樓蓋課程設(shè)計--鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體樓蓋設(shè)計

1、<p><b>　　應(yīng)用技術(shù)學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　系（院） 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 </p><p>　　課程名稱 工 程 結(jié) 構(gòu) </p><p>　　課題名稱 鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體

2、樓蓋設(shè)計</p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　姓 名 學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　審 批 </p><p>　　下達日期 20

3、13 年 05 月 20 日</p><p>　　建 筑 工 程 學(xué) 院</p><p>　　鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體樓蓋設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　某多層混合結(jié)構(gòu)的民用建筑樓蓋</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容<

4、/b></p><p>　　對樓蓋進行結(jié)構(gòu)平面布置：板、次梁及主梁的布置。</p><p>　　分別用彈性和塑性方法計算板和次梁。</p><p>　　用彈性方法計算主梁。</p><p>　　分別計算板、次梁及主梁所需配筋，并繪制施工圖（三個圖合在一張1號圖紙上）和材料圖。</p><p>　　編寫設(shè)計計算說明

5、書。</p><p><b>　　設(shè)計資料</b></p><p>　　樓蓋平面圖如附圖1所示，樓蓋四周外墻均為承重磚墻，內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，柱截面尺寸為400㎜×400㎜。附表1中給出了84組不同的恒載和活載的標(biāo)準(zhǔn)值，每個同學(xué)按學(xué)號順序選擇一組數(shù)值，進行設(shè)計計算。</p><p>　　混凝土強度等級為C30。</p>&

6、lt;p>　　梁中縱向受力鋼筋HRB400，其余采用HPB235。</p><p>　　樓面構(gòu)造層的恒載和活載標(biāo)準(zhǔn)值詳附表1。</p><p><b>　　附表1 </b></p><p><b>　　荷 載 分 組 表</b></p><p>　　（注：荷載值均為標(biāo)準(zhǔn)值，單位為kN/m2）

7、</p><p>　　圖1 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖</p><p><b>　　設(shè)計資料</b></p><p>　?。?）某民用建筑，樓面使用活荷載為4.00KN/㎡，設(shè)計使用年限為50年，環(huán)境類別為一類。</p><p>　?。?）樓面恒荷載為1.50KN/㎡。</p><p><b>

8、;　　（3）材料選用：</b></p><p>　　1）混凝土：強度等級C30（fc=14.3N/mm2、ft=1.43N/mm2、α=1.0、β=1.0）。</p><p>　　2）鋼筋：梁中受力鋼筋采用HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2),其他鋼筋均用HPB235級鋼筋（fy=210N/mm2）。</p><p><b>　　【解析

9、】</b></p><p><b>　　1、截面尺寸確定</b></p><p>　　確定主梁的跨度為6m，次梁的跨度為6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2m。樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置圖如圖1所示。</p><p>　　按高跨比條件要求板的厚度h≥1/40≥2000/40=50mm，對工業(yè)建筑的樓板，要求，所以板厚取。</p&

10、gt;<p>　　次梁截面高度應(yīng)滿足h=l/18~l/12=333~500mm，取h=500mm，截面寬，取。</p><p>　　主梁截面高度應(yīng)滿足h=l/15~l/10=400~600mm,取h=600mm，截面寬度取為，柱的截面尺寸b×h=400×400 mm2。</p><p>　　2. 板的設(shè)計——按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計</p>

11、<p><b>　?。?）、荷載計算</b></p><p>　　恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.50KN/㎡ 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：4.00KN/㎡ </p><p>　　因為是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于等于，所以活荷載分項系數(shù)取1.3， </p><p>　　恒荷載設(shè)計值：g=1.50×1.2=1.8KN/㎡ </p&

