《混凝土结构设计原理课程设计

1、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：400mm×400mm。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，

2、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，h 60mm，故取板厚 h=60mm 。次梁截面高度应满足h=l 0/18l 0/12=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=l 0/15l 0/10=5400/155400/10=360540mm ，取 h=500mm 。截面宽度 b=(1/

3、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/m 260mm钢筋混凝土板0.06 ×25=1.5kN/ m 220mm 石灰砂浆0.02×17=0.34 kN/ m 2小计2.49kN/m 2板的可变荷载标准值4.0kN/ m 21钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计永久荷载设计值g=2.49 ×1.2=2.988 kN/ m 2

4、可变荷载设计值q=4.0 × 1.4=5.6kN/ m 2荷载总设计值g q=8.588kN/m 2近似取为 g+q=8.6kN/m 22、计算简图次梁截面为 200mm × 450mm ，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=l nh/2=1800 200/2120 60/2=1610mm<l n a/2=1640mm ，取 l0=1610mm中间跨 l0= l n =1800 200=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

5、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：截面位置支承情况端支座边跨支离端第二支座离端第二跨中间支中间跨座中座中A1B2C3梁板搁支在墙01/11上两跨连续： -1/10板与梁整-1/161/14三跨以上连续：1/16-1/141/16浇连接-1/24梁-1/11梁与柱整浇连-1/161/14接故：M 1= M B =（ g+q） l2/11=8.6201×.61 /11= 2.02kN m·C022m·M = (g q) l/14=-8.6

6、1×.6 /14= -1.57kN22/16=1.376kN m·M 2=（ g q）l 0/16=8.61.6×2钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其M C=-1.57 ×0.8=-1.256kN m·M 2=0.8 ×1.376=1.1kN m·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.

7、0 ， fc=14.3N/mm 2 ； HRB400 钢筋， f y=360N/mm 2。则板的配筋计算的过程如下表。板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值（ KN ·m）2.02-2.021.376-1.57s M /(20.0880.0880.0600.0691 fcbh0 )=1- 12s0.0920.0920.0620.071轴线 ，计算配筋 Asbh0 1 fc / f y146.2146.298.51112.81实际配筋（ mm 2 ）619061906190AS149AS149AS1496190AS149计算配筋0.8*98.51=78.轴线 As bh0 1 f c /

8、f y 146.2 146.2 0.8*112.81=90.2 8实际配筋（ mm 2 ）61605/616061603钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计AS177AS 123/ 177AS1235160AS123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；A s/bh=123/(1000× 60)=0.205% ，此值大于 0.45ft. /f y=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4钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计8200。板角构造钢筋:选用

9、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） ×25×1.2=2.34KN/m次梁粉刷0.02 ×（ 0.5-0.06）×2×17×1.2=0.33KN/m5钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计小计g=8.05KN/m可变荷载设计值q=5.6 ×1.8=10.08KN/m荷载总设计值g

10、+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250mm× 500mm 。计算跨度：边跨 l0l na / 2 =6900-120-350/2+240/2=5875mm<1.025 l n =1.025 ×5755=5898.875 ，取l0 =5875mm中间跨l 0 = ln =6000 250=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M( gq)l( kN m)1B2C1/11-1/111/16-1/14

11、21 11 18.13 5.87521 11 18.13 5.87521 16 18.13 5.7521 / 14 18.13 5.752056.8956.8937.4642.82剪力设计值：截面位置ABlBrC0.450.600.550.55V( g q)l n0.45 18.135.7550.60 18.135.7550.55 18.13 5.7500.55 18.13 5.750(kN)46.9562.657.3457.344、承载力计算1 ）正截面受弯承载力6钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计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 b'fl

12、 0 / 3 =5875/3=1958.3mm；又 b'fbsn2001800 - 2001800mm ，故取b'f =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h0 =450-40=410mm。C30混凝土， 11.0， c 1, f c14.3N / mm2 , ft1.43N / mm2 ；纵向钢筋采用HRB400钢， f y =360N/mm2 ，箍筋采用HRB335 钢， f yv300N / mm2 。正截面承载力计算过程如表。经判别跨内截面均属于

13、第一类T 形截面。截面1B2C弯矩设计值（ KN.m ）56.89-56.8937.46-42.82sM /(1 f c bh02 )56.89 106- 42.82 10656.8910637.46106或14102114 .3200410 214102114.3200410214.3180014.31800sM /(1 fcbf' h02 )=0.013=0.118=0.0082=0.089112 s0.0130.126<0.350.00870.093<0.35Asbh 0fc /f y 或Asb'f h01f c /f y388411.42255.04304.

