整体式单向板肋梁楼盖课程设计

整体式单向板肋梁楼盖结构设计 整体式单向板肋梁楼盖结构设计班级： 土木2012-03班 姓名： 学号： 教师： 某多层工厂建筑平面尺寸为3021米，采用多层砖混结构，内框架承重体系，外墙厚370mm。对其做如下柱网布置。柱截面尺寸为400400mm。 图1 （一）设计资料 1.楼面做法 20mm水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；15mm板底粉刷。 2.楼面活荷载楼面均布活荷载标准值：6.0kN/m2。3.材料混凝土强度等级为C30；主梁、次梁、受力主筋采用HRB335，HRB400级，板及梁内其他钢筋采用HPB300级。 （二） 楼面梁格布置及截面尺寸 1.梁格布置 梁格的布置入图2所示。主梁跨度为7m,次梁的跨度为6m，板的边跨和中跨分别为2.33m和2.34m。主梁沿横向布置，每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力，梁的弯矩图较平缓，对梁工作有利。 图2 2.截面尺寸 (1)板：,可取板厚为80mm。 (2)次梁：截面高mm，取截面高h=500mm，截面宽b=200mm。（3） 主梁：截面高mm，取截面高h=600mm,截面宽b=300mm。 （三）板的设计 按考虑内力重分布方法进行。 1.荷载计算 荷载计算见表1。 表1 荷载计算荷载种类荷载标准值/kNm-2永久荷载g20mm水磨石面层80mm钢筋混凝土板15mm板底粉刷小计2.625（取2.7）活荷载q均布活荷载6.0 永久荷载分项系数，楼面均布荷载标准值大于4.0kN/m2,故其荷载分项系数。则板上永久荷载设计值 活荷载设计值 板上总荷载设计值 2.设计简图此时，宜按双向板设计，依规范可按单向板计算设计，之后在长边方向布置足够的构造钢筋。计算跨度可以查规范得到：边跨 中跨 因与有，故可以按等跨计算。取1米宽板带作为计算单元。故1米宽板带上沿跨度的总均布荷载设计值，如图3所示。 图3 3.弯矩设计值 4.配筋计算 板厚80mm，C30混凝土的强度；板内采用HPB300级钢筋，其。 轴线间的板带，其四周均与梁整体浇筑，故这些板的中间跨以及中间支座的弯矩均可减少20%（见表2中括号内数值），但是边跨以及第一内支座的弯矩不予减少。 表2 板的配筋计算计算截面1B2C设计弯矩/Nm4095-40953160(31600.8=2528)-3611(-36110.8=-2889)0.0800.0800.061(0.049)0.070(0.056)0.0830.0830.063(0.050)0.073(0.058)263.8263.8200.2(158.9)232(184.3)选配钢筋轴线A8180A8180A8200A8200轴线A8180A8180A8180A8180 a.选配钢筋各板带钢筋选配如表2所示，各板面负钢筋直径不小于8mm，可以防止施工时负钢筋因过细而被踩下。且钢筋间距不小于70mm，不大于200mm，满足构造要求。b.受力钢筋的截断本设计采用分离式配筋，因为，故中跨上部负钢筋切断距离取，取550mm，上部钢筋应该用直钩下弯顶住模板，以保持其有效高度。c.钢筋锚固下部受力纵筋伸入支座的锚固长度： 边支座 中间支座 满足要求。d.构造钢筋（1）分布钢筋用A8200。（2）与主梁垂直的附加短筋。采用A8200，中跨上部切断距离取，取550mm。（3）与承重墙垂直的附加短负筋。采用A8200，上部伸出墙边距离不少于，取,故不必重新考虑角区伸入墙边长度。 板配筋图见附图1。 （四）次梁设计按考虑内力重分补方法进行。本楼盖作用于主梁次梁上的活载一律不考虑折减，即取折减系数为1.0。1. 荷载计算荷载计算表见表3. 表3 次梁的荷载计算荷载类型荷载设计值/永久荷载g板传来的荷载3.242.34=7.58次梁自重250.2(0.5-0.08)1.2=2.52梁侧的粉刷荷载170.015(0.5-0.08)21.2=0.26小计g=10.36活荷载q均布活荷载q=18.26故沿次梁跨度总的设计荷载。2. 计算简图 次梁在砌体上支承宽度为370mm，故 边跨 或故取两者较小者 。 中跨 跨度相差 故可以按等跨进行内力计算。计算简图如图4所示。 图43. 内力计算设计弯矩值 （此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算） 设计剪力 4. 正面承载力计算次梁的跨内截面应当考虑板的共同作用按T型截面梁进行计算，其翼缘的计算宽度可按规范中的最小值确定。按跨度 按梁的净距 因，故不受此条件限制，取计算。 故为第一类T型梁。 次梁用C30混凝土，用HRB335级钢筋，。 表4 次梁的正截面配筋计算表计算截面1B2C设计弯矩/kNm85.73-85.7358.12-66.42支座跨内（一排，T形截面梁）（一排，矩形截面梁）（一排，T形截面梁)(一排，矩形截面梁）0.01500.1540.01020.117支座跨内624.91675.34424.94513.09选配钢筋2B18+1B12（超过-0.51%）2B16+1B18（超过-2.8%）1B16+2B12（超过0.49%）2B16+1B12（超过0.36%） （1）各截面的实际配筋和计算配筋有出入，各截面均未超过,且验算各纵筋之间距离均满足规范要求。 （2）次梁纵筋的截断：次梁跨长相差在20%以内，且，故可以按规范给定经验建议配筋。配筋图见附图2次梁配筋图。上部纵筋：号钢筋为1B18钢筋，其左侧截断点距B支座边缘距离为，其截断面积为，符合要求。同理，可以检验号钢筋在B支座右侧钢筋截断点满足要求；号钢筋在C支座左右两侧也均满足要求。下部纵筋：号钢筋伸入A支座长度为，、号纵筋伸入B支座长度为，满足要求。 （3）根据规范要求，梁宽为200mm时，至少应采用两根上部钢筋贯通。此设计中各跨均用2B16受力纵筋兼作架立筋，以简化施工。5.斜截面强度计算a.复核梁截面尺寸 故截面尺寸符合要求。b.验算是否按计算配置腹筋A支座： 应按构造配置横向钢筋。取双肢A8150箍筋，则满足要求。B支座左侧：应该按计算配置横向钢筋。 取双肢A8150箍筋，则 满足要求。B支座右侧：应按构造配置横向钢筋。取双肢A8150箍筋，则满足要求。C支座：应按构造配置横向钢筋。取双肢A8150箍筋，则满足要求。 最后均取A8150。 （五）主梁设计 主梁设计采用弹性方法。1. 荷载计算荷载计算见表5。（说明：主梁自重实际是均布荷载，但是为了简化计算，可近似将2.34m长度的自重按集中荷载考虑。） 表5 主梁荷载计算荷载类型荷载设计值/永久荷载g次梁传来的荷载10.366=62.16主梁自重250.32.34(0.6-0.08)1.2=10.95梁侧的粉刷荷载170.015(0.6-0.08)2.3421.2=0.74小计G=73.85(取74）活荷载q次梁传来的荷载Q=18.266=109.56（取110）总荷载G+Q=74+110=1842.计算简图计算简图如图5所示。计算跨度为： 边跨 或 故取两者较小者 。 中跨 跨度相差。取跨度按7.0m进行计算。本建筑中，柱对主梁的约束作用很小，故忽略柱对主梁的约束作用，柱的中间支承近似地按铰支座考虑。 