现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖专业课程设计.doc

华东交通大学理工学院

课程设计计算书

课 程 名 称: 现浇楼盖课程设计
题 目: 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖
学院(直属系) : 土建
年级/专业/班: 08土木建工1班
学 生 姓 名: 黄河
学 号:
指 导 教 师: 吴浪
开 题 时 间:5月19日
完 成 时 间:5月23日

目 录
目 录 2
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 3
1．设计资料 3
2．楼盖结构平面部署 3
3．板设计 3
3.1荷载 3
3.2计算简图 4
3.3弯矩计算值 4
3.4正截面受弯承载力计算 5
4.次梁设计 5
4.1荷载设计值 6
4.2计算简图 6
4.3内力计算 6
4.4承载力计算 6
4.4.1正截面受弯承载力 6
4.4.2斜截面受剪承载力 7
5.主梁设计 7
5.1荷载设计值 7
5.2计算简图 8
5.3内力设计值及包络图 8
5.3.1弯矩设计值 8
5.3.2剪力设计值 8
5.3.3弯矩、剪力包络图 8
5.4承载力计算 10
5.4.1正面受弯承载力 10
5.4.2斜截面受剪承载力 11

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计
1．设计资料
1. 建筑物安全等级：二级；
2.建筑物平面尺寸（L1×L2）：33.6×20.7（31号），墙厚370，钢筋混凝土柱350×350；
3.荷载：1)楼面活载：7）楼面面层：20厚水泥砂浆 )钢筋混凝土容重：）楼侧面、楼底粉刷层：15厚混合砂浆 ；
4.材料：
1）混凝土C20；
2）钢筋：受力钢筋用HRB335级钢筋，腹筋用HPB235级钢筋。
2．楼盖结构平面部署
主梁沿横向部署，次梁沿纵向部署。主梁跨度为6.9m，次梁跨度为5.6m，主梁每跨内部署两根次梁，两边板跨度为2.3m，中间跨度为2.3m， 则按单向板设计。

按跨高比条件，要求板厚h≥2300/40=57.5mm,对工业建筑楼盖板，要求h≥80mm，取板厚为h=80mm。
次梁截面高度应满足, mm,取h=450mm.截面宽度b=h/3～h/2=150～225mm，取b=200mm。
主梁截面高度应满足, 取h=600mm。
截面宽度b=h/3～h/2=200～300mm，取b=300mm。
3．板设计
轴线①～②，⑥～⑦板属于端区隔单向板，轴线②～⑥板属于中间区隔单向板。
3.1荷载
板永久荷载标准值
80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/
20mm厚楼面水泥砂浆面层 0.02×20=0.4kN/
15mm板底混合砂浆抹灰 0.015×17=0.255kN/

小计 2.655kN/
板可变标准荷载值 7kN/
永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板
永久荷载设计值 g=2.665×1.2=3.186kN/
可变荷载设计值 q=7×1.3=9.1kN/
荷载总设计值 g+q=12.286kN/ ，取g+q=12.29kN/
3.2计算简图
次梁截面为200×450mm，取板在墙上支撑长度为120mm，按塑性内力重分布设计，板计算跨度：
边跨：l0=ln+h/2=2300-100-120+80/2=2120mm<1.025 ln=2358mm，取l0=2120mm
中间跨：l0= ln=2300-200=2100mm
因跨度差（2120-2100）/2100=0.9%<10%,可按等跨连续板计算，取1m板宽作为计算单元，计算简图以下：

3.3弯矩计算值
用塑性内力重分布理论计算，则有α系数以下：

M1=-MB==5.02
M2==3.39
Mc==-3.87
MD==-3.87
这是对端区隔单向板而言，对于中间区隔单向板，其Mc和M2应乘以0.8，分别为：
Mc=0.8×（-3.87）=-3.10 M2=0.8×3.37=2.71
3.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一级，C20混凝土，板最小保护层厚度c=20mm。板厚80mm，=80-25=55mm；板宽b=1000mm。C20混凝土，=1.0，=9.6kN/；HRB335钢筋，=210N/。板配筋计算过程于下表:
楼面板配筋计算
截 面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
5.02
-5.02
3.39
-3.87
=/（b）
0.173
0.173
0.117
0.133
=1-
0.191
0.191
0.124
0.144
轴 线
①～②、
⑥～⑦

计算配筋（）
=b/
480.2
480.2
311.8
362.1
实际配筋（）
8@100
=503
8@100
=503
6/8@125
=314
6/8@100
=393
轴 线
②～⑥

