鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋課程設(shè)計任務(wù)書與設(shè)計實例

1、建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)及設(shè)計實例安陽工學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院2012年12月1設(shè)計資料某工業(yè)用倉庫樓蓋平面如圖 1所示，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk=6kN/m27500圖1樓蓋平面圖2材料選用 混凝土 ：采用 C30 級(fc=14.3N/mm , ft=1.43N/mm , ： 1 =1.0); 鋼筋：板中鋼筋采用HPB235級(fy二f；=210N/mm2),梁中縱筋采用HRB400 級(fy = f=360N/mm2),箍筋采用 HPB235 級。3結(jié)構(gòu)平面布置(見圖2)，樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，20mm厚石灰砂漿抹底。120柱 300x30

2、000455005500550055005500120圖2樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖O5TAZXnwoAZxO5AZX4板的計算(按考慮塑性內(nèi)力重分計算)板厚度按不驗算撓度條件應(yīng)不小于1/42150/4 54mm，工業(yè)房屋樓面板最小 厚度為80mm，故取板厚h=80mm。次梁髙度 h =(1/12 1/18)丨=(1/12 1/18) 5500 =458 306mm ,故取次梁高度 h =400mm,寬度 b =200mm。(1) 荷載計算查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001,鋼筋混凝土重力密度 24-25kN/m板恒載標(biāo)準(zhǔn)值：g 0.4 2 0.34 =2.74kN/m2板活載標(biāo)準(zhǔn)值：qk =

3、6kN/m2板荷載設(shè)計值： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合 (本例 取25kN/m3),水泥砂漿重力密度20kN/m3,石灰砂漿重力密度17kN/m3。20mm厚水泥砂漿面層：0.02 20二0.4 kN/m 2280mm厚鋼筋混凝土板：0.08 25 = 2 kN/m20mm厚石灰砂漿抹底：0.02 17 = 0.34 kN/m22q=1.2 2.741.3 6=11.088kN/m(對標(biāo)準(zhǔn)大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載分項系數(shù)q =1.3) 由永久荷載效應(yīng)控制的組合2 q=1.35 2.74 1.3 0.7 6=9.159kN/m故，取荷載設(shè)計值為q=11.088kN/m2(2) 計

4、算簡圖計算跨度(圖3)19302001950200圖3板的計算跨度 邊跨(一端與梁整體連接，另一端擱置在墻上)ln t/2 =2150 -200/ 2 -120 80/ 2=1970mm：ln a/2=1940+60=2000mm故，取 l =1970mm 中跨C2 1 50 201950mm平均跨l =(1 9 7 01 9 5)02=1960mm (計算B支座負(fù)彎矩用)取1m板寬為計算單元，計算簡圖如圖 4所示。q=11.088kN/m 2 1i i 11B19701950_ji fl23,21,CCBA1950：19501970圖4板的計算簡圖(3) 彎矩計算邊跨與中跨計算長度相差(19

5、70 -1950)/1950 =1.03%<10%,可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力。1 2 1 2Mi ql11.088 1.97 =3.912kN.m11 1112 12M b ql11.088 1.96 =-3.872kN.m11 111 2 1 2M2 二-M3ql211.088 1.952=2.635kN.m16 1612 12Mc ql211.088 1.952 =-3.012kN.m1414(4) 配筋計算該樓蓋處于室內(nèi)正常環(huán)境，板保護層厚度取C=15mm, h0 =h-20 = 80 - 20=60mm<-軸線間板帶的中間跨和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，彎矩值降低20%，計算結(jié)

6、果見表1。表1板的配筋計算截面1B2C彎矩設(shè)計值（kN.m）3.912-3.8722.635(2.108)-3.012(-2.410)Gs=M/c(1 fcbh0.0760.0750.051(0.041)0.059(0.047)匕=1_ J五s0.0790.0780.052(0.042)0.061(0.048)A = -bh1fc/ fy(mm2)322.8318.7212.5(171.6)249.2(196.1)選配鋼筋 6/81102A =357 mm(8125A =314 mm )6/81102A =357 mm( 6/8125A =314 mm ) 61102A =257 mm(612