12、gt;<p>　　活荷載設(shè)計值：q=4.00×1.3=5.2KN/㎡ </p><p>　　荷載總設(shè)計值：g+q=7KN/㎡ </p><p><b>　?。?）、計算簡圖</b></p><p>　　取1m板寬作為計算單元，板的實際結(jié)構(gòu)如圖2所示</p><p>　　由圖可知：次梁截面為b=，現(xiàn)

13、澆板在墻上的支承長度為a=，則按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度為：</p><p>　　邊跨按以下二項較小值確定：</p><p>　　l01=lnh/2=（2000-120-250/2）+80/2=1795mm</p><p>　　ln+a/2=1815mm</p><p>　　所以，邊跨板的計算取l01=1795mm</p>

14、<p>　　中跨l01=ln=2000-250=1750mm</p><p>　　板的計算簡圖3所示。</p><p><b>　　（3） 彎矩設(shè)計值</b></p><p>　　因邊跨與中跨的計算跨度相差（1795-1750）/1750=2.5%,小于10%，可按等跨連續(xù)板計算，查表可得板的彎矩系數(shù)αM,，板的彎矩設(shè)計值計算過程

15、見表1</p><p>　　表 1板的彎矩設(shè)計值的計算</p><p>　　（4） 配筋計算——正截面受彎承載力計算</p><p>　　對軸線②~④間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi)2截面和支座C截面的彎矩設(shè)計值可折減20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減20%。板配筋計算過程見表2</p><p>　　表2 板的配筋計算</p>

16、;<p>　?。?）板的配筋圖繪制</p><p>　　板中除配置計算鋼筋外，還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋。</p><p>　　3、次梁設(shè)計——按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計</p><p><b>　　（1）荷載設(shè)計值：</b></p><p><b>　　恒荷載設(shè)計值 <

17、;/b></p><p>　　板傳來的恒荷載：1.8×2=3.6KN/m</p><p>　　次梁自重：0.25×（0.5-0.08）×25×1.2=3.15KN/m</p><p>　　次梁粉刷：2×0.015（0.5-0.08）×17×1.2=0.257KN/m</p>&

18、lt;p>　　小計 g=7.00704KN/m</p><p>　　活荷載設(shè)計值：q=5.2×2=10.4KN/m</p><p>　　荷載總設(shè)計值：g+q=17.4KN/m</p><p><b>　?。?）、計算簡圖</b></p><p>　　由

19、次梁實際結(jié)構(gòu)圖4可知</p><p>　　次梁在墻上的支承長度為a=240mm，主梁寬度為b=300mm。次梁的邊跨的計算跨度按以下二項的較小值確定：</p><p><b>　　邊跨 </b></p><p>　　所以次梁邊跨的計算跨度取</p><p><b>　　中間跨</b></p&g

20、t;<p>　　計算簡圖如圖5所示。</p><p>　?。?） 彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值的計算</p><p>　　因邊跨和中間跨的計算跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。 查表可得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。次梁的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值見表3和表4。</p><p>　　表 3 次梁的彎矩設(shè)計值的計算</p><p>　　表4

21、 次梁的剪力設(shè)計值的計算</p><p><b>　?。?）配筋計算 </b></p><p>　?、僬孛婵箯澇休d力計算</p><p>　　次梁跨中正彎矩按T形截面進行承載力計算，其翼緣寬度取下面二項的較小值：</p><p><b>　　故取1900mm。</b></p>

22、<p>　　C30混凝土，；縱向鋼筋采用HRB400，，箍筋采用HPB235，</p><p>　　判別跨中截面屬于哪一類T形截面 </p><p>　　支座截面按矩形截面計算，正截面承載力計算過程列于表5.</p><p>　　表5 次梁正截面承載力計算</p><p>　?、?/p>

23、斜截面受剪承載力計算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計算和最小配箍率驗算)。</p><p><b>　　復(fù)核截面尺寸：</b></p><p>　　且，截面尺寸按下式驗算，故滿足要求。</p><p>　　所以ABC均只需要按構(gòu)造配置箍筋,查表可得，選擇雙肢箍。</p><p>　　由于梁面高度大于450mm，所以配置的腰筋。

