筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

1、北京交通大学海滨学院土木系一、钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书、设计题目设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5* L y ,横向尺寸3* Lx;楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）（采用现浇钢筋混凝土单向 板肋梁楼盖）图1楼面平面示意、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）、结构平面布置图（1: 200）（2）、板的配筋图（1: 50）（3）、次梁的配筋图（1: 50; 1: 25）（4）、主梁的配筋图（1

2、: 40; 1: 20）及弯矩M剪力V的包络图（5）、钢筋明细表及图纸说明、设计资料1、Ly和Lx尺寸（见设计分组表）楼盖平面轴线尺寸示意图如图2所示.图2楼面平面轴线尺寸2、生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中纵墙厚 370mm横墙厚度240mm采用 MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为 350m由 350mm3、荷载(1)、楼面活荷载，单位为6kN/m22(2)、楼面面层：水磨石地面 0.65kN/m3(3)、楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值25kN/m3(4)、平顶粉刷：0.25kN/m24、材料(1)、混凝土：板C25梁C30(2)、钢筋：主梁及次梁受力筋

3、用 HRB40板钢筋，梁箍筋及板内构造筋采用 HRB400 级钢筋。(3)、环境类别:一类。21二、现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书1 .设计资料(1)楼面做法：水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；平顶粉刷。(2)材料：混凝土强度等级 C3Q梁钢筋采用HRB40(m钢筋，板采用HRB40(M钢筋。2 .楼盖的结构平面布置250 5120120 m11rrt /1 -1 . -I- A,h vwyvwvi1 -J 1 -1 -1-u I-I-. i-i-i-i -I-J 1 广3 1120r*r1Illi,馋.Illi «BbHEE-91111iiiiiiii,IIiiiiiiii

4、,»E q1 1111 111iiiiiiiiiii.单FF1Illi IlliM：aIttl1111250)r、66006600，6600j660066600r9*30000i* r60 00主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 6/3=2m, I。2/1"6/2=3,因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚，对工业建筑的楼盖板，要求h 70mm ,取板厚h 80mm (注：在民建筑中，楼板内往往要双向布设电线管，故板 厚常不宜小于100mm)次梁截面高度应满足。考虑到楼面可变荷载比较大，取 h=500

5、。截面宽度取为b=200mm主梁截面高度应满足，取h=600mm截面宽度取b=250mm楼盖结构平面布置图3B43B5215B63L2次梁L1L1 5B31207-25020202100)0“6000 00L23B5L220002000200020006000BBo o6 6o oI o 26o o66o o666600o o6 633000180003 .板的设计(1)荷载板的永久荷载标准值水磨石地面0.65kN / m280mnffi筋混凝土板平顶粉刷0.25kN / m2小计板的可变荷载标准值永久荷载分项系数取1.2;因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/m2 ,所以可变荷载分项 系数应取

6、1.3。于是板的恒荷载设计值：g 2.90 1.2 3.48kN. m2活荷载设计值：q 6 1.3 7.8kN/m2荷载总设计值； g q 11.28kN/m2 ,近似取为g q 11.0kN/m2。(2)计算简图1780200018002000板的实际结构图按塑性内力重分布设计。次梁截面为200mm 500mm ,板的计算跨度：边跨h80l01 1n (2000 120 200/2) 一 1820mm,中间跨 l02 ln 2000 200 1800mm 22因跨度相差小于10%可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下图1-5所示：g q 11.0kN/mA_1820 B

7、_1800 C_1800_/C 1800_JB 1820 4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。由表 11-1可查得，板的弯矩系数m分别为：边支座0;边跨中1/11 ;离端第二支座-1/11 ;中跨中1/16;中间支座-1/14。弯矩设计值计 算过程列于表1-1截面位置1边跨跨中B 离端第二支座2中间跨跨中C 中间支座弯矩系数M111111116114计算长度l0(m)l0 1.820l0 1.820l0 1.800l0 1.800/、,2MM (g q) Io(kN m)3.31-3.312.23-2.55弯矩设计值计算表1-1(4)正截面受弯承载力计算环境类别为一类，

