钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计

1、华中科技大学单向板肋梁楼盖计算书课程混凝土结构学院土木工程与力学学院专业土木工程（建工方向）班级1302姓名袁拥桃学号指导教师张先进2016年9 月 28 日一、设计资料1二、结构布置1三、板的设计21、板荷载计算22、板计算简图33、 板弯矩设计值34、 板正截面受弯承载力4四、 次梁设计41、次梁荷载计算42、次梁计算简图53、次梁内力计算54、次梁正截面受弯承载力55、次梁斜截面受剪承载力6五、主梁设计 71、主梁荷载计算72 、主梁计算简图 73、主梁内力计算89104、主梁正截面受弯承载力计算5、主梁斜截面受剪承载力计算6、构造配筋计算10六、绘制施工图 111、结构平面布置图 11

2、2、板配筋图 123、次梁配筋图 124、主梁配筋图 12钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计、设计资料A?OC512036O37:1f 1P41某多层内框架结构房屋二层建筑平面如图一 （不含楼梯间）所示:图一建筑平面图轴线尺寸：11 =6.6 m ；l2=6.0 m柱截面尺寸：b h =350mmX 350mm楼面面层：30厚水磨石板底粉刷：15厚混合砂浆楼面活荷载标准值：qk =7 KN/m2混凝土强度等级:C30梁主筋级别：皿级(HRB400)其余钢筋级别：I级(HPB300)结构布置1、柱网尺寸确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.0/3=2.0

3、m。2、板厚度（h）根据跨高比条件，板厚 h > l/40=2000/40=50mm，且对于对于工 业建筑h不小于80mm故取板厚h=80mm.3、次梁截面尺寸（bx h）根据刚度要求，h=l/18 1/12=6600/18 6600/12=367 550mrp 取 h=500mm 截面宽度 b=h/3 h/2，取 b=200mm4、主梁截面尺寸（bx h）根据刚度要求，h=l/15 1/10=6000/15 6000/10=400 600mrp 取 h=600mm 截面宽度 b=h/3 h/2，取 b=250mm楼盖结构平面布置图如图1所示。33®60晞）0tiOCMsc-l

4、3-Ia =o oQ 0r2-J三声f I rirU/f邑ml=-/il卩口 J_l I J-=1 4_|-=1*7/F-_ J二-LrJ -I=60一1皿一一- -ALrI Lr n J _l. /¥/-g- - - - ->_-1 -L - =-/X一一厂i- - - - -=ME=|軋_6600*M6fi00J12D图1楼盖结构平面布置图三、板的设计根据混凝土结构设计规范（GB5OO1O-2O10规定，本设计中板区格长边与短边之比为6600/2000=3.3>3 ，宜按单向板进行设计1 、板荷载计算板的永久荷载标准值 gk ：30 厚水磨石面层20kN/m3=0.6

5、0kN/m280 厚钢筋混凝土板 3225kN/m3=2.00kN/m215厚混合砂浆17kN/m3=0.26kN/m20.03m0.08m0.015m小计22.86kN/m2板的可变荷载标准值 qk：7.0kN/m2永久荷载分项系数取1.2 ；可变荷载分项系数取 1.3于是板的荷载基本组合值： p=g+q= 1.2 x 2.86+1.3 x7.0=12.53kN/m 22、板计算简图次梁截面为200mrx 500mm现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm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： ?0?1 = ?1+ ?2 = 2000- 120- 200

6、?2+ 80?2=1820?*? = ?+ ?2 = 2000 - 120 - 200?2 + 120?2 = 1840?取? = 1820?中间跨：？=矗二 2000 - 200 = 1800?因跨度相差小于10%可按等跨连续板计算，取五跨。以1m宽板作为计算单元，计算简图如图2所示。qM253kN/iD.I'X_丄UPiA小山3 空厶41820 1800 1800 1800 1820r.kj*I-TTRr<TT图2板计算简图3、板弯矩设计值查表可得，板弯矩系数？?分别为：边跨中1/11 :离端第二支座-1/11 :中间跨跨中1/16 ;中间支座-1/14。故? = -? ?=

7、£?=111X 12.53 X 1.822 = 3.77?11?= -?02?= - X 12.53 X1.802 = -2.90?=?= £?=1414X 12.53 X1.802 = 2.54?164、板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 80mm?o = 80 - 20 = 60?板宽 b=1000mmC30混凝土，？= 1.0,?= 14.3?/? ; HPB30C钢筋，? =270N/?"。板配筋计算的过程于下表1:表1楼面板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值/ （kN - m）3.77-3.772.54-

8、2.90?= ?/(?)0.07320.07320.04930.0563?= 1 - V1 - 2?0.07610.07610.05060.05802计算配筋（mm ）160.80< ? ? 184.31< ? ?As =bho a1fc / fy241.83241.83取 190.67取 190.672实际配筋（mm ）()8200A5 =251.2(f8200As=251.2(f8200A5 =251.2()6/8200As=196.3支座截面受压区高度系数？均小于0.35，满足弯矩调幅的要求;1.43?= （0.2%, 045 ?= 0.45 X270 = 0.24%所以，？

