钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

课程设计计算书课程设计计算书 课程名称 水工钢筋混凝土结构 题目名称 单向板整浇肋形楼盖设计 教学班号 1 班 目录 一 设计资料 2 二 楼盖结构平面布置及截面尺寸确定 2 三 板的设计 按塑性内力重分布计算 4 3 1 荷载计算 4 3 2 板的计算简图 5 3 3 内力计算及配筋 5 四 次梁的设计 按塑性内力重分布计算 7 2 4 1 荷载计算 7 4 2 次梁的计算简图 7 4 3 内力计算及配筋 8 五 主梁设计 按弹性理论计算 10 5 1 荷载计算 10 5 2 主梁的计算简图 11 5 3 内力计算及配筋 11 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书 一 设计资料 1 该建筑位于非地震区 3 2 3 级水工建筑物 基本荷载组合 3 结构环境类别一类 4 楼面做法 20mm 厚水泥砂浆 重度为 20KN m 面层 钢筋混凝土现浇板 重度为 25KN m 12mm 厚纸筋石灰 重度为 17KN m 粉底 5 楼面可变荷载标准值为 4KN 6 材料 混凝土采用 C25 梁内纵向受力钢筋采用 HRB400 钢筋 板内纵向受力 钢筋采用 HRB335 钢筋 其他钢筋采用 HPB235 钢筋 7 外墙厚度为 370mm 板在墙上的搁置长度为 120mm 次梁在墙上的搁置长度为 240mm 主梁在墙上的搁置长度为 370mm 8 钢筋混凝土柱截面尺寸为 350mm 350mm 二 楼盖结构平面布置及截面尺寸确定 1 主梁和次梁布置 主梁沿横向布置 次梁沿纵向布置 主梁跨度为 6 9m 次梁跨度为 6 0m 板的跨度为 2 3m L02 L01 6 9 2 3 3 按单向 板设计 按高跨比条件 要求板的厚度 h 2300 1 40 57 5mm 对于工业建筑的楼盖板 要求 h 80mm 所以取板厚为 80mm 次梁的高度要求 h L02 1 18 1 12 333mm 500mm 考虑到楼面的活荷载比较大 取 h 450mm 宽度 b h 1 3 1 2 150mm 225mm 取 b 200mm 主梁的高度要求 h L01 1 15 1 10 460mm 690mm 取 h 650mm 宽度 b h 1 3 1 2 217mm 325mm 取 b 300mm 楼盖的结构平面布置图见图 1 4 1234567 A B C D 76543 2 1 D C B A 图 1 楼盖结构平面布置图 三 板的设计 按塑性内力重分布计算 3 1 荷载计算 板的恒荷载标准值 取宽板带计算 1m 20mm 厚水泥砂浆 0 02 20 1 0 4KN m 80mm 厚钢筋混凝土现浇板 0 08 25 1 2 0 KN m 12mm 厚纸筋石灰 0 012 17 1 0 204 KN m 小计 恒荷载 gk 2 604 KN m 活荷载 qk 4 KN m 恒荷载分项系数取 1 05 活荷载分项系数取 1 20 于是板的荷载设计值总值 g q 1 05gk 1 20qk 1 05 2 604 1 20 4 7 53KN m 3 2 板的计算简图板的计算简图 次梁截面为 现浇板在墙上的支承长度不小于 取板在墙200450mmmm 100mm 上的支承长度为 按塑性内力重分布设计 板的计算边跨 L01 Ln 1 2h 2300 120mm 5 100 120 80 2 2120 1 025Ln 1 025 2300 100 120 2132mm 取 L01 2120mm 中间跨 L02 Ln 2300 200 2100mm 边跨与中间跨相差 10 21202100 100 0 94 2120 板为多跨连续板 对于跨数超过五跨的等截面连续板 其各跨所受荷载相同 且 跨度相差不超过 10 时 可按五跨等跨连续板计算结构内力 计算简图如图 2 所示 g q 7 53KN m ABCCBA 12221 21202100210021002100 图 2 板的计算简图 3 3 内力计算及配筋 由 M m g q L0 可计算出 计算结果如表 1 所示 1 M B M 2 M c M 表 1 各截面弯矩 截面位置1B2C 弯矩系数 m1 111 11 1 161 14 M m g q L0 KN m 1 11 7 53 2 122 3 08 1 11 7 53 2 122 2 3 08 1 16 7 53 2 12 2 08 1 14 7 53 2 12 2 37 板宽 板厚 a c 5 环境类别一类 c 20 所以 a 25 1000bmm 80hmm 则 h0 h a 80 25 55mm C25 混凝土 fc 