《混凝土结构设计原理课程设计——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混凝土结构设计原理课程设计计算书一、设计资料1、建筑尺寸：纵向跨度L1=2160mm,横向跨度L2=2400mm。柱截面尺寸：400mm400mm。2、楼面做法：水磨石面层，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。3、材料：混凝土强度等级为C30，梁、板受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板构造筋采用HRB335级钢筋。4、荷载：钢筋混凝土重度25KN/m3，舞厅标准值4.0KN/m2，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4。二、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1.8m，l02/l01=6/1.8=3.3，故按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h1800/40=45mm，对跨度大于等于1500mm，民用建筑楼板，h60mm，故取板厚h=60mm。 次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500mm。故截面高度取为h=450mm，截面宽度b=(1/31/2)h=150225mm，故取b为b=200mm。主梁的截面高度应满足h=l0/15l0/10=5400/155400/10=360540mm，取h=500mm。截面宽度b=(1/31/2)h=167250mm，故取b为=250mm。楼盖建筑平面及楼盖结构布置平面图见附图1、附图2。三、板的设计（按塑性内力重分布计算）如楼盖结构布置平面图轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单元板。1、荷载计算板的永久荷载标准值：水磨石面层 0.65kN/m260mm钢筋混凝土板 0.0625=1.5kN/ m220mm石灰砂浆 0.0217=0.34 kN/ m2小计 2.49kN/m2 板的可变荷载标准值 4.0kN/ m2 永久荷载设计值 g=2.491.2=2.988 kN/ m2 可变荷载设计值 q=4.01.4=5.6kN/ m2 荷载总设计值 gq=8.588kN/m2 近似取为g+q=8.6kN/m2 2、计算简图 次梁截面为200mm450mm，现浇板在墙上的支承长度不小于120mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨l0=lnh/2=1800200/212060/2=1610mmlna/2=1640mm，取l0=1610mm中间跨l0= ln =1800200=1600mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。取1m宽板带作为计算单元，从左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A。单元中点处的编号1，2，3，2，1。计算简图为：3、弯矩设计值由调幅法，查表11-1可查得，板的弯矩系数m分别为：支承情况截 面 位 置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14故：M1= MB=（g+q）l02/11=8.61.612/11= 2.02kNmMC= (gq) l02/14=-8.61.62/14= -1.57kNmM2=（gq）l02/16=8.61.62/16=1.376kNm这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其MC=-1.570.8=-1.256kNm M2=0.81.376=1.1kNm 4、正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚60mm，h0=60-20=40mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，1=1.0，fc=14.3N/mm2 ；HRB400钢筋，fy=360N/mm2。则板的配筋计算的过程如下表。 板 的 配 筋 计 算 截 面1B 2C 弯矩设计值（KNm）2.02-2.021.376-1.57 0.0880.0880.0600.069 =1-0.0920.0920.0620.071 轴线， 计算配筋146.2146.298.51112.81实际配筋 （）6190619061906190轴线计算配筋146.2146.20.8*98.51=78.80.8*112.81=90.2实际配筋 （）61605/616061605160计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布原则；As/bh=123/(100060)=0.205%，此值大于0.45ft./fy=0.18，同时大于0.2，满足最小配筋率的要求。5、确定各种构造钢筋：分布筋选用6250。嵌入墙内的板面附加钢筋选用6200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。板角构造钢筋:选用6200,双向配置板四角的上部。6、板的配筋见图纸。四、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、荷载设计值永久荷载设计值 板传来永久荷载 2.9881.8=5.39KN/m 次梁自重 0.2（0.45-0.06）251.2=2.34KN/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.06）2171.2=0.33KN/m小计 g=8.05KN/m可变荷载设计值 q=5.61.8=10.08KN/m荷载总设计值 g+q=18.13KN/m2、计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为250mm500mm。计算跨度：边跨=6900-120-350/2+240/2=5875mm1.025=1.0255755=5898.875，取=5875mm中间跨 =6000250=5750mm 因跨度相差小于10%，可按等跨度连续梁计算。次梁的计算简图如3、内力计算 由表11-1、11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14剪力设计值：截面位置0.450.600.550.554、承载力计算 1）正截面受弯承载力 正截面受弯承载力计算时，各支座计算按矩形截面，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取=5875/3=1958.3mm；又，故取=1800mm。各截面纵向钢筋均布置一排。环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。一排纵向钢筋=450-40=410mm。C30混凝土，；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HRB335钢，。正截面承载力计算过程如表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。 截面1B2C弯矩设计值（KN.m）56.89-56.8937.46-42.82或=0.013=0.118=0.0082=0.0890.0130.1260.350.00870.0930.35或388411.42255.04304.36选配钢筋（）216314214214计算结果表明，支座界面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；，此值大于0.451.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。2） 斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：410-60=350mm，因350/200=1.75Vmax=62.6KN ,故截面尺寸满足要求。验算各截面：0.7ftbh0=0.71.43200410=82.02KNVmax=62.6KN，故按构造配置箍筋，采用6200验算配箍率下限值：sv，min=0.241.43/300=0.114%实际配箍率：sv=56.6/（200200）=0.142%0.114%，故满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计。1、荷载计算值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 8.056=48.3KN主梁自重（含粉刷） （0.5-0.060.251.8251.2+0.02(0. 5-0.06)21.8171.2=6.586KN 永久荷载设计值 G=48.3+6.586=54.89KN可变荷载设计值 Q=10.086 =60.48KN 2、计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm；中间支承在400mm400mm的混凝土柱上。其计算跨度边跨：=5400-200-120=5080mm，因=127mm0.1，翼缘计算宽度按=0.4+5.4-0.4=5.4m中较小确定，取=1.8m。经判别，跨内截面均属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值=-=189.96+9.30.2=188.1KNm。C支座边的弯矩设计值=-=-150.02-43.200.2=-141.38KNm。纵向受力钢筋除B、D支座截面为2排外，其余均为1排。主梁正截面受弯承载力的计算如表：截面1BC2弯矩设计值（KNm）164.25-188.1-141.38105.4-22.22或=0.030=0285=0.183=0.019=0.0290.9850.8280.8980.990.985996.121467.5940.5635.70134.7选配钢筋（）222+122（弯）=1140422（弯）+114=1673.9222（弯）+216=1162222=760114=153.92）斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=430-60=370mm，因/b=370/250=1.48=137.16KN，截面尺寸符合要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，=0.7=0.71.43250430+210430=172.45KN，均小于，大于，需设弯起钢筋=240.6。验算最小配箍率：=0.2%0.24=0.24=0.11%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力=48.3+60.48=108.78KN，=500-450=50mm，附加箍筋布置范围s=250+3200=700mm。取附加箍筋8200双肢箍