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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计苏州科技学院

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2020年4月19日
文档仅供参考
现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计
一、 设计资料
1、 某多层厂房，内框架结构体系，结构平面布置图如下：

2、 荷载
1) 水磨石面 0.65kN/m2；
2) 钢丝网抹面吊顶 0.45kN/m2；
3) 楼面活荷载 5.5kN/m3；
3、 材料
1) 混凝土： C30（=14.3N/mm2 , =1.43N/mm2；）
2) 钢筋:梁钢筋HRB400级（=360 N/mm2），其余钢筋采用HPB300级（=270N/mm2）。

二、 楼盖梁格布置草图

三、 构件尺寸的确定
1、 确定主梁跨度为6.6m，次梁的跨度6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度
为2.2m。
2、 估计截面尺寸，按跨高比条件：
板厚：板按考虑塑性内力重分布设计，按不验算挠度的刚度条件，板厚应不小于了L/30=2200/30=73.33mm，此值小于工业房屋楼面最小厚度70mm的构造要求，故取板厚h=80mm。
次梁截面b*h： h=/18～/12=333～500mm，考虑到楼面活荷载比较大，初估取h=450mm，截面宽度b=(1/2～1/3)h，取b=200mm。
主梁截面b*h： h=/15～/12=440～660mm,取h=650mm，截面宽度取b=250mm。

四、 板的设计
1、 荷载
板的永久荷载标准值：
水磨石楼面 0.65 kN/；
80mm钢筋砼板 0.08×25=2.0kN/；
钢丝网抹灰吊顶 0.45 kN/；

恒载标准值 3.1 kN/；
活荷载标准值 5.5 kN/；
活载控制时，考虑恒载分项系数1.2，活荷载分项系数1.4
荷载总设计值 g+q=1.2×3.1+1.4×5.5=11.54 kN/
恒载控制时，考虑恒载分项系数1.35，活荷载分项系数1.4，组合系数0.9.
荷载总设计值 g+q=1.35×3.1+1.4×0.9×5.5=11.12kN/
由此可确定为活载控制，即荷载总设计值为11.54kN/

2、 计算简图

由板和次梁尺寸能够得到板的设计简，板的支承情况如下图。取1m宽板带作为计算单元，按塑性内力重分布计算时，板与梁（柱）整体现浇，板的计算跨度为其净跨值：
中间跨== mm；
边跨：2.2-0.1=2.1m
边跨与中间跨的计算跨度相差（2.1-2）/2=5%＜10%，因此可按等跨连续版来计算。

3
1
2
2
1
A
B
C
C
B
A
2100

楼盖板的计算简图
2100
g+q=11.54kN/

3、 弯矩计算值

由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：端支座-1/16；边跨跨中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；中间跨中1/16。故
=-(g+q) 2 /16=-11.54×2.12/16=-3.18 kN·m
=（g+q）/14=11.54×2.12/14= 3.64 kN·m
=-(g+q) 2 /11=-11.54×2.12/11=-4.63 kN·m
=(g+q) 2 /16=11.54×22/16=2.89kN·m
=-（g+q）/14=-11.54×22/14=-3.3kN·m
=(g+q) 2 /16=11.54×22/16=2.89kN·m
4、 正截面受弯承载力计算

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/，=1.43N/mm2；HPB300级钢筋，=270N/mm2。板配筋计算的过程于下表。

楼面板的配筋计算
截 面
A
1
B
2
C
3
弯矩设计值（kN·m）
-3.18
3.64
-4.63
2.89
-3.3
2.89
=/（b）
0.0618
0.0707
0.0899
0.0561
0.0641
0.0561
=1-
0.0638
0.0734
0.0944
0.0578
0.0663
0.0578
计算配筋（）
=b/
203
233
300
183.7
210.7
183.7
实际配筋（）
Φ8@180
=296
Φ8@180
=296
Φ8@180
=390
Φ8@180
=296
Φ8@180
=296
Φ8@180
=296
*对于四周与梁整体现浇的单向板，其支跨中和支座处弯矩设计值可减少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，同时
ρmin=（0.45/=0.45×1.43/270=0.21%，2%）max=0.21%
=296＞ρminbh=0.0021×1000×80=168 符合要求。
板中支座负筋伸出两边长度：
由q/g=1.4×5.5/1.2×3.1=2＜3，应取a=n/4=2200/4=550mm 实取550mm；
板中构造筋参数确定：
分布筋：根据构造要求，分布筋的截面面积不应小于受力钢筋的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%，间距不宜大于250mm，15%=0.15×223=33.45，0.15%bh=0.0015×1000×80=120，取分布筋为Φ8@200，=165，满足要求。
垂直于主梁构造负筋，Φ8@200伸出两边长度0/4=2200/4=550mm， 取550mm。
沿①⑥轴的楼盖周边的板面钢筋可按垂直于主梁的构造负筋配筋。

