钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书打印版.doc

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1题目 单向板肋梁楼盖设计2 参考资料 (1）混凝土结构设计规范（GB500102002） (2）建筑结构荷载规范（GB500092001） (3）建筑结构制图标准（GB/T501052001） ( 4）房屋建筑制图统一标准（GB/T500012001） (5）沈蒲生、梁兴文，混凝土结构设计基本原理，高等教育出版社，2009.6 ( 6）沈蒲生、梁兴文，混凝土结构设计，高等教育出版社，2008.12 (7）朱彦鹏等，混凝土结构设计，同济大学出版社，2004.93 设计条件 某多层厂房，采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖(1）楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，容重20KN/m3,板底及梁用15mm厚混合砂浆抹面，容重17KN/m3；(2）混凝土强度等级C20，钢筋除梁纵向主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋，钢筋混凝土容重25KN/m3。4 目的要求 钢筋混凝土与砌体结构课程设计是教学计划中的一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生房屋结构设计基本技能，学会运用技术规范和标准图册，掌握施工图的绘制方法，培养学生利用计算机软件绘图，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识，培养学生综合运用所学知识分析与解决问题的能力、了解钢筋混凝土结构设计一般程序和内容，为毕业设计及今后从事实际工作奠定初步基础具有重要作用。5 设计内容5.1本梁板结构系统布置的优缺点评述：优点:主梁与柱可形成横向框架，侧向刚度较大，而各榀框架间由纵向的次梁连接，房屋的整体性也较好。缺点：主梁的高度较高，减小了室内的净高。5.2结构布置及构件尺寸选择建筑物的楼盖平面为矩形，轴线尺寸为31.8m22.8m。按肋梁楼盖的板、梁合理跨度，主梁为6-12m，次梁为4-6m,单向板为1.7-3m。由此确定主梁跨度为6m(5.4m)，次梁跨度5.4m(5.1m)，板得跨度为1.8m(2m)。（括号内的为边跨的跨度）根据构造要求，初定截面尺寸如下：板厚：按hl40,l=2000,且h80,取h=80mm次梁：梁面按hl18l12；估算并考虑建筑模数,取梁高h=450mm,梁宽按b=h3h2估算,取b=200mm主梁：梁高按h=l8l14估算,取h=700mm,梁宽取b=300mm柱截面为300mm400mm。楼盖的梁板结构平面布置及构建尺寸如图一所示。图一 楼盖的梁板结构平面布置及构建尺寸5.3板得计算 （按考虑塑性内力重分布的方法计算） （1）荷载计算 20mm厚水泥砂浆面层： 20kN/m30.02=0.400kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土板：25kN/m30.10=2.5500kN/m215mm厚石灰砂浆抹底： 17kN/m30.015=0.255kN/m2 荷载标准值： gk=3.155kN/m2 活荷载标准值： pk=4.000kN/m2 荷载设计值： q=rG* gk+rQ* pk =1.23.155+1.3 4.000 =8.986kN/m29kN/m2 每米板宽： 取q=9kN/m(2)计算简图 取1m板宽为计算单元，将12跨连续板视为5跨连续板计算，次梁截面尺寸b*h=200mm*450mm，板厚为80mm。 板得计算跨度： 边跨：l1=l0+h2=1800-100-120+802=1620mm 或l1=l0=1800-100-120+1202=1620mm 取小值 l1=1620mm 中间跨：l2=l0=2000-200=1800mm 平均跨度为：l=1620+18002=1710mm跨度差：1800-16201620=11% 可以采用等跨连续板推出的弯矩系数计算板的弯矩。 板的计算简图如图二所示。图二 板计算简图（3）内力计算 板的内力计算见表1。