混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)-純圖版

河南工程學(xué)院《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2015年12月25日某工業(yè)廠房現(xiàn)澆混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料(一)樓蓋梁格布置樓蓋梁格布置如圖1所示(樓梯間在此平面外),主梁沿橫向布置，次梁沿(二)樓面做法(三)樓面荷載(四)材料主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為6.6/3=2.1m,lo?/l??=6.312.1=3,因此按高跨比條件，對(duì)于兩端連續(xù)的單向板，當(dāng)h≥2100/30=70mm時(shí)，滿足剛度要求，對(duì)于工業(yè)建筑的樓板，要求h≥70mm,取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=l?/18～l?/12=6300/18～6300/12=350～525mm,主梁的截面高度應(yīng)滿足h=l?115～l?110=6300/15～6300/10=420～630mm取h=600mm,b=300mm。樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖5-1所示。(二)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.荷載計(jì)算板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值25mm厚水泥砂漿面層：80mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2,所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3。于是板的荷載設(shè)計(jì)總值：g+q=11.32kN/m2,近似取為g+q=12.0kN/m22.計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。次梁截面為200mm×500mm,板的計(jì)算跨度：中間跨：因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)梁板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5-2所示3.彎矩設(shè)計(jì)值不考慮板拱作用截面彎矩的折減，用塑性內(nèi)力重分布理論計(jì)算，查表可得系數(shù)分別為：邊支座-1/16;邊跨中，1/14;離端支座，-1/11;邊跨中，1/16;中直徑d為10mm,板厚80mm,則截面的有效高度h?=h-c-d/2=60mm;板寬b=1000mm。C25混凝土，α?=1.0,fe=11.9N/mm2;HPB300鋼筋表1板的配筋計(jì)算截面A1B2C彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算配筋(mm2)實(shí)際配筋(mm2)計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋要求。(三)次梁的設(shè)計(jì)g=10.25kN/m2.計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí)，主梁截面300mm×600mm。其計(jì)算跨度：因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5-33.內(nèi)力計(jì)算由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。M?=-(g+q)?124=-26.63×6.052124=M?=(g+q)??114=26.63×6M?=-(g+q)l3?/11=-26.63×6.052/1V?=0.50(g+q)l=0.50×26.63×6.05=Vg=0.55(g+q)l=0.55×26.63Vr=Vc=0.55(g+q)l?=0.55×26.63×6.04.承載力計(jì)算(1)正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取環(huán)境類別為一類，C25混凝土，梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm。設(shè)箍筋直徑10mm,縱向鋼筋直徑20mm,則一排縱向鋼筋h?=500-20-10-20/2=460mm,C25混凝土α?=1.0,β。=1,f?=11.9N1mm2,f,=1.27N1mm2;縱向鋼筋采用HRB400鋼，f,=360N/mm2,f=360N1mm2。正截面承載力計(jì)算過程列于表2中。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。截面A1B2C彎矩設(shè)計(jì)值(kN●m)或As=ξbh?a?flf或選配鋼筋(mm2)3業(yè)144業(yè)142業(yè)163業(yè)14計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋率的要求。(2)斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配箍率h=h?-h=460-80=380mm,因h1b=3801200=1.9<4,截面尺寸按下式(3)計(jì)算所需腹筋：采用蟲6雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。由可得到箍筋間距調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，截面高度在300～500mm的梁，最大箍筋間距200mm(4)驗(yàn)算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為：0.3f,/f=0.3×1.271360=0.11%,實(shí)際配箍率p。=A/(bs)=56.6/(200×200)=0.14%>0.11%,滿足要求。(四)主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)。1.荷載設(shè)計(jì)值為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。主梁自重(含粉刷):[(0.60-0.08)×0.3×2.1×25+2×(0.2.計(jì)算簡(jiǎn)圖因主梁的線剛度與柱剛度之比大于5,豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù)梁計(jì)的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5-4。3.