混凝土楼盖结构专业课程设计.doc

1.设计材料
某多层工业厂房，采用多层混合构造承重体系。钢筋混凝土柱截面尺寸中柱600×600。楼盖为整体式钢筋混凝土肋梁楼盖（次梁宽度取250mm,主梁宽度取250mm）其平面图如图所示

(1) 楼面构造做法20mm厚水泥砂浆面层，80mm钢筋混凝土现浇板，板底15mm厚石灰砂浆粉刷层。
(2) 活荷载:原则值为6kN/m2，永久荷载：涉及梁、板及构造层自重。钢筋混凝土容重 25 kN/m3 ，水泥砂浆容重 20 kN/m3 ，石灰砂浆容重17 kN/m3，
(3)恒荷载分项系数为1.2;活荷载分项系数1.3。
(4)材料选用
混凝土 采用C25（fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2）
钢筋 梁中受力纵筋采用HRB335级( fy=300N/mm2)；
别的采用HPB300级(fy=270N/mm2)。
2.板计算
主梁跨度6m,次梁跨度7.2m 主梁每跨放2个次梁跨度2m
板6000mm/mm=3,则可按单向板计算。 
/40=50由于h>=70因此板厚度取h=80mm
7200/18=400mm,7200/12=600mm 次梁截面高度取h=450mm
200~300因此截面宽度取b=250mm。
(1)荷载
20mm厚水泥砂浆面层 0.02×20kN/m3=0.4kN/m2
80mm厚钢筋混凝土板 0.08×25kN/m3=2.0kN/m2
15mm厚石灰砂浆粉刷层 0.015×17kN/m3=0.255kN/m2
共计 gk=2.655kN/m2
线恒载设计值 g=1.2×2.655kN/m=3.186kN/m
线活载设计值 q=1.3×6kN/m=7.8kN/m
即每米板宽 g+q=10.986kN/m
(2)内力计算
ln+h/2=2-0.12-0.25/2+0.08/2=1.795m
ln+a/2=2-0.12-0.25/2+0.12/2=1.815m
l0=1.795m
中间跨 2-0.25=1.75m
计算跨度差(1.795-1.75)m/2m=2.25%<10%，取1m板宽作为单元计算

表一 持续板各截面弯矩计算

截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内 （中间跨跨内）
中间支座

弯矩计算系数  αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=αm(g+q)l02/(kN∙m)
3.22
-3.22
2.10
-2.40

表二 持续板各截面配筋计算
b=1000mm,h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm,α1=1.0 fc=11.9N/mm2 fy=270N/mm2
板带部位截面
边区板带(①~②,⑤~⑥轴线间)
中间区板带(②~⑤轴线间)
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座

边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座

M
3.220
3.220
2.100
2.400
3.220
3.220
1.680
1.920
αS=M/α1fcb’fho2
0.075
0.075
0.049
0.056
0.075
0.075
0.039
0.045
ξ
0.078
0.078
0.050
0.058
0.078
0.078
0.040
0.046
As=ξbhoα1fc/ fy（mm2）
206.9
206.9
133.0
152.5
206.9
206.9
105.8
121.3
选配钢筋
Φ6@130
Φ6@130
Φ5@130
Φ6@130
Φ6@130
Φ6@130
Φ5@130
Φ5@130
实配钢筋面积/mm2
217
217
151
217
217
217
151
151

3.次梁计算
主梁梁高h=650mm>6000/12=500mm,梁宽b=250mm
(1) 荷载
恒载设计值
由板传来 3.186kN/m2×2m=6.372kN/m
次梁自重 1.2×25kN/m3×0.25m×(0.45-0.08)m=2.775kN/m
梁侧抹灰 1.2×17kN/m3 ×0.015m×(0.45-0.08)m×2=0.226kN/m
g=9.373kN/m
活载设计值
由板传来 q=7.8kN/m2×2m=15.6kN/m
共计 g+q=24.973kN/m
(2) 内力计算
计算跨度
边跨 ln=7.2m-0.12m-0.25m/2=6.955m
ln+a/2=6.955m+0.24m/2=7.075m
1.025ln=1.025×6.955m=7.129m>7.075m
取l0=7.075m
中间跨 l0=ln=7.2m-0.25m=6.95m
跨度差 (7.075m-6.95m)/6.95m=1.8%<10%

