现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计指导老师： 学生姓名： 班 级：土木学 号：中面大学土木工程学院 2012年8月14目录1.设计资料32.设计内容和要求43.板的设计(按考虑塑性内力重分布设计)43.1 计算简图 43.2 内力计算 63.3 配筋计算 64.次梁的设计（按考虑塑性内力重分布设计）84.1 计算简图 84.2 内力计算 104.3 正截面抗弯承载力计算 114.4斜截面抗剪承载力计算 124.5 绘制次梁的施工图 135.主梁设计（主梁内力按弹性理论设计） 155.1 计算简图 155.2 内力计算 165.3 正截面抗弯承载力 195.4 斜截面抗剪承载力计算 205.5 绘制主梁施工图 21现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1.设计资料（1）某工业仓库，设计年限为 50 年，结构平面及柱网布置如图 1 所示，其 中，B6000mm，L5400mm，柱截面为 400400mm。k图1 楼盖结构图（单位：mm） (2)楼面的活荷载标准值为 q =8.0kN/ m2 。t(3)楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(=20kN/ m3 ),板底及梁用15mm厚石灰 砂浆抹底(=17kN/ m3 )。(4)材料选用：混凝土強度等級采用C25 fc= 11.9N / mm2 ，f= 1.25N / mm2 ）；钢筋：主梁及次梁纵向受力钢筋采用HRB500级钢筋（f y = 435N / mm2 ），其余使用HRB300级钢筋( f y = 270N / mm2 ）。2.设计内容和要求（1）结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置；（2）板的强度计算（按塑性内力重分布计算）；（3）次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）；（4）主梁强度计算（按弹性理论计算）；（5）绘制结构施工图；（a）结构平面布置图（1：200）（b）板的配筋图（1：50）（c）次梁的配筋图（1：50；1：25）（d）主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩 M、剪力 V 的包络图；（e）钢筋明细表及图纸说明。3.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5.4m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁。板的跨度为：L/3=1.8m(1)3.板的设计(按考虑塑性内力重分布设计)3.1 计算简图按高跨比条件要求板的厚度 h1/401800/40=45mm，对工业用建筑的楼板， 要求 h70mm,所以取板厚 h=80mm。图2 板厚示意图（单位：mm）(1)荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥砂浆面层：200.02=0.4kN/ m280mm钢筋混凝土板：0.0825=2.0 kN/ m215mm厚石灰砂浆抹底：170.015=0.255 kN/ m2小计2.655kN/ m2活荷载标准值：8kN/ m2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4kN/ m2 ，所以活荷载分项系 数取1.3，恒荷载分项系数取1.2。恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.186kN/ m2活荷载设计值：q=81.3=10.4 kN/ m2荷载总设计值：g+q=13.586 kN/ m2 ,近似取13.6kN/ m2 。(2)计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图1-34(a)所示由图可知：次梁截 面宽度为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度a=120mm，则可以按塑性内力重 分布计算，板的计算跨度为：边跨按以下两项中较小值确定：l01= ln+ h = (1800 120 200) + 80 = 16202 2 2l + a = (1800 120 200) + 120 = 1640n2 2 2所以边跨板的计算跨度去 l01 = 1620mm中间跨： l02 = ln = 1800 200 = 1600mm板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷载相同， 且跨差不超过10% 时，均可以按五跨等跨度计算。计算简图如下： 图3 板的计算简图3.2 内力计算 弯矩设计值因为边跨与中间跨的计算跨差 1620 1600 = 1.25%10% ，可按等1600跨连续板计算由混凝土结构设计表1-2查得板的弯矩系数 n ，板的弯矩设计 值计算过程见表1-1表1板的弯矩设计值的计算截面位置1B2C边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座弯矩系数 M1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l0 (m)l01 = 1.62l01 = 1.62l02 = 1.6l02 = 1.6M = M (g + q)l0(kN m)13.6 1.622 11= 3.2413.6 1.62211= 3.2413.6 1.6216= 2.181.6213.6 14= 2.4923.3 配筋计算 板厚80mm，h0=80-20=60mm，b=1000mm。C25混凝土，a1=1.0，fc=11.9N/mm2，HRB300级钢筋，fy=270N/mm2。对轴线2 5 间的板带，不考虑起拱作用。板的配筋计算过程见表1-2。表2连续板各截面配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值(kNm)3.24-3.242.18-2.49= M / f b h 2s1 c00.0760.0760.0510.058 = 1 - 1 - 20.0790.0790.0520.060轴线计算配筋（ mm2 ）As = 1 fcbh0 / f y209209138159实际配筋（ mm2 ）820082006/82006/8200251251196196 (5)板的配筋图绘制见二号图纸。4.次梁的设计（按考虑塑性内力重分布设计） 4.1 计算简图主梁的截面高度： h=( 1/81/14)l =386675mm故取h=650mm。 截面宽度b=h/3 h/2 =217325mm，故取b=300mm。 次梁截面高度应满足 h=(1/181/12)l=333-500mm故取 h=400mm,截面宽度 b=h/3h/2 =133-200mm，故取 b=200mm。 (1)荷载设计：恒载设计值板来的荷载: 3.1861.8=5.73kN/m 次梁自重：0.2（0.4-0.08）251.2=1.92kN/m 次梁粉刷：20.015（0.4-0.08）171.2=0.20kN/m小计g = 7.85kN/m 活荷载设计值：q=10.41.8=18.72kN/m荷载总设计值：.q+g=18.72+7.85= 26.57kN/m(2)计算简图由次梁实际结构图5可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度b= 300mm。