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《混凝土结构》课程设计任务书、指导书


贵 州 师 范 大 学

《 钢筋 混凝 土 结构》 课 程设计

二○一○ ——二○一一 学年度 一 二 一一

第二学期 二

材料与建筑工程 学院

二 年级

专 班 姓 学

业 级 名 号

指导教师 设计时间



钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计任务书
一、设计目的
l、了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容; 2、了解单向板肋梁楼盖的荷载传递途径及计算简图; 3、熟悉弹性理论和塑性理论的设计方法; 4、了解内力包络图及材料图的绘制方法; 5、掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表达方式。 二、设计资料 l、结构形式 某仓库为内框架承重体系的多层砖混结构, 采用整体式钢筋混凝土单 向板肋梁楼盖,结构平面布置图如图 1-1 所示。外墙为 370mm 厚砖砌体, 内框架为 400×400mm 钢筋混凝土柱。楼梯间不在图示范围内。 2、楼面构造 30mm 厚水磨石地面(12mm 厚面层,18mm 厚水泥砂浆打底),板底有 15mm 厚石灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。 3、荷载 永久荷载:包括梁、 楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为 25kN/m3, 水泥砂浆容重 20 kN/m3,石灰砂浆容重 17 kN/m3,水磨石地面容重 0.65 kN/m2,分项系数 γG=1.2。 可变荷载:楼面均布活荷载标准值 7 kN/m2,分项系数 γQ=1.3。 4、材料 混凝土:C20 钢 筋:板:HPB235 级

梁:主筋 HRB335 级,箍筋 HPB235 级 三、设计内容 l、结构布置 确定柱网尺寸,布置主次梁,选择构件截面尺寸,绘制楼盖结构平面 布置图。 2、梁板的设计 (1)板的设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力, 进行板的正截面承载力 计算,绘制板的配筋图。 (2)次梁设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁的内力。计算次梁的正截面、 斜截面承载力,绘制次梁的配筋图。 (3)主梁设计 按弹性方法计算主梁的内力,绘制主梁的弯矩、剪力包络图,根据包 络图计算主梁正截面、 斜截面承载力, 并绘制主梁的抵抗弯矩图及配筋图。 3、绘制结构施工图 绘制楼盖结构平面布置图,板配筋布置图及主梁、次梁配筋详图,主 梁的抵抗弯矩图,并作钢筋明细表,最后完成楼盖施工图两张。 四、基本要求 1、完成结构计算书一份。要求内容完整,书写整齐,计算成果尽量 表格化,并装订成册。 2、楼盖施工图采用 2 号图纸。要求内容完整,比例适当,表达规范, 图面整洁。

3、所有设计成果(计算书和施工图)统一用档案袋装好后上交。 4、为了加强练习效果,各人尽量采用不同的计算参数(如主、次梁 跨度,楼面活荷载等) ,以避免计算结果雷同。因此,设计时每两位同学 选用表 1 中某一行的数据(但主梁截面尺寸不同)进行计算。

表1
楼面活荷载 序 标准值 号 (kN/m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 6.5 6 7 6.5 6 7 6.5 6 7 6.5 6 7 6.5 6 7 6.5 6

楼面活荷载、 楼面活荷载、梁跨度及主梁截面一览表
次梁跨度
lx

主梁跨度
ly

主梁截面

学号 或姓名

主梁截面

学号 或姓名

(mm) 6300 6300 6300 6300 6300 6300 6300 6300 6300 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000

(mm) 6600 6600 6600 6300 6300 6300 6000 6000 6000 6900 6900 6900 6600 6600 6600 6300 6300 6300 300×650 300×650 300×650 300×650 300×650 300×600 300×600 300×600 300×600 300×650 300×650 300×650 300×650 300×650 300×650 300×650 300×600 300×600

1~2 3~4 5~6 7~8 9~10 11~12 13~14 15~16 17~18 19~20 21~22 23~24 25~26 27~28 29~30 31~32 33~34 35~36

300×700 300×700 300×700 300×700 300×700 300×650 300×650 300×650 300×650 300×700 300×700 300×700 300×700 300×700 300×700 300×700 300×650 300×650

