单向楼板设计.doc

建筑结构设计(课程设计)

题 目 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计
系 别 　
专 业 　
学生姓名
学 号 年级 2011
指导教师

教务部制表
二Ο一四 年 六 月 六 日

目录
一、 设计资料 3
1.1 楼面做法 3
1.2 楼面活荷载： 4
1.3 材料： 4
二、 楼面梁格布置及截面尺寸 4
2.1 楼面梁格布置 4
2.2 截面尺寸 5
三、 板的设计 5
3.1 荷载设计 5
3.2 总荷载设计值 6
3.3 计算简图 6
3.4 弯矩设计值 7
3.5 配筋计算 7
四、 次梁设计 9
4.1 荷载设计 9
4.2 总荷载设计值 9
4.3 计算简图 9
4.4 内力计算 10
4.5 正截面承载能力计算 11
4.6 斜截面强度计算 12
五、 主梁设计 13
5.1 荷载计算 13
5.2 总荷载设计值 14
5.3 计算简图 14
5.4 内力计算 15
5.5 主梁正截面承载能力计算 18
5.6 主梁斜截面承载能力计算 19
5.7 主梁吊筋计算 20
5.8 抵抗弯矩图 21

20

单向肋板梁楼盖设计
某多层仓库，楼盖平面图如图（一）所示，楼层高4.5m。采用钢筋混泥土整浇楼盖，试设计。

图（一）

一、 设计资料
1.1 楼面做法
楼面做法如图（二）

图（二）

1.2 楼面活荷载：
楼面均布荷载标准值：，其值大于，故活载分项系数按来计算。
1.3 材料：
混凝土强度等级为，梁中纵向受力钢筋采用级（fy=fy’），其他钢筋采用级（fy=fy’）。.

二、 楼面梁格布置及截面尺寸
2.1 楼面梁格布置
楼面梁格布置如图（三）所示，主梁、次梁的跨度分别为和，板的跨度为，主梁沿横向布置，每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力，梁的弯矩图较平缓，对梁工作有利。

图（三）
2.2 截面尺寸
因结构的自重和计算跨度都和板得厚度，梁的截面尺寸有关，故应先确认板、梁的截面尺寸。
板：按刚度要求，连续板的厚度取60mm，对一般工业厂房的楼盖h>l/40=2000/40=50mm，故取80mm。
次梁：截面高h=（~）l=（~）X5400=300~450mm，取h=400mm，截面宽b=200mm。
主梁：截面高h=（~）l=（~）X6000=430~750mm，取h=600mm，截面宽b=300mm。
三、 板的设计
3.1 荷载设计
因为取1m宽板带，按考虑塑性内力重分布法计算。荷载计算见表一。
表一荷载计算
荷载种类
荷载标准值（KN/m）
永久荷载g
水磨石地面

80 mm厚钢筋混泥土

12 mm石灰砂浆抹灰
1×0.65=0.65
1×25×0.08=2.00
1×17×0.012=0.204
小计
2.854（取2.9）
活荷载q
均布活荷载
1×6=6
3.2 总荷载设计值
3.2.1 可变荷载效应控制组合
g+q=1.2×2.9+1.3×6=11.28
3.2.2 永久荷载效应控制组合
g+q=1.35×2.9+0.7×1.3×6=9.375
可见，对板而言，由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大，所以进行板内力计算时取g+q=11.28。
3.3 计算简图
计算跨度因次梁截面为200mm×400mm，故
边跨 l01=ln＋h/2=（2 000-250-200/2）＋80/2=1690mm
中跨 l02=ln=2 000-200=1 800mm
故边跨取1690mm，中跨取1800 mm。因l01与l02相差极小，故可按等跨连续板计算内力，板得计算简图如图（四）a、b。

a图

b图单位：mm
图（四）
3.4 弯矩设计值
=

=

=

3.5 配筋计算
板厚h=80mm,h0=80-20=60mm;C25混泥土的强度=N/mm；HPB235级钢筋=210N/mm。.
轴线~间的板带，其四周均与梁整体浇筑，故这些板得中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%（见表二中括号内数值），但边跨及第一跨内支座的弯矩（M1、MB）不予折减。
表二板的配筋计算
计算截面
1
B
2
C
设计弯矩M /N·m
2929
-2929
2284.2（1827.36）
-2610.5
（2088.4）

0.068
0.068
0.053 (0.0424)
0.061 (0.0488)

