鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設計任務書一、 設計題目及目的題目：設計某三層輕工廠房車間的整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。目的：1、了解單向板肋梁蓋的荷載傳遞關系及其計算簡圖的確定。2、通過板及次梁的計算，掌握考慮塑性內力重分布的計算方法。3、通過主梁的計算，掌握按彈性理論分析內力的方法，并熟悉內力包絡圖和材料圖的繪制方法。4、了解并熟悉現(xiàn)澆梁板的有關構造要求。5、掌握鋼筋混凝土結構施工圖的表達方式，制圖規(guī)定，進一步提高制圖的基本技能。6、學會編制鋼筋材料表。二、 設計內容1、結構平面布置圖：柱網、主梁、次梁及板的布置2、板的強度計算（按塑性內力重分布計算）3、次梁強度計算（按塑性內力重分布計算）4、主梁強度計算（按彈性理論計算）5、繪制結構施工圖（1） 、結構平面布置圖（1：200）（2） 、板的配筋圖（1：50）（3） 、次梁的配筋圖（1：50；1：25）（4） 、主梁的配筋圖（1：40；1：20）及彎矩 M、剪力 V 的包絡圖（5） 、鋼筋明細表及圖紙說明三、 設計資料1、車間類別為三類金工車間，車間內無侵蝕性介質，結構平面及柱網布置如圖。經查規(guī)范資料：板跨≥1.2m 時，樓面的活荷載標準值為 16.0kN/㎡；板跨≥2.0m 時，樓面的活荷載標準值為 10.0kN/㎡；次梁（肋梁）間距≥1.2m 時，樓面的活荷載標準值為 10.0kN/㎡；次梁（肋梁）間距≥2.0m 時，樓面的活荷載標準值為 8.0kN/㎡。數(shù)據(jù)：Lx=6000, Ly=6300。LL2 樓面構造。采用 20mm 厚水泥砂漿抹面，15mm 厚混合砂漿天棚抹灰。3 屋面構造（計算柱內力用） 。三氈四油防水層，20 厚水泥砂漿找平層、150 厚（平均）爐渣找坡層、120 厚水泥珍珠巖制品保溫層、一氈二油隔氣層、60 厚鋼筋混凝土屋面板、15厚混合砂漿天棚抹灰。4 梁、柱用 15 厚混合砂漿抹灰。5 混凝土采用 C25；主梁、次梁受力筋采用 HRB335 級鋼筋，其他均采用 HPB235 級鋼筋。鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計計算書1、樓蓋梁格布置及截面尺寸確定確定主梁的跨度為 6.0m，次梁的跨度為 6.3m，主梁每跨內布置兩根次梁，板的跨度為 2.0m。樓蓋結構的平面布置圖如圖所示。按高跨比條件要求板的厚度 h≥l/40=2000/40=50㎜，對工業(yè)建筑的樓板，要求h≥80㎜，所以板厚取 h=80㎜。次梁截面高度應滿足(1/18 ~ 1/12)l=(1/18 ~ 1/12)×6300=350 ~525mm，取 h=500mm，截面寬 b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2) ×500=167 ~250mm，取 b=200mm。主梁截面高度應滿足 h=(1/14 ~ 1/8 )l=(1/14 ~ 1/8) ×6000=429~750mm,取 h=650mm，截面寬度 b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2) ×650=217 ~ 325mm,取 b=300mm。3、 板的設計——按考慮塑性內力重分布設計（1） 、荷載計算恒荷載標準值20mm 厚水泥沙漿面層：0.02 ×20=0.4 kN/㎡80mm 厚鋼筋混凝土板：0.08×25=2.0 kN/㎡15mm 厚混合沙漿天棚抹灰：0.015×17=0.255 kN/㎡小計 2.655 kN/㎡活荷載標準值： 10.0 kN/㎡因為是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標準值大于 2kN/m0.4，所以活荷載分項系數(shù)取 3.1，恒荷載設計值：g=2.655×1.2=3.168 kN/㎡活荷載設計值：q=10×1.3=13.0kN/㎡荷載設計總值：g+q=16.186kN/㎡, 近似取 16.2kN/㎡（2） 、計算簡圖取 1m 板寬作為計算單元，板的實際結構如圖所示，由圖可知：次梁截面寬為b=200mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為 a= m120，則按塑性內力重分布設計，板的計算跨度為：邊跨按以下二項較小值確定：l01=ln+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820mml011=ln+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840mm故邊跨板的計算跨度取 lo1=1820mm中間跨： l02=ln=2000-200=1800mm板的計算簡圖如圖所示。（3） 彎矩設計值因邊跨與中跨的計算跨度相差（1820-1800 ）/1800=1.1%小于 10%，可按等跨連續(xù)板計算由資料可查得：板的彎矩系數(shù) α M,，板的彎矩設計值計算過程見下表板的彎矩設計值的計算截面位置 1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù) M?1/11 -1/11 1/16 -1/14計算跨度 l0(m) l01=1.82 l01=1.82 l02=1.80 l02=1.802)(qg??