混凝土专业课程设计计算报告书.doc

河南工程学院《钢筋混凝土构造》
课程设计

某工业厂房现浇钢筋混凝土
单向板肋梁楼盖设计

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年 12 月25日

某工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计
一、设计资料
1.楼盖梁格布置
楼盖梁格布置如图1所示（楼梯间在此平面外），主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁、次梁跨度见表1。

图1 楼盖梁格布置平面图
表1 楼面活荷载、主梁、次梁跨度
序号
楼面活荷载原则值（kN/m2）
次梁跨度（mm）
主梁跨度（mm）
8
6
6000
6300
2.楼面做法
水磨石，钢筋混凝土现浇板，20mm混合砂浆抹底。
3.楼面荷载
均布活荷载原则值见表1。

4.材料
混凝土强度级别C30；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板钢筋采用HPB300级钢筋。
二、楼盖构造平面布置
主梁沿着横向布置，次梁沿着纵向布置。主梁跨度为6.3m，次梁跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板跨度为,,,则板按照单向板设计，但应恰当增长沿长跨方向分布钢筋，以承担长跨方向弯矩。
按跨高比条件，规定板厚，对工业建筑楼盖板，规定，从安全角度考虑，取板厚。
次梁截面高度应满足：。考虑到楼面可变荷载比较大，取。次梁截面宽度：，取。
主梁截面高度应当满足：，取。主梁截面宽度取。楼盖构造平面布置图如图2所示。

图2 构造平面布置图

三、板设计
1.荷载
板永久荷载原则值
水磨石面层
80mm钢筋混凝土板
20mm混合砂浆
小计 　 0.65+2.0+0.34=2.99kN/m2
板可变荷载原则值
永久荷载分项系数取1.2；
因楼面可变荷载原则值为 ，

因此可变荷载分项系数应取1.3。于是有板
永久荷载设计值 g=2.99×1.2=3.59kN/m2
可变荷载设计值 q=6×1.3=7.8kN/m2
荷载总设计值 g+q=3.59+7.8=11.39kN/m2
近取 g+q=11.40kN/m2
2.计算简图
按塑性内力重分布设计。次梁截面为，板设计跨度为：
边跨
中间跨
由于跨度相差不大于10%，可按等跨持续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图3所示。
图3 板计算简图
3.弯矩设计值
不考虑板拱作用截面弯矩折减。
由《混凝土构造-中册》表11-1可查得，板弯矩系数分别为：端支座-1/16；边跨中，1/14；离端第二支座，-1/11；离端第二跨跨中1/16；中间支座-1/14；中跨中1/16。故有各弯矩值：

4.正截面受弯承载力计算
环境类别一类，混凝土，板最小保护层厚度。假定纵向钢筋直径d为10mm,板厚80mm,则截面有效高度：；板宽。混凝土，，；HPB300钢筋，,。板配筋计算过程见表2。

表2 板配筋计算
截 面
A
1
B
2
C

3.26
-4.16
2.57
-2.94

0.055
0.063
0.081
0.050
0.057

0.056
0.07
0.084
0.052
0.059

190.7
222.4
270.1
165.2
187.4
实际配筋
（mm2）

Φ8@200 As=251

计算成果表白，支座截面均不大于0.35，符合塑性内力重分布原则；且,满足最小配筋率规定。
四、次梁设计
依照本车间楼盖实际使用状况，楼盖次梁和主梁可变荷载不考虑梁从属面积荷载折减。
1.荷载设计值
永久荷载设计值
板传来永久荷载
次梁自重
次梁粉刷
小计
可变荷载设计设计值

荷载总设计值

2.计算简图
按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm×500mm。计算跨度：
边跨：
中间跨：
因跨度相差不大于10%可按等跨持续梁计算。次梁计算简图如图4所示。