表1 板弯矩计算 截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数111-111116-114M=G+Ql2(KN.m)11191.622=2.15-11191.622 =-2.1511691.82=1.823-11491.82=-2.083（4）正截面强度计算取b=1000mm，h0=80-20=60mm，fc=9.6N/mm2， fy=210N/mm2 考虑中间区格板得穹顶作用，其弯矩折减20%。这是因为板的支座截面在负弯矩作用下上边缘开裂，跨中截面则由于正弯矩作用下边缘开裂，这使板的实际轴线成为拱形。因而在荷载作用下将产生平面内推力，该推力对板得承载力来说是有利的。为计算简便，在内力计算时，对中间支座及四周与梁整体连接板的中间跨的跨中截面的弯矩值乘以0.8的折减系数以考虑此有利影响。对四周与梁整体连接的单向板的边跨跨中截面及支座截面，角区格和边区格的跨中及支座截面弯矩不予折减。正截面强度计算见表2.表2 正截面强度计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座在平面的位置-M(KN.m)2.15-2.151.8231.823*0.8-2.083-2.083*0.8sM1fcbh00.0620.0620.0520.0420.0600.048=1-1-2s0.9680.9680.9730.9780.9690.975As=1fcbh0fy176176148.7118.2170.6135.6选用钢筋615061506150615061506150实配As(mm2)189189189189189189（5）板得构造配筋 板的构造筋按构造要求配。 板的配筋图见图三。图三 板的配筋图见。5.4次梁的计算（按考虑塑性内力重分布的方法计算）（1）荷载计算 由板传来的荷载： 3.155kN/m22m=6.31kN/m 次梁自重： 25kN/m30.2(0.45-0.1)m=1.75kN/m次梁粉刷抹灰（两侧）：17kN/m30.015m(0.45-0.1)m2=0.1785kN/m 恒荷载标准值： qk=8.2385kN/m 活荷载标准值： pk=42=8kN/m 荷载设计值： q=1.28.2385+1.38=20.29kN/m（2）计算简图 次梁为五跨连续梁，主梁截面尺寸为b*h=300mm700mm 计算跨度： 边跨：l1=l0+a2=5100-150-120+2402=4950mm 取l1=4950mm 中间跨：l2=l0=5400-300=5100mm跨度差：5100-49504950=3.0% 0.1，所以仅按计算跨度l和梁净距Sn考虑。边跨：按计算跨度考虑 bf=13l=134950=1650mm 按梁净距考虑bf=b+Sn=200+1800-100-120=1780mm取 bf=1650mm中间跨：按计算跨度考虑bf=13l=135100=1700mm 按梁净距考虑bf=b+Sn=200+2000-200=2000m取 bf=1700mm 支座截面翼缘受拉，仍按矩形梁计算。 2）判断次梁的截面类型1fcbfhfh0-hf2=9.6165080415-802 =475.2kN.m45.28kN.m边跨中 32.98kN.m（中间跨中）属于第一类T形截面，按梁宽为bf的矩形截面计算。3）次梁正截面强度计算 次梁正截面强度计算见表5.表5 次梁正截面强度计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M（KN.m）45.28-45.2833.02-37.69bf或b(mm)16502001700200s=M1fcbh0200170.1370.0120.114s=1+1-2s209910.9260.9940.939As=Mfysh0366.9392.4266.8322.4选用钢筋214 z114 w214 z114 w212 z114 w212 z114 w实际配筋面积（mm2）461461379.9379.9 （5）斜截面强度 次梁斜截面强度计算见表6.表6 次梁斜截面强度计算截面边支座第一内支座第一内支座中间支座V（KN）44.1058.8056.9156.910.25cfcbh0(KN)0.25*9.6*200*415=199.2KNV 满足要求0.7ftbh0（KN）0.7*1.1*200*415=63.91V 按构造配筋箍筋直径、肢数26Asv=nAsv1(mm2)2*28.3=56.6s=1.25fyvAsvh0V-0.7ftbh0按最小配筋按构造要求按构造要求按构造要求实际间距150150150150（6）次梁构造 次梁的构造应满足：次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求；次梁深入墙内的长度布小于240mm；当截面尺寸满足高跨比（118112）和高宽比（1312）要求时，一般可以不做使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。