钢筋混凝土肋梁楼盖设计课程设计

1、成绩课程设计说明书题 目： 钢筋混凝土肋梁楼盖设计 课程名称： 混凝土与砌体结构设计 学院：土木与建筑工程学院学生姓名： 白玉学号： 专业班级： 土木工程（升） 15-1 指导教师： 史永涛2016年 6 月 1 日目录1. 板的计算 错. 误！未定义书签1.1 计算简图 错. 误！未定义书签1.2 荷载错. 误！未定义书签1.3 内力计算 错. 误！未定义书签2. 次梁的计算 错. 误！未定义书签2.1 计算简图 错. 误！未定义书签2.2 荷载计算 错. 误！未定义书签2.3 内力计算 错. 误！未定义书签2.4 截面承载力及配筋计算 错. 误！未定义书签3. 主梁的计算 错. 误！未定义

2、书签3.1 计算简图 错. 误！未定义书签3.2 荷载计算 错. 误！未定义书签3.3 内力计算 错. 误！未定义书签3.4 承载力及配筋计算 错. 误！未定义书签某多层工业建筑楼盖平面如图 2-23 所示，采用钢筋混凝土现浇 整体楼盖。四周支承在砖砌体墙上。楼面活荷载标准值为 6kN/ m2 ， 组合值系数为 0.7. 环境类别为一类。要求设计此楼盖。楼盖结构平面布置见图 2-23. 材料选用：C25( fc 11.9N/mm2;ft 1.27N/mm 2);梁中纵向受力钢筋采用 HRB400级 钢筋( fy fy 360N/mm2 )，其他钢筋均采用 HPB300 级钢筋 ( fy fy

3、270N/ mm2 )。楼面面层为水磨石(底层 20mm厚水泥砂浆)，重力密度为 20kN/ m2 梁板底面及侧面用混合砂浆抹灰，厚度为 20mm，重力密度为 17 kN/ m2因楼面活荷载标准值为 6kN/ m2 >4 kN/ m2,故活荷载的分项系数 应按 1.3 采用。1. 板的设计由图 2-23 可见，板区格长边与短边之比 6.6/2.4=2.74 >2.0 但 <3.0 ，按规范 1，宜按双向板计算，当按沿短边方向受力的单向板 计算时，应按长边方向布置足够数量的构造钢筋。 本例题按单向板计 算，并采取必要的构造措施。按表 小节的要求，板厚 h l /30=2400/

4、30=80mm>70mm，, 故取 80mm。取 1m宽板带为计算单元，按考虑塑性内力重分布方法计 算内力。(1) 荷载计算20mm厚水泥砂浆抹地坪20×0.02=0.4kN/mm280mm厚钢筋混凝土板25×0.08=2.00kN/mm22×0.002=0.34kN/mm2恒荷载标准值活荷载标准值总荷载设计值由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合2.74kN/mm6.0kN/mmg+q=(1.2×2.74+1.3×6)×1.0= 11.09kN/m g+q=(1.35 ×2.74+0.7 ×1.3

5、 ×6)× 1.0= 10.07kN/m20mm厚混合物砂浆抹灰17可见，对板而言，由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大，所以板内计算时取 g+q=11.09kN/mm2（2）计算简图次梁高度 h=（1/18 1/12 ）×6600（= 367550）mm，可取 h=450mm， h=（1/3 1/2 ）×450=（150225）mm，取 b=200mm。根据结构平面 布置图，板的实际支承情况如图 2-24 （a）所示。由表 2-4 的规定，板的计算跨度为中间跨l0=l n=2400-200=2200mm边跨l 0=l n+h/2=(2400-10

6、0-120)+80/2=2220mm l n+a=2180+120/2=2240mm故边跨取 l0=2240mm。边跨与中间跨的跨度差2400-2240）/2400=8.6%<10%，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如图 2-24 （b）所示（3）弯矩设计值计算对于图 2-23 中的 1-1 板带，板各控制截面的弯矩设计值按式2-22）计算，即M 1 1 (g q)l02 1 11.09 2.222 4.97kN m11 11MB1 2 1 2(g q)l0211.09 2.425.81kN m11 11MC121 2114(g q)l02 114 11.09 2.42 4.56k