图4次梁计算简图
3.内力计算
由《混凝土构造-中册》表11-1，表11-3可查得，板弯矩系数分别为：端支座-1/24；边跨中1/14；离端第二支座-1/11；离端第二跨跨中1/16；中间支座-1/14；中跨中1/16。剪力系数分别为：A支座内侧：0.50;离端第二支座外侧：0.55；离端第二支座内侧：0.55；中间支座外侧：0.55；中间支座内侧：0.55。故有弯矩设计值：

剪力设计值：

4.承载力计算
1）正截面受弯承载力
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取，，三者中较小值，故取。所有截面钢筋均布置一排。
环境类别一级，混凝土，梁最小保护层厚度。假定箍筋直径,纵向钢筋直径，则一排纵向钢筋。
混凝土，，，，；纵向钢筋采用HRB400钢，，。截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程见表3。
截 面
A
1
B
2
C

-36
61.64
-78.45
53.0
-60.57

=0.097

=0.029
=0.212
=0.025
=0.163

0.029

0.025

291.72
481.10
689.26
414.70
494.80

218
As=509
218
As=509
318
As=763
314
As=461
218
As=509
表3 次梁正截面受弯承载力计算

计算成果表白支座截面均不大于0.35，符合塑性内力重分布原则，并且有：。及同步不不大于0.2%，即次梁配筋满足最小配筋率规定。
2）斜截面受剪承载力
斜截面受剪承载力计算涉及：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配箍率验算。
应配箍筋：
验算截面尺寸：
，因，故截面尺寸按照下式验算：

截面尺寸满足规定。
计算所需腹筋：
采用C6双肢箍筋，计算B支座左侧截面。
因，得到箍筋间距。
S=/(Vbc-)=700mm
调幅后受剪承载力应加强，梁局部范畴内将计算箍筋面积增长20%或者箍筋间距减小20%。现调节箍筋间距，，由《混凝土构造-上册》表4-1查得，当，梁高时，梁中箍筋最大间距为200mm。最后取箍筋间距。
验算配箍率下限值：
上面已经算出配箍率下限值，而次梁中实际配箍率，配箍率下限值满足规定。
五、主梁设计
主梁按弹性办法设计。
1.荷载设计值
为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来永久荷载
主梁重
主梁粉刷
永久荷载设计值
可变荷载设计值
2.计算简图
因主梁线性刚度与柱线刚度之比不不大于5，竖向荷载下主梁内力近似按持续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间距离，。主梁计算简图如图5所示。可运用《混凝土构造-中册》表6-2计算内力。
主梁计算简图

3.内力设计值及包络图
1）弯矩设计值
弯矩 ，式中系数由《混凝土构造-中册》表6-2相应栏内查得。

2）剪力设计值
剪力，式中系数由《混凝土构造-中册》表6-2相应栏内查得。

3）弯矩包络图
第1、3跨有可变荷载，第二跨没有可变荷载
由《混凝土构造-中册》表6-2可知，支座B或者支座C弯矩值为：

在第1跨内：以支座弯矩连线为基线，作简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：
（与前面计算接近）

在第2跨内：以支座弯矩，连线为基线，作简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值：。
‚第1、2跨内有可变荷载，第3跨内没有可变荷载
在第1跨内：以支座弯矩连线为基线，作简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：

在第2跨内：。
以支座弯矩，连线为基线，作简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：

+

ƒ第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载

第2跨两集中荷载作用点处弯矩为：
（与前面计算接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处弯矩分别为：

弯矩包络图如图6所示。

图6 主梁弯矩包络图
4.承载力计算
1）正截面受弯承载力
跨内按T形截面计算，因跨内设有间距不大于主梁间距次梁，翼缘计算宽度按。取较小值：。
主梁混凝土保护层厚度规定以及跨内截面有效高度计算办法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋交叉重叠，截面有效高度计算办法有所不同。混凝土保护层厚度15mm、板上部纵筋直径10mm、次梁上部纵筋直径18mm。假定主梁上部纵筋直径22mm，则一排钢筋时，；两排钢筋时，。纵向受力钢筋均设立为1排。由鉴别跨内截面均属于第一类T形截面。B支座边弯矩设计值。正截面受弯承载力计算过程见表4。主梁纵向钢筋弯起和切断按抵抗弯矩图拟定。
表4　主梁正截面受弯承载力计算
截 面
1
B
2

