单向板肋梁楼盖课程设计计算书-secret.doc

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

E

课程设计计算书

E

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
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学 生 姓 名:
学 号:
指 导 教 师:
开 题 时 间:年月日
完 成 时 间:年月日

目 录
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 2
1．设计资料 2
2．楼盖的结构平面布置 3
3．板的设计 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 5
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 7
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）：21.4×48.5（24号），墙厚370，钢筋混凝土柱300×300；
3.荷载：1)楼面活载：62）楼面面层：20厚水泥砂浆 3)钢筋混凝土容重：4）楼侧面、楼底粉刷层：15厚混合砂浆 ；
4.材料：
1）混凝土C30；
2）钢筋：受力钢筋用HRB400级钢筋，其余采用HPB300级钢筋
2．楼盖的结构平面布置
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.0m、6.0m、6.0m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，两边板跨度为2.4m，中间跨度为2.3m，则l02/l01=6.0/2.3=2.6,按单向板设计。
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
7000
6900
7000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
楼盖建筑平面

按跨高比条件，要求板厚h≥2400/40=60mm,对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取板厚为h=80mm。
次梁截面高度应满足h= l0/18～l0/12=6000/18～6000/12=333～500mm,b=h/3～h/2=166～250mm，取b=200mm。
主梁的截面高度应满足h= l0/15～l0/10=7000/15～7000/10=466～700mm,取h=650mm，b=300mm。
3．板的设计
轴线①～②，⑧～⑨的板属于端区隔单向板，轴线②～⑧的板属于中间区隔单向板。
3.1荷载
板的永久荷载标准值
80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/
20mm厚楼面水泥砂浆面层 0.02×18=0.36kN/
15mm板底混合砂浆抹灰 0.015×17=0.255kN/

小计 2.615kN/
板的可变标准荷载值 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。于是板的
永久荷载设计值 g=2.615×1.2=3.138 kN/
可变荷载设计值 q=7×1.3=9.1 kN/
荷载总设计值 g+q=12.238 kN/ ，取g+q=12.24
3.2计算简图
次梁截面为200×500mm，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：l0=ln+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm<1.025 ln=2234.5mm，取l0=2220mm
中间跨：l0= ln=2300-200=2100mm
因跨度差（2220-2100）/2100=5%<10%,可按等跨连续板计算，取1m板宽作为计算单元，计算简图如下：

3.3弯矩计算值
用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下：

M1=-MB==5.48
M2==3.37
Mc==-3.86
这是对端区隔单向板而言的，对于中间区隔单向板，其Mc和M2应乘以0.8，分别为：
Mc=0.8×（-3.86）=-3.09 M2=0.8×3.37=2.70
3.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HRB400钢筋，=360N/。板配筋计算的过程于下表:
楼面板的配筋计算
截 面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
5.48
-5.48
3.37
-3.86
=/（b）
0.106
0.106
0.065
0.075
=1-
0.113
0.113
0.067
0.078
轴 线
①～②、
⑧～⑨
计算配筋（）
=b/
269.3
269.3
159.7
185.9
实际配筋（）
8@180
=280
8@180
=280
6@150
=189
6@150
=189
轴 线
②～⑧
计算配筋（）
=b/
269.3
269.3
0.8×159.7
=127.8
0.8×185.9
=148.7
实际配筋（）
8@180
=280
8@180
=280
6@180
=157
6@180
=157
*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%。为了方便，近似对钢筋面积乘以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；/bh=157/（1000×80）=0.20%，此值大于0.45/=0.45×1.43/360=0.18%，同时不小于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。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。
4.1荷载设计值
由板传来的恒载： 3.14×2.4=7.54 kN/
次梁自重： 25×0.2×（0.5-0.08）×1.2=2.52 kN/
次梁粉刷： 17×0.015×（0.5-0.08）×2×1.2=0.26 kN/

小计 10.32kN/
板的可变荷载设计值 q=9.1×2.4=21.84kN/
荷载总计算值 g+q=32.16kN/
4.2计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×650mm，计算跨度：
边跨 =+a/2=6000-120-150+120=5850mm<1.025=1.025×5730=5873mm取=5850mm，
中间跨==6000-300=5700mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示:

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=32.16×/11=100.05kN·m
=-（g+q）/14=-32.16×/14=-74.63kN·m
=（g+q）/16=32.16×/16=65.30kN·m
剪力设计值：
=0.45（g+q）=0.45×32.16×5.73=82.92kN
=0.60（g+q）=0.60×32.16×5.73=110.57kN
==0.55（g+q）=0.55×32.16×5.7=100.82kN
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=6000/3=2000mm；又=b+=200+2100=2300。故取=2000mm。各截面纵向钢筋均布置一排。
环境类别为一级，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，截面有效高度=500-35=465mm。
C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HPB235钢筋，=210N/。正截面承载力计算过程列于下表。
（-/2）=1.0×14.3×2000×80×（465-80/2）=972.4 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）
100.05
-100.05
65.30
-74.63
=/（b）或
=/（）
=0.016
=0.162
=0.011
=0.121
=1-
0.016
0.178
0.011
0.129
=b/或=/
591.1
657.6
406.4
476.5
选配钢筋
（）
216+116弯
=603
318
=763
214+114弯
=461
214+116
=509