14、362322选配钢筋（mm2 ）14141416As 402As 462As 308As 308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；7钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计As /(bh)308 /(200450)0.342% ，此值大于0.45 ft / f y0.45 ×1.43/360=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：hw h0 hf '410-60=350mm，因 hw / b350/200=1.75<4截面

15、尺寸按下式验算：0.25 c f c bh00.25 1 14.3200 410293.15 10 3N> V max=62.6KN , 故 截 面尺寸满足要求。验算各截面：0.7f t bh 0=0.7 ×1.43 ×200×410=82.02KN Vmax =62.6KN ，故按构造配置箍筋，采用 6200验算配箍率下限值：sv， min= 0.24ft =0.24×1.43/300=0.114%f yv实际配箍率：sv=56.6/ （200 ×200 ） =0.142%>0.114%，故满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计

16、。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8.05 ×6=48.3KN主梁自重（含粉刷）（ 0.5-0.06 ×0.25 ×1.8 ×25×1.2+0.02 ×(0. 5-0.06)2×1.8 ×17×1.2=6.586KN永久荷载设计值G=48.3+6.586=54.89KN可变荷载设计值Q=10.08×6 =60.48KN2、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400

17、mm× 400mm 的混凝土柱上。其计算跨度边 跨 ： l n =5400-200-120=5080mm， 因 0.025l n=127mm<a/2=185mm， 取l0 =1.025 l n +b/2=1.025×5080+400/2=5407mm，近似取 l0 =5410mm中 跨： l0 =5400mm8钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计主梁的计算简图如：3、内力设计值及包络图1）弯矩设计值弯矩：M= k1Gl 0k2 Ql 0 ， 式中系数 k1、 k2 可由附表 6-2查得。（ i）M 1, max0.286×60.48 ×5.41+0.2

18、38×54.89 ×5.41=164.25KN ·mM 3, max0.222×60.48 ×5.4+0.111×54.89 ×5.4=105.40KN ·m（ ii）M 2，max0.111 ×54.89 ×5.4+0.222×60.48 ×5.4=105.40KN·m（ iii）M B ,max-0.286×54.89 ×5.41-0.321×60.48 ×5.41=-189.96KN·m（ iv）9钢筋混凝土单

19、向板肋梁楼盖课程设计M C, m ax-0.286×60.48 ×5.4-0.191×5.4 ×54.89=-150.05KN·m2）剪力设计值剪力：V= k3Gk4Q ,式中系数均查附表6-2相应栏内可得。由（ i）， VA， max0.71454.89 0.857 60.48 91.02KN由（ iii ）， VBl ,max1.286 ×54.89-1.32160×.48= 9.3KN由（ iii ）， VBr , max1.095×54.89+1.27460×.48=137.16KN由（ iv ）

20、， Vcl ,m ax-0.90554.89×-1.190 60×.48=-121.65KNVcr , m ax0.905 ×54.89+1.19060×.48=121.65KN3)弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第 1、 3跨有可变荷载，第2、 4跨没有可变荷载由附表知，支座B或 C的弯矩值为：M B -0.143 60×.48 ×5.41-0.28654×.89 ×5.41= 131.72KN ·mMc= -0.09560.48× ×5.4-0.19154×.89 ×

21、;5.4=-87.64 KN m·MD= -0.14360×.48 ×5.41-0.286 54×.89 ×5.41=-131.72 KNm·在第 1跨内以支座弯矩M A0，M B131.72 KN·m的连线为基线，作 G=54.89KN，Q=60.48KN 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：1M B=1（131.72（ G+Q ） l0 +3354.89+60.48） ×5.41-3=164.144KN ·m312M B=1131.72（ G+Q ） l0 +3（

