单向板肋梁楼盖课程设计计算书.doc

单向板肋梁楼盖设计

目 录
1、设计任务书……………………………………………………………………..（1）
2、设计计算书……………………………………………………………………..（2）
3、平面结构布置…………………………………………………………………..（2）
4、板的设计…………………………………………………………………………(3）
5、次梁的设计……………………………………………………………………..（6）
6、主梁的设计…………………………………………………………………… （10）
7、关于计算书及图纸的几点说明.………………………………………………（16）
附图1、平面结构布置图…………………………………………………………（18）
附图2、板的配筋图.……………………………………………………………..（19）
附图3、次梁的配筋图……………………………………………………………（20）
附图4、主梁配筋图………………………………………………………………（21）

参考资料：
1、建筑荷载规范
2、混凝土结构设计规范

单向板肋梁楼盖设计计算书
一、 设计资料
1、 楼面均布活荷载标准值为：qk=1kN/㎡
2、 楼面做法：20㎜厚水泥砂浆面层，80㎜厚钢筋混凝土现浇板，15㎜厚板底抹灰。
3、 材料：混凝土采用强度为C30（fc=14.3kN/㎡,ft=1.43 kN/㎡）;梁内主筋为HRB400(fy=360N/㎜2),其它采用HRB335（fy=300 N/㎜2）。
二、 平面结构布置：
1、 确定主梁的跨度为3.6m,次梁的跨度为3.9m，主梁每跨内布置一根次梁间距为1.8m，板的跨度为1.8m,楼盖的平面布置如图2所示。
2、 按照高跨比条件要求板的厚度h≥1/40≥1800/40=45㎜对于工业建筑的楼板，要求h≥80㎜,所以板的厚度取h=80㎜。
次梁的高度应满足h=l/18~1/12=217~325，取h=300㎜,截面宽度为b=（1/2~1/3）h,取150㎜。
主梁的截面高度应满足 h=l/14~l/8=257~450㎜,取h=400㎜，截面宽度为b=（1/2~1/3）h,取200㎜。
柱的截面尺寸为b×h=300×300㎜2。
三、板的设计——考虑塑性内力重分布设计
（1）、荷载计算
恒荷载标准值
取1m2宽板带计算：

20㎜水泥砂浆面层：
80mm钢筋混凝土板： 2
15mm板底混合砂浆： 2

小计： gk= 2.655KN/㎡
活荷载标准值： qk=1 KN/㎡
恒荷载分项系数取1.2；活荷载分项系数取1.4.
板的设计值总和为：g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.2×2.655+1.4×1=4.586Kn/㎡
（2）、板的计算简图：
取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图4所示，由图可知：次梁的截面为b=150㎜，现浇板在墙上的支撑长度为a=120㎜，则按照塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：
边跨板l=l0净跨+h板厚/2+b中支座支撑宽/2或l=l0+0.025 l0+b/2两者中取小值
l01=（1800-180-150/2）+80/2 =1585㎜
﹤l=1.025×(1800-180-150/2)+120/2=1643.625㎜
取l01=1585㎜
中跨板l01=ln=1800-150/2-300/2=1575㎜
板的实际结构如图3
板的计算简图如图4

（3）弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相差（1585-1575）/1575=0.635%﹤10%,可按照等跨连续板计算，
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
(m)
l01=1.585
l01=1.585
l02=1.575
l02=1.575

(kN.m)
1/11×1.5852×4.586=1.047
-1/11×1.5852×4.586=-1.047
1/16×1.5752×4.586=0.711
-1/14×1.5752×4.586=-0.813
（4）配筋计算
板厚为80㎜，h0=80-20=60㎜,b=1000㎜；C30混凝土，fc=14.3N/mm2，系数
а1因混凝土强度等级C30小于C50，取а1=1; 钢筋HRB335()。
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下表所示：

截面
1
B
2
C
M（）

1.047
-1.047
0.711
0.569
-0.813
0.650

51.48
51.48
51.48
51.48
51.48
51.48

0.020
0.020
0.014
0.011
0.016
0.013

（)
0.020
0.020
0.014
0.011
0.016
0.013

0.990
0.990
0.993
0.995
0.992
0.994

58.7
58.7
39.8
31.8
45.5
36.3
选钢筋
①～②轴线
⑤～⑥轴线
6@200
6@200
6@200
6@200
②～⑤轴线
6@200
6@200
6@200
6@200
实际配筋
①～②轴线
⑤～⑥轴线
As=141
As=141
As=141