11 9KN mm HRB335 钢筋 fy 300 KN mm 3 级水工建筑物 基本组合荷载 K 1 20 6 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如表 2 所示 表 2 各跨跨中及支座配筋计算 截面1B2C M kN m 1 M B M 2 M 2 8 0 M c M c M8 0 M m g q L0 KN m 3 08 3 082 081 664 2 37 1 896 s KM fcbh0 0 1030 1030 0690 0550 0790 063 s 211 0 1090 1090 0720 0570 0820 065 0 scy Af bhf 2 mm 238238157124179142 轴线 轴线 8 190 8 190 6 8 190 6 8 190 选配 钢筋 轴线 8 190 8 190 6 8 190 6 8 190 轴线 轴线 265 mm2 265 mm2 207 mm2 207 mm2实际 配筋 轴线 265 mm2 265 mm2 207 mm2 207 mm2 计算结果表明支座截面处 0 85 b 0 522 均满足 符合塑性内力重分布原则 As bh 207 1000 80 0 26 min 0 2 满足要求 位于次梁内跨上的板带 其内区格四周与梁整体连接 故其中间跨的跨中截面 2 M 和中间支座 计算弯矩可以减少 20 其他截面则不予以减少 3 M c M 四 次梁的设计 按塑性内力重分布计算 4 1 荷载计算 由板传来 2 73 2 3 6 28KN m 次梁肋自重 0 2 0 45 0 08 25 1 85KN m 次梁粉刷重 0 012 0 45 0 08 2 17 0 15 KN m 7 小计 恒荷载 gk 8 28 KN m 活荷载 qk 4 2 3 9 2 KN m 恒荷载分项系数取 1 05 活荷载分项系数取 1 20 于是板的荷载设计值总值 g q 1 05gk 1 20qk 1 05 8 28 1 20 9 2 19 73KN m 4 2 次梁的计算简图 塑性内力重分布计算时 其计算跨度 次梁在砖墙上的支承长度为 240mm 主梁截面为 650mm 300mm 边跨 L01 Ln a 2 6000 240 300 2 240 2 5730mm L01 5730 1 025Ln 1 025 5610 5750mm 取 L01 5730 中跨 L02 Ln 6000 300 5700mm 跨度差 L01 L02 L02 5730 5700 5700 0 53 10 因跨度相差小于 10 可按等跨连续梁计算 计算简图如图 3 所示 g q 19 73KN m ABCCBA 12221 57305700570057005730 图 3 次梁计算简图 4 3 内力计算及配筋 由 M m g q L0 可计算出 计算结果如表 3 所示 1 M B M 2 M c M 表 3 各截面弯矩 截面位置1B2C m 1 111 11 1 161 14 M m g q 1 11 19 73 1 16 19 73 8 L0 KN m 5 732 58 89 1 11 19 73 5 73 2 58 89 5 72 40 06 1 14 19 73 5 72 45 79 由 V v g q Ln可计算出 计算结果如表 4 所示 A V Bl V Br V c V 表 4 各截面剪力 截面位置A l B r BC v 0 450 600 550 55 V v g q Ln KN 0 45 19 73 5 61 49 81 0 60 19 73 5 61 66 41 0 55 19 7 5 7 61 85 0 55 19 73 5 7 61 85 梁高 450hmm 0 45035415hmm 翼缘厚 mmhf80 次梁跨中按 T 形截面计算 h f h0 80 450 35 0 193 0 1 独立 T 形梁 边跨 b f L0 3 5730 3 1910mm b f b sn 200 6000 3 240 300 2 1810mmKM 故各跨中截面属于第一类 T 形截面 1 支座截面按的矩形截面计算 各截面均只按一排筋200450b hmmmm 9 布置 次梁正截面承载力计算如表 5 所示 表 5 次梁正截面承载力计算 截面1B2C M kN m 58 89 58 8940 06 45 79 s KM fc b f h0 或 s KM fc b h0 0 0190 1720 0140 134 s 211 0 0190 1900 0140 144 0 scy Af bhf 471 76 2 mm521 29 2 mm364 90 2 mm395 08 2 