內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖(1)彎矩設(shè)計(jì)值M?max=0.244×75.30×6.30+0.289×103.19×6.30=303M?max=0.067×75.30×6.30(2)剪力設(shè)計(jì)值VAmax=0.733×75.30+0Vmax=-1.267×75.30-1.311×103Vmax=1.0×75.30+1.222×103.19=201.40kN(3)彎矩包絡(luò)圖①第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載M=M。=-0.267×75.30×6.3-0.133×103.19×6.3=-213.13k在第1跨內(nèi)：以支座彎矩M?=0,M。=-213.13kN●m的G=75.30kN,Q=103.19kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷②第1、2有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩M=0,M。=-328.84kNom的連線為基線，作G=75.30kN,Q=103.19kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)G=75.30kN,Q=103.19kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，的第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷③第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩為：第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)的彎矩分別為：彎矩包絡(luò)圖如圖5-5所示4.承載力計(jì)算(1)正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因跨內(nèi)設(shè)有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計(jì)算寬度按I/3=6.3/3=2.1m和b+s。=5.7m中較小值確定，取b,=2.1m。主梁混凝土保護(hù)層厚度的要求以及跨內(nèi)截面有效高度的計(jì)算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計(jì)算方法有假定主梁上部縱筋直徑25mm,鋼筋為，h。=600-15-10-14-25/2=548.5mm,M?=Mpmax-V?b/2=-328.84+17力的計(jì)算過程列于表3。截面1B2a,=M/(a?fbh3)或選配鋼筋(mm2)4業(yè)20+1業(yè)25主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。(2)斜截面受剪承載力h=h?-h=550-80=470mm,因h。/b=470/300=1.57<4,截面尺寸按下式(3)計(jì)算所需腹筋：采用蟲100200雙肢箍筋，=302.12kN>Vmax,不需要配置彎起鋼筋。(4)次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計(jì)算：次梁傳來的集中力F=64.58+103.19=167.77kN,h?=600-500=100mm,附加箍筋布置范圍s=2h?+3b=2×100+3×200=800mm。取附加箍筋業(yè)100200雙肢，則在長(zhǎng)度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m=800/200+1=5排，次梁兩側(cè)各布置三排。由式m·nf?A=5×2×360×78.5=282.6×103N>F,滿足要求。因主梁腹板高度大于450mm,需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%,且間距不大于200mm?，F(xiàn)每側(cè)配置2業(yè)14,308/(300×550)=0.19%>0.1%,滿足要求。三、繪制施工圖(一)施工說明1.本工程設(shè)計(jì)使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，環(huán)境類別為一類。2.采用下列規(guī)范：(1)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-1010;(2)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012。3.荷載取值：樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.0kN/m2。 4.混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25;梁內(nèi)鋼筋采用HRB400級(jí)，用蟲表示；板內(nèi)鋼筋采用HPB300級(jí)，用φ表示。5.板縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度15mm;梁最外層鋼筋的混凝土保護(hù)層厚(二)結(jié)構(gòu)平面布置圖樓板的平面布置圖見圖5-1,圖中柱、主梁、次梁、板的代號(hào)分別用“Z”,“KL”、“L”和“B”表示，主、次梁的跨數(shù)寫在括號(hào)內(nèi)。(三)板配筋圖板配筋圖采用分離式，板面鋼筋從支座邊伸出長(zhǎng)度a=1,14=190014=475mm。板配筋圖見附圖(四)次梁配筋圖次梁支座截面上部鋼筋的第一批截?cái)帱c(diǎn)要求離支座邊1,/5+20d=6000/5+20×18=1560mm現(xiàn)取1600mm;切斷面積要求小于總面積的二分之一，B斷1業(yè)14,154/615=0.25<0.5,C支座切斷1業(yè)14,154/461=0.33<0.5,均滿足要求，B支座第二批切斷1蟲14,離支座邊l,/3=6000/3=2000mm;剩余2業(yè)14兼做架立筋。端支座上部鋼筋伸入主梁長(zhǎng)度l=(0.14×360/1.27)d=556mm。(五)主梁配筋圖矩包絡(luò)圖如圖5-5。將B支座的③、④號(hào)筋按鋼筋面積比確定各自的抵抗彎矩，④號(hào)筋(2業(yè)25,A=982)抵抗彎矩為293.14×982/1766.7=162.9kN●m。剛進(jìn)的充分利用點(diǎn)和不需要點(diǎn)的位置可按幾何關(guān)系求得，見圖5-6。擬截?cái)啖芴?hào)筋(2業(yè)25),因截?cái)帱c(diǎn)位于受拉區(qū)，離該鋼筋充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于1.2l。+1.7h?=1.2×(35.2×25)+1.7×550=1991mm;截?cái)帱c(diǎn)距該鋼筋不需要點(diǎn)的距離應(yīng)大于1.3h?(715mm)和20d(500mm)。④號(hào)筋截?cái)帱c(diǎn)離B支座中心線的5.36,則梁端的最終彎矩：將③號(hào)筋貫通，可承受158.17kN●m>M,滿足要求。因主梁的腹板高度h=550-80=470mm>450mm,需在梁的兩側(cè)配置縱向構(gòu)造鋼筋?，F(xiàn)每側(cè)配置2業(yè)14,配筋率308/(300×470)=0.22%>0.1%,滿足要求。(1)建筑制圖標(biāo)