表三 持续次梁各截面弯矩计算

截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内中间跨跨内
中间支座

弯矩计算系数  αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
M=αm(g+q)l02/(kN∙m)
113.64
-113.64
75.39
-86.16

表四 持续次梁各截面剪力计算

截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
中间支座外侧、内侧
弯矩计算系数  αv
0.45
0.6
0.55
0.55
V=αv(g+q)l0/(kN)
78.10
104.14
95.46
96.45
(3)截面承载力计算
次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为
边跨 b’f=l0/3=7075mm/3=2360mm<b+s0=250mm+2400mm=2650mm
第二跨和中间跨 b’f=6950mm/3=2320mm
梁高 h=450mm,h0=450mm-35mm=415mm
翼缘厚h’f=80mm
鉴别T形截面类型：按第一类T形截面试算。
跨内截面ξ=0.021< h’f/ho=80mm/415mm=0.193，故各跨内截面均属于第一类T形截面。
支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取ho=450mm-60mm=390mm,其她中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=415mm。
持续次梁正截面及斜面承载力计算见表。

表五 持续次梁正截面承载力计算

截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨中（中间跨跨中）
中间支座
M/(kN∙m)
113.64
-113.64
75.39
-86.16
αS=M/α1fcb’fho2
(αS=M/(α1fcbho2)
0.023
0.251
0.016
0.168
ξ
0.023
0.295
0.016
0.185
As=ξb’fhoα1fc/fy
(As=ξbhoα1fc/fy)
/mm2
923.8
1139.0
610.4
762.7
选配钢筋
1Φ16+3Φ18
2Φ16+3Φ18
3Φ14+1Φ16
4Φ12+2Φ16
实配钢筋面积/mm2
964.1
1165
663.1
852

表六 持续次梁斜截面承载力计算

截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
中间支座外侧、内侧
V/kN
78.10
104.14
95.46
96.45
0.25βcfcbho/N
308600>V
290000>V
290000>V
308600>V
0.7ftbho/N
92200>V
86600<V
86600<V
92200<V
选用箍筋
2Φ8
2Φ8
2Φ8
2Φ8
Asv=nAsv1/mm2
101
101
101
101
S=fyvAsvho/(V-0.7ftbho)/mm

<0
606
1200
2663
实配箍筋间距s/mm
200
200
200
200

4.主梁计算
主梁按弹性理论计算。
柱高H=4.5m,设柱截面尺寸为600mm×600mm。
(1)荷载
恒载设计值
由次梁传来 9.373kN/m×7.2m=67.49kN
主梁自重（折算为集中荷载）
1.2×25kN/m3×0.25m×(0.65m-0.08m)×2m
=8.55kN
梁侧抹灰（折算为集中荷载）
1.2×17kN/m3×0.015×(0.65m-0.08m)×2m×2
=0.70kN
G=76.74kN
活载设计值
由次梁传来 Q=15.6kN/m ×7.2m=112.32kN
共计 G+Q=189.06kN
(2)内力计算
边跨
计算跨度 ln=6m-0.12m-0.6m/2=5.58m
l0=1.025ln+b/2=1.025×5.58m+0.6m/2=6.0195m <ln+a/2+b/2=5.58m+0.36m/2+0.6m/2=6.06m
中间跨 ln=6m-0.6m=5.4m
l0=ln+b=5.4m+0.6=6m
跨度差（6.0195m-6m）/6m=0.325%<10%,则可按等跨梁计算。

在各种不同分布荷载作用下内力计算可采用等跨持续梁内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则
M=KGl0+KQl0
V=KG+KQ
式中系数K由附录7查得，详细计算成果以及最不利组合如下表七。
对边跨取l0=6.02m;对支座B取l0=6.01m;对中跨取l0=6m

