钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书.doc

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为5.7m，次梁的跨度为5.7m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为5.7/3=1.9m，5.7/1.9=3，因此按单向板设计。按高跨比条件要求板的厚度hl/30=1900/30=63.3，对工业建筑的楼板，要求h70，所以板厚取h=80。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)5700=316.7 475mm，取h=400mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 400=133.3 200mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/12 1/8 )l=(1/12 1/8) 5700=475712.5mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 650=217 325mm,取b=300mm。2、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 20=0.4 KN/80mm厚钢筋混凝土板：0.0825=2.0 KN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.01517=0.255 KN/小计 2.655 KN/ 活荷载标准值： 9.0 KN/永久荷载分项系数取1.2，因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取， 恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.168 KN/ 活荷载设计值：q=91.3=11.7KN/ 荷载设计总值：g+q=14.886KN/, 近似取15.0KN/（2）、计算简图按塑性内力重分布设计。次梁截面宽为b=200mm，板的计算跨度： 边跨： l01=ln=1900-200/2=1800mm中间跨： l02=ln=1900-200=1700mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元。计算简图如下：（3）、弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表。（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C30混凝土，a1=1.0,fc=14.3 N/ mm2，HPB300钢筋，fy =270 N/ mm2。板的配筋计算过程见下表。板的弯矩设计值及配筋计算截面位置A边支座1边跨中B离端第二支座2/3中跨中C中间支座弯矩系数-1/161/14-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=1.8l01=1.8l01=1.8l02=1.7l02=1.7-3.043.47-4.422.71-3.10弯矩设计值（）-3.043.47-4.422.71-3.10s=M/1fcbh020.0590.0670.0860.0530.060.060.350.0690.090.350.0540.0620.35计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy190.7219.3286171.6197实际配筋（mm2）8200As=2518/10200As=32210200As=3938200As=2518200As=251配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.451.43/270=0.24%P=As/bh =0.31%P=As/bh =0.40%P=As/bh =0.49%P=As/bh =0.31%P=As/bh =0.31%3、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值 板传来的荷载：3.1861.9=6.05KN/m次梁自重： 0.2（0.4-0.08）251.2=1.92 KN/m次梁粉刷： 20.015（0.4-0.08）171.2=0.1958KN/m小计 g=8.17 KN/m活荷载设计值： q=11.71.9=22.23KN/m荷载总设计值： q+g=30.4 KN/m （2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： l01=ln+h/2=5700-240/2-300/2=5430mm l011=1.025ln=1.0255700=5842.5mm故边跨板的计算跨度取lo1=5430mm中间跨： l02=ln=5700-300=5400mm因跨度相差小于10%，可安等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下：（3） 弯矩设计值和剪力设计值的计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置A边支座1边跨中B离端第二支座2/3中跨中C中间支座弯矩系数-1/241/14-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=5.43l01=5.43l01=5.43l02=5.4l02=5.4(kN.m)-37.3564.02-81.4955.404-63.32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中间支座剪力系数 0.500.550.550.55净跨度lnln1=5.43ln1=5.43ln2=5.4ln2=5.4(kN)0.50x30.4x5.43=82.540.55x30.4x5.43=90.790.55x30.4x5.4=90.2880.55x30.4x5.4=90.288（4）配筋计算 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，其翼缘宽度取下面二项的较小值：bf=lo/3=5700/3=1900mmbf=b+Sn=200+2000-200=2000mm bf=b+12 hf=200+12*80=1160mm 故取bf1160mm 除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。C30混凝土 a1=1.0, fc=14.3 N/ mm2, ft=1.43 N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB400，fy=360 N/ mm2 ,fyv=210 N/ mm2 ,环境类别一级，则一排纵向钢筋ho=400-40=360mm，二排纵向钢筋ho=360-25=335mm。正截面承载力计算过程列下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。截面A1B2C 弯矩设计值（）-37.3564.02-81.4955.404-63.32s=M/1fcbh0237.35x106/(1x14.3x200x3602)=0.164.02x106/(1x14.3X1160x3602)=0.0381.49x106/(1x14.3x200x3352)=0.2555.404x106/(1x14.3X1160x3602)=0.02663.32x106/(1x14.3x200x3602)=0.1710.1060.350.030.2930.350.0260.1890.35计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy303.16497.64779.79431.288540.54实际配筋（mm2）216AS=402316AS=603516AS=1005218AS=509216+118AS=658 次梁正截面受弯承载力计算计算结果表明，支座截面系数均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh（实际配筋的As），此值大于0.45ft/fy=0.45x1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率要求。斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸：hw =ho- hf=335-80=255mm且hw/b=255/200=1.25 Vmax =90.79KN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7ftbho+fyvAsvho/s，可得到箍筋间距s=fyvAsvho/(Vbl-0.7ftbho)=360x56.6x335/(90790-0.7x1.43x200x335)=287.7mm调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距，s=0.8x197.3=230mm，截面高度在300500的梁，最大箍筋间距200mm，最后取箍筋间距s=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算配筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3ft/fyv=0.3x1.43/360=0.12%,实际配筋率Asv/bs=56.6/（200x200）=0.14%0.12%，满足要求。4、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 8,175.7=46.57KN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）0.31.925+2（0.65-0.08）0.015171.9 1.2 =10.4KN恒荷载设计值： G=46.57+10.4=56.97KN活荷载设计值： Q=22.23x5.7=126.71KN（2）计算简图因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，lo=5700mm。（3）、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算：，式中k1和k2由附表查得。M1,max=0.244*56.96*5.7+0.289*126.71*5.7=287.96KNmMB,max=-0.267*56.97*5.7-0.311*126.71*5.7=-311.32KNmM2,max=0.067*56.97*5.7+0.200*126.71*5.7=166.21KNm剪力设计值：VA,max=0.733*56.97*5.7+0.866*126.71*5.7=151.49KNVBl,max=-1.267*56.97*5.7-1.311*126.71*5.7=-238.30KNVBr,max=1.0*56.97*5.7+1.222*126.71*5.7=211.81KN弯矩包络图、第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由附表6-2可知，支座B或C的弯矩值为： MB=MC=-0.267*56.97*5.7-0.133*126.71*5.7=-182.76KNm在第1跨内：以支座弯矩MA=0，MB=-182.76KNm的连线为基线，作G=56.97KN，Q=126.71KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为： 1/3(G+Q)lo+MB/3=1/3(56.97+126.71)*5.7-182.76/3=288.072KNm（与前面计算的M1,max接近） 1/3(G+Q)lo+2 MB/3=1/3(56.97+126.71)*5.7-2*182.76/3=227.152KNm在第2跨内：以支座弯矩MB=-182.76KNm，MC=-182.76KNm的连线为基线，作G=56.97KN,Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 1/3(Glo)+MB=56.97*5.7/3-182.76=-74.517KNm。、第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载在第1跨内：在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-311.32KNm的连线为基线，作G=56.97KN,Q=126.71KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3(56.97+126.71)*5.7-311.32/3=245.22KNm1/3(56.97+126.71)*5.7-2*311.32/3=141.45KNm在第2跨内：MC=-0.267*56.97*5.7-0.089*126.71*5.7=-150.98KNm。以支座弯矩MB=-311.32KNm，MC=-150.98KNm的连线为基线，作G=56.97KN，Q=126.71KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3(G+Q)lo+MC+2(MB-MC)/3=91.12KNm1/3(G+Q)lo+MC+1/3(MB-MC)=144.57KNm、第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载MB=MC=-0.267*56.97*5.7-0.133*126.71*5.7=-182.76KNm第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：1/3(G+Q)lo+MB=1/3(56.97+126.71)*5.7-182.76=166.232KNm（与前面计算的M2,max接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩值分别为：1/3(Glo)+1/3MB=1/3*56.97*5.7-182.76/3=47.323KNm1/3(Glo)+2/3MB=1/3*56.97*5.7-2*182.76/3=-13.597KNm（4）配筋计算承载力计算C30混凝土，a1=1.0, fc=14.3N/ mm2 , ft=1.43 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB400 ，其中fy=360 N/ mm2 ,箍筋采用HPB400 ，fyv=360 N/ mm2 。正截面受弯承载力计算及纵筋的计算翼缘计算宽度按lo/3=5.7/3=1.9m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=1900mm主梁混凝土保护层厚度的要求及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度15mm，板上部纵筋10mm，次梁上部纵筋直径18mm。假定主梁上部纵筋直径25mm，则一排钢筋时，ho=650-15-10-18-25/2=595mm，二排钢筋时，ho=595-25=570mm。跨中梁ho=650-40=610mm。支座处的弯矩设计值：MB= Mmax-Vob/2=-311.32+183.68x0.4/2=-274.584 KNm跨内截面经判别属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）287.96274.584166.2174.517s=M/1fcbh020.0280.1970.0170.0470.9860.88