混凝土楼盖结构课程设计样本.doc

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1.设计材料
某多层工业厂房, 采用多层混合结构承重体系。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厚的水泥砂浆面层, 80mm钢筋混凝土现浇板, 板底15mm厚石灰砂浆粉刷层。
(2) 活荷载:标准值为6kN/m2, 永久荷载: 包括梁、 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);
其余采用HPB300级(fy=270N/mm2)。
2.板的计算
主梁跨度6m,次梁跨度7.2m 主梁每跨放2个次梁跨度2m
板的6000mm/ mm=3,则可按单向板计算。 
/40=50因为h>=70因此板的厚度取h=80mm
7200/18=400mm,7200/12=600mm 次梁的截面高度取h=450mm
200~300因此截面宽度取b=250mm。
(1)荷载
20mm厚的水泥砂浆面层 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
合计 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 连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 连续板各截面的配筋计算
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
合计 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 连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 连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,其它中间支座按布置一排纵筋考虑, h0=415mm。
连续次梁正截面及斜面承载力计算见表。

表五 连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 连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

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
合计 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 式中系数K由附录7查得, 具体计算结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
0034
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