混凝土课程设计计算书

1、河南工程学院钢筋混凝土结构课程设计某工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计学生姓名：学 院：专业班级：专业课程：指导教师：2015年12月25日某工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计一、设计资料1 .楼盖梁格布置楼盖梁格布置如图1所示（楼梯间在此平面外），主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主 梁、次梁的跨度见表 1。图1楼盖梁格布置平面图表1楼面活荷载、主梁、次梁跨度序号楼面活荷载标准值（kN/m 2）次梁跨度（mm）主梁跨度（mm）86600063002 .楼面做法3 磨石，钢筋混凝土现浇板，20mm混合砂浆抹底。3 .楼面荷载均布活荷载标准值见表 1。4 .材料混凝土强度等级 C30;

2、梁钢筋采用 HRB400级钢筋，板钢筋采用 HPB300级钢筋。二、楼盖的结构平面布置主梁沿着横向布置，次梁沿着纵向布置。主梁跨度为，次梁跨度为，主梁每跨内布置两根 次梁，板的跨度为 6.3/3 2.1m ,102/101=6.0/2.1=2.85, 2<285<3,则板按照单向板设计，但 应适当增加沿长跨方向的分布钢筋，以承担长跨方向的弯矩。按跨高比条件，要求板厚h 2100/ 3070mm,对工业建筑的楼盖板，要求h70mm从安全角度考虑，取板厚 h80mmi次梁截面高度应满足：h 10/18 10/12 6000/18 6000/12 334 500mm。考虑到楼面可变荷载比

3、较大，取h 40cmm。次梁的截面宽度：b h/3 h/2 400/3 400/2 134 200mm, 取 b 200mm o主梁的截面高度应该满足：h 1 0 / 15 I0 / 10 6300 / 15 6300/ 10 420 630mm取h500mm主梁截面宽度取 b 300mm。楼盖结构平面布置图如图2所示。图2结构平面布置图三、板的设计1.荷载板的永久荷载标准值水磨石面层0.65kN/m 280mm钢筋混凝土板0.08 25 2.0kN/m220mm混合砂浆一420.02 X17 = 0.34kN/m小计板的可变荷载标准值永久荷载分项系数取；因楼面可变荷载标准值为所以可变荷载分项

4、系数应取。于是有板的+=m2_ _26.0kN/m226.0kN/m 2 4.0kN/m ,永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值 近取g= x =m2q=6 x =m2 g+q=+=m 2g+q=m22 .计算简图按塑性内力重分布设ato次梁截面为200mm< 400mm板的设计跨度为:边跨101 ln 2100 2002 2000mm中间跨102= 1n= 2100-200= 1900mm因为跨度相差小于 10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图3所示。g q = 1L 40面/ /图3板的计算简图3 .弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。分别为：

5、端支座-1/16;边跨中,由混凝土结构-中册表11-1可查得，板的弯矩系数1/14;离端第二支座，-1/11;离端第二跨跨中1/16;中间支座-1/14;中跨中1/16。故有各弯矩值：4 .正截面受弯承载力计算环境类别一类， C30混凝土，板的最小保护层厚度c 15mm。假定纵向钢筋直径 d为10mm,板厚80mm,则截面有效高度：h0 h c d/2 80 15 10/2 60mm；板宽2b 1000mm o C30 棍凝土，1 1.0, fc 14.3kN/mm ； HPB300 钢筋，22fy 270N / mm , ft 1.43N/mm。板配筋计算的过程见表2。表2板的配筋计算截 面

6、A1B2C实际配筋(mm2) 8200As=251计算结果表明，支座截面的均小于，符合塑性内力重分布的原则；且As/bh=201/(1000X80)=0.221%>0.45ft/fy= 0.45X1.27/270= 0.212%> 0.2% ,满足最小配筋率的要求四、次梁设计根据本车间楼盖的实际使用情况，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的永久荷载3.59 2.1 7.54kN/m次梁自重0.2 (0.4 0.08) 25 1.2 1.92kN/m次梁粉刷0.02 (0.4 0.08) 2 17 1.2 0.26kN/m小计

7、g 7.54 1.92 0.26 9.72kN/m可变荷载设计设计值荷载总设计值2 .计算简图按塑性内力重分布设ato主梁截面为300mm x 500mm。计算跨度：边跨：1011n 6000 100 300/2 5750mm中间跨：102 1n 6000 300 5700mm因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如图4所示。图4次梁计算简图3 .内力计算由混凝土结构-中册表11-1,表11-3可查得，板的弯矩系数m分别为：端支座-1/24;边跨中1/14;离端第二支座-1/11;离端第二跨跨中 1/16;中间支座-1/14;中跨中1/16。剪力系数av分别为：A支座内侧 Ai