次梁配筋图见图五。5.5主梁的计算（按弹性理论计算）（1）荷载计算 主梁自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷载值相比很小。为计算方法便，采取就近集中的方法，把集中荷载作用点两边的主梁自重集中到集中荷载作用点，将主梁视为承受集中荷载的梁来计算。 由次梁传来的恒载：8.2385kN/m5.74m=44.488kN 主梁自重： 25kN/m30.3m(0.7-.0.08)m2m=9.3kN 恒荷载标准值： GK=54.42Kn 活荷载标准值： Pk=8KN/m*5.4m=43.2KN 恒荷载设计值： G=1.2*54.42=65.3KN 活荷载设计值： P=1.3*43.2=56.16KN（2）计算简图 主梁为三跨连续梁，柱截面尺寸为b*h=300mm*400m。 计算跨度： 边跨：l1=l0+a2+b2=5400-200-120+2402+3002=5350mm l1=1.025l0+b2=5400-200-1201.025+3002=5357mm 取l1=5350mm 中跨：l2=l0+b=6000-400+300=5900 可按等跨连续梁计算，计算简图见图六图六 主梁计算简图 （3）内力计算 1）弯矩计算 由弯矩及剪力系数计算主梁弯矩及剪力。 M=k1Gl+k2Pl 边跨 Gl=65.3*5.35=349.355KN.m Pl=56.16*5.35=300.456KN.m中跨 Gl=65.3*5.9=385.27KN.m Pl=56.16*5.9=331.344KN.m 平均跨 Gl=65.3*5.625=367.182 KN.m Pl=56.16*5.625=313.9KN.m 1、 主梁弯矩计算见表7。 2、剪力计算 V=k3G+k4P 剪力计算见表8。 主弯矩包络图见图八，剪力包络图见图七。图七 主梁剪力包络图图八 主梁弯矩包络图 表7 主梁弯矩计算（KN.m）表8 主梁剪力计算（KN） （4）正截面强度计算 1）确定翼缘宽度 主梁跨中按T形梁截面计算，翼缘宽度取下列值中的小者。 因hfh0=80640=0.1250.1,所以仅按计算跨度l和梁净距Sn考虑。 边跨：按计算跨度考虑 bf=13l=135350=1783.3mm 按梁净距考虑 bf=b+Sn=300+4830=5130mm 取bf=1783.3mm。 中间跨：按计算跨度考虑 bf=13l=135900=1966.7mm 按梁净距考虑 bf=b+Sn=300+500=5700mm 取bf=1966.7mm。支座截面翼缘受拉，仍按矩形梁计算。 2）判断主梁的截面类型 1fcbfhfh0-hf2=9.61783.380640-802=821.74KN.m171.09KN.m(边跨中最大弯矩) 属第一类T形截面，按梁宽为bf的矩形截面计算。 3）正截面强度计算 主梁正截面强度计算见表9 （5）斜截面强度计算 斜截面强度计算见表10 （6）主梁构造 主梁构造应满足：主梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求，主梁受力钢筋的弯起和切断应由主梁的抵抗弯矩图确定；为防止次梁作用处主梁受集中力冲击破坏，应在次梁下设吊筋；主梁中纵筋的锚固由构造决定。表9 主梁正截面强度计算截面边跨中中间支座中间跨度M(KN.m)171.09-205.39138.727.43Vbz2(KN.m)_30.56_M-Vbz2171.09174.83138.727.43s=Mfcmbh020.0240.0250.0190.026s=1+1-2s20.9760,9750.9810.974As=Mfysh0913934736.5331.5选用配筋418218+416318216实际配筋面积10171313763402 表10 主梁斜截面强度计算截 面边支座B支座左B支座右C支座左C支座右V（kN）95.04-150.28139.23-57.39127.510.25fcbh0(kN)0.259.6300640=460.8VA及VBLVBRVCLVCRz满足0.7ftbh0(kN)0.71.1300640=147.8VBL计算配箍筋其他的按构造配箍筋直径，间距 肢数8200 n=2(50.3mm2)VCS=0.7ftbh0+