As=141

②～⑤轴线
As=141
As=141

As=141

As=141
配筋率验算
rmin=0.45ft/fy
=0.45*1.43/300=0.21%

r= As/bh0
=0.235%
r= As/bh0
=0.235%
r= As/bh0
=0.235%
r= As/bh0
=0.235%
r= As/bh0
=0.235%
r= As/bh0
=0.235%
（5）确定各种构造钢筋：
包括分布筋、嵌入墙内的板面附加钢筋，垂直于主梁的板面附加钢筋。
分布筋选用6@250。
嵌入墙内的板面附加钢筋选用8@200。
垂直于主梁的板面附加钢筋选用8@200。
板角构造钢筋:选用8@200,双向配置板四角的上部。
（6）板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢
筋。采用分离式筋，板的配筋图如图图5所示
四：次梁的设计（按塑性内力重分布计算）：
1、 次梁的支承情况：见图6

2、荷载计算
板传来：2.655×1.8=4.779kN/m
次梁自重：0.15×（0.3-0.08）×25=0.825 kN/m
次梁粉刷：2×0.015×（0.3-0.08）×17=0.112 kN/m

恒载：gk=5.716 kN/m
活载：qk=1kN/m
设计值总值： g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.2×5.716+1.4×1=8.259kN/m
3、确定计算跨度及计算简图。
塑性内力重分布计算时，其计算跨度：
中跨：
边跨： ,取 ()
因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图7如下：
4、弯矩设计值和剪力设计值的计算
求α值：如图8

由可计算出、、、见下表
梁的弯矩设计值的计算表

截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0(m)
l01=3.71
l01=3.71
l02=3.70
l02=3.70

(kN.m)
8.26×3.712/11=
10.34 kN.m
-8.26×3.712/11=
-10.34 kN.m
8.26×3.702/16=
7.07 kN.m
-8.26×3.702/14=
-8.07 kN.m

求 β值：如图9

其中：
由可计算出、、、，计算结果如下表：
截面位置

α
0.45
0.60
0.55
0.55

kN

kN

kN

=16.809 kN

4、正截面强度计算：
1）、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度按且考虑。支座截面按矩形截面计算。所以确定。并判断是第几类T形截面。
其翼缘宽度取下面二项的较小值：
=1/3l0=1233.3㎜﹤=bc+so=150+1800-150=1800㎜所以取=1233㎜
梁高： h=300,h0=300-35=265㎜
翼缘厚：
判定T形截面类型：

大于边跨中弯矩10.34kN·m,大于中跨中弯矩7.07 kN·m，故各跨中截面属于第一类T形截面,支座截面按矩形截面计算，详见下表：

正截面承载力计算过程列于表
截面
1
B
2
C
弯矩设计值
10.34
-10.34
7.07
-8.07
α1fcbh02
1×14.3×1800×2652
=1807.59kN·m
1×14.3×150×2652
=150.633 kN·m
1×14.3×1800×2652
=1807.59kN·m
1×14.3×150×2652
=150.633 kN·m
αs=M/α1fcbh02
0.0057
0.0686
0.0039
0.0536
s
a
2
1
1
-
-
=
ξ

0.019
0.0711
0.0039
0.0551
选
配
钢
筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
360
3
.
14
1
265
1800
019
.
0
´
´
´
´
=360
360
3
.
14
1
265
150
071
.
0
´
´
´
´
=112.11
360
3
.
14
1
265
1800
039
.
0
´
´
´
´
=738.95
360
3
.
14
1
265
150
.
0
´
´
´
´
551
=870
实际配筋（mm2）
2Ф16
1Ф 12
2Ф22
2Ф22+1Ф14
As=402
As=113.1
As=760
As=913.9

⑷、次梁斜截面承载力计算见下表：
hw=h0-hf’=265-80=185㎜,且hw/b=185/150=1.23﹤4,所以截面尺寸按下公式计算0.25fcbh0=0.25×14.3×150×265=142.11﹥Vmax,截面满足要求。
截 面
A

C
V
13.79
18.387
16.809
16.809

截面满足

截面满足
截面满足
截面满足

39.79﹥V
按构造配箍
39.79﹥V
按构造配箍
39.79﹥V
按构造配箍
39.79﹥V
按构造配箍
箍筋肢数、直径
26
26
26
26

56.6
56.6
56.6
56.6
S
200
200
200
200
实配箍筋间距
200
200
200
200

满足

满足
满足
满足

配箍筋率验算：
r svmin=0.24ft/fyv=0.24×1.43/300=0.114%
r sv=nAsv1/bs=2×28.3/(150×200)=0.189%﹥r svmin,满足要求。
（5）施工图的绘制
次梁配筋图如图10所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：
,
mm
564
16
43
.
1
360
14
.
0
=
´
´
=
=
=
d
f
f
l
l
t
y
a
a
取650mm.
伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1216=192mm
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>5d=522=110mm，取300mm.
纵筋的截断点距支座的距离:
  mm
1200
mm
1180
22
20
5
/
3700
20
5
/
=
=
´
+
=
+
=
l
d
l
l
n
，取

