建筑結構課程設計---單向板肋梁樓蓋設計

1、<p><b>　　建筑與土木工程系</b></p><p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　課程名稱： 建筑結構課程設計 </p><p>　　指導老師： </p><p>　　小組名稱：

2、 第八組 </p><p>　　班級名稱： </p><p>　　組長姓名： </p><p>　　組員姓名： </p><p><b>　　摘

3、要</b></p><p>　　概括設計一個農(nóng)業(yè)廠房的樓蓋，要求按彈性方法和蘇醒內(nèi)力重分布方法分別設計樓板和次梁，按彈性方案設計主梁，且對次梁和主梁的裂縫寬度進行驗算。首先按照課程設計要求，了解基本設計資料以及荷載標準值等，在確定其結構平面布置，考慮結構所需穩(wěn)定性，固將主梁橫向布置，次梁縱向布置，結構抗側移剛度大。板的設計按照彈性方法設計，計算板承受的荷載，畫出板按彈性方法設計的計算簡圖，在進行各個之

4、間的內(nèi)力計算，且參考相關圖集進行配筋設計。按塑性內(nèi)力重分布方法進行設計，先畫出板的計算簡圖，在其后進行彎矩之間的內(nèi)力計算，參考相關數(shù)據(jù)表進行配筋計算。板中除了計算外，還應配置構造鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加箍筋。在進行對次梁的設計，按彈性方法設計先計算次梁所承受的荷載，畫出次梁按彈性方法計算的計算簡圖，在分別對彎矩、剪力進行內(nèi)力計算。按塑性內(nèi)力重分布方法設計，畫出其所需計算簡圖，對彎矩進行內(nèi)力計算，并計算出與其相關的配筋所需。主梁設計，畫出

5、計算簡圖，進行各種內(nèi)力計算其中包括彎矩和剪力，在進行配筋計算和次梁兩側附加箍筋計算。此后，參考相關圖集確定構件的配筋并畫出施工圖。</p><p>　　關鍵詞：樓蓋設計、結構平面布置、受力計算</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Summary of design of an agricultural pl

6、ant floor, according to the elastic method and recovery of redistribution of internal force of beam slab and method are designed, according to the elastic design of girder, and the second beam and girder crack width chec

7、king. Firstly, according to the design requirements, understand the basic design data and load standard value, in determining their structural layout, considering the structure required for stability, solid the beam tran

8、sverse beam longitudi</p><p>　　Key Words：</p><p>　　Floor design, structural layout, stress calculation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計任務書- 1 -</p>

9、<p>　　1.基本設計資料- 2 -</p><p>　　2.結構平面布置- 2 -</p><p>　　3.板的結構設計-3 -</p><p>　　3.1 彈性法設計- 3 -</p><p>　　3.2 塑性法設計- 6 -</p><p>　　4 次梁結構設計- 9 -</p&

10、gt;<p>　　4.1 彈性法設計- 9 -</p><p>　　4.2 塑性法設計- 13 -</p><p>　　5 主梁結構設計- 16 -</p><p>　　6 施工圖繪制- 2 -</p><p>　　6.1 板施工圖- 2 -</p><p>　　6.2 梁施工圖- 2 -&l

11、t;/p><p>　　參考文獻- 3 -</p><p>　　結 語- 4 -</p><p><b>　　設計任務書</b></p><p>　　四川省眉山市彭山縣擬建框架結構的農(nóng)業(yè)廠房，對該樓樓蓋進行設計。樓蓋的平面尺寸見圖1，鋼筋混凝土柱截面尺寸都為350mm×350mm。水磨石地面，板底采用10m

12、m厚混合砂漿抹灰。</p><p>　　橫向3跨，縱向5跨且等跨；6000,6300,6600</p><p>　　甲方所能提供的材料：C25,C30；HRB400，HRB335，HPB300</p><p><b>　　1.基本設計資料</b></p><p>　?。?）材料強度等級：混泥土采用C30，梁內(nèi)縱向受力鋼筋

