现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

1、混凝土结构题目：现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计学院（直属系）:力学与工程学院年级/专业/班:10级土木工程学生姓名: 游政学号:20103025钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目某轻工仓库为钢筋混凝土内框架结构，楼盖平面如图所示。楼层高4.5m，外设楼梯。试设计该现浇钢筋混凝土楼盖。二、设计内容1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1）、板的配筋图（1： 100）（2）、次梁的配筋图（1： 40； 1： 20）（3）、主梁的配筋图（1：

2、 40； 1： 20）及弯矩M剪力V的包络图三、设计资料2 21、楼面做法：30mn厚水磨石地面，0.65 kN/m . 15mm 厚板底抹灰，0.25 kN/m2楼面的活荷载标准值为6.5kN/m2、钢筋混凝土容重：25 kN/m33、材料选用（1）、混凝土： C15，（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB4O0板内及梁内的其它钢筋可以采用 HRB335现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书、平面结构布置:1、确定主梁的跨度为6.6m,次梁的跨度为5.1m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m。楼盖结构布置图如下：)个:?忘 Run>fiiQRlflflEinii,Rinm.Ri

3、inniSinnIIII IIriIlIIfllJJf JW*J5p_ IJj-SltaUlL JL 蓉彗涣_ _ 山口泌/ _IIillI LXII/諸=*=*= =1r=: ii B, .J.-J 'J 11一IIL =II一/III-丄一一挫：it映一一秆一步匸_可一乔一7r.rIIIIJLIIlpIIi > II|II.-1is透=asiHJ也_ J社苔!L已卫址雲望II R«r JJI 口"1 Kina5100E10D51005100154oeii-LU-II JL = = = = = =IL JI12、按高跨比条件，当-l=55mm时，满足刚度要求

4、，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求h - 80mm，取板厚h =80mm 3、次梁的截面高度应满足 h=(1|181|12)L=(333500)mm 取h = 400mm,取 b = 200mm。4、主梁的截面高度应该满足 h=(1|151|10)=(400600mr) h=600mm取b=300mm、板的设计(按塑性内力重分布计算)1、荷载计算:板的恒荷载标准值:取1m宽板带计算:水磨石面层0.65 kN/m2.80mm钢筋混凝土板0.08>25=2 kN/m15mm板底混合砂浆0.25 kN/m恒载：g=0.65+2+0.25=2.9 kN/m 2活载：q=6.0 kN/m

5、2恒荷载分项系数取1.2 ;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 4.0kN/m',以活 荷载分项系数取1.3。于是板的设计值总值：99g=2.9 xi.2=3.48kN/m ,q=6.5 xi.3=8.45kN/mg+q =3.48+7.8 =14.76kN/m2 2 '。近似取为15kN/m'2、板的计算简图：次梁截面为200mm 400mm,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，板的计算边跨：L0i=Ln+1/2h=2000-100-120+80/2=1820<1.025l n=1824.5,取 L

6、0=1820 ( a = 120mm)中跨：L 02=Ln=2000-200=1800mm板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差 不超过10%寸，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：IIAa200 020 0 020002 020板的计算简图3、内力计算：用塑性内力重分布理论计算，则有 a系数如下：表1.0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

7、-1/161/14则由M»,(g 7)1；可计算出Mi、Mb、M2、Mc，计算结果如下：9M1=1/11XI5XI.82 =4.52 kN/m9MB=(-1/11 ) X5X.82 =-4.52kN/m9M2=1/16X5X.8 =3.03 kN/m2.Mc= (-1/14 ) X15X1.8 =-3.47kN/m中间区隔单向板折减系数为0.8 : M2=0.8X3.03=2.42kN/mMc=0.8X -3.47)=-2.77 kN/mC25混凝土板的最小保护层厚度为 c=15mm板厚80mn则h° = h - a$ = 80 - 20二60mm,2Fc=19.1N/mm

8、, fy=300N|mm根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:截面1B2CM "(g +q)l；4.52-4.523.03-3.47Mas =% fcbh20.0660.0660.0440.050匕=1 _ J1 _2叫(Z < 0.518)0.0680.0680.0450.051As= Z bhoafc/fy(259.76259.76171.9194.82轴线轴线计算配筋259.76259.76171.9194.82实际配筋 8170As=296 817(As=296 6/8170As=231 6/8170As=231轴线计算配筋259.76259.76171.9 80.8=

9、136.9194.82 80.8=155.9实际配筋 8170As=296 8170As=296 6/8170As=231 6/8170As=231对轴线间的板带，其跨内截面23和支座的弯矩设计值都可以折减 20%为 了方便近似对钢筋面积乘以0.8。计算结果表明制作截面的截面Z均小于0.35，符合塑性内力从分布的原则；As|bh=231| (1000>80) =0.28%,此值大于 0.45ft|fy=0.45X1.71|300=0.25%，同时大于0.2%.满足最小配筋率的要求。三、次梁设计(按塑性内力重分布计算)：1、荷载计算：由板传来：3.488.0=6.96kN|m次梁肋自重：