24、</p><p><b>　　（5）施工圖的繪制</b></p><p>　　次梁配筋圖，其中次梁縱筋錨固長度確定：</p><p>　　伸入墻支座時，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定：</p><p><b>　　，取350mm</b></p><p>　　伸入墻支座時，梁底

25、面縱筋的錨固長度按確定：l=12d=1212=144mm,取150mm。</p><p>　　梁底面縱筋伸入中間支座的長度應(yīng)滿足l>12d=1212=144取150mm。</p><p>　　縱筋的截斷點距支座的距離:</p><p><b>　　，取。</b></p><p>　　4、主梁設(shè)計——主梁內(nèi)力按彈性理

26、論設(shè)計：</p><p>　?。?）荷載設(shè)計值。（為簡化計算，將主梁的自重等效為集中荷載）</p><p>　　次梁傳來的恒載：7.00704×6=42.04224KN</p><p>　　主梁自重（含粉刷）：</p><p>　　恒荷載：G=42.04224+15.7248=57.76704KN，取G=57.8KN</p&g

27、t;<p>　　活荷載：Q=10.4×6=62.4KN</p><p><b>　　計算簡圖</b></p><p>　　主梁的實際結(jié)構(gòu)如圖6所示</p><p>　　由圖可知，主梁端部支承在墻上長度a=370mm，中間支撐在400mm×400mm的混凝土柱上，其計算跨度按以下方法確定：</p>

28、<p><b>　　邊跨，因為</b></p><p>　　所以邊跨取，近似取。</p><p><b>　　中跨。 </b></p><p>　　計算簡圖如下圖所示。</p><p>　?。?）、內(nèi)力設(shè)計值計算及包絡(luò)圖繪制</p><p>　　因跨度相差不超過10

29、%，可按等跨連續(xù)梁計算。</p><p><b>　　1）彎矩設(shè)計值</b></p><p>　　彎矩： M=， 式中系數(shù)可查表得。</p><p><b>　　（i） </b></p><p>　　0.286×62.4×6.02+0.238×57.8×6

30、.02=190.249KN·m</p><p>　　0.222×62.4×6+0.111×57.8×6=121.612KN·m</p><p><b>　　（ii）</b></p><p>　　0.111×57.8×6+0.222×62.4×6=

31、121.612KN·m</p><p><b>　?。╥ii）</b></p><p>　　-0.286×57.8×6.01-0.321×62.×6.01=-219.733KN·m</p><p><b>　?。╥v）</b></p><p&g

32、t;　　-0.286×62.4×6-0.191×6×57.8=-173.317KN·m</p><p><b>　　(iiv)</b></p><p><b>　　2）剪力設(shè)計值</b></p><p>　　剪力： V=,式中系數(shù)均查附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)可得。</

33、p><p><b>　　由（i），KN</b></p><p>　　由（iii），1.286×57.8-1.321×62.4=‐8.1KN</p><p>　　由（iii），1.095×57.8+1.274×62.4=142.789KN</p><p>　　由（iv），-0.905&#

34、215;57.8-1.190×62.4=-126.565KN</p><p>　　0.905×57.8+1.190×62.4=126.565KN</p><p>　　3) 彎矩、剪力包絡(luò)圖</p><p><b>　　彎矩包絡(luò)圖：</b></p><p>　?、俚?、3跨有可變荷載，第2、4

35、跨沒有可變荷載</p><p>　　由附表知，支座B或C的彎矩值為：</p><p>　　-0.143×62.4×6.01-0.286×57.8×6.01=‐152.979KN·m</p><p>　　Mc=-0.095×62.4×6-0.191×57.8×6=-101.807

36、 KN·m</p><p>　　MD=-0.143 ×62.4×6.01-0.286×57.8×6.01=-1152.979 KN·m</p><p>　　在第1跨內(nèi)以支座彎矩KN·m的連線為基線，作G=57.8KN，Q=62.4KN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：</p>