37~38 39~40 41~42 43~44 45~46 47~48 49~50 51~52 53~54 55~56 57~58 59~60

钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计指导书 钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计指导书
一、基本思路 设计中要掌握受弯构件正截面、 斜截面承载力计算, 熟悉肋梁楼盖结 构布置要点; 理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念; 掌握连续 梁、板的设计方法,荷载取值及内力计算;熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图 的绘制方法; 掌握梁、 板配筋的构造要求; 同时要熟悉计算中的各项规定。 二、设计步骤及方法 1、结构平面布置及构件尺寸选择 (1)柱网和梁格布置应力求协调,整齐划一,以简化设计、方便施工; 但必须与建筑设计协调统一, 满足建筑使用上的要求, 并尽量做到经济合 理。 板、梁的合理跨度为:单向板为 1.7~2.7 米;次梁为 4.0~6.0 米;主 梁为 5.0~8.0 米,同时宜为板跨的 3 倍。 (2)板和梁尽可能布置成等跨,如不易保证,可将中间各跨布置成等 跨,而两边跨可布置稍小些,但跨度相差不宜超过 l0%。 (3)板厚和梁高一般按刚度要求初步估算,再根据荷载大小及构造要 求初步确定, 初步确定的尺寸必须经过正截面、 斜截面承载力的计算并满 足要求。 根据刚度要求,并应考虑建筑模数: 板厚:h≥60mm,且≥(1/35~1/40) L 次梁:h=(1/12~1/18) L,b=(1/2 ~ l/3)h 主梁:h=(1/10~1/15) L,b=(1/2~1/3)h。 2、单向板的设计

(1)荷载计算 对单向板取 lm 单位宽板带进行设计,计算每米宽板带沿板跨度的均 布活荷载设计值和恒载设计值(板自重、面层及板底粉刷重) 。 (2)计算简图 单向板的跨数如多于 5 跨,且各跨跨度相等(或相差≯10%) ,可简 化为 5 跨等跨连续板进行计算。其计算跨度的取值为: 边 跨:L0l=Lnl+h/2(≤Lnl+a/2) 中间跨:L0=Ln (3)内力计算(按考虑塑性内力重分布方法计算) 用均布荷载作用下的 5 跨等跨连续梁的设计弯矩计算公式 M = α(g + q)L20 计算各跨跨中截面和支座截面的最大弯矩。 当各跨计算跨度相差不超过 l0%时,可按等跨计算。但应注意:求支 座弯矩时,L0 取相邻两计算跨度的较大值;求跨中弯矩时,L0 取本跨的 计算跨度。 (4)配筋计算 对周边与梁整体相连的多跨连续板的中间跨中和中间支座, 可按计算 所得弯矩降低 20%采用;但对边跨跨中的计算弯矩则不应折减。 建议采用表格方式进行计算。 (5)选配钢筋及绘制板的配筋图 受力钢筋:同一板内钢筋直径不宜超过两种,且至少相差 2mm;板 中受力钢筋直径 d 宜选用 6~12 mm,间距 s 在 70~200mm 之间。选筋时, 相邻两跨跨中和支座受力钢筋的间距必须相等或成倍数关系。 为便于施工 时架立,支座负钢筋直径不宜太细。板受力钢筋的切断、弯起位置如图

1.2 示。

构造钢筋:分布钢筋其间距不应大于 250mm,放在受力钢筋内侧; 嵌入墙内及板面附加钢筋要求板上部钢筋间距不应大于 200mm,直径不 应小于 8mm,其伸出墙边长度不应小于 L1/7(L1 为单向板跨度) ;对两边 均嵌固在墙内的板角部分, 应双向配置上部构造钢筋, 其伸出墙边长度不 应小于 L1/4。 垂直于主梁梁肋的板面附加钢筋, 沿主梁梁肋方向间距不应 大于 200mm,直径不应小于 8mm,伸入板中的长度从肋边算起每边不应 小于 L0/4(L0 为板计算跨度) 。 3、次梁设计 (1)荷载计算

次梁承受宽度等于次梁间距的板带传来的恒载和活载, 以及次梁的自 重和粉刷层重量。 (2)计算简图 根据结构平面布置.次梁的跨数多于五跨时,可简化成五跨等跨(跨 度相差≯l0%)连续梁进行计算,其边跨 L1=1.025Ln1≤Ln+b/2(b 为梁 的支承长度) 。 (3)内力计算(按考虑塑性内力重分布的方法计算)
M = α(g + q)L20

V = β ( g + q) L n

用以上两公式和分别计算各跨中截面和各支座截面的弯矩、 剪力。 求 支座弯矩时,L0 取相邻两计算跨度的较大值;求各跨跨中弯矩时,L0 取 各跨的计算跨度。 (4)正截面配筋计算 跨中截面应按 T 形截面设计, 形截面的翼缘计算宽度 b f 的取值应按 T 教材中相应表格取值确定。支座截面应按矩形截面设计。 计算过程宜采用表格方式进行。 选配钢筋:纵筋直径用 10~25mm.最大不宜超过 28mm;同一梁内 纵筋不宜超过两种, 直径至少相差 2mm, 不大于 4mm; 每排宜用 3~4 根; 根据计算出的纵筋截面面积, 一般先选跨中正弯矩钢筋, 而支座负弯矩钢 筋可由两边跨中一部分钢筋弯起,如不足,再另加直筋。 (5)斜截面承载力计算 为施工方便, 建议沿梁全长采用相同直径及间距的箍筋, 取支座最大 剪力值进行计算。 也可根据各支座不同的剪力值计算各跨的箍筋用量, 但同一跨度内宜
'