7、5A =226 mm ) 61102A =257 mm(6125A； =226 mm )5次梁計算（按考慮塑性內(nèi)力重分計算）(1) 荷載計算由板傳來恒載：2.74 2.15 =5.891kN/m次梁自重： 0.2 (0.4 0.08) 25=1.6kN/m次梁粉刷：(0.4 0.08) 2 0.34=0.218kN/m次梁恒載標(biāo)準(zhǔn)值：gk =5.891 1.6 0.218 =7.709kN/m次梁活載標(biāo)準(zhǔn)值：qk =6 2.15=12.9kN/m次梁荷載設(shè)計值（由板的計算可知，只須考慮由可變荷載效應(yīng)控制的組合）q =1.2gk 1.3qk =1.2 7.709 1.3 12.9=26.021k

8、N/m（2）計算簡圖圖5次梁計算跨度設(shè)主梁截面尺寸為b h = 250 600 mm,貝U計算跨度為（圖5）： 邊跨（一端與主梁整體連接，另一端擱置在墻上）a240l =ln 5255=5375mm<1.025ln =1.025 5255=5386mm2 2故，取 l =5375mm 中跨：l = ln =5250mm平均跨：l =（53755250）/2=5313mm （計算B支座負(fù)彎矩用）次梁計算簡圖如圖6所示。1 1ITT12327714ABCCBA15375丄5250X525052505375-J2q=26.02kN/m圖6次梁計算簡圖（3）內(nèi)力計算邊跨與中跨計算長度相差（537

9、5 一5250）/5250=2.4%<10%,可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。彎矩計算：1 2 1 2Mi ql226.02 5.3752 =68.34kN.m11 1112 12Mb ql226.02 5.3132 =66.77kN.m11 111212M2=M3 工 ql 爼 26.02 5.25 =44.82kN.m16 161 2 12Mc ql26.02 5.25 =-51.23kN.m1414剪力計算：VA =0.45qln =0.45 26.02 5.255=61.53kNVB左二0.6qln =0.6 26.02 5.255=82.04kNVB右二VC =0.55qln =0.5

10、5 26.02 5.250=75.13kN（4）正截面承載力計算次梁跨中截面按T形截面進行計算，有效翼緣寬度為：b； =1/3 =5500/3 =1833mm<b s 200 1950=2150mm故，取 bf =1833mm室內(nèi)正常環(huán)境，梁保護層厚度取 c=25mm跨中截面鋼筋排一排，h。= h - 35 = 400 - 35 =365mm：1fcbfhf （hb -虹）=1.0 14.3 1833 80 （365 -臾）=681.51 106 N.mm2 2故，屬第一類T形截面支座截面按矩形截面計算，B支座截面鋼筋排二排，ho二h - 60 = 400 - 60 =340mm，其它支

11、座截面鋼筋排一排，h。二h -35二400-35 =365mm,次梁正截面承載力計算見表2。表2次梁正截面承載力計算截面1B2CM （ kN.m）68.3466.7744.8251.23«1 fcbho 或14.3x1833x365214.3 疋 200 疋 340214.3x1833x365214.3700 疋 3652Sfcbk=3.492。09= 0.331。09=3.492 漢109=0.38仆109（N.mm）（一排）（二排）（一排）（一排）MQi 0.0200.2020.0130.134s W fcbhoJ1-J1-2處0.0200.228<0.350.0130.1

12、44A _%fcbh0：A5 _f| y531.5615.9345.5417.6（mm2）2業(yè)123業(yè)122業(yè)122業(yè)14選配鋼筋2業(yè)142必41業(yè)141業(yè)142A5=534mm2A =647mm2As=379.9mm2A =461mm（5）次梁斜截面承載力計算0.25lfcbh0 =0.25 1.0 14.3 200 340=243100N=243.1kN>Vmax=82.04kN0.7ftbh0 =0.7 1.43 200 340=68068N=68.07kN<VB左（82.04kN）、VB右（75.13kN）0.7ftbh0 =0.7 1.43 200 365=73073N=