37、;<p>　?。℅+Q）+=×120.2×6.02-=190.208KN·m</p><p>　?。℅+Q）+=×120.2×6.02-2×=138.414KN·m </p><p>　　在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-152.979KN·m，=-101.8071KN·

38、;m的連線為基線，作G=57.8KN，Q=0的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：</p><p>　　=× 57.8×6-(101.807-152.979)×1/3=-20.140KN·m </p><p>　　=× 57.8×6-(101.807-152.979)×2/3=-3.082 KN

39、3;m</p><p>　　在第3跨內(nèi)以支座彎矩=-101.807KN·m，=-152.979KN.m連線為基線，作G=57.8KN，Q=,62.4KN的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：</p><p>　　=121.536KN</p><p>　　=104.478KN</p><p>　　在第4跨內(nèi)以支座彎矩

40、=-152.979KN.m，=0連線為基線，作G=57.8KN，Q=,0KN的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：</p><p>　　=× 57.8×6.02+2/3×(-152.979)=13.999KN</p><p>　　=× 57.8×6.02+2/3×(-152.979)=64.992KN</

41、p><p>　?、?第1、2、4跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載</p><p>　　MB=-0.321×6.01×62.4-0.286×57.8×6.01=-219.733KN·m</p><p>　　MC=-0.048×6×62.4-0.191×57.8×6=-84.21KN&

42、#183;m</p><p>　　MD=-0.155×6.01×62.4-0.286×57.8×6.01=-157.479KN·m</p><p>　　各跨的集中荷載處的彎矩值的計算方式與情形①相同。因此：</p><p>　　第1跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　?。?/p>

43、G+Q）+=×120.2×6.02-=167.975KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　?。℅+Q）+=×120.2×6.02-=94.713KN·m </p><p>　　第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　

44、　=65.841KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　=111.016KN·m</p><p>　　第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　=6.967KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：&

45、lt;/p><p>　　=-17.456KN·m</p><p>　　第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　?。℅+Q）+=136.215KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　（G+Q）+=188.708KN·m</

46、p><p>　　③ 第2、4跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載（與情形①相同，各彎矩值可參照情形①得到）</p><p>　?、艿?、4跨沒有可變荷載，第2、3跨有可變荷載</p><p>　　MB=-0.095×6.01×62.4-0.286×57.8×6.01=-134.977KN·m</p><

47、;p>　　MC=-0.286×6×62.4-0.191×57.8×6=-173.317KN·m</p><p>　　MD=-0.095×6.01×62.4-0.286×57.8×6.01=-134.977KN·m</p><p>　　第1跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</

48、p><p>　　G+=×57.8×6.02-=70.993KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　G+=×57.8×6.02-=26.001KN·m </p><p>　　第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p>&l

49、t;p>　　=92.643KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　=79.863KN·m</p><p>　　第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　=79.863KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點

50、處的彎矩值為：</p><p>　　=92.643KN·m</p><p>　　第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　G+=26.001KN·m</p><p>　　第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：</p><p>　　G+=70.993KN·m</p&g

51、t;<p>　?、莸?、3、4跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載（與情形②相同，各彎矩值可參照情形①得到）</p><p>　　所得彎矩包絡(luò)圖見下圖</p><p><b>　　剪力包絡(luò)圖：</b></p><p><b>　?、?第1跨</b></p><p>　　i 由圖（i），=9

52、4.746KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為94.746-120.2=-23.454KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為-23.454-120.2=-143.654KN</p><p>　　ii 由圖（iii）=‐8.1KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為-8.1+120.2=112.1KN</p>

53、<p>　　過第2個集中荷載后為112.1+120.2=232.3KN</p><p>　　iii 由圖（iv）=-0.095×62.4+0.714×57.8=35.341 KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為35.341-57.8=-22.459KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為-22.459-57.8=-8