10、0.28 0.4-0.08 )>25X1.2=1.92kN|m次梁粉刷重 0.0158 0.4-0.08 )X2878.2=0.196kN|m恒载：g=11,192kN|m 活载：q=7.8 8.0=15.6kN|m设计值总值:g q=11,192+15.6 =26.792kN|m2、计算简图。次梁在砖墙上的支承长度为 240mm主梁截面为300mrh650mm计算跨度：边 跨：10=In+a|2=6000-120-300|2+240|2=5850mm v 1.025 In=1.025 X5730=5873.25mm 取 10=5800mm中跨：10=1 n=6000-300=5700m

11、m。因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算，次梁计算简图如下：31.y 4650J232BCCJ/ 400* 4E0D” 4妄DO次梁的计算简图L 48503、内力计算：截面位置1B2Ca1/11-1/111/16-1/14M =a(g +q)l： (kN/m)1/11 X6.792 X-1/11 X26.792 X1/16 X26.792 X-1/14 X26.792 X25.8 =81.9325.8 =-81.9325.7 =54.4025.7 =-62.17由M=（g，q）l（2可计算出皿！、Mb、M 2、M c，计算结果如下表:截面位置ABiBrC由V二"g 7儿可计算出Va

12、、VbVBr、Vc，计算结果如下表:a0.450.600.550.55v =0(g +q)ln0.45 >26.792 X0.60 >26.792 X0.55 >26.792 X0.55 X6.792 X(kN)5.8=69.925.8=93.235.7=84.005.7=84.004、截面承载力计算：、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽bf =l|3=6000|3=2000mm,故取bf =2000mm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。C25混凝土，梁的最小保护层厚度 c=25mm 一排纵向钢筋h0=400-35=365mm二排 纵向钢筋 h0=4

13、00-60=340mmC25 混凝土，a1=1.0 , B c=1.0 , Fc=19.1N/mm, ft=1.71N|mm2，纵向钢筋采用 HRB400钢，fy=360 N|mm2，箍筋采用HRB335钢fyv=300 N|mm2，正截面承载力计算过程按T形截面计算如下:截面1B2C弯矩M(kN m)81.93-81.9354.4-62.7M +M(81.93 X106) |1 X(81.93 X06) |1 X(54.4 X106) |1 X(62.7 X106) |1 X19.1X 2000 X19.1X 200 X19.1 X 2000 X19.1 X200X3652=0.016340

14、2=0.1863652=0.0103652=0.123已£ 严氓(弍=0.350)0.0160.207 v 0.350.0110.131 v 0.35As= z bh0afc|f y或 As= bfZ619.7746.8426.03507.3h0a1f c|f y216+118 (弯)218+118 (弯)214+114 (弯)216+114 (弯)选配钢筋（mmAs=656As=763As=461As=556计算结果表明，支座截面的Z均小于0.35 ,符合塑性内力重分布的原则,As|bh=461/bh| (200>400)=0.57%,此值大于 0.45ft|fy=0.45X

15、1.71|360=0.16%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。、次梁斜截面承载力计算：斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸复核，腹筋计算，和最小配筋率验算。截面尺寸复核：hw=h0-h f=340-80=260mm,因 hw|b=260|200=1.3 v4,截面尺寸按下式验 算：0.25 B cfcbh0=0.25 >>9.1 >00X340=324.7>Vmax=93.23kN 截面尺寸满足要 求。计算所需腹筋：采用6双肢箍筋，计算B左侧截面，由 Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asv|s ，可得到箍筋间距 S= ( 1.25fyvh0Asv )|

16、3(Vbl-0.7ftbh0 )=( 1.25 >300X6.6 >340)(93.23 X0-0.7 X.71 >200X40) =609.8mm调幅后受剪承载力应力强，梁局部范围内将计算的箍筋面积加20%或减去箍筋间距的20%现调整间距：S=0.8 X09,8=487.84mm最后取S=200mm为了方便施工，沿梁 长不变。验算箍筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3ft|fyv=0.3 X1.71|300=o.17%，实际配筋率 p sv=Asv| (bs) =56.6| (200>200) =0.14%>0.17%。 满足要求。四、主梁设计(按弹

17、性理论计算)：1、荷载设计值：为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的荷载：11.192 X.0=67.15kN主梁自重： (0.60-0.08 )X).3 X.0 >25+ (0.60-0.08 )».25 >2>2.0=15kN恒载：G=67.15+15=z82.15kN,取 G=83kN活载：Q=15.6>6.0=93.6kN2、计算简图：主梁按连续梁设计，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm中间支承在350mm350mm 的混凝土柱上。其计算跨度：边跨，In=6000-175-120=5705mm 因 0.0251n=142.6mmv a|2

