課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書題 目 鋼筋混凝土課程設(shè)計學(xué) 院 交通土建學(xué)院 專 業(yè) 城市地下空間工程專業(yè) 班 級 地下122 學(xué)生姓名 宋偉濤 學(xué) 號 120719209 12 月 8 日至 12 月 12 日 共 1 周指導(dǎo)教師(簽字) 院長(主任)(簽字) 2013 年 12 月 15 日第1章 設(shè)計原始資料1. 設(shè)計題目與設(shè)計條件1.1設(shè)計題某目：一多層工業(yè)廠房中間層樓面現(xiàn)澆整體式肋梁樓蓋設(shè)計 某一多層工業(yè)廠房中間層樓面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓面。 根據(jù)該工廠的使用要求，橫向柱網(wǎng)尺寸取為6.6m，縱向柱網(wǎng)尺寸6.9m，如圖1所示。圖1 樓蓋建筑平面1.2設(shè)計條件：1.2.1樓面做法： 20mm水泥砂漿面層， 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板， 20mm石灰砂漿抹底；1.2.2建筑材料：混凝土等級C30，梁內(nèi)受力縱筋為HRB335，其他為HPB300；1.2.3樓面荷載：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.5kN/。第2章 樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁的跨度為6.9m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按單向板設(shè)計。按跨高比條件，要求板厚h2200/30=73mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=/18/12=6900/186900/12=383575mm?？紤]到樓面可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h=/14/8=6600/146600/8=471825mm，取h=800mm。截面寬度為b=300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置如圖2所示。圖2 樓蓋板結(jié)構(gòu)平面布置圖第3章 板的設(shè)計板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 20mm水泥砂漿面層： 0.0220=0.4KN/ 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板: 0.0825=2KN/ 20mm石灰砂漿抹底: 0.0217=0.34KN/小計 2.74kN/板的可變標(biāo)準(zhǔn)荷載值 4.5kN/永久荷載分項系數(shù)取1.2，因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于4.5kN/，所以可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.3。于是板的總荷載設(shè)計值為：g+q=+=1.22.62+4.51.3=9.4kN/3.1 荷載及計算簡圖次梁截面為200mm500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨： 同時大于。滿足最小配筋率。第4章 次梁設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。 4.1 荷載計算永久荷載設(shè)計值板傳來永久荷載 2.741.22.2=7.23kN/m次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kN/m小計 g=10.09kN/m可變荷載設(shè)計值 q=5.852.2=12.87kN/m荷載總設(shè)計值 g+q=22.96kN/m次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為300mm800mm。計算跨度：邊跨： ，取。中間跨：因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖如圖4所示。 4.2內(nèi)力計算 由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。故 彎矩設(shè)計值：=-=（g+q）/11=22.96/11=95.1kNm=-（g+q）/14=-22.96/14=-71.44kNm=（g+q）/16=22.96/16=62.51kNm剪力設(shè)計值：=0.45（g+q）=0.4522.966.75=69.74kN=0.60（g+q）=0.6022.966.75=92.99kN=0.55（g+q）=0.5522.966.6=83.34kN 4.3 承載力計算 4.3.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度取=/3=6900/3=2300mm=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。環(huán)境類別為一級，C30混凝土，梁的最小保護厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-40=460mm二排縱向鋼筋=500-65=435mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，=300N/，箍筋采用HPB300鋼，=270N/。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。表2 次梁正截面受彎承載力計算截 面1B2C彎矩設(shè)計值（kNm）95.1-95.162.51-71.44=/（b）或=/（）=0.014=0.176=0.009=0.118=1-0.0140.1950.350.0090.126=b/或=/675.3855.14434.1552.55選配鋼筋（）318=763516=1005218=509216+114=555.9計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35；/b509/（200460）=0.55%，此值大于,且大于滿足最小配筋率。4.3.2 斜截面受剪承載力計算斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：=-=460-80=380mm，因/b=380/200=1.94，（厚腹梁）截面按下式驗算：0.25b=0.25114.3200460=328.9N=92.99N，截面滿足要求。驗算是否需要按計算配置箍筋0.7b=0.71.43200460=92.092N=92.99N構(gòu)造配筋，選用6200=0.14% =0.24=0.24=0.13%采用6雙支箍筋，計算支座B左側(cè)截面。調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%。現(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8200=160mm最后取箍筋間距s=160mm。為了方便施工，沿梁長度不變。驗算配筋率下限值：彎矩彎矩調(diào)幅時要求的配筋率下限為：0.3=0.31.43/270=0.16%。實際配筋率=56.6/（200160）=0.17%0.16%滿足要求。第5章 主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(shè)計。5.1 荷載計算為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載 10.096.9=69.62kN主梁自重（含粉刷）（0.8-0.08）0.32.225+0.02（0.8-0.08）22.217）1.2=15.54kN永久荷載設(shè)計值 G=67.48+15.54=85.16kN 取G=85kN可變荷載設(shè)計值 Q=12.876.9=88.8kN 取Q=89kN主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在400mm400mm的混凝土柱上，其計算跨度：邊跨：=6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨：=6600mm主梁的計算簡圖如下，因跨度相差不超過10%，故可利用附表6-2計算內(nèi)力。 