8、n ：;离端第二支座外侧 Bex：；离端第二支座内侧Bin ：；中间支座外侧Cex：；中间支座内侧 Cin :。故有弯矩设计值：剪力设计值:4 .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，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取bf l/3 6300/3 2100mm, bf b、200 1900 2100mm,bf b 12hf 200 12 80 1160mm三者中的较小值，故取 bf 1160mm。所有截面 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。假定箍筋直径10mm纵向钢筋直径20mm则一排纵向钢筋 h0 400 20 10 20/2 360mm。

9、22C30混凝土，1 1.0, c 1, fc 14.3N/mm , ft 1.43N/mm ；纵向钢筋米22用 HRB400 钢，fy 360N/mm , fyv 360N/mm。1 fcbf hf (h0 hf/2) 1.0 14.3 1160 80 (360 80/2) 265kN ?m M max 78kN ? m截面均属于第一类 T形截面。正截面承载力计算过程见表3。表3次梁正截面受弯承载力计算截 面A1B2C-3636 10361,6410678 45 106=53.0 1066Q 57 106114 3 200 36C2114.31160 36021 14.3 200 36021

10、 14 3 11603602 14 3 200 3642比18As=5092比18As=5093史18As=7633上14As=4612比18As=509计算结果表明支座截面的均小于，符合塑性内力重分布的原则，并且有:As/(bh)308/(200 400)0.39%0.2%0.45ft /fy0.451.43/360 018%。及同时大于,即次梁配筋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。0.7 ftbh0=0.7X1.43X400>60=144.14kN>V max = 82.54kN。应配箍筋：验算截面尺寸

11、：hw儿hf 360 80 280nm,因hw/b 280200 1.4 4,故截面尺寸按照下式验算：截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用C6双肢箍筋，计算 B支座左侧截面。因Vcs 0.7ftbh0 fyvAsv*h°/S，得到箍筋间距。S= fyvAsv h0/(Vbc- 0.7 ftbh0)=700mm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%或者箍筋的间距减小20%。现调整箍筋间距， s Q8 700 560nm由混凝土结构-上册表4-1查得，当0.7ftbh0 Vmax,梁高300 h 500时，梁中箍筋最大间距为200mm。最后取箍筋间距s200mm验

12、算配箍率下限值：上面已经算出配箍率的下限值sv,min 0.3 ft / fyv 0.12% ,而次梁中实际配箍率sv Asv/(bs) 56.6/(200 200) 0.14% 0.12%,配箍率下限值满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计。1 .荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载9.72 6.0 58.32kN主梁重(0.5-0.08) 0.3 2.1 25 1.2 9.828kN主梁粉刷0.02 (0.50 0.08) 2 2.1 17 1.2 089kN永久荷载设计值G 58.32 9.828 0.89 6904kN可变荷载设计值Q 1638 6.0

13、10320kN2 .计算简图因主梁的线性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，l0 6600mm。主梁的计算简图如图 5所示。可利用混凝土结构-中册表6-2计算内力。G GG GG G1 I寸 I71 1 IH A -1- b 2 f 3D63006300I6300主梁计算简图3.内力设计值及包络图D弯矩设计值弯£I M k1Gl0 k2Ql0,式中系数,卜2由混凝土结构-中册表6-2相应栏内查得。 2)剪力设计值剪力V k3G k,Q,式中系数k3,k4由混凝土结构-中册表6-2相应栏内查得。3)弯矩包络图第1

14、、3跨有可变荷载，第二跨没有可变荷载由混凝土结构-中册表6-2可知，支座B或者支座C的弯矩值为：在第1跨内：以支座弯矩 Ma0, Mb202. 60kN ? m的连线为基线，作G 69.04kN,Q 103.20kN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：1Mb1202.60-(G Q)1o - - (69.04 103.20) 6.3 294.07kN?m (与刖面计算的3333M 1max 294.02kN?m 接近)i,max在第2跨内：以支座弯矩 MB202.60kN?m, MC202.60kN?m的连线为基线，作G 69 0水N,Q 0的简支梁弯矩图，

