1無具體要求，去下

39、列兩式中的較小值： </p><p>　　L/3=7.2m/3=2.4m 又 b＋sn=0.3m＋5.1m=5.4m</p><p>　　故取b'f=2.4m=2400mm</p><p><b>　　判斷跨內(nèi)截面類型：</b></p><p>　　由α1fcb'f(h0－h(huán)'f/2)=1.0&#

40、215;14.3N/mm2×240mm×80mm×(560mm－80mm/2)</p><p>　　=1427.71>285.61</p><p>　　故屬于第一類T形截面</p><p>　　B支座邊緣的彎矩設(shè)計值MB為</p><p>　　MB=MBmax－V0×b/2=－310.58＋(75

41、.49kN+72.58kN)×0.4m/2</p><p><b>　　=－280.97</b></p><p>　　主梁正截面承載力計算過程如下表：</p><p>　　主梁正截面承載力計算表</p><p>　　主梁縱向鋼筋彎起和切斷由彎矩包絡(luò)圖作材料抵抗彎矩圖確定</p><p>

42、　　(2)斜截面受剪承載力計算。驗算截面尺寸</p><p>　　hw=h0－h(huán)'f=5600mm－800mm=480mm</p><p>　　hw/b=480mm/300mm<4.0</p><p>　　混凝土采用C30 βc=1.0 故截面尺寸按下式驗算：</p><p>　　0.25βcfcbh0=0.25×1

43、.0×14.3N/mm2×300mm×520mm</p><p>　　=557.7kN>Vmax=190.08kN</p><p><b>　　截面尺寸滿足要求</b></p><p>　　計算所需腹筋：采用Ф8＠200mm的雙肢箍筋，沿主梁全長布置，則由混凝土和 箍筋所承受的剪力為：</p>

44、<p>　　Vcs=0.7ftbh0＋1.25fyvh0</p><p>　　=0.7×1.43N/mm2×300mm×520mm＋1.25×210kN/mm2×(100.6mm2/200mm)×520mm</p><p><b>　　=224.8kN</b></p><p&

45、gt;　　由VA=118.18kN<Vcs</p><p>　　可知主梁內(nèi)腹筋僅配箍筋即滿足斜截面受剪承載力要求</p><p><b>　　驗算最小配筋率：</b></p><p>　　Ρsv=Asv/bs=100.6mm2/(300mm×200mm)</p><p>　　=0.167％>0.24

46、×ft/fyv=0.24×1.43/210=0.163％</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算</p><p><b>　　次梁傳來的集中力</b></p><p>　　fl=62.61kN＋72.58kN=135.2kN&

47、lt;/p><p>　　nl=600mm－450mm=150mm</p><p>　　附加箍筋配置范圍 S=2h1＋3b=2×150mm＋3×200mm=900mm</p><p>　　取附加箍筋Ф8＠100雙肢，從距次梁邊50mm處開始布置，每邊3道，左右共6道.全部附加箍筋均在S范圍內(nèi)。另加吊筋 116 Asb=201mm2</

48、p><p>　　附加鋼筋可承受力為：</p><p>　　2fyAsbsinα＋mnfyvAsv=2×360N/mm2×201mm2×sin45。＋6×2×210N/mm2×50.3mm2</p><p>　　=229.0kN>fl=135kN</p><p><b>