8、C25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 9 80 15翌 60 mm;板宽b=1000mm 22C25 混凝土，i 1.0, fc 11.9N/mm2； HRB400ffi筋，fy 360N/mm2。板配筋计算的过程列于表1-2板的配筋计算表1-2截面1B2C弯矩设计值(kN m)3.31-3.312.23-2.55s m/ 1 fcbh020.07730.07730.05210.05951 J12sb 0.5500.0810.0810.0540.061A bh Jjfy160.65160.65107.1120.98实际配

9、筋(mm2)/ 6160A 177业 6160A 177 s酗 5160A 123曲 5160A 123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的原则；AS/bh 177/(1000 80) 0.22%,止匕值大于 0.45 ft / fy 0.45 1.27/360 0.16%,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。(5)板的配筋图绘制确定各种构造钢筋分布筋选用。小5160嵌入墙内的板面附加钢筋选用小6160 a=l0/7=285mm取300mm垂直于主梁的板面附加钢筋选用小6160 a=l 0/4=500mm板角构造钢筋：选用小6160双向配置板四角的上部。a=l 0

10、/4=500mm板的配筋图如图所示DOWB3“an.口n.2Bl.=3d文向板的配筋图1:504 .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荷载 折减。荷载设计值(1)永久荷载设计值板传来永久荷载：3.48kN/m2 2.0m 6.96kN m次梁自重：0.2 (0.5 0.08) 25 1.2 2.52kN m次梁粉刷:小计0.02 (0.5 0.08) 2 17 1.2 0.34kN/m g 9.82kNm活荷载设计值:q 7.8 2.0 15.6 kN m荷载总设计值:g q 25.42kN/m,取荷载 254kN(2)计算简图63506600按塑

11、性内力重分布设计。主梁截面 250mm 600mm。计算跨度：边跨 l01 1n a (6600 120 250/2) 240 6475mm 22中间跨 102 1n 6600 250 6350mm因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见下图。q + g = 25.42kN/mA_6475 耳_6350 _6350_1C 6350_B 6475 A(3)内力计算次梁的弯矩设计值的计算表1-31边跨跨中B离端第一支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算度10 (城l01 6.475l01 6.475l02 6.350l02 6.350，、,2

12、MM (q g)ln(kN m)25.4 6.4752 1196.81225.4 6.4752 1196.81一225.4 6.3502 1664.01225.4 6.3502 1473.15次梁的剪力设计值的计算表1-4A边支座B （左） 离端第一支座B （右） 离端第一支座C 中间支座剪力系数0.450.600.550.55净跨度1n（m）6.3556.3556.3506.350v(q g)in(kN)78.996.8588.7188.71（4）承载力计算正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：, ,.10. Cbf min , b Sn3

13、106350八min -2117mnib Sn 200 2400 200 2400mm33所以取bf 2117mmC30混凝土，1 1.0, fc 14.3N/mm2, ft 1.43N/mm2；22纵向钢筋采用 HRB40Ca, fy 360N/mm , fyv 360N/mm ；有效高度h0500 40460 mm判别跨中截面属于哪一类 T形截面fbfhf h0 hf /21.0 14.3 2117 80 460 80/2 1017kN m M1 M2c0跨中截面属于第一类 T形截面支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程见表1-5次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kN

14、 m）96.81-96.8164.01-73.15C M / /cbh2 或 sI cM / ft b' h02 s1 c f0.0150.160.0100.1211 J12s b 0.5180.0150.1750.0100.129A bh Jc/fy 或A b'fhc 1fc/fy580.23639.53386.82471.42选配钢筋/2、(mm )3116As =6036J112As =6785JL10As =3936H10As =471计算结果表明，支座截面的 均小于0.518,符合塑性内力重分布的原则As/bh 393/(200 500) 0.39% ,此值大于 0.

15、45ft / fy 0.45 1.43/360 0.18%,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。斜截面受剪承载力斜截面受弯承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍筋率验算。验算截面尺寸：hw h0 h； 460 80 380mm,因 hw/b 380/200 1.9 4,截面尺寸按下列3验算：0.25 c fcbh00.25 1 14.3 200 460 328.9 10Vmax 96.85kN ,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用且6双肢箍，计算支座B左侧截面。由Vcs 0.7 ftbh0 fyv&h。，可得到箍筋间距 sfyvAKVbi0.7ftbh0360 56.