7、N mM2M3 116(g q)l02 116 11.09 2.42 3.99kN m（4） 截面配筋计算板截面有效高度 h0=80-20=60mm因. 中间板带（图 2-23 中的 2-2板带）的内区格四周与梁整体连接，故 M2，M3， MC值可减低 20%。板截面配筋计算过程见表 2-7 ，板的配筋截面图见图 2-25.板截面配筋计算截面1B2,3CM (kN m)4.97-5.813.99(3.19 )-4.56( -3.65 )M s1 fcbh020.1160.1360.093(0.075 )0.106(0.085)1 1 2 s0.1240.1470.0890.112 >0.

8、1 取表 2-7(0.078)0.112(0.089 <0.1 ，取 0.1 )1 fcbh02235296As(mm )328389fy（206）（264）815081256/ 81608160实配钢边板带As 335As 402As 246As 314筋中间板8150812561308190(mm 2)带As 335As 402As 218As 265注：表中括号内的数据为中间板带的相应值；只做截面< 0.1 时，取 =0.1 计算。由表 2-7 可见，对于支座 C截面，边板带和中间板带的相对受压 区高度 均小于 0.1 ，故在计算配筋时均取 0.1 。（5）板截面受剪承载力验

9、算板截面剪力设计值可按式（ 2-20 ）计算，最大剪力设计值发生在内支座，其值为V = 0.55 ×11.09×2.4 = 14.64kN对于不配箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件， 其斜截面受剪承载力应符合下列规定：V0.7 h ftbh0在本例中 , h0 =60mm< 800mm，故 h= 1.0 ；b=1000mm，ft =1.27kN/mm2，代入上式可得0.7 h ftbh0 = 0.7 ×1.0 ×1.27×1000×60 = 53.43kN >V = 14.64kN 故板的斜截面受剪承载力满足要求2. 次梁设

10、计主梁截面高度 h = (1/14 1/18) ×7200 = (514 900)mm，取 h=700mm，主梁宽度 b = 250mm。次梁的几何尺寸及支承情况见图 2-26 (a)。(1) 荷载计算板传来的恒荷载 2.74 ×2.4=6.60kN/m 次梁自重 25×0.2 ×(0.45-0.08)=1.85kN/m次梁粉刷 17×0.015 ×(0.45-0.08) ×2=0.19kN/m8.64kN/m×2.4=14.4kN/m恒荷载标准值活荷载标准值总荷载设计值 由可变荷载效应控制的组合g+q=1.2 &

11、#215;8.64+1.3 × 14.4=29.09kN/m由永久荷载效应控制的组g+q=1.35 ×8.64+0.7 ×1.3 ×14.4=24.77kN/m所以，次梁内力计算时取 g+q =29.09kN/m（2）计算简图次梁按考虑塑性内重分布法计算内力，故由表 2-4 可得次梁的计算跨度，即中间跨l 0 =l n=6600-250=6350mm边跨l 0 =1.025 l n =6509mm>l n+a/2=(6600-250/2-12 )+240/2=6475mm故边跨 l 0 =6475mm边跨与中间跨的跨度差（ 6475-6350）/6

12、350=0.2 10，故可 按等跨连续板计算内力。板的计算简图如图 2-24 （b）所示。（3）内力计算次梁各控制截面的弯矩设计值和剪力设计值分别按式 （2-18 ）和 式（2-20）计算，即 弯矩设计值：M1 M B 1 (g q)l02 1 29.09 6.475 2 110.87kN m11 111 (g q)l021 29.09 6.35 2 83.78kN m14 14M 2M 31( g q )l 02129.09 6.35 2 73.31kN2 316 016剪力设计值VAin 0.45(g q)ln 0.45 29.09 6.35 83.12kN mVBex 0.6(g q)l