5.2 內(nèi)力計算及包絡(luò)圖5.2.1彎矩設(shè)計值彎矩M=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.244856.64+0.289896.64=134.47+163.11=308.5kNm=-0.267856.64-0.311896.64=-147.15-175.53=-334.5kNm=0.067856.60+0.200896.6=36.70+112.21=155.1kNm5.2.2剪力設(shè)計值剪力V=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.73385+0.86689=60.84+73.66=139.4kN=-1.26785-1.31189=-105.16-111.44=-224.4kN=1.085+1.22289=83+103.87=193.8kN5.2.3彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。由附表6-2知支座B或C的彎矩值為=-0.267856.64-0.133896.64=-229.3kNm在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-229.3kNm的連線為基線。作G=85kN，Q=89kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=（85+89）6.64-=308.7kNm（G+Q）+=（85+89）6.64-=232.3kNm在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-229.3kNm，=-229.3kNm的連線作為基線，作G=85kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：G+=856.60-229.3=-42.3kNm第1、2跨有可變荷載，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=0，=-334.5kNm的連線為基線。作G=85kN，Q=89kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（85+89）6.64-=273.62kNm（85+89）6.64-=162.12kNm在第2跨內(nèi)：=-0.267856.64-0.089896.64=-203.3kNm以支座彎矩=-334.5kNm，=-203.3kNm的連線為基線，作G=85kN，Q=89kN的簡支梁彎矩圖，得（G+Q）+（-）=（85+89）6.64-203.3+（-334.5+203.3）=94.35kNm（G+Q）+（-）=（85+89）6.64-203.3+（-334.5+203.3）=138.09kNm第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載=-0.267856.64-0.133896.64=-229.3kNm第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（G+Q）+=（85+89）6.64-229.3=155.82kNm（與前面計算的=155.1kNm接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：G+=856.64-229.3=111.7kNmG+=856.64-229.3=35.26kNm在第1跨內(nèi)有可變荷載，在第2、3跨內(nèi)沒有可變荷載由附表6-2知支座B或C的彎矩值=-0.267856.64-0.178896.64=-255.89kNm=-0.267856.64+0.044896.64=-124.69kNm在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-255.89kNm的連線為基線，作G=85kN，Q=89kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=（85+89）6.64-255.89=299.82kNm（G+Q）+=（85+89）6.64-255.89=214.53kNm在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-255.89kNm，=-124.69kNm的連線作為基線，作G=85kN，Q=0的簡支梁彎矩圖，得第1個和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：G+（-）+=856.6+（-255.89+124.69）-124.69=-25.16kNmG+（-）+=856.6+（-255.89+124.69）-124.69=18.58kNm彎矩包絡(luò)圖如圖6（a）所示。第1跨=139.4kN；過第1個集中荷載后為139.4-85-89=-34.6kN；過第2個集中荷載后為-34.6-85-89=-208.6kN=-224.4kN；過第1個集中荷載后為-224.4+85+89=-50.4kN；過第2個集中荷載后為-50.4+85+89=123.6kN第2跨=193.8kN；過第1個集中荷載后為193.8-85=108.8kN。當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時=1.085+1.089=174kN；過第1個集中荷載后為174-85-89=0。剪力包絡(luò)圖如圖6（b）所示。圖6 主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖（a） 彎矩包絡(luò)圖；（b）剪力包絡(luò)圖 5.3 承載力計算 5.3.1 正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按T形截面計算，因=0.1050.1。翼緣計算寬度按=6.6/3=2.2m和b+=6.6m中較小值確定取=2.2m。B支座邊的彎矩設(shè)計值=-b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22kNm?？v向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均1排。跨內(nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。截 面1B2彎矩設(shè)計值（kNm）308.5-334.5155.1-42.3=/（b）或=/（）=0.017=0.144=0.009=0.017=（1+）/20.9910.9210.9950.991=/1365.41647.1683.7187.2選配鋼筋（）520=1570320+318=1705320=942.2220=628 5.3.2 斜截面受剪承載力計算驗算截面尺寸： =-=760-80=680mm，因/b=680/300=2.274截面尺寸按下式驗算：0.25b=0.25114.3300680=729.3kN=224.4kN，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用8200雙肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置彎起鋼筋。驗算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來集中力=69.62+88.8158.42kN，=800-500=300mm，附加箍筋布置范圍s=2+3b=2300+3200=1200mm。取附加箍筋8200雙肢，則在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m=1200/200=6排，次梁兩側(cè)各布置3排。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造筋，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%，且其間距不大于200mm。現(xiàn)每側(cè)配置214，308/（300720）=0.14%0.1%，滿足要求。圖7 板的配筋圖圖8 次梁配筋圖