0.070
0.070
0.054 (0.0432)
0.063
(0.0504)

222
222
184 (147)
214
(171)
选配钢筋
（mm2）
轴线~
8/10@190

8/10@190

8@190

8@190

轴线~~
8/10@190

8/10@190

8@190

8@190

3.5.1 选配钢筋
对轴线~之间的板带，第一跨和中间跨板底钢筋为8/10@190。此间距小于200mm，且大于70mm，满足构造要求。
由于采用分离式配筋，支座B的配筋为8/10@190。在支座C的配筋为8@190。
3.5.2 受力钢筋的截断
由于均布活荷载q和均布恒荷载g的比值，故，取510 mm；，取300 mm。上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。主梁上部得附加短钢筋，伸入板得长度为故取1500mm，上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。
3.5.3 构造配筋
分布钢筋用A8@200，附加钢筋用A8@200。
板的配筋详见配筋图

四、 次梁设计
4.1 荷载设计
因为次梁的荷载为次梁自重及左右两侧板传来的荷载，而板得跨度为2m，故在次梁左右各取1m的板带作为负荷范围，并以此来计算。计算结果见表三
表三荷载计算
荷载种类
荷载标准值（KN/m）
永久荷载 g
板传来的恒荷载

次梁自重

次梁粉刷

小计

活荷载 q
均布活荷载

4.2 总荷载设计值
沿次梁跨度总的设计荷载g+q=19.877，取19.88
4.2.1 可变荷载效应控制组合

4.2.2 永久荷载效应控制组合

可见，对次梁而言，由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大，所以进行次梁内力计算时取，取25.06
4.3 计算简图
次梁在砌体上支撑宽度为240mm，故
边跨

中跨
取两者较小者，故

跨度差
故可按等跨计算内力，计算简图如图（五）a、b所示

a图

b 图单位：mm
图（五）
4.4 内力计算
4.4.1 设计弯

此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算。

4.4.2 设计剪力

4.5 正截面承载能力计算
次梁的跨中截面按T形截面进行承载能力计算，其翼缘的计算宽度可按下列式子中较小值采用。
按跨度
按梁净跨
因。

故此值大于跨中弯矩设计值，故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座按矩形截面计算。正截面配筋见表四

表四次梁正截面配筋计算表
计算截面
1
B
2
C
设计弯矩M （KN·m）
59.84
-59.84
40.74
-46.56
支座

0.189

0.147
跨内

0.022

0.015

0.022
0.211<0.35
0.015
0.160<0.35
支座（mm2）

873

661
跨内（mm2）
812

531

选配钢筋
（829.1）

（942）
（555.9）

(763)
4.6 斜截面强度计算
a. 复核梁截面尺寸

故截面尺寸满足要求。
b.验算是否需按计算配置腹筋
A支座：
应按构造配置横向钢筋
取双肢箍筋，则

满足要求
B支座左侧：
应按计算配置横向钢筋

选用双肢6@150箍筋

满足要求。
B支座右侧：
应按计算配置横向钢筋
C支座：
应按计算配置横向钢筋
计算过程同B支座左侧，最后均取双肢箍筋A6@150。
五、 主梁设计
5.1 荷载计算
为简化计算，主梁自重按集中荷载考虑。见表六
表六荷载计算
荷载种类
荷载标准值（KN/m）
永久荷载 g
次梁传来的恒荷载

主梁自重

主梁粉刷

小计
取52.4
活荷载 q
均布活荷载

5.2 总荷载设计值
5.2.1 可变荷载效应控制组合

5.2.2 永久荷载效应控制组合

可见，对主梁而言，由可变荷载效应控制组合所得荷载设计值大，所以进行主梁内力计算时恒荷载组合值取。活荷载组合值取。
5.3 计算简图
假定柱的截面为，楼层高度为。由于主梁的线刚度较柱的刚度大很多，故中间支座绞支座考虑。计算跨度：
中间跨
边跨
又
故计算跨度取，所以边跨、中跨一律采用。计算简图如图（六）a、b所示。

a图

b 图单位：mm
图（六）
5.4 内力计算
5.4.1 弯矩计算
因为是按等跨考虑，弯矩计算见表七。故
表七主梁弯矩计算
序号
荷载图

①

0.244
-0.267
0.067
-0.267
92.06
-100.73
25.28
-100.73
②

0.289
-0.133
-0.133
-0.133
162.30
-74.69
-74.69
-74.69
③

-0.044
-0.133
0.200
-0.133
-24.71
-74.69
112.32
-74.69
④

0.229
-0.311
0.170
-0.089
128.61
-174.66
95.47
-49.98
⑤

-0.03
-0.089
0.170
-0.311
-16.85
-49.98
95.47
-174.66
荷载组合
①+②
254.36
-175.42
-49.41
-175.42
①+③
67.35
-175.42
138.60
-175.42
①+④
220.67
-275.39
120.75
-149.98
①+⑤
75.21
-150.71
120.75
-275.39