13、為HRB400級熱軋鋼筋，其余鋼筋采用HPB300級熱軋鋼筋。</p><p>　　C30：fc=14.3N/ mm ²，ft=1.43N/ mm ²,ftk=2.01N/ mm ²</p><p>　　HPB300:fy= 270N /mm ²</p><p>　　HRB400:fy=360N/ mm ²</

14、p><p><b>　　(2)荷載標準值</b></p><p>　　農(nóng)業(yè)廠房面活荷載標準值：3.5KN/㎡</p><p><b>　　2.結構平面布置</b></p><p>　　將主梁橫向布置，次梁縱向布置，結構抗側移剛度大。主梁的跨度為6.3m，次梁的跨度為6.3m，主梁每跨內(nèi)布置2根次梁，板的

15、跨度為2.1m。樓蓋結構平面布置圖如下</p><p>　　板區(qū)格長邊與短邊之比等于3，為單向板。高跨比條件要求板厚h≥l/40=2100/40=52.5，工廠建筑最小板厚為70mm，取板厚為100mm。</p><p>　　次梁截面高度按（1/12～1/20）l初估，取h=450mm；截面寬度按（1/3～1/2）h初估，b=200mm。</p><p>　　主梁截

16、面高度按（1/8～1/14）l初估，取h=650mm；截面寬度按（1/2～1/3）l初估，取b=300mm。</p><p><b>　　3.板的結構設計</b></p><p><b>　　3.1 彈性法設計</b></p><p><b>　　（1）板承受的荷載</b></p>&l

17、t;p><b>　　橫載標準值：</b></p><p>　　10mm厚水磨石地面： 0.65KN/㎡</p><p>　　20mm厚水泥砂漿打底： 0.02×20=0.4 KN/㎡</p><p>　　100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混泥土板： 0.1&#

18、215;25=2.5 KN/㎡</p><p>　　10mm厚混合砂漿面層： 0.01×17=0.17 KN/㎡</p><p>　　合計： 3.72 KN/㎡</p><p>　　活荷載標準值：3.5 KN/㎡</p><p>　

19、　比較橫荷載與活荷載的值，可變荷載效應起控制作用，因此永久荷載的分項系數(shù)取1.2，可變荷載的分項系數(shù)取1.4。</p><p><b>　　板的尺寸</b></p><p><b>　?。?）板的計算簡圖</b></p><p>　　去1m寬板帶作為計算單位，板的實際結構如圖所示。板的計算跨度為：</p>&

20、lt;p>　　中間跨：lo=lc=2.1m</p><p>　　邊跨：lo=ln+(h+a）/2=1.88+(0.1+0.2)/2=2.03m</p><p>　　由于邊跨與中間跨相差：</p><p>　?。?.1-2.03）/2.1×100%=3.3%<10%</p><p>　　如圖所示，圖中g為折算橫荷載，q為折

21、算活荷載，折算活荷載在梁上的布置按最不利布置考慮。</p><p>　　橫荷載設計值：g=1.2×3.72=4.464 KN/㎡</p><p>　　活荷載設計值：q=1.4×3.5=4.9 KN/㎡</p><p>　　折算橫荷載：g=g+q/2=4.464+4.9/2=6.914 KN/㎡</p><p>　　折算活荷

22、載：q=q/2=4.9/2=2.45 KN/㎡</p><p>　　板按彈性方法計算的計算簡圖</p><p><b>　?。?）內(nèi)力計算</b></p><p>　　計算彎矩時，查建筑材料教材附表11中五跨梁的彎矩系數(shù)am，可求得M=aM1glO2+am2qlo2。</p><p>　　邊跨： glo2=4.464&

23、#215;2.032=18.4 KN/㎡</p><p>　　qlo2=4.9×2.032=20.19 KN/㎡</p><p>　　中間跨：glo2=4.464×2.12=19.69 KN/㎡</p><p>　　qlo2=4.9×2.12=21.61 KN/㎡</p><p>　　B支座：glo2=4.464

