高层办公及宾馆消防设计.docx

合肥工业大学 课程设计 设计题目:钢筋混凝土框架结构现浇单向板肋梁楼盖结构设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 2014年12月1日 钢筋混凝土框架结构现浇单向板肋梁楼盖结构设计 一、工程概况 某 6 层建筑物，为现浇钢筋混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重），墙厚为200mm，采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板与墙体的连接近似按铰支考虑。内柱截面尺寸为400×400mm。楼盖平面尺寸L1×L2m(如图一所示)。结构重要性系数 γo=1.0，设计此建筑物楼盖。 设计要求 该楼平面尺寸：L1=32.2m;L2=16.7m
2、楼盖竖向荷载 (1)永久荷载：彩色釉面砖（含底灰）地面，0.60 kN/m2；钢筋混凝土(现浇板)重度25kN/m3；楼盖底面为20mm 厚水泥砂浆抹面，重度20kN/m3。 (2)可变荷载： 3kN/m2，活荷载准永久值系数ψq=0.1。 3、材料 混凝土采用C40，主梁、次梁的受力纵筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HRB300级钢筋。 4、板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙内240mm，内柱截面尺寸b×h=400mm×400mm 5、楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为5.57m,次梁的跨度为4.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为1.86m，lv2/lv1=4.6/1.86=2.47,因此按单向板设计。 按跨度高比条件，要求板厚h≧2000/4=50mm,对工业建筑的楼板，要求h≧200mm，取厚度h=200mm。 主梁截面高度应满足h= lv/14～lv/8=5567/15～5567/10=375～600mm。取h=600mm截面宽度为b=300mm 次梁截面高度应满足h= lv/18～lv/12=4600/18～4600/12=255～383mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=400mm。截面宽度取b=200mm INCLUDEPICTURE \d "C:\\Documents and Settings\\Administrator\\Application Data\\Tencent\\Users\\282585106\\QQ\\WinTemp\\RichOle\\5`36IAT[XZ5GETN8M`44$]K.png" \* MERGEFORMATINET 
 板的荷载设计 荷载 板的永久荷载标准值； 100mm现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5kN/㎡ 20mm厚楼盖底面水泥砂浆抹面 0.02×20=0.4kN/㎡ 60mm厚彩色釉面砖（含底灰）地面 0.06×10=0.6 kN/㎡ 小计： 3.5KN/㎡ 板的可变标荷载值 3.0 KN/㎡ 永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于3.0 KN/㎡，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的 永久荷载设计值 g=3.5×1.2=4.2 KN/㎡ 可变荷载设计值 q=3×1.3=3.9KN/㎡ 荷载总设计值 g+q=8.1KN/㎡ 2、计算简图 次梁截面为200mm×400mm，现浇板在墙上的支撑长度不小于100mm，取板在墙上的支撑长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度： 边跨l=lm+h/2=1856-100-120+80/2=1676＜1.025ln=1677mm,取l=1676 中间跨l= lm=1856-200=1656mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图所示
3、弯矩计算值 板的弯矩系数am分别为：边跨中，1/11；离断第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14.故 ML=-MB=(g+q)/11=8.1×1.6562/11=2.02kN·m MC=-(g+q)/14*-1=8.1×1.6762/14=1.62kN·m M3=M2=(g+q)/16=8.1×1.6562/16=1.58kN·m 这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其MC和M2应乘以0.8，MC=0.8×-2.02=-1.62kN·m;M2=0.8×1.62=1.30kN·m 4、正截面受弯承载力计算 环境类别为一级，C40混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚100mm,ho=100-20=80mm;板宽b=1000mm。C40混凝土，a1=1.0，c=19.1kN/m2 ;HPB300，fy=210kN/㎡,HRB400级钢筋,fy=360kN/㎡。板配筋计算的过程于下表。 