(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） 配筋計算——正截面受彎承載力計算板厚 80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25 混凝土 a1=1.0,fc=11.9N/ mm2，HPB235鋼筋，fy=210 N/ mm2。 對軸線②~⑤間的板帶，考慮起拱作用，其跨內 2 截面和支座 C截面的彎矩設計值可折減 20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減 20%。板配筋計算過程見表。板的配筋計算截面位置 1 B 2 C彎矩設計值（ mk?） 4.88 -4.88 3.28 -3.75α s=M/α 1fcbh02 0.114 -0.114 0.077 -0.088s???ξ 0.1210.1 Vmax =127.17kN故截面尺寸滿足要求次梁斜截面承載力計算見下表：截 面 A 左B右BCV )(kN95.38 127.17 116 116025.bhfc?276.7V截面滿足276.7V截面滿足276.7V截面滿足276.7V截面滿足7tc?)(k82.7V滿足144.1V滿足144.1V滿足144.1V滿足（5）施工圖的繪制次梁配筋圖如圖所示，其中次梁縱筋錨固長度確定：伸入墻支座時，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定：l=l a =a fy d/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,取 750mm.伸入墻支座時，梁底面縱筋的錨固長度按確定：l=12d=12 ?18=216mm,取 250mm.梁底面縱筋伸入中間支座的長度應滿足 l12d=12 22=264mm，取 300mm.縱筋的截斷點距支座的距離: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm, 取 1650mm.5、主梁設計——主梁內力按彈性理論設計：（1）荷載設計值。 （為簡化計算，將主梁的自重等效為集中荷載）次梁傳來的荷載： 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）×0.015×17×2.0] ×1.2 =10.958kN恒荷載設計值： G=57.64+10.958=68.6kN活荷載設計值： Q=26×100.86.3=163.8 kN（2）計算簡圖主梁的實際結構如圖所示,主梁端部支承在墻上的支承長度 a=370mm,中間支承在400mm×400mm 的混凝土柱上,其計算跨度按以下方法確定:邊跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mmLo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm故 lo1 取 6022mm中跨 lo2=6000mm計算簡圖如圖所示。（3） 、內力設計值計算及包絡圖繪制因跨度相差不超過 10%，可按等跨連續(xù)梁計算。①彎矩值計算： QlkGM21:??彎 矩，式中 k1 和 k2 由附表 1 查得主梁的彎矩設計值計算（ mN?）項次 荷載簡圖 1MkB2kCM彎矩圖示意圖1恒載0.244————100.8-0.2674————-110.30.067————27.6-0.2674————-110.32活載0.289————285.1-0.133————-130.95-0.133————-130.7-0.133————-130.953活載-0.044————-43.4-0.133————-130.950.200————196.6-0.133————-130.954活載0.229————225.9-0.311————-306.20.096————94.3-0.089————-87.65活載-0.089/3————-29.3-0.089————-87.60.17————167.1-0.311————-306.2組合項次Mmin(kN·m)①+③57.4①+④-416.5①+②-103.1①+⑤-416.5 組合項次Mmax(kN·m)①+②385.9①+⑤-197.9①+③224.2①+④-197.9 ②、剪力設計值： 中 查 到 ，由 附 錄式 中 系 數(shù)剪 力 1,,: 4343kQKGkV??不同截面的剪力值經過計算如表所示。主梁的剪力計算（kN）項次 荷載簡圖①恒載0.73350.3-1.267-86.91.0068.6②活載0.866141.9-1.134-185.700④活載 0.689112.9-1.311-214.71.222200.2⑤活載-0.089-14.6-0.089-14.60.788127.4組合項次Vmax(kN) ①+②192.2①+⑤-101.5①+④268.8組合項次Vmin(kN) ①+⑤35.7①+④-301.6①+②68.6③彎矩、剪力包絡圖繪制荷載組合①+②時，出現(xiàn)第一跨跨內最大彎矩和第二跨跨內最小彎矩，此時，MA=0， MB=-110.3-130.95=-241.25 kN . m，以這兩個支座的彎矩值的連線為基線，疊加邊跨載集中荷載 G+Q=68.6+163.8=232.4kN 作用下的簡支梁彎矩圖：則第一個集中荷載下的彎矩值為 1/3(G+Q) l01 -1/3×MB=386.1 kN . m≈ M max ,第二集中荷載作用下彎矩值為 1/3(G+Q) l01 -2/3×MB=305.7 kN·m。