18、=185mm取 10=1.0251 n+b|2=1.025 X5705+350|2=6197.6mm 近似取为 I0=6040mm。中跨， I0=6000mm因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算，计算简图如下：G= 63lG/XAkN/mG* “zvC C B）664066006640主梁的计算简图3、内力计算：1）、弯矩设计值：M =k2L kzQL其中，k2可由书中表查取.2） 、剪力设计值：V =ksG +k4Q，其中，ka k4可由书中表查可知VAmax=0.73383+0.866 >93.6=141.90NVBImax=-1.267 >3-1.311 >3.6=-

19、227.87kNVBrmax=1.0>83+1.222 >93.6=197.40kN3) 、弯矩、剪力包络图：弯矩： 、第1、3跨又可变荷载，第2跨没有可变荷载，由附表6 2知，支座B或者 C 的弯矩值为：。在第 1 跨内以支座弯矩图 MA=0 MB=208.30 kN.m的连线为基线，作 G=83kN Q=93.6kN的 简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第2个集中荷载作用点的弯矩值为：(G+QI0|3+MB|3= (176.6 >6.04) |3 -208.30 |3= 接近 M1max( G+Q l 0|3+2MB|3=(176.6 X6.04 ) |3-2X208.30

20、|3= 242.71 kN.m。在第 2 跨内以支座弯矩的连线为基线，作G=83kN,Q=0勺简支梁弯矩图。 得集中荷载：Gl0|3+ MB= (83>6.0 ) |3- 208.30=-69.7 kN.m 第1、2跨又可变荷载，第3跨没有尅按荷载：第1跨内：在第1跨内以支座弯矩 的连线为基线，作 G=83kNQ=93.6k N的弯矩图得两个集中荷载作用点的弯矩为：(G+Q l0|3+MB|3= (176.6 >6.04) |3-309.67|3= (G+Q l0|3+2MB|3= (176.6 X.04 ) |3-2 >309.67|3= 第2跨内：Mc=-0.267 X

21、83 X 6.04-0.089 X 93.6 X ， 以支 座弯矩 作为基线作 G=83kN Q=93.6kN的弯矩图。(G+Q l0|3+Mc+2 ( MB-Mc |3= (172.4 X6.64) |3-176.34+(-337.61+176.34) X(G+Q l0|3+Mc+ ( MB-Mc |3= ( 172.4 X6.64 ) |3-176.34+(-337.61+176.34) 第2跨内有可变荷载：第 1、3 跨内没有可变荷载：MB=Mc=-0.26X3 >6.64-0.133 X109.4 X6.64=-208.30kN.m,第 2 跨内集中荷载作用点弯矩：(G+Q l0

22、|3+MB= (172X6.64 ) |3-208.30=172.39kN.m 接近 M2max第 1、3 跨集中荷载弯矩值：GI0|3+MB|3=(63 X5.64)|3-208.3|3=70.01kN.m;GI0|3+2MB|3=(63 X5.64)|3-2 X弯矩包络图：剪力： 第 1 跨 VAmax=140.92kN,过第 1 个集中力后为 140.92-63-109.4=-31.48kN,过第 2 个集中荷载后为-31.48-63-109.4=-203.88kN; VBImax=-223.2kN,过第 1 个集中荷载后为-223.2+63+109.4=-50.8kN;过第 2个集中荷

23、载后为-50.8+63+109.4=121.6kN。 第2跨VBrmax=196.69kN过第1个集中荷载后为196.69-63=133.69kN ;当可变荷载作用在第2跨时，VBr=1.0 >63+1.0 x109.4=172.4kN过第1个集中荷载后为172.4-63-109.4=0。剪力包络:196. 6S13?. 691 仏 92172 41 2 6斗 D-50. 8-203. 8B-223. 24、载力计算：h0=600-35=615mm：跨内按T形截面计算，因bf |h0=80|615=0.13 >0.1,翼缘宽度按l|3=6.0|3= 2.2 m 计算，b+Sn=6m

24、中较小值确定，取bf =2.2 mB支座边的弯矩设计值 MB=MBmax-V0b|2=-337.61+172.4>。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为1排。跨内截面经判别都属于第1类T 形截面。正截面受弯承载力计算过程如下：正截面配筋计算。截面1B2弯矩M(kN m)312.0-337.61173.14-69.7M卡MQpcbh2 或 apfcbf%20.0320.2810.0170.052丫 s= (1+Vas) / 20.9840.8310.9910.973As =M /"ho1432.11945.7789.13323.6选用钢筋225+125 （弯）2 25+2 25（弯）2 16+1 25（弯）2