计算配筋（）
=b/
480.2
480.2
0.8×311.8
=249.4
0.8×362.1
=289.7
实际配筋（）
8@100
=503
8@100
=503
6@100
=283
6/8@125
=314
*对轴线②～⑤间板带，其跨内截面2、3和支座截面弯矩设计值全部可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.
计算结果表明，支座截面均小于0.35，符合塑性内力重分布标准；/bh=314/（1000×80）=0.39%，此值大于0.45/=0.45×1.1/210=0.24%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。
4.次梁设计
按考虑塑性内力重分布设计。依据本车间楼盖实际使用情况，楼盖次梁和主梁可变荷载不考虑梁隶属面积荷载折减。
4.1荷载设计值
由板传来恒载： 3.19×2.3=7.34kN/
次梁自重： 25×0.2×（0.45-0.08）×1.2=2.22 kN/
次梁粉刷： 17×0.015×（0.45-0.08）×2×1.2=0.23 kN/

小计 9.79kN/
板可变荷载设计值 q=9.1×2.3=20.93kN/
荷载总计算值 g+q=30.72kN/
4.2计算简图
次梁在砖墙上支承长度为180mm。主梁截面为250mm×550mm，计算跨度：
边跨 =+a/2=5600-90-125+90=5475mm<1.025=1.025×5355=5519.6mm取=5475mm，
中间跨==5600mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图图所表示:

4.3内力计算
由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。
弯矩设计值：
=-=（g+q）/11=30.72×/11=83.71kN·m
=-（g+q）/14=-30.72×/14=-68.81kN·m
=（g+q）/16=30.72×/16=60.21kN·m
剪力设计值：
=0.45（g+q）=0.45×30.72×5.475=75.69kN
=0.60（g+q）=0.60×30.72×5.475=100.91kN
==0.55（g+q）=0.55×30.72×5.6=94.62kN
4.4承载力计算
4.4.1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，翼缘宽度去=/3=5600/3=1867mm；又=b+=200+2300=2500。故取=1867mm。除支座B截面纵向钢筋按两排部署外，其它各截面均部署一排。
环境类别为一级，C20混凝土，梁最小保护厚度c=30mm，一排纵向钢筋部署截面有效高度=450-30-10=410mm，二排部署=450-60=390mm。
C20混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1/；纵向钢筋采取HRB335钢，=300N/，箍筋采取HPB235钢筋，=210N/。正截面承载力计算过程列于下表。
（-/2）=1.0×9.6×1867×80×（410-80/2）=530.5 kN·m>Mmax
故跨内截面均属于第一类T型截面。
次梁正截面受弯承载力计算
截 面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
83.71
-83.71
60.21
-68.81
=/（b）或
=/（）
=0.027
=0.284
=0.020
=0.211
=1-
0.027
0.343<0.35
0.020
0.240

=b/或=/
671.5
855.5
494.9
598.4
选配钢筋
（）
116+218
=710.1
118+3 16
=857.5
218
=509.0
316
=603.0

计算结果表明，支座截面均小于0.55/bh=509/（200×450）=0.566%，此值大于0.45/=0.45×1.1/300=0.165%，满足最小配筋率。

4.4.2斜截面受剪承载力
斜截面受剪承载力计算包含：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：
=-=410-80=330mm，因/b=330/200=1.65＜4，截面按下式验算：
0.25b=0.25×1×9.6×200×410=196.8×N＞=100.91kN，截面满足要求。
验算是否需要按计算配置箍筋
0.7b=0.7×1.1×200×410=63.14×N<=100.9×N,需按计算配箍筋。
采取10双肢箍筋，计算支座B左侧截面。S=1.25/（VBL-0.7b）=1.25×210×157×410/（100.9×-0.7×1.1×200×410）=447.49mm
调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8×447.49=358mm，取箍筋间距s=250mm。为了方便施工，沿梁长度不变。
验算配筋率下限值：
弯矩调幅时要求配筋率下限为：0.3=0.3×1.1/210=0.15%。实际配筋率==157/（200×450）=0.174%<0.20%，不满足要求。取=0.20%，最终取s=120mm。
5.主梁设计
主梁按弹性方法设计
5.1荷载设计值
为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来永久荷载 9.79×5.6=54.82kN
主梁自重（含粉刷）[（0.6-0.08）×0.25×2.3×25+0.015×（0.6-0.08）×2×2.3×17）]×1.2=9.0kN
永久荷载设计值 G=54.82+9.0=63.83kN 取G=65kN
可变荷载设计值 Q=20.93×5.6=117.21kN 取Q=120kN
5.2计算简图
主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为240mm，中间支承在350mm×350mm混凝土柱上，其计算跨度：
边跨 =6900-350/2-120=6605mm因0.025=165mm>a/2=120mm，取=+a/2+b/2=6900mm
中跨 =6900mm
主梁计算简图以下，因跨度相差不超出10%，故可利用附表6-2计算内力

5.3内力设计值及包络图
5.3.1弯矩设计值
弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2对应栏内查得
=0.244×65×6.9+0.289×120×6.9=348.73kN·m
=-0.267×65×6.9-0.311×120×6.9=-377.26kN·m
=0.067×65×6.9+0.200×120×6.9=195.65kN·m
5.3.2剪力设计值
剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2对应栏内查得
=0.733×65+0.866×120=151.57kN
=-1.267×65-1.311×120=-239.68kN
=1.0×65+1.222×120=211.64kN