15、得集中荷载作用点处的弯矩值：1 1C-Gl0 MB 69,04 6,3 202.6057.601kN?m。33第1、2跨内有可变荷载，第 3跨内没有可变荷载在第1跨内：以支座弯矩 M A 0,MB308.33kN ?m的连线为基线，作G69. 04kN, Q103 20kN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：在第 2 跨内：MC 0.267 69.04 6.3 0,089 10320 6.317400kN?m。以支座弯矩MB318.33kN ?m, MC174.00kN ?m的连线为基线，作G 6904<N,Q 103.2CkN的简支梁弯矩图，得第1个

16、集中荷载和第2个集中荷载作用点处的 弯矩值分别为：2 -+ 一( 318 .33174 )91 .484 KN ? m3第2跨有可变荷载，第 1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：11-(G Q)l0 MB -(69.04 103.20) 6,3 20260 15910KN?m (与刖面计算的33M2,max 159.17kN ?m接近)第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：弯矩包络图如图 6所示。图6主梁弯矩包络图4,承载力计算1)正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按bf l/3 6.0/3 2.0m, bf b Sn 30

17、0 5400 5700mm。取较小值：bf 2.0m 0主梁混凝土保护层厚度的要求以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。混凝土保护层厚度 15mm、板上部纵筋直径 10mm、次梁上部纵筋直径 18mm。假定主梁上部纵筋直径 22mm,则一 排钢筋时，h0 600 54 546nm两排钢筋时，h0 546 25 520mm纵向受力钢筋均设置为1排。由ifcbfhf(ho hf )1.0 14.3 5700 80 (546 80/2) 869kN?m M max 318kN?m判别跨内截面均属于第一类T形截面。B支座

18、边的弯矩设计值Mb M Vb/2318.33 117224 0.4/228388kN?m。正截面受弯承载力的计算过bb, max 0程见表4。主梁纵向钢筋的弯起和切断按抵抗弯矩图确定。表4主梁正截面受弯承载力计算截 面1B2294 02 106283 88 106159 17 10657,62 1061 14.3 2000 5602114 3 300 52021 14.3 2000 5601 14.3 300 56c4生224 史 18+2 包 22As17773 史 1222虫222)斜截面受剪承载力验算截面尺寸：儿 儿 hf 520 80 440mm,因 hw/b 440/300 1.47

19、 4,需配箍筋：截面尺寸按照下式验算：0.25 cfcbh0 0.25 1 14.3 300 520 557.7 103N Vmax 22277kN,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用 C10200双肢箍筋，,Asv157Vcs 0.7ftbh0 fyv-h0 0.7 1.43 300 520 360520s200=>Vmax ,不需要配置弯起钢筋。验算最小配箍率：sv A-15J0.26% 0.24-0,24 1430.10% ,配箍bs300 200fyv 360率满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的集中力 fl 5832 10320 161.52kN, h1 600

20、400 200mm,附加箍筋布置范围s 2n 3b 2 200 3 200 100cmmc取附加箍筋C10200双肢，则在长度s内可以布置附加箍筋的排数m 1000 / 200 1 6排，次梁两侧各布置3 排。由混凝土结构-中册式(11-22) , m nfyvAsv, 6 2 360 78.5 339.12<N fl 161.52kN,满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm,需要在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的 ,且其间距不大于 200mm。现每侧配置 2c14纵向构造钢筋，则有：308/(300 480) 0.21% 0.1%，满足要求。六、绘制施

21、工图楼盖施工图包括施工说明、结构平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。1 .施工说明本设计施工说明详见结构施工图1 。2 .结构平面布置图结构平面布置图见图2。3 .板配筋图板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度a l n / 41900 / 4475 mm 500 mm 。板配筋图详见结构施工图1。4 .次梁配筋图次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边ln /5 20d 5700/5 20 18 1500，现取 1500；切断面积要求小于总面积的二分之一，BB 支座剩余两根做架立筋，满足要求。端支支座切断1C 18，切断面积小于总面积的二分之一，座上部钢筋伸入主梁长度 la (

22、0.14 360/1.43)d (0.14 360/1.43) 18 635mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度las 12d 12 18 216mm 。 次梁配筋图详见结构施工图2。5 .主梁配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋伸入支座，不配置弯起钢筋， 下部纵向钢筋在中间支座处的锚固长度l as 12d264mm 。 确定 B 支座上部钢筋的切断点：截取负弯矩的抵抗弯矩图如图7所示。将B支座的、号钢筋按钢筋面积比确定各自抵抗的弯矩：号钢筋(2c18, As507)抵抗弯矩为 283.88 507/1769.5 81.34kN?m；号钢筋(2c22, As号钢筋(2c18, As507 )的抵抗弯矩为；283.88 507/1769.5 81.34kN?m760)的抵抗弯矩为 283.88 760/17