54、0.259KN</p><p><b>　　②第2跨</b></p><p>　　i 由圖（iii）=142.789KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為142.789-120.2=22.589KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為22.589-120.2=-97.611KN</p><

55、;p>　　ii 由圖（i）=0.048×62.4+1.095×57.8=66.286KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為66.286-57.8=8.486KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為8.486-57.8=-49.314KN</p><p>　　iii 由圖(iv) -126.565KN</p>&l

56、t;p>　　過第1個集中荷載后為-6.365KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為113.835KN</p><p><b>　　③第3跨</b></p><p>　　i 由圖（iv）=1.190×62.4+0.905×57.8=126.565KN</p><p>　　過第1個集中荷載后

57、為126.565-120.2=6.365KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為6.365-120.2=-113.835KN</p><p>　　ii 由圖（i）=0.952×62.4+0.905×57.8=111.714KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為111.714-120.2=-8.486KN</p><

58、;p>　　過第2個集中荷載后為-8.486-120.2=-128.686KN</p><p>　　iii 由圖（iii）=-0.107×62.4+0.905×57.8=45.623KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為45.623-57.8=-12.168KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為-12.168-57.8=-69

59、.968KN</p><p><b>　?、艿?跨</b></p><p>　　i 由圖（iv）=0.095×62.4+1.286×57.8=133.611KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為133.611-57.8=75.811KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為75.811-5

60、7.8=18.011KN</p><p>　　ii 由圖（i）=0.143×62.4+1.286×57.8=83.254KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為83.254-57.8=25.454KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為25.454-57.8=-32.346KN</p><p>　　iii由圖（

61、iii）=1.155×62.4+1.286×57.8=146.403KN</p><p>　　過第1個集中荷載后為146.403-120.2=26.203KN</p><p>　　過第2個集中荷載后為26.203-120.2=-93.997KN</p><p>　　第1,3,4跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載的情況下，剪力值可參照圖（iii）。&

62、lt;/p><p>　　第2、4跨有可變荷載，1、3跨沒有可變荷載，即圖（ii）的情況下，剪力值可參照圖（i）。</p><p>　　所得剪力包絡(luò)圖見下圖</p><p>　　（4）配筋計算承載力計算</p><p>　　縱向鋼筋HRB400,其中。</p><p>　?、僬孛媸軓澇休d力計算及縱筋的計算</p>

63、;<p>　　跨中正彎矩按Ｔ形截面計算，因</p><p>　　翼緣計算寬度按和中較小值確定，取。Ｂ支座處的彎矩設(shè)計值：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　判別跨中截面屬于哪一類T形截面 </p><p><b>　　均屬于第一類T截面</b></

64、p><p>　　正截面受彎承載力的計算</p><p>　　主梁支座正截面及在負彎矩作用下的跨中截面按矩形截面積算，支座截面取,主梁中間支座寬。</p><p>　　表8 主梁正截面受彎承載力及配筋計算</p><p>　?、诠拷钣嬎恪苯孛媸芗舫休d力計算 </p><p><b>　　驗算截面尺寸：&

65、lt;/b></p><p>　　因為，所以截面尺寸按下式驗算：</p><p>　　，由此可知截面尺寸滿足要求</p><p>　　驗算是否需要計算配置箍筋。</p><p>　　，所以主梁各截面均可按構(gòu)造配置箍筋。查表可得，采用雙肢箍。</p><p>　　由于梁面高度大于450mm，所以配置的腰筋。<

66、/p><p><b>　?、壑髁旱踅钣嬎?lt;/b></p><p>　　由次梁傳遞給主梁的全部集中荷載設(shè)計值為：</p><p><b>　　所以，吊筋選用</b></p><p>　?、苤髁嚎v筋伸入墻中的錨固長度的確定</p><p>　　梁頂面縱筋的錨固長度：</p>