22、 54.89+60.48 ） ×5.41-2 ×=120.244KN ·m333在第 2 跨内以支座弯矩M B =-131.72KN·m ，M C=-87.64KN ·m 的连线为基线，作G=54.89.KN ， Q=0 的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值：10钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计1Gl 0M B -1MC)=1×5.4-117.03= 18.228KN ·m3(M B×54.89331Gl 0M B -2( M BMC)=1 ×54.89×5.4- （-131.

23、72+44.08 ×2/3=117.03 KN ·m333在第3跨内以支座弯矩 MC=-87.64KN·m ， M D =-131.72KN.m 连 线 为 基 线 ， 作G=54.89KN ， Q=,60.48KN的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值：1Q）l 0M C1M C ) =105.33KN（ G( M D331Q）l 0M C2M C ) =90.64KN（ G( M D33在第 4跨内以支座弯矩M D =-131.72KN.m，M E =0 连线为基线， 作 G=54.89KN，Q=,0KN的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作

24、用点处的弯矩值：1Gl 01M D =1 × 54.89×5.41+2/3×(-131.72)=11.17KN3331 Gl 02MD=1 ×54.89×5.41+1/3×(-131.72)=55.08KN333 第 1、 2、 4跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载MB =-0.32 1×5.41 × 60.48-0.286× 54.89 ×5.41=-189.96KN·mMC=-0.048 × 5.4 ×60.48-0.191× 54.89 ×

25、5.4=-72.29KN ·mMD=-0.155 × 5.41 × 60.48-0.286× 54.89 × 5.41=-135.64KN ·m各跨的集中荷载处的弯矩值的计算方式与情形相同。因此：第1 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1（ G+Q ） l0 +M B=1（54.89+60.48）×5.41-189.96=326.86KN·m3333第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1 （ G+Q ） l0 + M B =1 （ 54.89+60.48）×5.41-2 189.96=81.41K

26、N ·m3333第2 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Q）l 0M B -1（ G( M B M C ) =56.93KN ·m33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Q）l 0M B-2( M B M C ) =96.15KN ·m（ G33第3 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1 Gl 0M C1(MDM C ) =5.40KN ·m33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Gl 0M C2M C ) =-15.72KN ·m3(M D311钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计第4 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值

27、为：1 （ G+Q ） l0 +2M D =117.62KN ·m33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1（ G+Q ） l0 +M D=162.84KN·m33 第 2 、4 跨有可变荷载，第 1、3 跨没有可变荷载（与情形相同，各弯矩值可参照情形得到）第 1、 4跨没有可变荷载，第2 、 3跨有可变荷载MB =-0.095 ×5.41 × 60.48-0.286× 54.89 × 5.41=-116.01KN ·mMC=-0.286 × 5.4 ×60.48-0.191× 54.89 &#

28、215; 5.4=-150.02KN ·mMD=-0.095 × 5.41 × 60.48-0.286 × 54.89 × 5.41=-116.01KN ·m 第1 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1G l0 +M B =1 ×54.89 ×5.41-116.01=60.31KN ·m3333第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1G l0 + M B =1 ×54.89 ×5.41-2116.01=21.64KN ·m3333第2 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯

29、矩值为：1Q）l 0 M B1M B ) =80.32KN ·m（ G(M C33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Q）l0M B2M B ) =60.89KN ·m（ G(M C33第3 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Q）l0MC-1M D ) =60.98KN ·m（ G( M C33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：1Q）l0MC-2M D ) =80.32KN ·m（ G( M C33第4 跨内第 1 个集中荷载作用点处的弯矩值为：1G l0 +2M D =21.64KN ·m33第 2个集中荷载作用点处的弯矩值为：