次梁的边跨计算跨度按以下两项的较小值确定。边跨l0 = ln + 2 = (6000 120 300) + 240 = 5850mm221.025ln = 1.025 5730 = 5873.25mm所以次梁边跨的计算跨度取l0=5850mm 中间跨l0 =ln = 6000 300= 5700mm 计算简图如图6所示： 图5 次梁几何尺寸与支撑情况（单位：mm）图6 次梁计算简图（单位：mm）4.2 内力计算 因为边跨与中间跨的计算跨差 5850 5700 = 2.6%10% ，可按等跨连续梁 5700计算由混凝土结构设计表2，表3可以得弯矩系数 M 和剪力系数 V 。次梁的 弯矩设计值和剪力设计值见表3，表4。 表1-3次梁的弯矩设计值的计算截面位置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 M1111-111161-14计算跨度 l0 (m)5.855.855.75.7M = (g + q)l 2M0(kN m)26.57 5.85211= 82.66 26.57 5.85211= 82.6626.57 5.7216= 53.95 26.57 5.7214= 61.66 表4 次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座B（左）离端第二支座B(右)离端第二支座C中间支座弯矩系数 0.450.600.55 0.55净跨度 ln (m)5.735.735.75.7V = (g + q)ln(kN )0.45 26.57 5.73= 68.510.6 26.57 5.73= 91.350.55 26.57 5.7=83.300.5526.57 5.7= 83.30 4.3 正截面抗弯承载力计算 次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面两项中较小 值：对中间跨：bf = l0 /3 = 5700/3 = 1900mmbf = b + s0 = 200 + 1800 200 = 1800mmf故取 b= 1800mmC25混凝土，a1 = 1.0，fc = 11.9N/mm2，纵向钢筋采用HRB500级钢筋（fy = 435N/mm2），箍筋采用HRB300级钢筋（fy = 270N/mm2），h0 = 40040 = 360mm。 判断跨中截面属于哪类 T 形截面：c f f10 f b h ( hh 80f ) = 1 .0 11.9 1800 80 ( 360 ) = 548.352 k N m22与表1-3中的弯矩值比较可知，各跨中截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，支座与跨中截面均按一排钢筋考虑，故均取h0=360mm,正截面承载力计算过程列于表 5。表 5次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值82.66-82.6653.95-61.66b/bfb(mm) 178020018002002 s = M /1 f c bh00.0300.2680.0180.200 = 1 1 20.0310.3190.0190.225选配 钢筋计算配筋（mm2）As = b(bf)ho1fc543.4628.3355.5443.2实际配筋（ mm2 ）1 18+1 202 201 14+1 161 18+1 16568.7628355455.6支座截面0.10.35，跨中截面b = 0.55配筋率验算： = As =355.5=0.44%= max(0.45 ft = 0.451.27 =0.13%bh200 400minf435y4.4斜截面抗剪承载力计算表 6 次梁斜截面受剪承载力计算截面ABLBRCV(KN)68.5191.3583.3083.300.25c fcbh0 (kN )214.2V截面满足214.2V截面满足214.2V截面满足214.2V截面满足Vc = 0.7 ft bh0 (kN )64V需配箍筋64V需配箍筋64V需配箍筋64V需配箍筋配箍筋选用双肢282828281.0 f A hS =yv sv 0V 0.7 ft bh0(mm)2168S =1.0 270100.6360R91350-64000=358507507实配箍筋间距 S（mm）200200200200R 配箍率验算：sv= Asv b S=100.6200 200= 0.25%sv，min=0.24 ftf= 0.24 1.27 = 0.113%270nyv满足要求。4.5 绘制次梁的施工图(见二号图纸)5.主梁设计（主梁内力按弹性理论设计）5.1 计算简图 主梁：根据经验，多跨连续主梁的截面高度 h=( 1/181/14)=386675mm；故取h=650mm。 截面宽度b=h/3 h/2 = 217325mm，故取b=300mm。 （1）荷载设计值。（为化简a计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：7.85 6.0 = 47.1kN主梁的自重（含粉刷）：(0.65 0.08) 0.3 1.8 25 + 2 (0.65 0.08) 0.015 1.817 1.2 = 9.862kN恒荷载：G = 47.1 + 9.862 = 56.96kN 活荷载：Q = 18.72 6.0 = 112.32kN （2）计算简图主梁的实际结构如图 8 所示，由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长 度为 a=380mm，中间支承在 400400mm 的混凝土柱上，其计算跨度按以下 方法确定：边跨 ln1 = 5400 200 120 = 5080mm因为1.025ln1+b/2=1.025*5080+200=5407mm M1 M 2均属于第一类 T 型截面梁。 主梁支座截面及在负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面计算。取h0=650-65=585mm。V0=G+Q=56.96+112.32=169.28mm。主梁中间支座宽 b0=300mm正截面受弯承载力计算过程如下表 9 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（KNm）250.66-237.24141.92-60.06h0（KNm）610585610610b(bf )1802300180018002 s = M 1 f c bh00.0310.1940.0180.008 = 1 1 20.0320.2180.0180.008选配 钢筋计算配筋（mm2）As = 1 fcb h0 f y962.3 1046.6 540.7 240.3实际配筋（ mm2 ）320216+220118+1202149421030568.7 3085.4 斜截面抗剪承载力计算验算截面尺寸：hw = h0 h f= 610 80 = 530mmhw / b = 530/ 300 = 1.77 4截面尺寸按下式验算：0.25