mm 选用钢筋2B16 1B142B16 1B142B162B16 实际钢筋 截面面积 555 9 2 mm555 9 2 mm402 2 mm402 2 mm 计算结果表明 0 85 b 0 440 符合塑性内力重分布 As bh0 402 200 415 0 48 min 0 2 满足要求 2 斜截面承载力计算如下所示 hw h0 h f 415 80 335mm 因 hw b 335 200 1 675KVmax 1 2 66 41 79 69KN 故截面尺寸满足抗剪条件 Vc 0 7ftbh0 0 7 1 27 200 415 73 79KN KVA 49 81 1 2 59 77KN Vc KVBr 61 85 1 2 74 22KN Vc KVC 61 85 1 2 74 22KN Vc 所以 A 支座截面不需进行斜截面抗剪配筋计算 只需按照构造要求配置箍筋 B C 支座需按计算配置箍筋 10 采用直径为 6mm 的双肢箍筋 Asv 57mm Bl支座 由 KVBl Vc 1 25 fyv Asv s h0 S 1 25fyvAsvh0 KVBl Vc 1 25 210 57 415 79690 73790 1052mm 取 s 200mm smax sv Asv bs 57 200 200 0 14 sv min 0 10 满足最小 配筋率要求 Br和 C 支座 KV Vc 1 25 fyv Asv s h0 S 1 25fyvAsvh0 KV Vc 1 25 210 57 415 74220 73790 14440mm 取 s 200mm smax sv Asv bs 57 200 200 0 14 sv min 0 10 满足最小配筋率要求 故 箍筋选配双肢 6 200 3 钢筋锚固要求 伸入墙支座时 梁顶面纵筋的锚固长度按下式计算确定 L La fy ft d 0 14 360 1 27 16 635mm 伸入墙支座时 梁底面纵筋的锚固长度按下式计算确定 L 12d 12 16 192mm 取 200mm 梁底面纵筋伸入中间支座的长度按 L 12d 192mm 取 200mm 纵筋截面断点据支座距离 L Ln 5 20d 5610 5 20 16 1442mm 取 1500mm 五 主梁设计 按弹性理论计算 5 1 荷载计算 为简化计算 主梁自重亦按集中荷载考虑 次梁传来的荷载 8 69 6 52 14 KN m 主梁自重 0 3 0 65 0 08 25 4 28 KN m 主梁粉刷重 0 012 0 65 0 08 2 17 0 23 KN m 小计 恒载 Gk 56 65 KN m 活荷载 Q 11 04 6 66 24 KN m 恒荷载分项系数取 1 05 活荷载分项系数取 1 20 于是板的荷载设计值总值 G Q 1 05GK Q1 20 1 05 56 65 1 20 66 24 59 48 79 49 138 95KN m 11 5 2 主梁的计算简图主梁的计算简图 柱截面为350mm 350mm 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 370amm 主梁计算跨度 边跨 Ln1 6900 240 350 2 6485mm 因为 0 025 Ln1 6485 0 025 162mm a 2 185mm 取 L01 1 025Ln b 2 1 025 6485 350 2 6822mm 中跨 L02 6900 350 6550mm 跨度差 L01 L02 L02 6822 6500 6500 4 2 0 1 T 形截面的翼缘宽度按下式计算 f b b f L0 3 6900 3 2300mmKMmax 1 2 255 72 306 86 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 离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑 取 0 65070580hmm 正截面配筋计算如表 8 所示 16 表 8 正截面配筋计算 截面1B2 M kN m 257 06 276 74137 60 47 01 0 2 V bkN m 59 48 79 49 0 4 2 27 79 0 1 2 MV b kN m 248 95 或 10c f bh 10cf f b h 11 9 2300 6152 10352 11 9 250 58 02 1001 11 9 2300 6 152 10352 11 9 250 61 52 1125 s KM fc b f h0 或 s KM fc b h0 0 0300 3320 0160 050 s 211 0 030