有各种荷载布置情况下的内力计算，得出相应的内力图，叠加这些内力图，得出如图（七）所示弯矩、剪力的叠合图，该图较好地反映了主梁的内力情况。以主梁各控制截面的最不利内力进行配筋计算。

图（七）弯矩包络图单位：KN·m

5.4.2 剪力计算
主梁受集中力恒荷载、活荷载作用下。其剪力计算见表八。
表八主梁剪力计算
项次
荷载布置

恒载

0.733
-1.267
1
1
1.267
46.09
-79.67
62.88
62.88
79.67
活载

0.866
-1.134
0
0
1.134
81.06
-106.14
0
0
106.14
活载

-0.133
-0.133
1
1
1.333
-12.45
-12.45
93.6
93.6
12.45
活载

0.689
-1.311
1.222
-0.788
0.089
64.49
-122.71
114.38
-72.82
8.33
活载

-0.089
-0.089
0.778
-1.222
1.311
-8.33
-8.33
72.82
-114.38
122.71
荷载组合
①+②
127.15
-185.81
62.88
62.88
185.81
①+③
33.64
-92.12
156.48
156.48
92.12
①+④
110.58
-202.38
177.26
-9.94
88.00
①+⑤
37.76
-85.00
135.70
-51.5
202.38

将各控制截面的组合剪力值绘于同一坐标图上，即得剪力叠加图，其外包线即是剪力包络图，如图（八）所示。图中括号内的数值表示按永久荷载效应控制的组合的相应计算值。可见，对主梁而言，按可变荷载效应控制的组合所得的内力设计值将控制截面配筋。

图（八）剪力包络图单位：KN
5.5 主梁正截面承载能力计算
主梁的正截面承载力计算见表九
跨内翼缘计算宽度
按跨度
按梁的净距
因为，故不受此项限制，故翼缘计算宽度取。

为第一类型梁
表九主梁正截面计算
计算截面
1
B
2
设计弯矩/KN·m
201.56
-218.30
107.46

201.56
-199.64
107.46

或

（二排，T形截面）

（二排，矩形截面）

（一排，T形截面）

0.029
0.215
0.014

或

1242.36
1151.325
627.53
选配钢筋

5.6 主梁斜截面承载能力计算
a. 复核梁截面尺寸
因，属一般梁，取

故截面尺寸满足要求
b.验算是否选计算配置横向钢筋
A支座：
应按构造配置横向钢筋
B支座左：
应按计算配置横向钢筋
B支座右：
无需配置横向钢筋
c.横向钢筋计算
采用双肢箍筋，间距小于，配筋率

验算支座A：

验算支座B：

5.7 主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的集中荷载。中未计入主梁自重及梁侧粉刷重。设附加双肢箍筋，只设箍筋时，则附加箍筋个数
个
此箍筋的有效分布范围，取8个，次梁两侧各4个。
5.8 抵抗弯矩图
前面根据主梁各跨内和支座最大计算弯矩确定出所需钢筋数量，而其他各截面需要的钢筋量将比控制截面少，这样就需要根据梁弯矩包络图，将控制截面的纵筋延伸至适当位置后，把其中的部分钢筋弯起和截断。主梁纵筋的弯起和截断位置可以通过绘制抵抗弯矩图的方法来解决。抵抗弯矩图的实质是用图解的方法确定梁各正截面所需钢筋量。其抵抗弯矩图以及主梁配筋详见配筋图。

因，属一般梁.

A支座：
B支座：
主梁斜截面承载能力计算见表 十
表 十 主梁斜截面计算
计算截面

V/KN
114.53
183.46
159.42
/KN
481.950>V
481.950>V
481.950>V
/KN
150.686>V
144.01<V
144.01<V

0.228
0.062
选配钢筋
双支6.5@150
双支6.5@150
双支6.5@150
(mm)

291.2>200
1071>200