24、×［（2.03+2.1）/2］2=19.04 KN/㎡</p><p>　　qlo2=4.9×［（2.03+2.1）/2］2=20.89 KN/㎡am/M3</p><p>　　板的彎矩計算如下表：</p><p>　　注：橫線上為彎矩系數(shù)，橫線下為彎矩值；彎矩單位為KN.m</p><p><b>　　3.2

25、塑性法設計</b></p><p><b>　?。?）板的計算簡圖</b></p><p>　　取1m寬板作為計算單元，板的實際結構如圖2所示.板的計算跨度為：</p><p>　　中間跨：l o= ln=（2.1-0.2）=1.9m</p><p>　　邊跨：l o= ln+h=1.88+0.1/2=1.9

26、3m</p><p>　　由于邊跨與中間跨相差：</p><p>　　（1.93-1.9）/1.93×100%=1.55%<10%</p><p>　　如圖所示，圖中g為橫荷載設計值，q為活荷載設計值。</p><p>　　橫荷載設計值：g=1.2×3.72=4.464 KN/㎡</p><p&g

27、t;　　活荷載設計值：q=1.4×3.5=4.9 KN/㎡</p><p>　　總荷載設計值：g+q=9.364 KN/㎡</p><p>　　板按塑性方法計算的計算簡圖</p><p><b>　?。?）內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　彎矩計算</b></p>

28、<p><b>　　配筋計算</b></p><p>　　板的有效高度80mm</p><p>　　連續(xù)板各截面配筋計算</p><p><b>　　板的配筋圖</b></p><p><b>　　4 次梁結構設計</b></p><p>&

29、lt;b>　　4.1 彈性法設計</b></p><p>　?。?）次梁承受的荷載</p><p>　　現(xiàn)澆板100mm厚，次梁的截面尺寸為b×h=200mm×450mm,主梁的截面尺寸為b×h=300mm×650mm。次梁的實際結構如圖所示</p><p><b>　　zz</b>&l

30、t;/p><p><b>　　次梁尺寸</b></p><p>　　a．次梁承受的橫荷載標準值：</p><p>　　板傳來的橫荷載: 3.72×2.1=7.812 KN/m</p><p>　　次梁的自重： 0.2×（0.45-0.1）×25=1.75 KN/m&

31、lt;/p><p>　　10mm厚混合砂漿面層：0.01×[（0.45-0.1）×2+0.2]×17=0.153 KN/m </p><p>　　————————————————————————————</p><p>　　合計: 9.715 KN/m</p><p

32、>　　b.次梁承受的活荷載標準值：</p><p>　　板傳來的活荷載： 3.5×2.1=7.35 KN/m</p><p>　　比較橫荷載與活荷載的值，可變荷載效應起控制作用，因此永久荷載的分項系數(shù)取1.2，可變荷載的分項系數(shù)取1.4。</p><p>　?。?）次梁的計算簡圖</p><p>　　中間跨計

33、算跨長：lo=lc=6.3m</p><p>　　邊跨計算跨長：lo=1.025ln+a/2=1.025×6.055+0.2/2=6.306m</p><p>　　由于邊跨與中間跨的計算跨長相差很小，可取計算跨長均為lo=6.3m，按等跨梁計算。得次梁的計算簡圖如圖所示。圖中g為折算橫荷載，q為折算活荷載，折算活荷載在梁上的布置按最不利布置考慮。</p><p

34、>　　次梁按彈性方法計算的計算簡圖</p><p>　　橫荷載設計值：g=1.2×9.715=11.658 KN/m</p><p>　　活荷載設計值：q=1.4×7.35 =10.29 KN/m</p><p>　　總荷載設計值：g+q=11.658+10.29=21.948 KN/m</p><p>　　折算橫荷

35、載：g=g+q/4=14.23 KN/m</p><p>　　折算活荷載：q=3q/4=3×10.29/4=7.718 KN/m</p><p><b>　?。?）內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　a．彎矩計算</b></p><p>　　同板按彈性方法的設計，各種荷載情況下的