13、n 0.6 29.09 6.35 110.83kN mVBin VCex VCin 0.55(g q)ln 0.55 29.09 6.35 101.60kN m4）截面配筋计算次梁跨中截面按 T 形截面进行正截面受弯承载力计算。 翼缘计算 高度，边跨及中间跨均按下面的较小值采用。bf=l0/3 6350 / 3 2117mm, bf b S0=200+2400=2600mm ，故取 bf = 2117mm。跨中及支座截面均按一排钢筋考虑， 故取 h0=410mm，翼缘厚度 bf = 80mm1 fcb（f h0 hf / 2）=1.0 11.9 2117 80 （410 80 / 2）=745

14、.70kN m ，此值大于跨中弯矩设计值 M1、M2、M3, 故各跨跨中截面均属于第一类 T 形截面计算。次梁正截面受弯承载力计算结果见表 2-8次梁正截面受弯承载力计算表 2-8截面1B2,3CM (kN m)110.87-110.8773.31-83.78b或 b（f mm）21172002117200M=0.0260.2770.0170.209s 1 fcbh020.332 <0.232 <1 1 2 s0.0260.350.0170.35>0.1>0.11fcbh022)As=(mm )fy7469004886292C18（直）2C20（直）2C14（直）2C1

15、6（直）实配钢筋 As（mm 2）1C18（弯）1C20（弯）1C16（弯）1C16（弯）（764）（942）（509）（603）次梁斜截面受剪承载力计算见表 2-9. 按规定，考虑塑性内力重分布时，箍筋数量应增大 20，故计算时将 Asv /s乘以 1.2; 配箍率应大于 或等于 0.36 ft / fyv 0.17% ，各截面均满足要求。次梁斜截面受剪承载力计算表 2-9截 面AinBexBinCexCinV(kN)83.12110.83110.600.25 c fcbh0 (kN)243.950>V243.950 >V243.950 > V0.7 f tbh0 (kN)

16、72.898 <V72.898<V72.898 <VAsv 1.2(V 0.7 ftbh0)1.(2 83120-72898)1.(2 110830-72898)1.(2 110600-72898)270 410270 410270 4101.2( ) sfyvh0=0.111=0.410=0.409实配箍筋 (Asv )双肢双肢双肢s8200(0.505)8200(0.505)8200(0.505)配箍率 sv= Asvbs0.25%>0.17%0.25%>0.17%0.25%>0.17%由于次梁的 q/g=14.4/8.64=1.67 <3, 且跨

17、度差小于 20%，故可按 图 2-20 所示的构造要求确定纵向受力钢筋的弯起和截断。次梁配筋 图见图 2-27 。3. 主梁设计主梁按弹性理论计算内力。设柱截面尺寸为 350mm×350mm，主梁几何尺寸及支撑情况如图 2-28 (a)所示(1)荷载计算为简化计算，主梁自重按集中荷载考虑。次梁传来的荷载 8.64× 6.6=57.02kN主梁自重 25×0.25 ×(0.7-0.08) ×2.4=9.3 kN主梁粉刷 17×0.02 ×(0.7-0.08) ×2×2.4=0.76kN恒荷载标准值 67.0

18、8kN活荷载标准值6.0×6.6 × 2.4=95.04kN恒载设计值G =1.2 ×67.08=80.5kN 或 G =1.35 ×67.08= 95.56kN活载设计值Q =1.3 × 95.04=123.55kN或 Q =0.7 ×1.3 ×95.04=86.49kN(2)计算简图 由于主梁线刚度较柱线刚度大很多，故中间支座按铰支座考虑。主梁的支撑长度为 370mm。计算跨度为中间跨 l 0 =6600mm边跨l 0 =1.025 l n+b/2= 1.025 ×(6600-120-350/2 )+350/2