计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=461/（200×500）=0.461%，此值大于0.45/=0.45×1.43/360=0.179%，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：
=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.925＜4，截面按下式验算：
0.25b=0.25×1×14.3×200×465=332.48×N＞=110.57kN，截面满足要求。
验算是否需要按计算配置箍筋
0.7b=0.7×1.43×200×465=93.093×N<=110.57×N,需按计算配箍筋。
采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。S=1.25/（VBL-0.7b）=1.25×210×56.6×465/（110.57×-0.7×1.43×200×465）=395.3mm
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=0.8×395.3=316mm，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：
弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3×14.3/210=0.20%。实际配筋率==56.6/（200×250）=0.11%<0.20%，不满足要求。取=0.20%，最后取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。
次梁传来的永久荷载 10.32×6.0=61.92kN
主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.4×25+0.015×（0.65-0.08）×2×2.4×17）]×1.2=13.15kN
永久荷载设计值 G=61.92+13.15=75.07kN 取G=75kN
可变荷载设计值 Q=21.84×6.0=131.04kN 取Q=131kN
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370mm，中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上，其计算跨度：
边跨 =7000-350/2-120=6705mm因0.025=168mm＜a/2=185mm，取=1.025+b/2=1.025×6705+350/2=7048mm近似取=7050mm
中跨 =6900mm
主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过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相应栏内查得
=0.244×75×7.05+0.289×131×7.05=395.93kN·m
=-0.267×75×7.05-0.311×131×7.05=-428.40kN·m
=0.067×75×6.90+0.200×131×6.90=215.45kN·m
5.3.2剪力设计值
剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得
=0.733×75+0.866×131=168.43kN
=-1.267×75-1.311×131=-266.77kN
=1.0×75+1.222×131=235.08kN

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的弯矩值为
==-0.267×75×7.05-0.133×131×7.05=-264.01kN·m
在第1跨内以支座弯矩=0，=-264.01kN·m的连线为基线。作G=75kN，Q=131kN的简支梁弯矩图，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）+=（75+131）×7.05-=396.10kN·m（与前面计算的=395.93kN·m接近）
（G+Q）+=（75+131）×7.05-=308.10kN·m
在第2跨内以支座弯矩=-264.01kN·m，=-264.01kN·m的连线作为基线，作G=75kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：
G+=×75×6.90-264.01=-91.51kN·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，=-428.40kN·m的连线为基线。作G=75kN，Q=131kN的简支梁弯矩图，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：
（75+131）×7.05-=341.30kN·m
（75+131）×7.05-=198.50kN·m
在第2跨内：=-0.267×75×7.05-0.089×131×7.05=-223.37kN·m以支座弯矩=-428.40kN·m，=-223.37kN·m的连线为基线，作G=75kN，Q=131kN的简支梁弯矩图，得
（G+Q）++（-）=（75+131）×7.05-223.37+（-428.40+223.37）=124.04kN·m
（G+Q）++（-）=（75+131）×7.05-113.77+（-428.40+223.37）=192.39kN·m
③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
==-0.267×75×7.05-0.133×131×7.05=-264.01kN·m
第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：
（G+Q）+=（75+131）×7.05-264.01=220.09kN·m（与前面计算的=215.45kN·m接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：
G+=×75×7.05-×264.01=88.25kN·m
G+=×75×7.05-×264.01=0.24kN·m
弯矩包络图如下（a）所示。
剪力包络图：
①第1跨
=168.43kN；过第1个集中荷载后为168.43-75-131=-37.57kN；过第2个集中荷载后为-37.57-75-131=-243.57kN
=-266.77kN；过第1个集中荷载后为-266.77+75+131=-60.77kN；过第2个集中荷载后为-60.77+75+131=145.23kN
②第2跨
=235.08kN；过第1个集中荷载后为235.08-75=160.08kN。
当可变荷载仅作用在第2跨时
=1.0×75+1.0×131=206kN；过第1个集中荷载后为206-75-131=0。
剪力包络图如下（b）所示

主梁的内力包络图
（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==0.13＞0.1。翼缘计算宽度按=6.9/3=2.3mm和b+=0.3+6.705=7.005m中较小值确定取=2.3m。
B支座边的弯矩设计值=-b/2=-428.40-206.00×0.35/2=-464.45kN·m。纵向受力钢筋除B、C支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。
主梁正截面承载力计算
截 面
1
B
2
弯矩设计值（kN·m）
396.10
-428.40
220.09
-91.57
=/（b）或
=/（）
=0.032
=0.297
=0.018
=0.056
=（1+）/2
0.984
0.819
0.991
0.971
=/
1818.2
2505.2
1003.1
425.9
选配钢筋
（）
225+225弯
=1964
322+325
=2613
222+122弯
=1140
225
=982
主梁纵向钢筋的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：
=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.67＜4截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25×1×14.3×300×580=622.05×kN＞=266.77kN，截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
由，得
= =（266.77×-0.7×1.43×300×580）/（1.25×210×580）=0.608/mm
采用Φ8@160双肢箍筋，实际为：
2×50.3/160=0.629/mm>0.608/mm，满足。
验算最小配箍率：
===0.21%＞0.24=0.16%，满足要求。
次梁两侧附加横向钢筋的计算：
次梁传来集中力=61.92+131.04193kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ8@160双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/160+1=7排，取m=8排，次梁两侧各布置4排。另加吊筋116，=201，由式2sin+mn=2×360×201×0.707+8×2×210×50.3=271.3×N＞=193kN，满足要求。
因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300×570）=0.18%＞0.1%，满足要求
主梁边支座需设置梁垫，计算从略。

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