9、?,?=? ?= 0.24% X1000 X 80 = 190.67?。四、次梁设计次梁的计算单元宽度为2m按塑性内力重分布设计。根据本楼 盖的实际使用情况，楼盖次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的 荷载折减。1、次梁荷载计算永久荷载标准值：板传来的永久荷载2.86kN/m 2X 2.0m=5.72kN/m次梁自重0.2X( 0.5-0.08 ) X 25kN/m=2.1kN/m次梁粉饰0.015 x(0.5-0.08 )x2X 17kN/m=0.2142kN/m小计？?二 8.0342?/?可变荷载标准值：荷载基本组合值：?= ? + ?= 1.2 X8.0342 + 1.3 X14.0

10、= 27.84?/?2、次梁计算简图次梁在砖墙上的支承长度为 240mm主梁截面尺寸250mX 600mm 计算跨度：边跨：? = ?右+ ?2 = (6600 - 120 - 250?2) + 240?2 = 6475?<1.025?1= 1.025(6600 - 120 - 250?2) = 6513.875?取？ = 6475?中间跨：？ = ?2 二 6600 - 250 = 6350mm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。p=27.84kN/ma a b L! a c a 11 n 111 h 111 n n n n 11 n I647563506350

11、63506475扌疳甫才屮和图3 次梁的计算简图3、次梁内力计算由表可查得次梁弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：? = -?= 11?0?=111X27.84 X 6.4752 = 106.11?-?= - £?=-X 27.84 X 6.35214-80.18? ?2 二？?3 二 £?=-6 X 27.84 X 6.352 = 70.16?16剪力设计值:?= 0.45?= 0.45 X27.84 X6.475 = 81.12?= 0.60?= 0.60 X27.84 X6.475 = 108.16?= ?= 0.55?02?= 0.55 X27.84 X6.35 = 9

12、7.23?4、次梁正截面受弯承载力计算正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按T形截面计 算，翼缘宽度取?= ?3 = 6600?3 = 2200? ?g= ?各？?二 200 + 1800 = 2000? b+ 12?= 200 + 12 X80 = 1160?三者取较小值，故 取?= 1160?。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。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?0 = 500 - 20 - 10- 20?2 = 460?二排纵向钢筋？0 二 460 - 25 = 435mm。纵向

13、 钢筋采用HRB40（级钢筋，？?=360N/m血 箍筋采用HPB30C级，2?270N/mir。正截面承载力计算过程列于下表 2。表2次梁正截面受弯承载力计算截面1B2CM/kN m106.11-106.1170.16-80.18?= ?(? ?)或?=0.03020.19610.02000.1325?(? ?0)?= 1 - V1 - 2?0.03070.2204<0.350.02020.1427<0.35?= ?或650.71761.67428.15521.49?= ?0 ? ?2 183 162 16+1 184 162选配钢筋/mm?= 656.59?= 804.25=5

14、08.94=603.195、次梁斜截面受剪承载力计算计算内容包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。1) 验算截面尺寸? = ?0 - ?= 435 - 80 = 355?因？?？?= 355?200 =1.8 < 4，截面尺寸按下式验算：0.25?$? =0.25 x 1X 14.3 X 200 X 435=311.03 X103N>Vax=108.16kN截面尺寸满足要求。2) 计算所需腹筋:采用© 8双肢箍，计算支座B左侧截面，VBi=108.16kN。由截面 受剪承载力计算公式确定箍筋间距 s：1.0?；?01.0 X270 x(50.3 X2) X 43

15、5s = 0 = ? 0.7?108160 - 0.7 X1.43 X 200 X435 =560.19?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% 先调整箍筋间距，s=0.8 X 560.19mm=448.15mm大于箍筋最大 间距200mm最后取200mm为方便施工，沿梁长箍筋间距不变。3) 验算最小配筋率弯矩调幅时要求的配筋率下限为0.3?；?= 0.3 X 1.43?270 =1.59 X 10-3，实际配筋率?= ?(?= 2 X50.3?200 X200 =2.51 X10-3，满足最小配筋率。五、主梁设计主梁的计算单元宽度为6.6m，按弹性方法设计。1、主梁荷

16、载计算为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载1.2 X 8.0342 X 6.6=63.63kN主梁自重(0.6-0.08) x0.25 x2.0 x25+2x(0.6-0.08) x0.015 x2.0 x 17 x 1.2=8.44kN永久荷载设计值：G=63.63+8.44=72.07kN可变荷载设计值：Q=1.3 X 14.0 X 6.6=120.12kN2、主梁计算简图主梁端部支承在砌体墙上，支承长度370mm中间支承在350mmx 350mm勺混凝土柱上。主梁的计算跨度:边跨净跨？?1二 6000 - 350?2 - 370 = 5455mm ,0.025 ?1=