中間跨跨中彎矩最小時，兩個支座彎矩值均為－241.25kN·m，以此支座彎矩連線疊加集中荷載。則集中荷載處的彎矩值為 1/3 G l02 － MB =-104.05 kN·m.荷載組合①+④時支座最大負彎矩 MB=-416.5 kN·m 其它兩個支座的彎矩為 MA=0， MC=-197.9 kN·m，在這三個支座彎矩間連線，以此連線為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷在 G+Q 時的簡支梁彎矩圖：則集中荷載處的彎矩值依次為 327.7kN·m，188.8kN ·m。同理，當 C?最大時，集中荷載下的彎矩倒位排列。荷載組合①+③時，出現(xiàn)邊跨跨內彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大。此時 MB= MC=-241.25 kN·m， ，第一跨在集中荷載 G 作用下的彎矩值分別為 857.3kN·m，-23.1kN·m,第二跨在集中荷載Ｇ＋Ｑ作用下的彎矩值為 224.2 kN·m①+5 情況的彎矩按此方法計算。所計算的跨內最大彎矩與表中有少量的差異，是因為計算跨度并非嚴格等跨所致。主梁的彎矩包絡圖見下圖。荷載組合①+②時，V Amax=192.2kN，至第二跨荷載處剪力降為 192.2-AVkBlkBrVk232.4=－40.2kN；至第二集中荷載處剪力降為 ―40.2―232.4=－272.6 kN，荷載組合①+④時， BV最大，其 VBl=-301.6 kN，則第一跨中集中荷載處剪力順次為（從左到右）163.2kN,－69.2kN,其余剪力值可按此計算。主梁的剪力包絡圖見圖。（4）配筋計算承載力計算C25 混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ; 縱向鋼筋 HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用 HPB235 ，fyv=210 N/ mm 2 .①正截面受彎承載力計算及縱筋的計算跨中正彎矩按Ｔ形截面計算，因 10.3.615/80/???hf翼緣計算寬度按 lo/3=6.0/3=2.0m 和 b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中較小值確定，取 b’f=2000mmＢ支座處的彎矩設計值：。 MB= Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 kN·m判別跨中截面屬于哪一類 T 形截面 a1fcb’fh’f(ho-h’f/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8kN .m M1 M2 .屬于第一類 T 形截面.正截面受彎承載力的計算過程如下:表 1-15 主梁正截面受彎承載力及配筋計算截面 1 B 2彎矩設計值（kN.m） 385.9 －370 224.2 －103.1α s=M/α 1fcbh02 0.047 0.308 0.025 0.08s????0.048 Vmax =301.6kN故截面尺寸滿足要求斜截面配筋計算：截 面 A 左B右BV )(kN192.2 -301.6 368.8025.bhfc?548.9V截面滿足517.7V截面滿足517.7V截面滿足7tc?)(k164.02V 256.8V實配箍筋間距 150 150 100 afAycssbin8.0??_____ 264 _____選配彎起鋼筋 _____ 1 20 (As=314.2) _____驗算最小配筋率 Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.002240.24 ft/fyv=0.00145,滿足要求說明 為了施工方便，除加密區(qū)箍筋間距一律為 150m5、兩側附加橫向鋼筋的計算：由次梁傳遞給主梁的全部集中荷載設計值為:F=1.2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97kN所需主梁內支撐次梁處附加吊筋面積為:As=F/2fysina=232970/(2x300xsin45°)=549.2 mm2選用 2 20 (As=628)（5）主梁正截面抗彎承載力圖（材料圖） 、縱筋的彎起和截斷① 按比列繪出主梁的彎矩包絡圖②按同樣比列繪出主梁的抗彎承載力圖（材料圖） ，并滿足以下構造要求：彎起鋼筋之間的間距不超過箍筋的最大容許間距 Smax；鋼筋的彎起點距充分利用點的距離應大于等于 h0/2。按課本所述的方法繪材料圖，并用每根鋼筋的正截面抗彎承載力直線與彎矩包絡圖的交點，確定鋼筋的理論截斷點（即按正截面抗彎承載力計算不需要該鋼筋的截面） 。當 時，且其實際截斷點到理論截斷點的距離不應小于等于 h0 或 20d，07.bhfVtc?鋼筋的實際截斷點到充分利用點的距離應大于等于 02.1hl??。若按以上方法確定的實際截斷點仍位于負彎矩的受拉區(qū)，其實際截斷點到理論截斷點的距離不應小于等于 1.3h0 或 20d。鋼筋的實際截斷點到充分利用點的距離應大于等于07.12.hl??。主梁縱筋的伸入墻中的錨固長度的確定：梁頂面縱筋的錨固長度：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.27 取 880mm.梁底面縱筋的錨固長度：12d=12 ?22=264mm，取 300mm ③檢查正截面抗彎承載力圖是否包住彎矩包絡圖和是否滿足構造要求。主梁的材料圖和實際配筋圖如圖所示。