五、 次梁设计

按考虑塑性内力重分布设计。根据本厂房楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

5.1荷载设计值

由板传来的恒载： 1.2×3.1×2.2=8.18 kN/m
次梁自重： 1.2×25×0.2×（0.45-0.08）=2.22 kN/m
次梁20mm抹灰： 1.2×17×0.02×（0.45-0.08）×2=0.15 kN/m

恒荷载 10.55 kN/m
板的可变荷载标准值 q=1.3×5.5×2.2=15.73kN/m
荷载总计算值
g+q=26.28kN/ 近似取P=27kN/m

5.2计算简图

① ② ③
⑥ ⑤ ④

次梁在主梁上的支承长度为250mm。主梁截面为250mm×650mm，计算跨度：

边跨 =-a/2=6000-50-125=5825mm
中间跨 ==6000-250=5750mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示

5825
5750

5750

5750
5825
C
B
A
1
2
A
B
C
3
2
1
g+q=27kN/m
次梁计算简图

5.3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=27×5.8252/11=83.2kN·m
=-（g+q）/11=-27×5.752/11=-81.15kN·m
=（g+q）/16=27×5.752/16=55.79kN·m
=-（g+q）/14=-27×5.752/14=-63.76 kN·m
剪力设计值：
=0.4（g+q）=0.5×27×5.825=78.64kN
=0.6（g+q）=0.55×27×5.75=85.39kN
==0.55（g+q）=0.55×27×5.75=85.36kN

5.4承载力计算

5.4.1正截面受弯承载力

正截面承载力计算：C30混凝土，=1.0，=14.3kN/，=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB400级，=360N/mm2，b=0.518；环境类别为一级，假定箍筋直径d=6mm，除B截面纵向钢筋排两排布置外，其余截面均布置一排，则
=450-35=415mm
次梁支座截面按b*h=200*450的矩形截面计算，跨中按T形截面计算，其翼缘计算宽度为
边跨：
=0/3=5825/3=1942mm＜b+Sn=200+ =2200mm
取=450-35=415mm，/=80/415=0.197＞0.1 取 =1942mm
离端第二跨、中间跨：
=5750/3=1917mm＜b+Sn=200+ =2200mm 取 =1917mm
（-/2）=1.0×14.3×1917×80×（415-80/2）=
822.39 kN·m＞Mmax=112.46 kN·m 均为第一类T形截面。

次梁正截面承载力计算过程见下表

次梁正截面承载力计算
截 面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
83.2
-81.15
55.79
-63.76
截面类别及截面尺寸
一类T形
b*h=1942*450
矩形
b*h=200*450
一类T形
b*h=1917*450
矩形
b*h=200*450
=/（b）或
=/（）
=0.017
=0.165
=0.012
=0.129
=1-
0.017
0.181〈0.35
0.012
0.139
=b/或=/
548.7
596.7
379.2
458.3
选配钢筋
（）
320
=536
222+120
=582
220
=536
220
=421

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设计原则，同时
ρmin=（0.45*/=0.45*1.43/360=1.79%，0.2%）max=0.2%，
=536＞ρmin bh=0.002*200*450=180，符合要求。

5.4.2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：
=-=415-80=335mm，
因 /b=335/200=1.675＜4，截面按下式验算：
0.25b=0.25×1×14.3×200×415=296.73KN＞==93.15KN，
0.7b=0.7×1.43×200×415=83.083KN＜==93.15KN
截面满足要求，但需计算配置腹筋。
采用Φ6双支箍筋，计算支座B1处所需腹筋
由Vcs=0.7b+**
得s=/（V-0.7 b）=146.6mm
考虑调幅对受剪承载力的影响，在局部方位内梁的箍筋面积增大20%，现调整箍筋间距
S=0.8×146.6=117.3mm
次梁高450mm，在300mm~500mm之间，则梁的箍筋最大间距为200mm，取箍筋间距S=110mm，沿梁长不变。
验算最小配筋率，弯矩调幅时要求最小配筋率为
0.3*/=0.3*1.43/270=1.59×10-3
实际配筋率为ρsv=/bs=2×28.3/200×110=2.57×10-3（满足要求）

