《工程結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)

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1、 《工程結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì) 題目：鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 學(xué) 院：工 學(xué) 院 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 工程管理1201 指導(dǎo)教師： 二O 一五年五月 一、前言 《工程結(jié)構(gòu)》作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程設(shè)計(jì)是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。在專業(yè)課理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過(guò)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固所學(xué)課程的內(nèi)容，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自己動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃和《工程結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱規(guī)定，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院工程管理專業(yè)有1周《工程結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)。

2、 課程設(shè)計(jì)的主要目的是鞏固和運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單工程實(shí)例的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論的掌握，進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要過(guò)程、注意事項(xiàng)，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范的內(nèi)容和使用方法，加深學(xué)生對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目中對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容的了解，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用本課程設(shè)計(jì)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)目的 1、掌握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； 2、掌握板厚及梁系截面尺寸的確定方法； 3、通過(guò)板及次梁的計(jì)算，掌握按考慮塑性內(nèi)力重分布分析內(nèi)力的計(jì)算方法； 4、通過(guò)主梁的計(jì)算，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的計(jì)算方法，并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法；

3、 5、掌握板、梁的配筋計(jì)算； 6、了解并熟悉現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)的有關(guān)構(gòu)造要求； 7、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； 8、學(xué)會(huì)編制鋼筋材料表。 三、設(shè)計(jì)資料 某多層工業(yè)建筑樓蓋平面圖如圖1所示，L1、L2尺寸見(jiàn)表1，環(huán)境類別為一類，樓梯采用室外懸挑樓梯。樓面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示，樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。 圖1 樓蓋平面圖 四、設(shè)計(jì)資料 1、生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，其中縱墻厚370mm，橫墻厚度240mm，采用MU10燒結(jié)普通磚、M5混合砂漿砌筑。內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸

4、為350mm350mm。 2、材料：混凝土采用C30；主梁及次梁受力筋用HRB335或HRB400級(jí)鋼筋，板內(nèi)及梁內(nèi)的其它鋼筋采用HRB335或HPB300級(jí)。 3、樓面面層：水磨石地面；樓蓋自重：鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值；天花板粉刷：。 五、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、按指定的設(shè)計(jì)號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提交紙質(zhì)稿計(jì)算書。 2、結(jié)構(gòu)平面布置圖：柱網(wǎng)、主梁、次梁及板的布置 3、板的強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算） 4、次梁強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算） 5、主梁強(qiáng)度計(jì)算（按彈性理論計(jì)算） 6、用2號(hào)圖紙2張繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖： ①結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200） ②板的配筋圖（1：50） ③次梁的

5、配筋圖（1：50；1：25） ④主梁的配筋圖（1：40；1：20）及彎矩M、剪力V的包絡(luò)圖 7、板和次梁采用塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算；主梁采用彈性理論計(jì)算； 六、具體要求 計(jì)算書要求采用A4紙書寫或打印，字跡要求工整，條理清楚，頁(yè)碼齊全，表格規(guī)范并編寫表格序號(hào)，主要計(jì)算步驟、計(jì)算公式、計(jì)算簡(jiǎn)圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計(jì)算過(guò)程。 圖面應(yīng)整潔，布置應(yīng)勻稱，字體和線型應(yīng)符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。 提交全部成果時(shí)請(qǐng)附封面，并在封面上寫明專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)等。圖紙按照標(biāo)準(zhǔn)格式折疊。 七、參考文獻(xiàn) 1、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012），中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

6、范》（GB50010-2010），中國(guó)建筑工業(yè)出版社 3、《混凝土結(jié)構(gòu)》（上冊(cè)、中冊(cè)）（第五版），東南大學(xué)、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)合編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社 4、《混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)》（上冊(cè)）（第二版），滕智明、朱金銓，中國(guó)建 筑工業(yè)出版社 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 一、平面結(jié)構(gòu)布置 梁格布置應(yīng)根據(jù)建筑物使用要求確定，因本廠房在使用上無(wú)特殊要求，故結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足實(shí)用經(jīng)濟(jì)的原則，并注意以下問(wèn)題。 1、柱網(wǎng)布置可為正方形或長(zhǎng)方形。 2、板跨一般為1.7～2.5m，次梁跨度一般是4.0～6.0m，主梁跨度則為5.0～8.0m，同時(shí)宜為板跨的