16、6 46096.85 103 0.7 1.43 200 4601970mm2调幅后受剪力承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加 20%£箍筋间距减小20%现调整箍筋问 距，s 0.8 370 296mm,截面高度在300500mm勺梁，最大箍筋间距200mmR后取箍 筋间距s 200mm o为方便施工，沿梁长不变。验算配筋率下限值：弯矩调幅要求的配筋率下限值为：0.3ft / fyv 0.12%实际配筋率sv Asv/bs 56.6/200 200 0.14% 0.12% ,满足要求。因各个支座处的剪力相差不大，为方便施工，沿梁长不变，取双肢 I中6100施工图的绘制嫂的林辅

17、图1:25伸入墙支座时，梁顶面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：fy360仃11a d 0.1412 422.93mm,取450mmft1.43伸入墙支座是，梁底面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：1 12d 12 16 192,取 200mm 纵向钢筋的截断点距支座的距离：1 % 20d 63555 20 18 1627mm，取1650mm 5.主梁的设计梁底面纵向钢筋伸入中间支座的长度应满足1 12d 12 10 120mm(1)荷载设计值。(为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载)次梁传来的恒载：9.82 6.6 64.812kN ；主梁自重(含粉刷)：(0.6-0.08) 0.3 2.0 25

18、 1.2 10.26kN恒载.G 64.812 10.26 75.072kN,取75.1 kN许会 Q 15.6 6.6 102.96kN,取 103kN沽载：'(2)计算简图A2000.2000.2000, 2000*5705户斗56506000,6000主梁的实际结构图主梁的实际结构如图1-10所示，由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长度为间支承在350 mm 350mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨 101 6000 175 120 5705mm因为 0.0251nl 143mm a2 185mma 370mm ,中Q= 103 kNG= 75.1 kN,.202

19、2,r2000 . 20002000.2000 甘 2000 / 2000.* 2000 /2022)所以边跨取 101 1.0251n1 b. 2 1.025 5705 350/2 6022mm 中跨 1 6000 mm6022/6000 丁 6022主梁的计算简图(3)内力设计值计算及包络图绘制项 次荷载简图MMBM眺弯矩图示意图 恒 载即 g*g*UQ 1 aj 2 & a 4A B C D109.95-120.3130.39-120.31M hn tlH HH 力！6022 - 60003因为跨度相差一 3.067 106000弯矩值计算：表1-610% ,按等跨连续梁计算。

20、活载1+qQ3十 J 、编 A BC D178.60-82.194-96.81-82.1941rl,3H HUHU，阳时I胪S-I3IM D 活 载.Q J*.41JKJ!ABC D-32.27-82.19123.6-82.19M It11印尸一 w口剌 ,v * 活 载jl； +Q耳J 1 IA B C D142.70-192.20105.06-55.00立HW MiJimmHi 活载oiMI务 J J 4A B C D-32.27-55.02105.06-192.20工J 1一 E *'甘>id中 w组合项次Mnin(kN ' m)+D+D+D+D78.1-313.3

21、1-66.42-313.31组合项次Mmax(kN ' m)+D+D+D+D288.54-181.61153.99-181.61弯矩包络图：1）第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载 支座B或C的弯矩值为MB MC 0.267 75.1 6.00.133 103 6.0202.50kN m。在第1跨内以支座弯矩M A0, MB 202.50kN m 的连线为基线，作G 75.1kN ,为:103kN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1 - -(G Q)l0 3运 1 178.1336.0202.50288.7kN m3（与前面计算的M1,max288.54

22、kNm相近）;1 - (G Q)l03178.1 6.02 202.50221.2kN m。3在第2跨内以支座弯矩MB 202.50kN m, MC 202.50kN m 的连线为基线，作75.1kN, Q 0kN的简支梁弯矩图，得第集中荷载作用点处弯矩值为:1 一-Gl ° MB3175.1 6.0 202.5052.3kN m。32）第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载在第1跨内以支座弯矩Ma 0 , Mb 313.308kN m的连线为基线，作G 75.1kN ,Q 103kN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：1 -(G Q)l031(G Q