36、彎矩系數(shù)am，得次梁的彎矩M=am1gl02+am2ql02，其中</p><p>　　gl02=14.23×6.32=564.79 KN/m</p><p>　　ql02=7.718×6.32=306.32KN/m</p><p><b>　　次梁的彎矩計算</b></p><p><b>

37、;　　考慮支座寬度影響</b></p><p>　　Mcal=M-Vab/2 Mb,cal=-126.5-[(1/2*6.3*0.25)]1/2=--117.87kn.m</p><p>　　Mc,cal=-78.618-[(1/221.948*6.30.25)]1/2=-70.02kn.m</p><p><b>　　4剪力計算<

38、/b></p><p>　　查表的各種荷載情況下的彎矩系數(shù)，次梁的彎矩其中</p><p>　　g’l=14.23*6.3=89.65kn q’l=7.718*6.3=48.62=44.1kn</p><p>　　注：橫線上方為剪力系數(shù)，下方為剪力值，單位kn</p><p><b>　　考慮支座寬度的影響</b&

39、gt;</p><p>　　Vcal=V-1/2(q’+g’)b 其中1/2（q’+l’）b=1/221.948)*0.35=32.92kn</p><p>　　VAcal=57.05-32.92=24.13kn VB左cal=84.47-32.92=51.55kn</p><p>　　VB右cal=76.23-32.92=43.31kn VC左cal=

40、70.50-32.92=37.58kn </p><p>　　VC右cal=73.26-32.92=40.64kn3</p><p><b>　　4.2 塑性法設計</b></p><p>　　2.按塑性內(nèi)力重分布方法設計</p><p><b>　?。?）計算簡圖</b></p>

41、<p>　　次梁的實際結構如圖所示。</p><p><b>　　次梁的計算跨度為：</b></p><p>　　中間跨: lo=ln=6.3m</p><p>　　邊跨：lo=1.025ln=1.025×6.050=6.2012m</p><p>　　由于邊跨與中間跨相差：</p>

42、<p>　　（6.2.10-6.0）/6.2012×100%=2.52%＜10%</p><p>　　可按等跨連續(xù)梁計算，次梁的計算簡圖如圖所示。圖中g為橫荷載設計值，q為活荷載設計值。</p><p>　　橫荷載設計值：g=1.2×9.715=11.658KN/m</p><p>　　活荷載設計值：q=1.4×7.35=10

43、.29 KN/m</p><p>　　次梁按塑性內(nèi)力重分布方法計算簡圖</p><p><b>　?。?）內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　彎矩計算如表</b></p><p><b>　　次梁彎矩計算表</b></p><p><b&

44、gt;　　次梁剪力計算表</b></p><p><b>　?。?）配筋計算</b></p><p>　　次梁跨中截面應按T形截面進行承載力計算，而支座截面承受負彎矩，翼緣位于受拉區(qū)，應按寬度為b的矩形截面設計，為簡單起見，可均按矩形截面計算。</p><p>　　次梁截面尺寸為200mm×450mm，h0=450-35=

45、415mm</p><p>　　次梁正截面承載力計算</p><p>　　次梁斜截面承載力計算</p><p>　　注：箍筋選配6@150滿足最小直徑，最大間距和最小配筋率的要求。</p><p><b>　　5 主梁結構設計</b></p><p>　　柱的截面尺寸為350mm×350

46、mm。當主梁線剛度與柱線剛度之比小于5時，主梁應按框架梁計算。此處假定主梁線剛度與柱線剛度之比大于5，則柱可作為不動鉸支座，主梁簡化為連續(xù)梁計算，采用彈性設計法。</p><p><b>　　主梁尺寸</b></p><p><b>　　1）計算簡圖</b></p><p>　　主梁承受的荷載有次梁傳來的荷載、主梁自重及抹

47、灰。其中次梁傳來的荷載為集中力，主梁自重及抹灰為均布荷載。由于次梁間距為2.1m，為簡單起見，可將主梁自重及抹灰荷載每2.1m為一段折算為集中荷載，作用點為次梁處，見圖。</p><p>　　主梁按彈性方法計算的計算簡圖</p><p>　　a.恒荷載標準值Gk</p><p>　　一根次梁傳來的恒荷載： 9.715×6.3