7、3倍（2道次梁）。 3、對(duì)于板、次梁和主梁，各跨宜布置成等跨，無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)各跨跨差不宜超過(guò)10%。 已知： 1、生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，其中縱墻厚370mm，橫墻厚度240mm，采用MU10燒結(jié)普通磚、M5混合砂漿砌筑。內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為350mm350mm。 2、材料：混凝土采用C30；主梁及次梁受力筋用HRB400級(jí)鋼筋，板內(nèi)及梁內(nèi)的其它鋼筋采用HPB300級(jí)。 3、樓面面層：水磨石地面；樓蓋自重：鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值；天花板粉刷：。 4、，，樓面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 二、板的設(shè)計(jì)（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算） 1、板、次梁、主梁的截面尺寸確定。 板厚 ，

8、（當(dāng)時(shí)，滿足剛度要求，可不驗(yàn)算撓度）。 次梁 主梁 確定板厚h=80mm。 荷載 取1m寬板帶計(jì)算： 面層 水磨石每平方米重1 = 0.65 板自重 板厚g1 = 2 平頂粉刷每平方米重1 = 0.25 恒載： 2.9 活載：標(biāo)準(zhǔn)值1 =7.7 設(shè)計(jì)值總值： = 13.23 、內(nèi)力計(jì)算： 計(jì)算跨度 板厚h=80mm，次梁（CL）截面=bh=200mm450mm 邊跨 =（2300-100-120+80/2）=2120m

9、m, =(2300-200/2-120)=2080mm 中間跨 =2300-200=2100mm，=2100mm 跨度差=（2120-2100）/2300=8.7%<10%,可按等跨連續(xù)梁查表計(jì)算 彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算表 截面位置 彎矩系數(shù) 彎矩設(shè)計(jì)值M（） 邊跨跨內(nèi) 13.23=5.14 B支座 - -13.23=-5.14 中間跨跨內(nèi) 13.23=3.65 中間C支座 13.23=-4.17 、配筋計(jì)算： B=1000mm，h=80mm，=（15+5）=20mm，=h-=60mm，=14.3N/，=1.43 N/，=270N/. 配筋表 截

10、面位置 M/(kN?m) =M/b (=b/) 實(shí)配鋼筋 邊跨內(nèi) 5.14 0.105 0.111 353.57 Ф6/8@110，357 B支座 -5.14 0.105 0.111 353.57 Ф6/8@110，357 中間 跨內(nèi) ～，～軸線間 3.65 0.071 0.074 233.97 Ф6@110，257 ～軸線間 3.650.8 0.057 0.059 185.75 Ф6@110，257 中間C 支座 ～，～軸線間 -4.17 0.081 0.085 268.83 Ф6/8@110，357 ～軸線間

11、 -4.170.8 0.065 0.067 213.06 Ф6@110，257 表中值均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。 板的配筋圖如附加圖紙所示。 三、次梁設(shè)計(jì)（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算） 1、確定計(jì)算跨度及計(jì)算簡(jiǎn)圖。 bh=200mm450mm，按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力。 、荷載計(jì)算： 由板傳來(lái)：板恒載（2.9KN/）次梁間距(2.3m) = 6.67 次梁肋自重： 鋼筋混凝土容重 = 1.85 次梁粉刷重粉刷層每平米重 =0.185 恒載：8.075 活載：活載標(biāo)準(zhǔn)值次梁間距=17.25 設(shè)計(jì)值

12、總值： =32.871 、內(nèi)力計(jì)算： 主梁截面（ZL）bh=200mm600mm 邊跨 凈跨度 =（6900-120-150）=6630mm 計(jì)算跨度 =(6630-250/2=6755mm 中間跨 凈跨度 =6900-300=6600mm， 計(jì)算跨度 =6600mm 跨度差=（6755-6600）/6600=2.3%<10%,可按等跨連續(xù)梁查表計(jì)算 彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算列表 截面位置 彎矩系數(shù) 彎矩設(shè)計(jì)值M（）/(KN?m) 邊跨跨內(nèi) 32.871=136.355 B支座 - -32.871=-136.355 中間跨跨內(nèi) 32.