23、)lo3Mb2MB1313.308-178.1 6.02 253.0kN m;331178.1 6.02 32 313.308148.52kN m。在第2跨内，MC0.267 75.1 6.0 0.089 103 6.0175.31kN m。以支座弯矩Mb313.308kN m, MC 175.31kN m 的连线为基线，作 G 75.1kN , Q 103kN 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:12(G Q)l° MC -(Mb MC)3312178.1 6.0 175.31 -( 313.308 175.31) 91.86kN m331 1(

24、G Q)1o MC -(Mb MC)331 1178.1 6.02 175.31 -( 313.308 175.31) 137.86kN m333)第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载MB MC 0.267 75.1 6.0 0.133 103 6.0202.50kN m。B C第2跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值为：11一(G Q)1o M b 178.1 6.0 202.5 153.7kN m33(与前面计算的M 2, max 153.99kN m相近)。第1、3跨两集中荷载作用的处的弯矩设计值分别为:1 GIo31Gl0 3Mb32MB31202.5一 75.1 6.02 83.20kN

25、 m;3312 202.575.1 6.02 15.70kN m33剪力设计值:剪力Vk3G k4Q式中系数卜寸k4由附录6-2相应栏内查得项次荷载简图VAVBlVBr剪力图T I c 丁55.05-95.15(-75.1 )75.1(95.15)1h B T I89.20-116.80(0)0 (-116.80 )磔70.97-116.49(-80.13 )125.87(9.167)4 r c uw磔Q间 Q| IQ"山'XA B c D-9.17-19.17(-125.9 )on a80.l3v (11641组合项次(kN)+144.25-211.95(-75.1 )X+

26、126.02-211.64(-155.23)""Ip032)HH.0+45.88-104.32(-201.0 )H523 ._Bl64)1主梁的剪力计算表1-7剪力包络图：1)第1跨VA max 144.25kN , a, max7过第1个集中荷载后为144.25 75.133.85kN个集中荷载后为 33.8575.1 103211.95kN。VBl,max211.95kN,过第1个集中荷载后为211.95 75.133.85kN2 个集中荷载后为 33.85 75.1 103144.25kN。2)第2跨VBr,max 201kN ,过第 1 个集中荷载后为 201 75

27、.1 125.9kN ;当活荷载仅作用在第2跨时1.0 75.1 1.0 103 178.1kN ,过第 1 个集中荷载后为 178.1 75.1 103 0。剪力包络图-303.3144.2515.7083.95148.52253.0221.2288.7211.95201178.1189*1:20(4)承载力计算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 I。/3 6.9/3 2.0m?口b 5 6m 中取较小确定，取 b'f 2.0m。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

28、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10mm次梁上部纵筋直径18mm假定主梁上部纵筋直径25mm则一排钢筋时，h0 600 15 10 18 25/2 545mm;二排钢筋时，h0 595 25 520mm。211.25kN m 0B 支座边的弯矩设计值 Mb M B,max V°b/2244.38 189.3 0.35/2判别跨中截面属于哪一类T形截面£bfhf h° hf /21.0 14.3 2000 80 565 80/21201.2kN m M1 M2 跨中截面属于第一类T形截面支座截面按矩形截面巾一算，正截面承

29、载力计算过程见表1-8截面1B2弯矩设计值(kN - m288.54-159.35153.99-52.3Ms1 fcb屋0.0340.1500.0180.049s (1 J1 2 s)/20.9820.9180.9910.975选配钢筋计算配筋(mm2)As -sfyhc1497.60928.14792328.20实际配筋（mmi3叔53蛆02辞2航3劭21473942782339斜截面受弯承载力验算截面尺寸：hw h0 h'f 520 80 440mm，因 hw/b 440/250 1.76 4 ,截面尺寸按下式计 算：0.25 cfcbh0 0.25 1 14.3 250 520 464.75 103 Vmax 201kN ,截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用810眼肢箍， AsvVcs 0.7 ftbh。fyv 4 h0s0.7 1.43 250 520 360 50.3 2 520,不需要配置弯起钢筋。100260.789kN Vmax 201kN验算最小配筋率：sv A 50.3 20.34% 0.24工 0.10% ,满足要求。bs 250 100f