建筑结构实训大作业任务书

一、设计资料： 1.现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 2.生产车间的四周外墙为承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm。 3.荷载： （1）. 楼面活荷载：单位为5.5KN/m2 （2）. 楼面面层：水磨石地面0.65KN/m2 （3）. 楼盖自重：钢筋混凝土容重=25KN/m2 （4）. 平顶粉刷：0.25KN/m2 4.材料： （1）. 混凝土：C25 （2）. 钢筋：主梁及次梁受力筋用级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用级钢筋二、楼盖的平面结构布置：柱网及梁格布置应根据建筑物使用要求确定，因本厂房在使用上无特殊要求，故结构布置应满足实用经济的原则，并注意以下问题。1、柱网布置可为正方形或长方形。2、板跨一般为1.72.7m，次梁跨度一般是4.06.0m，主梁跨度则为5.08.0m，同时宜为板跨的3倍（二道次梁）。3、对于板、次梁和主梁，实际上不宜得到完全相同的计算跨度，故可将中间各跨布置成等跨，而两边跨可布置得稍小些，但跨差不得超过10%。确定主梁的跨度:边跨5.7m，中跨6.0m。次梁的跨度：边跨2.2 m，中跨为2m。主梁每跨内布置2根次梁，板的跨度为2.2m和2m，楼盖结构平面布置详见（图1）。二、板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、板、次梁、主梁的截面尺寸确定。（规范）板厚 ，（当时，满足刚度要求，可不验算挠度）。次梁 ， 。主梁 ， 。板厚：为了保证刚度，单向板的厚度尚应不小于跨度的1/40（连续板）、1/25（简支板）、以及1/12（悬臂板）本设计为连续板，按跨度比条件h2200/40=55mm对于工业建筑的楼盖板要求h80mm，取板厚h=100mm.次梁：次梁截面高度应满足h=(1/181/12)L=6000/186000/12=(333500)mm,取h=400mm.截面宽度取b=(1/31/2)h=(133200)mm取b=200mm.主梁：主梁的截面高度应满足h=(1/151/10)L=6600/156600/10=(440660)mm取h=600mm.截面宽度取b=(1/31/2)h=(200300)mm取=300mm。2、板的计算简图：板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨： =2000-200=1800mm边跨： ()即：=2000+1/2×100=2050mm2000+1/2×120=2060mm三、板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载计算：（取1m宽板带计算） 面层 0.652×1= 0.652 板自重 0.1×253×1=2.52 平顶粉刷 0.252 ×1=0.252 恒载标准值：0.65+2.5+0.25=3.4 2 活载标准值：5.52×1=5.5 2恒荷载分项系数取1.2，因为是工业建筑且楼面活荷载标准值大于4.02所以活荷载分项系数取1.3。于是板的荷载设计值为：恒荷载设计值： g=3.4×1.2=4.08活荷载设计值： q=5.5×1.3=7.15荷载设计值总值： g+q= 11.232、板的计算简图： 板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。 其计算跨度为： 中跨：022000-200=1800mm 边跨：01= n+h/2=2000+100/2=2050mmln+a/2=2000+120/2=2060mm因跨度相差小于10%，故可按等跨连续板计算。取1宽作为计算单元其计算简图图所示：3、内力计算：用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下：则有：=-=（g+q）012/11=4.29 =（g+q）022/16=2.274 =-（g+q）022/14=-2.5994、配筋计算：计算板边跨跨中的配筋：已知：h=100mm ，h0=100-20=80mm， C20混凝土 ， =9.6 N/mm2 ，=210 N/mm2 ， =1=0.0698=1-(1-2)0.5=0.0724bh0/=264.8mm2钢筋选用6100 283.0mm2板的配筋计算表 1-1截面1B2C弯矩设计值（）4.29-4.292.274-2.5990.06980.06980.03700.04230.07240.07240.03770.0432轴线1-26-7计算配筋 (mm2)bh0fc/fy264.8264.8137.9158.0实际配筋 (mm2)6100283.06100283.06200141.06170166.0轴线2-6计算配筋 (mm2)bh0fc/fy264.8264.80.8×137.9=110.320.8×158.0=126.4实际配筋 (mm2)6100283.06100283.06250113.06220129.0注：位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。5、确定各种构造钢筋：包括分布筋、嵌入墙内的板面附加钢筋，垂直于主梁的板面附加钢筋。7、绘制板的配筋示意图：选用分离式配筋。（详图见图2）三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载设计值计算： 由板传来恒荷载： 3.42×2m = 8.16 次梁肋自重： 1.2×(0.4-0.1) ×25×0.2 =1.8 次梁粉刷重 1.2×(0.4-0.1) ×0.25×2 =0.18 小计： g=10.14 活荷载设计值： q=7.15×2=14.3 设计值总值： g+q= 24.442、确定计算跨度及计算简图。 