48、=61.2045kN</p><p>　　主梁自重： 0.3×（0.65-0.1）×2×25=8.25kN</p><p>　　10mm厚混合砂漿層面：0.01×［（0.65-0.1）×2+0.30］×2×17=0.476kN</p><p>　　——————————

49、———————————————————</p><p>　　合計： 69.971kN</p><p>　　b.活荷載標準值Qk</p><p>　　一根次梁傳來的活荷載： 10.0×6.3=63.0kN</p><p>　

50、　比較恒荷載與活荷載的值，可變荷載效應起控制作用，因此永久荷載的分項系數(shù)取1.2，可變荷載的分項系數(shù)取1.4.</p><p>　　恒荷載設計值G：G=1.2×69.971=83.97kN</p><p>　　活荷載設計值Q：Q=1.4×63.0=88.2kN</p><p><b>　　c.計算跨長</b></p&g

51、t;<p>　　中間跨計算跨長：l0=lc=6.3m</p><p>　　邊跨計算跨長l0=1.025ln+a/2=1.025×6.005+0.4/2=6.355m</p><p>　　由于邊跨與中間跨的計算跨長相差很小，可取計算跨長均為l0=6.3m，按等跨連續(xù)梁計算，得次梁的計算簡圖如圖所示?；詈奢dQ在梁上的布置需按最不利布置考慮。</p><

52、;p><b>　　（2）內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　a．彎矩計算</b></p><p>　　同板，次梁按彈性方法的設計，得各種荷載情況下的彎矩系數(shù)am，得主梁的彎矩M=am1Gl0+ am2Gl0,其中</p><p>　　Gl0=83.97×6.3=529.01KN</p>

53、<p>　　Ql0=88.2×6.3=555.66KN</p><p>　　主梁的彎矩計算如下表</p><p><b>　　b，剪力計算</b></p><p>　　同理，查得剪力系數(shù)a，得次梁的剪力V=aG+aQ。主梁各截面的剪力計算如下圖</p><p>　　主梁各截面剪力計算表</p

54、><p>　　支座邊緣截面的彎矩值</p><p><b>　　4配筋計算</b></p><p>　　主梁跨中截面應按照T型截面進行承載力計算，而支座承受負彎矩，翼緣位受拉區(qū)，應按寬度為b的矩形截面計算，為簡單起見均可按矩形截面計算。</p><p>　　主梁截面尺寸為負筋一排布筋時h’=650-55595 負筋兩排布筋

55、時h’=650-75=575</p><p>　　正筋一排布筋時h’=650-35=615 正筋兩排布筋時h’=650-60=590</p><p>　　主梁正截面承載力計算</p><p>　　主梁斜截面承載力計算</p><p>　　注：箍筋選配8@200滿足最小直徑、最大間距和最小配筋率的要求</p><p>　

56、　次梁兩側附加箍筋計算</p><p>　　次梁傳給主梁的集中荷載設計值F=G+Q=83.9652+88.2=172.17KN</p><p>　　附加箍筋應設置在s=3b+2h1=3</p><p>　　選擇8雙肢箍則附加箍筋根數(shù)m>F/nfyvsAv1=151.87*1000/2*210*50.3=7.18取m=8個在主次梁相交處的主梁內(nèi)，每側附加48&l

57、t;/p><p><b>　　主梁配筋圖</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 中華人民共和國建設部.混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）.北京：中 </p><p>　　國建筑工業(yè)出版社，2011.05</p><p>

58、　　[2] 許瑞萍.建筑結構.浙江大學出版社，2008.12</p><p>　　[3] 中華人民共和國建設部.建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001）（06版）.北京： </p><p>　　中國建筑工業(yè)出版社，2006.07</p><p>　　[4] 中國建筑標準設計研究院.11G101-1.北京：中國計劃出版社，2011.08</p>&l