13、73.07kN>VA=61.53kN可見次梁截面尺寸滿足要求，B支座及中間支座截面應(yīng)按計算配箍筋，次梁斜截面承載力計算見表3 （只考慮箍筋的抗剪作用，部分彎筋的抗剪作用作為安全儲備）。表3次梁斜截面承載力計算截面AB （左）B （右）CV （ kN）61.5382.0475.1375.13箍筋肢數(shù)直徑26262626_ _ 2228.3228.3228.3228.3Av =nAv1 （mm ）=56.6=56.6=56.6=56.60.7 ftbh0 （ kN）73.0768.0768.0773.07fyv （ N/mm ）2102102102101.25fyvAvh°S =1

14、.25x210x56.6x3401.25x210x56.6x3401.25x210x56.6x365V - O.7ftbho一82040-6807075130 680707513073070（mm）=362=715=2632選配箍筋（按構(gòu)造） 6150 6150 6150 6150驗算配箍率SVnAsvibs2 28.3200 150=0.19%> ： sv,min= 0.24t= 0.24 143 =0.16%2106主梁的計算（按彈性理論計算）（1）荷載計算由次梁傳來恒載：7.709 5.5=42.40kN主梁自重：0. 2 5（ 0.- 60. 08）2=S.99kN主梁抹灰：（0

15、. 60. 0 8）22. 1 50.76kN主梁恒載標(biāo)準(zhǔn)值：Gk =42.406.990.76 =50.15kN主梁活載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk =12.9 5.5=70.95kN主梁恒載設(shè)計值：G=1.2Gk= 1.2 50.15=60.18kN主梁活載設(shè)計值：P=1.3 Pk =1.3 70.95 =92.24kN（只須考慮由可變荷載效應(yīng)控制的組合）（2）計算簡圖計算跨度（圖7）圖7主梁計算跨度 邊跨b3703701.025ln1.025 6180=6519.5mm>lc =6180 150=6515mm2 22故，取 l =6515mm 中跨I = lc = 6450 mm平均跨l =（65

16、15 6450）/2=6482.5mm （計算 B 支座負(fù)彎矩用）主梁計算簡圖見圖&P=92.24kNG=60.18kN651564506515圖8主梁計算簡圖（3）內(nèi)力計算邊跨與中跨計算長度相差（6515 -6450）/6450=1.0%<10%,可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi) 力。主梁按彈性理論計算，主梁自重近似化為集中荷載，在集中荷載作用下（三跨）連 續(xù)梁的彎矩、剪力系數(shù)列于表4。表4等截面等跨連續(xù)梁內(nèi)力系數(shù)表荷載圖跨內(nèi)最大彎矩支座彎矩剪力M1m2MbMcVaVb左Vb右Vc左Vc右VdP PP PP P1 A2 AAABCD0.2440.067-0.267-0.2670.733-1

17、.2671.000-1.0001.267-0.733P PP P丨11 !aa4a0.289一-0.133-0.1330.866-1.134001.134-0.866P P,i&AAA一0.200-0.133-0.133-0.133-0.1331.000-1.0000.1330.133P PP Pi i - i i a 0.2290.170-0.311-0.0890.689-1.3111.222-0.7780.0890.089注：M二表中系數(shù) Pl2, V二表中系數(shù) P ；M -使截面上部受壓，下部受拉為正，V-對鄰近截面所產(chǎn)生的力矩沿順針方向者為正。彎矩計算：M =kiGl k2Pl

18、 （其中匕、k2可由表4查出） 邊跨Gl =60.18 6.515 =392.07kN.mPl =92.24 6.5 1 5=600.94kN.m 中間跨Gl =60.18 6.450 =388.16kN.mPl =92.24 6.4 5 Q=594.95kN.m 支座BGl =60.18 6.4825 =390.12kN.mPl =92.24 6.4 8 2=597.94kN.m主梁彎矩計算見表5。表5主梁彎矩計算表項次荷載簡圖kMikMbk m21G G G G G GJ 1 J 1 J L0.244-0.2670.06795.67-104.1626.01A 1 A 2 AA2P PP P