17、136.4mm<a/2=185mm取边跨？ = 1.025?1 + ?2 = 5766?。中跨：屜二6000mm。主梁的计算简图如图4所示。因跨度相差不超过10%故可利用 等跨连续梁内力表计算内力。G(Q)G(Q)G(Q)G(GG(Q)G(Q)1 1i 11 X41 a.2bJ；60La1D厶.576611图4 主梁的计算简图3、主梁内力计算（1）弯矩设计值及包络图，根据下式计算：?= ? x 72.07 x?+ ? X120.12 x?式中，弯矩系数？?、?按相关表格确定，具体计算见下表 3,弯矩包络图见图5a。表3主梁弯矩值计算序号荷载简图? ?池?习？0.2440.155-0.26

18、70.0670.067-0.267101.4064.41-110.9528.9728.97-110.950.2890.244-0.133-0.133-0.133-0.133200.16169.00-92.12-95.86-95.86-92.12-0.044-0.089-0.1330.2000.200-0.133-30.47-61.64-92.12144.14144.14-92.120.2290.126-0.3110.0960.170-0.089158.6187.27-215.4069.19122.52-61.64-0.030-0.059-0.0890.170.096-0.311-20.78-4

19、0.86-61.64122.5269.19-215.40内力基本组合+301.56233.41-203.07-66.89-66.89-203.07+70.972.7-203.07173.11173.11-203.07+260.01151.58-326.3598.16151.49-172.59+80.6223.55-172.59151.4998.16-326.35最不利内力最小值组合+?2221?)70.972.7-326.35-66.89-66.89-326.35最大值组合+?222? ?)301.56233.41-172.59173.11173.11-172.59(2)剪力设计值及包络图，根

20、据下式计算:?= ?+ ?=? X 72.07 + ? X 120.12式中，剪力系数按有关表格确定，具体计算见下表4,剪力包络图见5b。表4主梁剪力计算序号荷载简图?羽?0.733-1.2671.00052.83-91.3172.070.866-1.1340104.02-136.2200.689-1.3111.22282.76-157.48146.79-0.089-0.0890.778-10.69-10.6993.45内力组合+156.85-227.5372.07+135.59-248.79218.86+42.14-102.00165.52最不利组合组合项次+| ?(?)156.85-248

21、.79218.864、主梁正截面受弯承载力计算跨内按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？?3=6000/3=2000mm和?+ ?=250+6350=6600m中较 小值确定，取?=2000mm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。板混凝土保护层厚度15mm板上部纵筋8mm次梁上部纵筋直径16mm假定主梁上部纵筋直径22mn, 则一排钢筋时，ho=6OO-15-8-16-22/2=55Omm ;二排钢筋时，ho=55O-25=525mm纵向受力钢筋除B支座截

22、面为2排外，其余均为一排。跨内截面 经判别都属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值？?= ? ?2 = -326.35 + 192.19 X0.35?2 = -292.72? ?。正截面受弯 承载力的计算过程列于表5。表5主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值/(kN m)301.56-292.72173.11-66.89?= ?(?)或?= ?(? ?0)0.0340.2970.0190.060?= (1 + V1 - 2?/20.9830.8190.9900.969?= ?/(?0)1521.71888.2867.4342.4选配钢筋(m$420+122?二 1637420+222?=

23、 2017320?= 9422 20?= 6285、主梁斜截面受剪承载力计算(1)验算截面尺寸? = ?o - ?= 525 - 80 = 445? ?= 445?300 =1.67 < 4，截面尺寸按下式验算：0.25? =0.25 X 1X 14.3 X 250 X 445=397.72 X103N>Vax=248.79kN截面尺寸满足要求。(2) 计算所需腹筋采用 1018(双肢箍:?= 0.7? +1.0?0?525= 0.7 X1.43 X250 X525 + 1.0 X270 X 157 X1=255018.8?= 255.02?> |?尸 248.79?故不需配

24、置弯起钢筋。(3) 验算最小配箍率?%?1571 43?= ?L = 0.35% > 0.24?= 0.24 X碍=0.13% ,?250 X 180 270'满足要求。6、构造配筋计算次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力 F=63.63+120.12=183.75kN , h1=600-500=100mrp 附加箍筋的布置范围 s=2h+3b=2X 100+3X200=800mm取附加箍筋1018(双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数m=800/180+仁6排,次梁两侧各布置3排。由式? ?= 6 X2 X270 X78.5 = 254340N > ?满足要求。

25、因主梁的腹板高度？?？二?0 - ?二560 - 80 = 480mm大于450mm需在梁两侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm现每侧配置210, 157/(250 X480)=0.13%>0.1% 满足要求。156.85218.86图5主梁弯矩包络图和剪力包络图a）弯矩包络图b）剪力包络图六、绘制施工图1、结构平面布置图结构平面布置图上应表示梁、板、柱、墙等所有结构构件的平面位置、截面尺寸，水平构件的竖向位置以及编号，构件编号由代码和1,序号组成，相同的构件可以用一个序号。楼盖的平面布置图见图2.6756.60248.73代号分别用“ Z'、“KL”、“L”和“ B”表示。2、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 = ?4 =1