六、 主梁设计

主梁按弹性方法设计

6.1荷载设计值

为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
恒载设计值：
次梁传来的永久荷载 10.55×6=63.3kN
主梁自重 1.2×25×2.2×0.25×（0.65-0.08）=9.41kN
梁侧抹灰 1.2×17×2.2×0.02×（0.65-0.08）×2=1.02kN
小计 G=73.73KN
活荷载设计值：

由次梁传来 Q=15.73×6.6=103.82kN
合计 G+Q=73.73+103.82=177.55kN

6.2计算简图

A B C
主梁按连续梁计算，端部支承在砼柱上，支承长度为400mm，按弹性理论计算梁跨度时，其计算跨度长取支座中心线间距离：=6600mm，计算简图如下，因跨度相同，故可利用附表6-2计算内力

6.3内力设计值及包络图

6.3.1弯矩设计值
内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩和剪力按下式计算：
M=G+Q式中系数、由课本附录Ⅰ中相应附表栏内查得。
不同荷载组合下各截面的弯矩和剪力计算结果如下表：

主梁弯矩计算（kN·m）

项次
荷载简图
K

K

K

①

②

③

④

组合值
① +②
242.08
-301.25
258.93
① +③
363.15
-261.25
86.23
① +④
69.38
-261.25
380
注：下划线者为该截面弯矩最大值（绝对值）

6.3.2剪力设计值

剪力V=G+Q式中系数、由书本相应附录栏内查得
项次
荷载简图

①

②

③

④

组合项
① +②
160.86
-212.38
213.38
① +③
138.41
-197.63
95，09
① +④
12.61
-95.09
197.63
注：下划线者为该截面剪力最大值（绝对值）

6.3.3弯矩、剪力包络图

已①+②组合为例，由M11=VA /3得出结果与该组合下的最大弯矩值相近。
弯矩：由公式 M12=MB-/3 可得
M12=-301.25-（-212.13）×6.6/3=165.44 kN·m
查表计算结果误差忽略不计。
同理 ①+③、①+④组合下，弯矩M12的值分别为173.54 kN·m和-52.1kN·m 。
弯矩包络图如下（a）所示

剪力：V11= VA-（G+Q）=160.86-177.55=-16.69 kN
剪力包络图如下（b）所示

6.4承载力计算

6.4.1正面受弯承载力
C30混凝土，=1.0，=14.3kN/，=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB400级，=360N/mm2，b=0.518；环境类别为一级，假定箍筋直径d=8mm，跨中截面钢筋单排布置，则=650-40=610mm；支座截面纵筋双排布置，则=650-80=570mm。
次梁支座截面按b×h=250×650的矩形截面计算；跨中截面按T形截面计算。
因==0.131＞0.1，翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm与 b+数值比较取较小者，确定取=2.2m。
B支座边的弯矩设计值：
=-b/2=-301.25-177.55×0.4/2=-336.76kN·m。正截面承载力的计算见下表：
截 面
1
B
弯矩设计值（kN·m）
363.15
-336.76
=/（b）或
=/（）
=0.031
=0.290
=1-）
0.0315
0.3519
=b/或=/
1679.18
1991.9
选配钢筋
（）
225+222
=1742
425+222
=2724
注：ρmin=（0.45*/=0.45*1.43/360=1.79%，0.2%）max=0.2%

6.4.2斜截面承载力

①验算截面尺寸：
=-=610-80=530mm，因/b=530/250=2.12＜4截面尺寸按下式验算：
0.25b=0.25×1×14.3×250×610=545.19KN＞=212.38kN，截面符合要求。
因0.7 b=0.7×1.43×250×610=152.65KN＜212.38kN，需要计算所需腹筋。
假定箍筋设置为Φ8@200双肢箍筋，由

可得 =-/==0.363
采用双肢箍直径8一般布置。≤=277 ，取=270mm
验算最小配箍率：
===0.15%＞0.24=0.13%，满足要求。
② 次梁两侧附加横向钢筋的计算

次梁传来集中力
=73.73+103.82178kN
=650-450=200mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2×200+3×200=1000mm。取附加箍筋Φ8@200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1000/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋1Φ18，=254.5，由式
2sin+mn=2×360×254.5×0.707+8×2×270×50.3=346.8kN＞
满足要求。