19、=6638mml 0 =l n+a/2+b/2 = (6600-120-350/2)+370/2+350/2=6665mm 故边跨的计算跨度取 l 0 = 6638mm边跨与中间跨的平均跨度为 l0 =(6638+6600)/2=6619mm 边跨与中间跨的计算跨度相差 (6638-6600)/6600=5.8% < 10%，故计算 时可采用等跨连续梁的弯矩和剪力系数。计算简图如图 2-28 (b)所 示。（3）内力计算对图 2-28 （b）所示的三跨连续梁，可采用附表 1-2 所示内力系 数计算各控制截面内力，即弯矩 M = k1Gl0+k2Ql0剪力 V = k3G+k4Q其中 k1

20、 ，k2，k3，k4为内力计算系数，由附表 1-2 查取。下面以可变荷载效应控制的组合为例说明计算过程，即取G 80.50kN 和 Q 123.55kN 计算， 永久荷载效应控制的组合计算过程从略（经计算不控制截面设计） 。和计算如下：边跨Gl0 =80.5× 6.64=534.52 kN·mQl0 =123.55× 6.64=820.37 kN·m中间跨Gl0 =80.5× 6.6=531.3 kN·mQl0 =123.55× 6.6= 815.43 kN·m支座 BGl0 =80.5 ×6.62=53

21、2.91 kN·mQl0=123.55 ×6.62=817.9 kN·m主梁弯矩、剪力计算分别见表 2-10 和表 2-11 。比较这两表可见，表 2-10 考虑了全部组合（4 种组合），而表 2-11 没有考虑 +组合， 这是因为该组合所得剪力不起控制作用。主梁弯矩计算表 2-10项次荷载简图kM1kMBkM2k MC0.244-0.2670.067-0.267aa130.42-142.2935.60-142.290.289-0.133-0.133237.09-108.79-108.45-0.044-0.1330.200-36.10-108.79163.090.

22、229-0.3110.170-0.089187.86-254.37138.62-72.79-72.793=-24.26-0.089-72.740.170138.62-0.311-254.37+M 1max 、 M 3max 、 M 2max367.51-251.08-72.85+M 2max 、 M1max 、 M 3max91.32-251.08198.69 + M Bmax318.28-395.62174.22-215.08 + M Cmax106.16-215.03174.22-396.97主梁剪力计算表 2-11项次荷载简图k VAkVB左kVB右0.733-1.2671.00aa59

23、.01-101.9980.50.866-1.1340106.99-140.1100.689-1.3111.22285.13-161.97150.98-0.089-0.0890.778-11.00-11.0097.36 + VA max，VDmax166-242.180.5 + VA max，VDmax144.14-263.96231.48 + VA max，Dmax48.01-112.99177.86(4) 内力包络图将各控制截面的组合弯矩值和组合剪力值， 分别绘于同一坐标值 上，即得内力叠合图，其外包线即是内力包络图，如图 2-29 所示。图中括号内的数值表示按永久荷载效应控制的组合相应计算

24、值。可见，对主梁而言， 按可变荷载效应控制的组合所得的内力设计值控制 截面配筋。（5）配筋计算在正弯矩作用下主梁跨中截面按 T 形截面计算配筋，边跨及中间 跨的翼缘宽度均按下列两者中的较小值采用，即 bf l0/3 6638/3 2213mm; b f b Sn 250 6350 6600mm 故取 bf 2213mm ，并取 h0 700 40 660mm因为 1fcbfhf h0 hf /2 1.0 11.9 2213 80 660 80/ 2 1306.2kN m 此值大于，故属第一类 T 形截面。主梁支座截面及负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面计算，取 h0 700 80 620mm。支

25、座 B边缘截面弯矩按式（ 2-9 ）计算，即 M B 396.97 204.05 0.35/ 2 361.26kN m其中支座剪力 V0 G Q 80.5 123.55 204.05kN 。主梁正截面及斜截面 承载力计算结果分别见表 2-12 和表 2-13 。主梁正截面弯矩承载力计算表 2-12截面边跨跨中B支座中间跨中M kN m367.51-361.26198.69-72.85M0.0320.3160.0170.064s1 f cbh021 1 2 s0.0330.393 <0.0170.06605181 fcbh02ASf mmfy15932013821339实配钢筋 As（ mm2）2C25（直）2C22（弯）AS =17