294.02
-283.88
159.17
-57.62

=0.033
=0.245
=0.018
=0.043

0.984
0.857
0.991
0.978

1482.1
1769.5
796.7
292.2

422

418+222
322

222

2）斜截面受剪承载力
验算截面尺寸：，因，

需配箍筋：
截面尺寸按照下式验算：，截面尺寸满足规定。
计算所需腹筋：采用C10@200双肢箍筋，
=303.108KN>Vmax，不需要配备弯起钢筋。
验算最小配箍率：，配箍率满足规定。
次梁两侧附加横向钢筋计算：
次梁传来集中力，，附加箍筋布置范畴。取附加箍筋C10@200双肢，则在长度s内可以布置附加箍筋排数排，次梁两侧各布置3排。由《混凝土构造-中册》式（11-22），，满足规定。
因主梁腹板高度不不大于450mm，需要在梁侧设立纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋截面面积不不大于腹板面积0.1%，且其间距不不不大于200mm。现每侧配备2C14纵向构造钢筋，则有：，满足规定。
六、绘制施工图
楼盖施工图涉及施工阐明、构造平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。
1.施工阐明
本设计施工阐明详见构造施工图1。
2.构造平面布置图
构造平面布置图见图2。
3.板配筋图
板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度。板配筋图详见构造施工图1。
4.次梁配筋图
次梁支座截面上部钢筋第一批切断点规定离支座边，现取1500；切断面积规定不大于总面积一半，B支座切断1C18，切断面积不大于总面积一半，B支座剩余两根做架立筋，满足规定。端支座上部钢筋伸入主梁长度。下部纵向钢筋在中间支座锚固长度。次梁配筋图详见构造施工图2。
5.主梁配筋图
主梁纵向钢筋弯起和切断需按弯矩包络图拟定。底部纵向钢筋伸入支座，不配备弯起钢筋，下部纵向钢筋在中间支座处锚固长度。拟定B支座上部钢筋切断点：截取负弯矩抵抗弯矩图如图7所示。将B支座⑤、⑥、⑦号钢筋按钢筋面积比拟定各自抵抗弯矩：
⑤号钢筋（2C18，）抵抗弯矩为；
⑥号钢筋（2C18，）抵抗弯矩为；
⑦号钢筋（2C22，）抵抗弯矩为。钢筋充分运用点和不需要点位置可按几何关系求得，见计算书图6。第一批拟截断⑦号钢筋（2C22），因截断点位于受拉区，离该钢筋充分运用点距离应不不大于；截断点离该钢筋不需要点距离应不不大于和。⑦号钢筋截断点离B支座中心线距离：按第一种条件时；按第二个条件时，由第一种条件控制。同理可求得⑥号钢筋截断点位置。，B支座左侧远离B制作中心线距离，右侧距离主梁配筋图详见构造施工图2。

图7 抵抗弯矩图
因主梁腹板高度不不大于450mm，需要在梁侧设立纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋截面面积不不大于腹板面积0.1%，且其间距不不不大于200mm。现每侧配备2C14纵向构造钢筋，则有：308/(300×510)=0.20%>0.1%,满足规定。

参照文献
[1] GB/T 50104-，建筑制图原则 [S].
[2] GB 50068-，建筑构造可靠度统一原则 [S].
[3] GB 50009-，建筑构造荷载规范 [S].
[4] GB 50010-，混凝土构造设计规范 [S].
[5]程文瀼，李爱群，王铁成.混凝土构造（上册）—混凝土构造设计原理（第五版）[M].北京：中华人民共和国建筑工业出版社,.
[6]程文瀼，李爱群，颜德姮.混凝土构造（中册）—混凝土构造与砌体构造设计（第五版）[M].北京：中华人民共和国建筑工业出版社,.
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