表七 主梁弯矩计算
序号
计算简图
边跨跨内
中间支座
中间跨跨内
K/M1
K/MB(MC)
K/M2

①

0.244/112.72

-0.267/-123.14

0.067/30.85

②

0.289/195.41

-0.133/-89.78

-Mb/-89.78

③

1/3Mb=-29.93

-0.133/-89.78

0.200/134.78

④

0.229/154.84
-0.311/-209.94
(-0.089/-60.08)

0.170/114.57

⑤

1/3Mb=-20.03

-60.08(-209.94)

114.57
最不利组合荷载
①+②
308.13
-212.92
-58.93
①+③
82.79
-212.92
165.63
①+④
267.56
-333.08(-183.22)
145.42
①+⑤
92.69
-183.22(-333.08)
145.42

表八 主梁剪力计算

序号
计算简图
端支座
中间支座
K/VAin
K/VBex(VCex)
K/VBin

①

0.733/56.25

-1.267/-97.23
-1.000/-76.74

1.000/76.74
1.267/97.23

②

0.866/97.27

-1.134/-127.37

0

④

0.689/77.39

-1.131/-127.03
(-0.778/-87.38)

1.222/137.26
(0.089/10.00)

⑤

=VBex=-10.00

-10.00(-137.26)

87.38(127.03)
最不利组合荷载
①+②
153.52
-224.6
-18.73
①+④
133.64
-224.26(-164.12)
214(107.23)
①+⑤
46.25
-107.23(-214)
164.12(224.26)

(3)截面承载力计算
主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为
b’f=l0/3=6000mm/3=mm<b+s0
并取h0=650mm-35mm=740mm
鉴别T形截面类型 ：按第一类T形截面试算。
跨内截面ξ=0.060< h’f/ h0=80mm/615mm=0.130,故各跨内截面均属于第一类T形截面。
支座截面按矩形截面计算,取h0=650mm-80mm=570mm(因支座弯矩较大,考虑布置两排纵筋,并布置在次梁主筋下面)。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=650mm-60mm=590mm
表九 主梁正截面承载力计算
截面
边跨跨内
中间支座
中间跨跨内
M/(kN∙m)
308.13
-333.08
165.63
-58.93
Vob/2/(kN∙m)

6.63

(M- Vob/2) /(kN∙m)
326.45
αS=M/(α1fc b’f ho2)
αS=M/(α1fcbho2)/mm2
0.034
0.345
0.018
0.057
ξ
0.034
0.443
0.018
0.059
As=ξb’f hoα1fc/ fy
As=ξbhoα1fc/ fy/mm2
1700
2501
906
343
选配钢筋
2Φ22+2Φ25
2Φ22+2Φ25+2Φ18
2Φ16+2Φ18
2Φ22
实配钢筋面积/mm2
1742mm2
2251mm2
911mm2
760mm2

表十 主梁斜截面承载力计算

截面
端支座内侧
离端第二支座外
离端第二支座内侧
V/kN
153.52
224.26
249.58
0.25βcfcbho/N
457410>V
423940>V
423940>V
0.7ftbho/N
136680<V
126680<V
126680<V
选用箍筋
2Φ8
2Φ8
2Φ8
Asv=nAsv1/mm2
101
101
101
S=fyvAsvho/(V-0.7ftbho)/mm
996mm2

实配箍筋间距s/mm
200
200
200
Vcs(=0.7ftbho+fyvAsvho/s)/N

220539
220539
Asb(=(V-Vcs)/0.8fysinα)
11.37
<0
选配弯筋
1Φ25
1Φ18
实配钢筋面积/mm2
490.9
254.5
(4)主梁吊筋计算
由次梁传至主梁所有集中力为
G+Q=67.49kN+112.32kN=179.81kN
As=(G+Q)/2fysinα=423.88mm2
集中荷载所有由附加箍筋承受时，取2Φ18