当按塑性内力重分布计算，其计算跨度： 中跨： =6000-250=5750 mm 边跨： mm 取=5550 mm 当跨差不超过10%时，按等跨连续梁计算。计算简图如下： 3、内力计算： 由表12-1 、12-3可分别查的弯矩系数和剪力系数值为：值为：其中： 弯矩设计值：=-=（g+q）012/11=68.438 =（g+q）022/16=50.503 =-（g+q）022/14=-57.718 剪力设计值： =0.45（g+q） =59.719 =-0.60(g+q) =-79.625 =0.55(g+q) =76.619 =-0.55(g+q) =-76.619 4、正截面强度计算：1）、正截面受弯承载力计算：跨内按T形截面计算，翼缘宽度取值：边跨：=5550/3=1850mm， 又b+sn=200+2200-150-120=2130 mm,故取=1850mm中跨：=5750/3=1917mm， 又b+sn=200+2000-100-100=2000 mm,故取=1917mm计算边跨跨中配筋：已知： =11.9 N/mm2 ， =300 N/mm2 ， =1， =0.8取as=35 则h0=h-as=400-35=365mm则fc(h0-/2)=1.0×9.6×2000×80×(365-80/2)=604.8>M1 经判断跨内截面均属于第一类T形截面梁=0.0289=1-(1-2)0.5=0.0293=634.3 mm2选用216+ 118 656.5 mm2次梁正截面受弯承载力计算： b=0.55 表1-2截 面1B2C弯矩设计值M（）68.438-68.43850.503-57.718（）2366.08319.742557.92319.740.02890.2140.01970.1805 ()0.02930.24370.01990.20060.98530.85800.99010.8997634.3728.4465.8585.9选配钢筋 单位：mm2216+118656.5416804116+118455.63166032）、斜截面受剪承载力计算：斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：hw=h。-hf=285mm, 因hw/b=265/200=1.325<4截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh。=0.25×1×9.6×200×365=175.2KN>Vmax=79.625KN故截面尺寸满足要求.计算所需配制箍筋。只配箍筋而不配弯起钢筋采用6双肢箍筋,计算支座B左侧截面.由VCS=0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s 可得箍筋间距=231.6 mm调幅后受剪承载力应加强,粮局部范围内将计算面积增加20%.现调整箍筋间距S=0.8×231.6=185.28 mm,最后取S=150mm 为方便施工,沿梁长不变.斜截面承载力计算：表 1-3截 面ACV（）59.71979.62576.61976.619175.2175.2175.2175.2 (=)56.21056.21056.21056.210箍筋肢数、直径双肢箍6双肢箍6双肢箍6双肢箍656.656.656.656.61545.4231.6265.7265.7实配箍筋双肢箍6150双肢箍6150双肢箍6150双肢箍6150验算配筋率下限值：弯矩调幅后要求的配箍率下限为0.3ft/fyv=0.3×=1.57×10-3 实际配箍率为sv=ASV/bs=1.89×10-3>1.57×10-3满足要求5、根据计算结果和构造要求，绘制次梁配筋示意图。（详图见图3）四、主梁设计（内力按弹性理论计算）：1、荷载计算：(为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑) 次梁传来的荷载： 次梁恒载×主梁间距=10.14×6=60.84 主梁自重： ×次梁间距×=0.3×（0.6-0.1）×2×25×1.2=9.0 主梁粉刷重： ×次梁间距×每平米粉刷层重=2×（0.6-0.1）×2×0.25×1.2=0.6 恒载：=60.84+9.0+0.6=70.44活载：次梁活载×主梁间距=14.3×6=85.82、计算简图： 柱截面350×350，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=240。则主梁计算跨度： 中跨：=6000 mm （支座中心线之距） 边跨：ln1= ln1+(a+b)/2=6305+240/2+350/2=6600 mm 因 0.025ln1=157.625>a/2=120 mm 所以 l01=ln1+(a+b)/2=6600 mm 主梁的计算简图3、计算主梁的正截面配筋： 弯矩设计值： 弯矩 M=K1GL+K2QL 式中K1 ，K2 由附录7附表7-2中相应栏查得。1）、主梁的正截面的内力计算:M1的计算：对于情况，=K1GL =0.240×70.44=111.577、主梁弯矩计算表项次荷载简图0.240111.577-0.281-124.70 0.10042.264-0.211-89.1770.12251.562-0.211-89.177-0.281-124.700.287162.522-0.140-75.676-63.663-0.105-54.0540.228117.374-0.105-54.054-0.140-75.676-23.499-0.140-75.6760.126111.197-0.105-54.054-53.913-0.105-54.054-0.140-75.6760.277128.546-0.319-172.4320.18997.297-0.057-29.344-39.67-0.118-60.746-0.137-74.054-15.000-0.093-50.2700.17288.546-0.297-152.8960.198101.930-0.054-27.799-0.153-82.7030.274155.161-0.179-96.757-18.1810.04824.71014.384-0.013-6.6920.0031.622-21.847-0.131-70.8110.198101.93-0.144-74.131-11.5280.03819.562-0.010-5.4058.0630.03518.919-25.294-0.140-72.0720.19399.356-0.140-72.0720.03518.919(组合项次+组合值88.168-297.132-21.399-242.073-2.351161.249-207.403()组合项次+组合值274.099153.461168.936由此可作出下列几种情况下的内力图：+； +； +； +； +； +； +； 将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。