30、1G l0 + M D =60.31KN ·m33第 1、 3 、 4 跨有可变荷载，第2 跨没有可变荷载（与情形相同，各弯矩值可参照情形12钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计得到）所得弯矩包络图见附图3剪力包络图： 第1跨i由图（ i ）， VA ,max =91.02KN过第 1个集中荷载后为91.02-54.89-60.48=-24.35KN过第 2个集中荷载后为-24.35-54.89-60.48=-139.72KNii由图（ iii） VBl ,max = 9.3KN过第 1个集中荷载后为-9.3+54.89+60.48=106.07KN过第 2个集中荷载后为106.07+5

31、4.89+60.48=221.44KNiii由图（ iv ） VA =-0.095 ×60.48+0.714 ×54.89=33.45 KN过第 1个集中荷载后为33.45-54.89=-21.44KN过第 2个集中荷载后为-21.44-54.89=-76.33KN第 2跨i由图（ iii） VBr ,m ax =137.16KN过第 1个集中荷载后为137.16-54.89-60.48=21.79KN过第 2个集中荷载后为21.79-54.89-60.48=-93.58KNii 由图（ i） VBr = 0.048 ×60.48+1.09554×.89

32、=63KN过第 1个集中荷载后为63-54.89=8.11KN过第 2个集中荷载后为8.11-54.89=-46.78KNiii 由图 (iv)VCl， max-121.65KN过第 1个集中荷载后为-6.28KN过第 2个集中荷载后为109.09KN第 3跨i 由图（ iv） VCr ，max=1.190 ×60.48+0.905 54×.89=121.65KN过第 1个集中荷载后为121.65-54.89-60.48=6.28KN过第 2个集中荷载后为6.28-54.89-60.48=-109.09KNii 由图（ i ） VCr =0.952 ×60.48+

33、0.905 ×54.89=107.25KN13钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计过第 1个集中荷载后为107.25-54.89-60.48=-8.12KN过第 2个集中荷载后为-8.12-54.89-60.48=-123.49KNiii 由图（ iii） VCr = -0.107 ×60.48+0.905 ×54.89=43.20KN过第 1个集中荷载后为43.2-54.89=-11.69KN过第 2个集中荷载后为-11.69-54.89=-66.58KN第 4跨i 由图（ iv ） VDr =0.095 ×60.48+1.286 ×54.89=

34、76.33KN过第 1个集中荷载后为76.33-54.89=21.44KN过第 2个集中荷载后为21.44-54.89=-33.45KNii 由图（ i ） VDr =0.143 ×60.48+1.286 ×54.89=79.24KN过第 1个集中荷载后为79.24-54.89=23.34KN过第 2个集中荷载后为23.34-54.89=-30.54KNiii由图（ iii） VDr =1.155 ×60.48+1.286 ×54.89=140.44KN过第 1个集中荷载后为140.44-54.89-60.48=25.07KN过第 2个集中荷载后为25.

35、07-54.89-60.48=-90.3KN第1,3,4 跨有可变荷载，第 2跨没有可变荷载的情况下，剪力值可参照图（iii ）。第2、 4跨有可变荷载， 1、 3跨没有可变荷载，即图（ ii）的情况下，剪力值可参照图（ i ）。所得剪力包络图见附图 44、承载力计算1）正截面受弯承载力跨 内 按 T 形 截 面 计 算 ， 因 h 'f / h0 60/465=0.13>0.1 ， 翼 缘 计 算 宽 度 按 l / 3 5.4 / 3 1.8m和 b sn =0.4+5.4-0.4=5.4m 中较小确定，取 b'f =1.8m 。经判别，跨内截面均属于第一类T形截面。

36、B支座边的弯矩设计值M B = M Bmsx -V0b / 2 = 189.96+9.3 0×.2= 188.1KN ·m。C支座边的弯矩设计值M C = M Cmsx -V0b / 2 =-150.02-43.20 0.2=×-141.38KN m·。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1BC214钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计弯矩设计值（ KN·m）sM /( 1 f cbh02 )或sM /( 1 fc b'f h02 )s (1 1 2 s ) / 2AsM /( s f y h0 )164.25-188.1-141.38105.4-22.22164.25 106- 188.1 106- 141.38106105.4 10 6- 22.22106114.31800465 2114.