图5(a) 图5(b)3.内力计算根据主梁的计算简图及荷载情况，可求得各控制截面的最不利内力，见表6。 表6 主梁最不利内力计算序号项目荷载布置内力计算1第1、3跨内正弯矩最大，支座A、D剪力最大，第2跨内弯矩最小2第2跨内正弯矩最大，第1、3跨内弯矩最小3支座B负弯矩最大，支座B左右的剪力最大 4.主梁正面承载力计算主梁的正截面承载力计算表见表7。跨内翼缘计算宽度：按跨度 按梁净距 因，不受此条件限制，故取翼缘计算宽度。 故为第一类T形梁。次梁用C30混凝土，用HRB400级钢筋，。 表7 主梁的正截面配筋计算表计算截面1B2设计弯矩/kNm348.92-377.78188.72348.92188.72或（二排，T形截面梁）（二排，矩形截面梁）（一排，T形截面梁)0.03720.3370.0182或1844.62148.5944.6选配钢筋6C203C22(直)+1C22(弯)+2C20(弯)2C20+1C225.主梁斜截面强度计算a.复核梁截面尺寸因，故属于一般梁，取 故截面尺寸满足要求。b.验算是否需按计算配置横向筋A支座： 应该按构造配置横向钢筋。B支座左：应该按计算配置横向钢筋。B支座右：应该按计算配置横向钢筋。c.横向钢筋计算采用双肢A8180箍筋，间距小于，配筋率 验算支座A： 教材上此公式第二项前有系数1.5，GB50010-2010混凝土结构设计规范中没有此系数，此处参考GB50010-2010混凝土结构设计规范中公式。 验算支座B： 可知支座B配置双肢A8180箍筋已经能满足斜截面受剪要求，弯起钢筋可以按照构造处理。本设计中因接近，支座B左侧的弯起钢筋偏于安全仍按计算需要配置。因主梁受集中荷载，弯矩图呈矩形分布，故在在2.33m范围内应该布置两道弯起钢筋以便覆盖最大剪力区段。d.主梁吊筋计算由次梁传给主梁的集中荷载。中未计入主梁自重和梁侧粉刷。设附加A8双肢箍筋，只设箍筋时,则附加箍筋个数为 个次箍筋分布范围，取8个A8100，次梁两侧各4个。 6.配筋布置支座B根据斜截面受剪承载力要求，于第一跨先后弯起2C20，第二跨弯起1C22，则支座截面可计入2C20+1C22承担支座负弯矩。按正截面强度计算，尚需增加3C22直钢筋，满足B支座钢筋面积要求，且满足主梁三个控制截面的实际配筋量与计算的差值尽量满足。7. 绘制抵抗弯矩图根据绘制梁的抵抗弯矩图（又称材料图）的方法，来确定除控制截面的以外截面的钢筋布置。a. 钢筋承担的极限弯矩计算对于1截面 对于B支座 对于2截面 b. 钢筋的弯起和截断顺序 弯筋的下弯顺序为、，直钢筋的截断顺序为、。详见附图3。c. 钢筋截断号钢筋的截断，对于B支座左边，有，且有，则延伸长度为。在主梁配筋图上，其不需要截面以外1190mm处，此值,满足要求。、和号钢筋的截断与号钢筋原理相同。d. 钢筋的弯起 号钢筋在距其强度充分利用界面290mm处下弯，次距离大于，满足规范要求。其余各处弯起也满足要求。e. 架立筋 根据规范要求，梁宽b=300mm时，应至少选取两根上部钢筋作为架立筋。本设计中用2C22即号受力筋兼作架立筋。f. 设置腰筋根据规范要求，当时，宜在梁侧沿梁高每隔200mm设置构造钢筋，来抵御扭矩及混凝土收缩和温度应力影响。本例中，因而设置4B12钢筋作为腰筋，同时使用A8400构造箍筋，以增强腰筋联系。g.纵筋的锚固A支座处：号钢筋伸入A支座长度为，且号钢筋的截面面积(其跨中钢筋截面的0.5倍)；、号钢筋深入B支座长度为，满足要求。8.梁垫为满足砌体局部受压区承载力要求，主梁的端支承处设有混凝土垫块，垫块与梁浇成整体。本课程设计不对梁垫进行设计。 21