采用相同直径及间距的箍筋。 (6)绘制次梁配筋草图 根据规定:当次梁相邻跨度相差不超过 20%,且均布活荷载与均布 恒荷载设计值之比 p/g≤3 时,纵筋的切断与弯起可直接按构造要求确定。 否则应按弯矩包络图确定。 跨中正弯矩钢筋至少要有两根伸入支座. 并放在两边角上; 支座上另 加的直钢筋应放在上面一排,并宜先放在上排角上,兼做箍筋的架立筋。 架立筋的选用应符合构造规定。 4、主梁的设计 (1)荷载计算 根据结构平面布置图, 主梁承受的荷载是通过次梁以集中荷载的方式 传来的,而主梁的自重是均布荷载.为了计算方便,将主梁自重简化成集 中荷载,作用于主、次梁相交处。 恒载 G:为次梁传来的恒载和主梁自重(主梁每米的自重乘上次梁间 距转化成集中荷载)以及主梁梁侧的抹灰重。 活载 Q:为作用在次梁上每米的活载乘以次梁跨度化成的集中荷载。 (2)计算简图 按等跨度连续梁计算,其计算跨度的取值为: 边跨:L01=Ln1+b/2+a/2(≤b/2+1.025Ln1) ; 中跨:L0=L0+b(即取支座中心线间的距离) 。 (3)内力计算(按弹性理论计算) 弯矩计算公式:M=(K1G+K2Q)L0;剪力计算公式:V =K3G+ K4Q。求支座 M 时,取相邻两跨计算跨度的平均值;计算跨中 M 时,取

本跨的计算跨度。 绘制主梁弯矩和剪力包络图: 将各种最不利荷载作用下所得的弯矩图 (剪力图)以同一比例绘制在同一图上,其外包线就是弯矩(剪力)包络 图。包络图表示梁的各截面可能产生的最大及最小弯矩(剪力)值。 (4)正截面的配筋计算 跨中截面应按 T 形截面设计;支座截面应按矩形截面设计。 注意:在计算主梁支座钢筋时,其截面有效高度 h0 应较一般取值减 小,单排筋时 h0=h-(55~60)mm;双排筋时 h0=h-(80~90)mm。 求支座钢筋时支座计算 M 应修正至支座边缘, 即按下面的公式计算:
M
/ b

= M

b

? V

0

× b / 2

配筋计算应采用表格方式进行。 配跨中支座钢筋的方法同次梁。 但应注意受力筋的切断与弯起必须根 据抵抗弯矩图确定, 弯起筋应在此钢筋的充分利用点以外大于 h0/2 的地方 起弯,支座处钢筋的切断应在此钢筋的不需要点(即理论切断点)以外要 求的延伸长度处。 (5)斜截面承载力计算 可只配箍筋抗剪。 当剪力较大且纵向受力筋多于两根时, 可利用靠近支座处对抵抗弯矩 不需要的纵向钢筋弯起, 承担一部分剪力, 但梁两侧的下部纵向受力筋不 得弯起,且必须满足第一排弯筋的上弯点距支座边缘的距离 S≤Smax ,同 时距充分利用点(即支座边缘)的距离 a≥h0/2。若两条要求发生冲突,可 先满足斜截面抗弯,而斜截面抗剪要求可用加鸭筋的方法来解决。 (6)附加箍筋计算

在主次梁相交处(不包括支座截面) ,应在 3b+2h1 的范围内设附加 横向钢筋。附加横向钢筋应优先采用附加箍筋。 三、补充说明 l、绘制施工图前须进行图面布置,选择适当的比例。因连续梁、板 对称,可只绘出一半。 2、 次梁和主梁应分别截取各支座和跨中截面的剖面, 绘制配筋详图。 截面编号和钢筋编号均不得重复。 3、施工图上应有必要的说明和附注(尺寸单位,混凝土强度,钢筋 级别,保护层的厚度以及其它施工图中应注意的事项等) 。 4、主梁应根据抵抗弯矩图配置钢筋。 四、参考资料 1、混凝土结构设计规范(GB 50010-2002) 2、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001) 3、钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程(CECS 51: 93) 4、建筑结构实用构造手册 5、混凝土结构设计


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