4、计算主梁斜截面配筋 1）、计算主梁受到的剪力剪力设计值 V=K3G+K4Q 式中K3 K4由附录7附表7-2的相应栏内查得计算如下表项次荷载简图0.71950.646-0.281-90.234 1.07075.371-0.930-65.5091.00070.44-1.000-70.440.93065.5090.86073.788-0.140-97.8120.0353.0030.0353.003-1.000-85.8-1.000-85.8-0.035-3.003-0.140-12.012-0.140-12.0121.03588.803-0.965-82.79700000.96582.7970.68158.430-0.319-113.1701.262108.280-0.738-63.320-0.061-5.234-0.061-5.2340.98184.170-0.093-7.979-0.093-50.2700.79668.297-1.204-103.3031.234106.649-0.757-64.951-0.099-8.4940.82170.442-1.179-101.1580.22719.4770.22719.477-0.061-5.234-0.061-5.2340.0165.234-0.131-11.240-0.131-11.2400.98784.685-1.013-86.9150.18215.6160.18215.616-0.048-4.1180.0353.0030.0353.003-0.175-15.015-0.175-15.0151.00085.8-1.000-85.80.17515.015±()组合项次+组合值124.434-203.404183.651-168.812177.089-156.24149.679由此可作出下列几种情况下的内力图：+； +； +； +； +； +； +； 将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为剪力包络图。2）、计算主梁的正截面配筋计算1截面的配筋：已知：fc=9.6 N/mm2 fy=300 N/mm2 =1.0 =0.8取as=35 mm 则h0=h-as=600-35=565mm跨内按T形截面计算:边跨：/3=6600/3=2200 mm且b+Sn=300+5700-240/2-300/2=5730 mm取=2200 mm中跨：/3=6000/3=2000 mm且b+Sn=300+6000-300=6000 mm取=2000 mmB支座边的弯矩设计值MB=MBmax-V0×b/2=269.79KN.M经判断都属于第一类T形截面梁.=0.3464s=0.5×=0.7771=4279.8 mm2钢筋选用432+228 4450mm2主梁正截面配筋计算表截 面1B2C3弯矩设计值M()274.099297.132153.461242.073168.93627.34227.342274.099269.79153.461214.731168.9360.04060.34640.02500.25570.02760.04150.44570.02530.3010.0280s0.97930.77710.98730.84950.98602922mm24279.8 mm21623 mm22889.5 mm21789 mm2选配钢筋(mm2)332+1283033.3432+22836502321609228+232284132818472）、计算主梁的受剪箍筋，只配箍筋而不配弯起钢筋验算截面尺寸：hw=h。-hf=565mm, 因hw/b<4截面尺寸按下式验算： 0.25cfcbh。=0.25×1×9.6×300×565=406.8KN>Vmax=203.404KN故截面尺寸满足要求.看是否用配腹筋3 取3 取 故需按计算配腹筋 采用HPB235级钢筋 采用8双肢箍 对于A支座处 取S=250 mm 配箍率验算： 可以具体计算如下表斜截面配筋计算截面V()124.434203.404183.651168.812177.089406.8406.8406.8406.8406.8141.136141.136136.198136.198136.19842.862121.832102.07987.2495.517箍筋直径、肢数双肢箍8双肢箍8双肢箍8双肢箍8双肢箍8278.597.97116.9136.8124.9实配箍筋双肢箍8100双肢箍890双肢箍8100双肢箍8100双肢箍8100注：采用双肢箍8100,在B支座右侧2200 mm范围内须进行箍筋加密，采用双肢箍890的箍筋。5、计算主梁上次梁两侧附加横向钢筋：次梁传来的集中力FL=64.872+107.25=172.122knH1=600-400=200 mm附加箍筋布置范围 s=2h1+3b=2×200+3×300=1000mm取附加箍筋为8200双肢， 则在长度S内可布置附加箍筋的排数为m=1000/200+1=6排，次梁两侧各布置3排，另加吊筋118 ，254.5 mm2 则 +=2×300×254.5×0.707+6×2×210×50.3=234.7 KNFL 6、根据计算结果及构造要求绘制主梁配筋示意图。