19、A 1 1 . k0.289-0.133-0.133173.67-79.53-79.13AAAA3P P丄JL>-0.133/3-0.1330.200-26.64-79.53118.99AAAA4P PP Pl 11 10.229-0.311-185.96（-0.089） -53.22）0.170137.62101.14AAAAM max（kN.m）組合項次族合值+269.34一+145.00M iIVI min（kN.m）組合項次組合值+69.03+-290.12+-53.12注：表中項次4中括號內(nèi)數(shù)值為C支座彎矩系數(shù)和彎矩值，其余項次的C支座彎矩系數(shù)和彎矩值與B支座相同剪力計算V -

20、ksG kqP（ k3、k4 由表 4查出）主梁剪力計算見表6,剪力包絡(luò)圖如圖9所示。123.99107.66A28.4344.7617 2.9060.18B180.8520.48208表6主梁剪力計算表項次荷載簡圖kVAkVb左kVb右1G GG GG GII 1 1 110.73342671.00044.11-76.2560.18走1 A 2 a也2P PP P11110.866丄1.1340_ * 1 _ _ 1 1 -79.88104.600AAA4p pp p1I110.689二.3111.222上丨1丄*63.55-120.93112.72AAAAVmax組合項次+(kN)組合值1

21、23.99180.85172.90Vmin組合項次+(kN)組合值107.66197.1860.18197.18圖9主梁剪力包絡(luò)圖(4) 正截面承載力計算主梁跨中截面在正彎矩作用下按 T形截面計算，翼緣寬度為：bf = I/3 =6450/3 =2150mm<b sn =5500mm，故，取 bf=2150mm，h° = 600 -35 = 565 mmF：1fcbfh(h。-比)=1.0 14.3 2150 80 (565 -80) =1291.29 106N mm2 2故，屬第一類T形截面主梁支座截面及在負(fù)彎矩作用下的截面按矩形截面計算，支座截面鋼筋排二排，ho 二 h -

22、 75 = 600 - 75 =525mm ；其它支座截面鋼筋排一排，h0 = h - 55 = 600 - 55 =545mm ；主梁正截面承載力計算見表7。表7主梁正截面承載力計算表截面1B2M （ kN.m）269.34-290.12145.00-53.12V0b/2（kN.m）一23.49一一M -V°b/2（kN.m）269.34266.63145.0053.12ct1 fcbho 或214.3 漢 2150 汽 525214.3x250x525214.3 漢 2150 漢 565214.3 漢 250漢 545%鼬咗9= 8.474 "09= 0.985X09=

23、9.814如09=1.062"0（N.mm）（二排）（二排）（一排）（一排）Mn 0.0320.2710.0150.050s _2W fcbh。1一一2%0.0330.323<0.5180.0150.051a1fcbh0s _f1 y17501684.0723.8276.0（mm2）選配鋼筋2業(yè)144業(yè)222As=1828mm3魚20 （直）318 （彎）2人=1704mm2盤 18 （直）1 業(yè) 18 （彎）2As =763mm2如4 （直）2A=308mm注： V0 = G P 1.2 6.99/ 2 =60.18+92.24+4.19=156.61kN ；B截面支座寬度（

24、即柱寬度）b =300mm。（5）斜截面承載力計算0.25 - cfcbh 0.25 1.0 14.3 250 525=469219N=469.22kN>Vmax=197.18kN0.7ftbh0= 0.7 1.43 250 525 =131381N=131.38kN<VB左（197.18kN）、V右（172.90kN）0.7ftbh0=0.7 1.43 250 565 =141391N=141.39kN>VA=123.99kN可見主梁截面尺寸滿足要求，B支座截面應(yīng)按計算配腹筋，A支座截面可按構(gòu)造配 箍，主梁斜截面承載力計算見表 &表8主梁斜截面承載力計算表截面AB （左）B （右）V （ kN）123.99197.18172.900.7 ftbh）0.7 ".43 漢 250 決 565=141.39kN