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240 mm,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 γ M = 18 kN / m 3 (3) 钢筋砼容重: γ C = 25 kN / m 3
(4) 梁侧面,板底粉刷层:15mm厚混合砂浆 γ = 17 kN / m 3 4、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,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=350 ~525mm,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=0.4 KN/㎡ 80mm厚钢筋混凝土板:0.08×25=2.0 KN/㎡
15mm厚混合沙浆天棚抹灰:0.015×17=0.255 KN/㎡
小计 2.655 KN/㎡
活荷载标准值: 10.0 KN/㎡
2
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3, 恒荷载设计值:g=2.655×1.2=3.168 KN/㎡ 活荷载设计值:q=10×1.3=13.0KN/㎡
荷载设计总值:g+q=16.186KN/㎡, 近似取16.2KN/㎡ (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=120mm,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=1820mm l011=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 1 B 2 C 截面位置 边跨跨中 离端第二支座 中间跨跨中 中间支座 弯矩系数?M 计算跨度l0(m) 2M??M(g?q)l0
1/11 l01=1.82 -1/11 l01=1.82 1/16 l02=1.80 -1/14 l02=1.80 16.2×1.82×-16.2×1.82× 1.82/11=4.88 1.82/11=-4.88 16.2×1.80×-16.2×1.80×1.80/16=3.28 1.80/14=-3.75 (kN.m)
(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=210 N/ 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 1 B 2 C 截面位置 弯矩设计值(kN?m) αs=M/α1fcbh02 4.88 0.114 0.121 -4.88 -0.114 0.1<-0.121<0.35 -411 10@190 As=413 411 3.28 0.077 0.08 272 8@180 As=279 -3.75 -0.088 0.1<-0.092<0.35 313 8@160 As=314 ξ?1?1?2?s轴线 ①~② ⑤~⑥ 计算配筋(mm2) 411 AS=ξbh0α1fc/fy 实际配筋10@190 (mm2) As=413 计算配筋(mm2) 411 轴线②~⑤ AS=ξbh0α1fc/fy 0.8×272=218 0.8×313=250
实际配筋(mm2) 配筋率验算pmin= 10@190 As=413 10@190 As=413 8@180 As=279 8@180 As=279 0.45ft/fy=0.45P=As/bh =0.52% ×1.27/210=0.27% 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=2.52 KN/m
次梁粉刷: 2×0.015×(0.5-0.08)×17×1.2=0.257 KN/m
小计 g=9.149 KN/m 活荷载设计值: q=13×2.0=26 KN/m
荷载总设计值: q+g=26+9.149=35.149 KN/m 近似取荷载35.15 KN/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=6150mm l011=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 1 B 2 C 截面位置 边跨跨中 离端第二支座 中间跨跨中 中间支座 弯矩系数?M 计算跨度l0(m) 2M??M(g?q)l0(kN.m) 1/11 l01=6.15 -1/11 l01=6.15 1/16 l02=6.0 -1/14 l02=6.0 35.15×-35.15×35.15×-35.15×22226.15/11=120.86 6.15/11=-120.86 6.0/16=79.1 6.0/14=-90.4
截面位置 剪力系数?V 净跨度ln 次梁的剪力设计值的计算 A B(左) 边支座 离端第二支座 0.45 ln1=6.03 0.6 ln1=6.03 B(右) 离端第二支座 0.55 ln2=6.0 C 中间支座 0.55 ln2=6.0 0.6x25.15x6.03 0.55x25.15x6.0 0.55x25.15x6.0 V??V(g?q)ln 0.45x35.15x6.03 =95.38KN =127.17KN =116KN =116KN (kN) (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=2000mm
b’f=b+Sn=200+2000-2000=2000mm ’
故取bf=2000mm
C25混凝土 a1=1.0, fc=11.9 N/ mm2, ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB335,fy=300 N/