13、871=89.491 中間C支座 32.871=-102.276 剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算列表 截面位置 剪力系數(shù) 剪力設(shè)計(jì)值V（）/KN 邊支座A 0.45 0.4532.8716.63=98.07 B支座左 0.60 0.6032.8716.63=130.76 B支座右 0.55 0.5532.8716.6=119.32 C支座左/右 0.55 0.5532.8716.6=119.32 配筋 （1） 正截面受彎承載力計(jì)算 b=200mm，h=450mm，=（25+10）=35mm，=h-=450-35=415mm，=80mm 翼緣計(jì)算寬度

14、 邊跨 =6755mm/3=2252mm<2300mm 中跨 =6600mm/3=2200mm<2300mm =14.3N/，=1.43N/，=360/ N/ （-/2）=14.3220080（415-40）=943kN/m>136.355 kN/m 故次梁跨內(nèi)截面按第一類T型截面梁計(jì)算，支座截面按矩形截面計(jì)算。 縱向鋼筋配筋表 截面位置 M/(KN?m) b或/mm =M/b (=b/) 實(shí)配鋼筋 邊跨跨內(nèi) 136.355 2252 0.025 0.025 928 1C16+2C20，1030 B支座 -136.355 200 0

15、.277 0.0332 1095 4C20，1256 中間跨跨內(nèi) 89.491 2200 0.0165 0.017 617 2C20，628 C支座 -102.276 200 0.208 0.236 778 4C16，804 (2)斜截面受剪承載力 b=200mm，=415mm，=270N/，則 0.25b=0.2514.3 N/200mm415mm=296.725kN>130.76kN(支座左邊) 截面尺寸滿足要求。 0.94 b=111.57kN，箍筋采用雙肢A6，=28.3。 箍筋配筋表 截面位置 V/KN V/b 箍筋 S[=

16、(1.25n)/(V-0.7b)] 實(shí)配鋼筋 邊跨跨內(nèi) 98.07 0.826<0.94 構(gòu)造配筋 A6@180 B支座 130.76 1.102>0.94 計(jì)算配筋 276 A6@180 中間跨跨內(nèi) 119.32 1.005>0.94 計(jì)算配筋 242 A6@180 C支座 119.32 1.005>0.94 計(jì)算配筋 242 A6@180 實(shí)配鋼筋間距s=180mm<=200mm，則 = n/(bs)=(228.3)/(200180)=0.157%>=0.24/=0.145% 滿足構(gòu)造要求。次梁（CL）詳圖如附加圖所示

17、。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和構(gòu)造要求，繪制次梁配筋示意圖。 四、主梁設(shè)計(jì)（內(nèi)力按彈性理論計(jì)算） 1、計(jì)算簡(jiǎn)圖： 柱截面350mm350mm，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多，故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。主梁端部支承于磚壁柱上，其支承長(zhǎng)度a=370mm。 主梁截面（ZL）bh=200mm600mm 邊跨 凈跨度 =（6900-120-175）=6605mm 計(jì)算跨度 =(6605+175+370/2=6955mm 中間跨 凈跨度 =6900-350=6550mm， 計(jì)算跨度 =6900mm 2、荷載計(jì)算： 為簡(jiǎn)化計(jì)算，主梁自重亦按

18、集中荷載考慮。 次梁傳來(lái)的荷載：次梁恒載（8.075kN）主梁間距=60.06 主梁自重： 次梁間距g= 8.97 主梁粉刷重： 次梁間距每平米粉刷層重= 0.598 恒載：69.628 則：83.55 活載： 17.25 kN 則Q=次梁活載1.3主梁間距 154.73 Q + Q = 238.28 kN 1) 其中，可由書中表查取，L計(jì)算跨度，對(duì)于B支座，計(jì)算跨度可取相鄰兩跨的平均值。 2） 其中，可由書中表查取， 3、內(nèi)力計(jì)算：

19、主梁彎矩計(jì)算 項(xiàng)次 荷載簡(jiǎn)圖 ∕ ① 0.244 140.66 -0.267 -153.92 0.067 38.63 ∕ ② 0.289 308.5 -0.133 -142 -0.133 -142 ∕ ③ -0.044 -46.98 -0.133 -142 0.2 213.53 ∕ ④ 0.229 244.49 -0.311 -332.04 0.096 102.5 ∕ ⑤ -0.030 -32.03 -0.089 -95.02 0.170 181.5 ∕ 組合項(xiàng)次 +