5.3.3弯矩、剪力包络图
弯矩包络图：
①第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。
由附表6-2知支座B或C弯矩值为
==-0.267×65×6.9-0.133×120×6.9=-229.87kN·m
在第1跨内以支座弯矩=0，=-229.87kN·m连线为基线。作G=65kN，Q=120kN简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：
（G+Q）+=（65+120）×6.9- =348.88kN·m（和前面计算=348.73kN·m靠近）
（G+Q）+=（65+120）×6.9- =272.53kN·m
在第2跨内以支座弯矩=-229.87kN·m，=-299.87kN·m连线作为基线，作G=65kN，Q=0简支弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值：
G+=×65×6.90-229.87=-80.37kN·m
②第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载
第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-377.26kN·m连线为基线。作G=65kN，Q=120kN简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：
（65+120）×6.9- =299.75kN·m
（65+120）×6.9- =173.99kN·m
在第2跨内：=-0.267×65×6.9-0.089×120×6.9=-193.44kN·m以支座弯矩=-377.26kN·m，=-193.44kN·m连线为基线，作G=65kN，Q=120kN简支梁弯矩图，得
（G+Q）++（-）=（65+120）×6.9-193.44+（-377.26+193.44）=147.79kN·m
（G+Q）++（-）=（（65+120）×6.9-193.44+（-377.26+193.44）=86.51kN·m
③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
==-0.267×65×6.9-0.133×120×6.9=-229.87kN·m
第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：
（G+Q）+=（65+120）×6.9-229.87=195.63kN·m（和前面计算=195.65kN·m靠近）
第1、3跨两集中荷载作用点处弯矩分别为：
G+=×65×6.9-×229.87=72.88kN·m
G+=×65×6.9-×229.87=-3.75kN·m
弯矩包络图以下（a）所表示。
剪力包络图：
①第1跨
=151.57kN；过第1个集中荷载后为151.57-65-120=-33.43kN；过第2个集中荷载后为-33.43-65-120=-218.43kN
=-239.68kN；过第1个集中荷载后为-239.68+65+120=-54.68kN；过第2个集中荷载后为-54.68+65+120=130.32kN
②第2跨
=211.64kN；过第1个集中荷载后为211.64-65=146.64kN。
当可变荷载仅作用在第2跨时
=1.0×65+1.0×120=185kN；过第1个集中荷载后为185-65-120=0。
剪力包络图以下（b）所表示
主梁内力包络图
（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图
5.4承载力计算

5.4.1正面受弯承载力

跨内按T形截面计算，因==0.14＞0.1。翼缘计算宽度按=6.9/3=2.3mm和b+=0.3+5.6=5.9m中较小值确定取=2.3m。
B支座边弯矩设计值=-b/2=-377.26-185×0.35/2=-409.64kN·m。纵向受力钢筋除B、C支座截面为2排外，其它均1排。跨内截面经判别全部属于第一类T形截面。正截面受弯承载力计算过程列于下表。

主梁正截面承载力计算
截 面
1
B
2
弯矩设计值（kN·m）
395.93
-377.26
195.65
-80.39
=/（b）或
=/（）
=0.057
=0.449
=0.028
=0.089
=（1+ ）/2
0.971
0.660
0.986
0.953
=/
2427.11
3528.43
1181.12
502.11
选配钢筋
（）
420+322
=2397
120+528
=3695
322
=1140
222
=760
主梁纵向钢筋弯起和切断按弯矩包络图确定。

5.4.2斜截面受剪承载力

验算截面尺寸：
=-=540-80=460mm，因/b=460/300=1.53＜4截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25×1×9.6×300×540=388.8×kN＞=239.68kN，截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
由，得
= =（239.68×-0.7×1.1×300×540）/（1.25×210×540）=0.811/mm
采取Φ10@160双肢箍筋，实际为：
2×78.5/160=0.98/mm>0.811/mm，满足。
验算最小配箍率：
== =0.32%＞0.24=0.13%，满足要求。
次梁两侧附加横向钢筋计算：
次梁传来集中力=54.82+117.21172kN，=600-450=150mm，附加箍筋部署范围s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ10@160双肢，则在长度s内可部署附加箍筋排数，m=900/160+1=7排，取m=8排，次梁两侧各部署4排。另加吊筋116，=201，由式2sin+mn=2×300×201×0.707+8×2×210×78.5=349×N＞=86.51kN，满足要求。
因主梁腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向结构筋，每侧纵向结构钢筋截面面积大于腹板面积0.1%，且其间距小于200mm。现每侧配置214，308/（300×600）=0.17%＞0.1%，满足要求
主梁边支座需设置梁垫，计算从略。