截面 1 B 2或3 C 弯矩设计值（kN·m） 2.02 -2.02 1.58 -1.62 8=M/(1fcbh2o) 0.038 0.038 0.030 0.031 0.039 0.039 0.031 0.032 轴线 ～② ⑤～⑥ 计算配筋（mm2） A=bhaaLfc/fy 317.8 317.8 211.4 216.8 实际配筋（mm2） φ8@150 A@=335.0 φ8@150 A@=335.0 φ8@150 A@=335.0 φ8@150 A@=335.0 轴线 ②～⑤ 计算配筋（mm2） A=bhaaLfc/fy 317.8 317.8 211.4 216.8 实际配筋（mm2） φ8@150 A@=335.0 φ8@150 A@=335.0 φ8@150 A@=335.0 φ6/8@150 A@=335.0 *对轴线②～⑤间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为方便近似钢筋面积乘以0.8. 计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则； A/bh=335/(1000×80)=0.42%,此值大于0.45fc/fy=0.45×1.71/210=0.366%,同时大于0.2%，满足最小配筋率。 四、次梁荷载设计 按考虑塑性内力重分布设计。根据楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑量从属面积的荷载折减。 荷载设计值 由板传来的恒载： 3.5×2.13=7.455kN/㎡ 次梁自重： 25×0.2×（0.4-0.08）=1.6 kN/㎡ 次梁20mm抹灰：17×0.015×（0.4-0.08）×2=0.163 kN/㎡ 小计： 9.21 kN/㎡ 板的可变荷载标准值 10 kN/㎡ g+q=19.21 kN/㎡近似取p=19kN/㎡ 计算简图 次梁在砖墙上的支撑长度为200mm。主梁截面为300mm×600mm ,计算跨度：
边跨la=lm=4600-120-150+120=4450=0.967ln=0.967×4600=4450, 中跨lw=lm=4600-200=4400mm 因跨度相差小于10%，可以按等跨连板计算。计算简图如图所示 内力计算 弯矩系数和减到系数由规范查询。 弯矩设计值： ML=-MB=(g+q)l2o/11=19×4.562/11=35.93kN MC=-(g+q)l2o/14=-19×4.512/14=27.73 kN M2=(g+q)l2o/16=19x4.512/16=24.26 kN 剪力设计值： VA=0.45(g+q)ln1=0.45×19×4.45=38.05kN VB1=0.60(g+q)ln1=0.60×19×4.40=50.16kN VB1= VC=0.55(g+q)ln2=0.55×19×4.40=45.98KN 承载力计算 、正面受弯承载力 正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度去bf=l/3=4600/3=1533mm;又bf=b+sn=200+2000=2200。故取bf=1560mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。 环境类别为一级，C40混凝土，梁的最小保护厚度C=25mm，一排纵向钢筋hw=400-35=365mm二排纵向筋hw=400-60=340mm。 C40混凝土，a1=1.0,fc=19.1N/mm2:纵向筋采用HRB400钢，fy=360N/mm2,箍筋采用HRB300钢，fyv=210N/mm2.正截面承载力计算过程列于下表，经判别跨内截面属于一类T形截面。 截面 1 B 2 C 弯矩设计值（kN·m） 38.77 -38.77 22.92 -27.92 8=M/(a1fcbh2o)或 8=M/(a1fcb2fh) =0.013 =0.115 =0.007 =0.076 0.013 0.122<0.35 0.007 0.076 375.5 395.4 202.2 264.5 选配钢筋（mm2） 2φ12+2φ10弯 2φ12+2φ12弯 2φ12+2φ8弯 2φ12+2φ12弯 计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=207.3/(200×400)=0.26%,此值大于0.45，满足最小配筋率。 ⑵、斜截面受剪承载力 斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸： ，因285/200=1.425<4,截面按式验算：,截面满足要求。 验算是否需要按计算配置箍筋； 构造配筋，选用φ8@150 采用φ8双支箍筋，计算支座B左侧截面。 调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8×150=120mm最后取箍筋间距s=120mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：0.24ft /fy =0.24x1.71/210=1.95x103 实际配筋率psv=Asv/bSn=2.358x103＞1.95x103，满足要求。 五、主梁荷载设计 主梁按弹性方法设计计算 为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。 次梁传来的永久荷载8×4.89=39.12kN 主梁自重（含粉刷） 永久荷载设计值 G=39.68+10.31=49.99kN 取G=50kN 可变荷载设计值 Q=10.31×5.567=57.39kN 取Q=58kN 计算简图 主梁按连续梁计算，端部支撑在墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度 边跨lm=5567-213-120=5234mm因0.025ln=131mm