次梁结构配筋图10
五、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：
（1）荷载设计值
次梁传来荷载为:gk=5.716×1.2=6.859kN
主梁自重：[(0.4-0.08)×1.8×25+2×(0.4-0.08)×1.8×17×0.015]×1.2=17.633 kN
恒荷载G=24.492 kN
活荷载Q=1.4×1×1.8×3.9=9.828 kN
（2）、计算简图：图11

柱截面300×300㎜2，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=240㎜。
则主梁计算跨度：
中跨： （支座中心线之距）=3300+300/2+300/2=3600㎜
边跨：
ln+1/2b柱+0.025ln=3270+300/2+0.025×3270=3501.75㎜
ln+1/2a+1/2b柱=3270+300/2+240/2=3540㎜ 故取l0=3501.75㎜近似取l0=3502㎜
因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下图12：

· 荷载计算：为简化计算，主梁自重可按集中荷载考虑。
（1）恒载G：
　　　　 次梁传来恒载：次梁恒载×主梁间距。
　　　　 主梁自重：主梁宽×（主梁高－板厚）×次梁间距×钢筋砼容重
　　 主梁粉刷：
　　　　 合计：标准值Gk=Σ
　　　　 设计值：G=分项系数×Gk=24.492kN
（2）活载：
　　　　 标准值qk=次梁活载×主梁间距
　　　　 设计值：Q=分项系数×qk=9.828 kN
　　　　 总荷载：G＋Q＝34.32 kN
弯矩及剪力计算：
（1）弯矩公式：M＝K1GL＋K2QL
　　　　 式中：K1――恒载作用下弯矩系数
　　　　　　　 K2――活载作用下弯矩系数
　　　　　　　 K1、K2可由钢筋砼附表中相应栏中查得，计算表格可参见相应参考书。

项次
荷载简图

①

②

③

④

组合项次
①+③
①+④
①+②
①+④
组合值
19.4
-34.2
1.2
26.6

组合项次
①+②

①+③

组合值
30.8

13

由此可作出下列几种情况下的内力图：①+②； ①+③； ①+④（略）

（2）剪力公式：V＝K3G＋K4Q
　　　　 式中：K3――恒载作用下剪力系数
　　　　　　　 K4――活载作用下剪力系数
　　　　　　　 K3、K4可由钢筋砼附表中相应栏中查得，计算表格可参见相应参考书。
主梁剪力计算
项 次
荷载简图

①

②

④

组合项次 ()
①+②
24.8
①+④
-43.9
①+④
36.5
剪力包络图（略）。
4、主梁正截面和斜截面承载力计算：
⑴、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。
梁高： （边跨），（中间跨）
翼缘厚：
判定T形截面类型：

故各跨中截面属于第一类T形截面。
⑵、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置单排纵向钢筋考虑，取。
正截面配筋计算。
截 面
1
B
2
弯矩M
30.8
-34.2
13
1.2

0.12

或

0.013
0.0003
0.006
0.003

0.013
0.0003
0.006
0.003

0.994
1.000
0.997
0.999

235.8
0.9
99.2
9.1
选用钢筋
3Ф 10
2Ф 10
2Ф 10
2Ф 10
实际钢筋截面面积（mm2）
236
157
157
157

斜截面配筋计算：
截 面
A

V
24.8
43.9
36.5
,截面尺寸按下面式验算

截面满足

截面满足

截面满足
剪跨比：

45.67﹥V
构造配箍筋
45.67﹥V
构造配箍筋
45.67﹥V
构造配箍筋
箍筋肢数、直径
26
26
26

56.6
56.6
56.6
S
200
200
200
实配箍筋间距
200
200
200

76.67﹥V
满足要求
76.67﹥V
满足要求
76.67﹥V
满足要求
验算最小配筋率
,满足要求
5、两侧附加横向钢筋的计算：
次梁传来的的集中力：，
附加箍筋布置范围：
取附加箍筋6@200,则在长度范围内可布置箍筋的排数：排, 梁两侧各布置三排。
则由：
，
满足要求。