20、 + + + 組合值 -295.92 -295.92 -485.96 -248.94 組合項(xiàng)次 + + + + 組合值 449.16 252.16 385.15 220.12 由此可作出下列幾種情況下的內(nèi)力圖： ① +②； ①+③； ①+④； ①+⑤ 以上各圖繪于同一坐標(biāo)系上，取其外包線，則為彎矩包絡(luò)圖。 主梁剪力計(jì)算 項(xiàng)次 荷載簡(jiǎn)圖 ① 0.733 61.24 -1.267 -105.86 1.000 83.55 ② 0.866 134 -1.134 -175.46 0 0

21、 -0.133 -20.58 -0.133 -20.58 1.000 154.75 ④ 0.689 106.6 -1.311 -202.85 1.222 189.08 組合項(xiàng)次 + + + 組合值 -281.32 26.44 -308.71 組合項(xiàng)次 + + + 組合值 195.24 238.3 272.63 同樣可繪出剪力包絡(luò)圖。 4、配筋 （1）正截面受彎承載力計(jì)算 b=300mm，h=600mm，=40mm，=h-=560mm，=80mm 翼緣寬度=6900mm/3=2300mm =14.3N

22、/，=1.43N/，=360/ N/ （-/2）=1368.2kN/m>449.16kN/m 截面 位置 b或/mm /mm =M/b (=b/) 實(shí)配鋼筋 邊跨內(nèi) 449.16 2300 560 0.044 0.045 2302.3 4C20+3C22，2396 B支座 252.16 300 520 0.217 0.248 1536.8 4C22，1520 中間 跨內(nèi) 385.15 2300 560 0.038 0.039 1995.3 3C20+3C22，2082 -248.94 300 545 0.19

23、5 0.219 1422.3 4C22，1520 故主梁跨內(nèi)截面按第一類T形截面計(jì)算，支座截面按矩形截面計(jì)算。 縱向鋼筋配筋表 （2） 斜截面受剪承載力計(jì)算 b=300mm，= 560mm，=270N/，0.25b=557.7kN>252.8kN 截面尺寸滿足要求。 0.94 b=209.7kN，箍筋采用雙肢A8，=50.3。 箍筋配筋表 截面位置 V/kN V/b 箍筋 實(shí)配箍筋 邊跨跨內(nèi) 195.24 0.875<0.94 構(gòu)造配筋 A8@220 B支座左 238.3 1.07>0.94 計(jì)算配筋 A8@220 B支座右 272.6

24、3 1.22>0.94 計(jì)算配筋 A8@220 5、與次梁相交處附加橫向鋼筋面積 由次梁傳于主梁的集中荷載=60.06kN1.2+119.0251.3=226.8kN 采用雙肢A8箍筋，=50.3，需配置的附加橫向鋼筋總面積=F/（sinα）=226.8/270=840 箍筋個(gè)數(shù)m=840/(250.3)=8.3個(gè)。應(yīng)配置9個(gè)。一側(cè)4根，一側(cè)5根。 6、鋼筋布置 1）彎起鋼筋的彎起點(diǎn)距該鋼筋強(qiáng)度的充分利用點(diǎn)大于/2。前一排鋼筋彎起點(diǎn)至后一排鋼筋彎終點(diǎn)的距離小于。 2）B支座負(fù)彎矩縱向鋼筋的截?cái)帱c(diǎn)位置 V>0.7b，鋼筋的延伸長(zhǎng)度從按正截面受彎承載

25、力計(jì)算不需要截面伸出不應(yīng)小于且不小于20d，同時(shí)，從充分利用點(diǎn)伸出的長(zhǎng)度應(yīng)不小于1.2（+） 3）跨內(nèi)正彎矩縱向鋼筋伸入支座的長(zhǎng)度≥12d 鋼筋錨固和伸出長(zhǎng)度 鋼筋直徑 =αd/ = 按計(jì)算不需要截面長(zhǎng)度（不小于） 充分利用截面伸出長(zhǎng)度（不小于） （不小于） C22 873 873 720 1690 270 C20 794 794 720 1690 250 C16 635 635 720 1690 200 4）支座A處按構(gòu)造要求配置的副彎矩縱向鋼筋面積應(yīng)不小于1/4跨內(nèi)下部縱向受力鋼筋計(jì)算截面面積，配置2C12+1C16，=427>1633/4=408。 主梁（ZL）正截面受彎承載力圖及結(jié)構(gòu)詳圖如附加圖紙所示。 13