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U201315565指导教师张先进2016年9月28 日目 录一、设计资料1二、结构布置1三、板的设计21、板荷载计算2 2、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4 2、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7 2、主梁计算简图73、主梁内力计算84、主梁正截面受弯承载力计算95、主梁斜截面受剪承载力计算106、构造配筋计算10六、绘制施工图1

2、11、结构平面布置图112、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一、设计资料 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： =6.6 m； =6.0 m。 柱截面尺寸： =350mm × 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： =7 混凝土强度等级： C30 梁主筋级别： 级(HRB400) 其余钢筋级别： 级(HPB300)二、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=2.0m。2、板

3、厚度（h）根据跨高比条件，板厚hl/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（b×h）根据刚度要求，h=l/18l/12=6600/186600/12=367550mm，取h=500mm，截面宽度b=h/3h/2，取b=200mm。4、主梁截面尺寸（b×h）根据刚度要求，h=l/15l/10=6000/156000/10=400600mm，取h=600mm，截面宽度b=h/3h/2，取b=250mm。楼盖结构平面布置图如图1所示。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（GB50010-20

4、10）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 0.03m×20kN/m3=0.60kN/m280厚钢筋混凝土板 0.08m×25kN/m3=2.00kN/m215厚混合砂浆 0.015m×17kN/m3=0.26kN/m2小计 2.86kN/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= 1.2×2.86+1.3×7.0=12.53kN/m22、板计算

5、简图次梁截面为200mm×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： l01=ln1+h2=2000-120-2002+802=1820mm<l01=ln1+a2=2000-120-2002+1202=1840mm取l01=1820mm中间跨：l02=ln2=2000-200=1800mm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。图2 板计算简图3、板弯矩设计值查表可得，板弯矩系数m分别为：边跨中1/11：离端第二支座-1/11：中间跨跨中1

6、/16；中间支座-1/14。故M1=-MB=111pl012=111×12.53×1.822=3.77kN·mMC=-114pl022=-114×12.53×1.802=-2.90kN·mM2=M3=116pl022=116×12.53×1.802=2.54kN·m4、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，h0=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，1=1.0，fc=14.3N/mm2；HPB300钢筋，fy =270N/m2

7、。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）3.77-3.772.54-2.90as=M/(1fcbh02)0.07320.07320.04930.0563=1-1-2s0.07610.07610.05060.0580计算配筋（）=b/241.83241.83160.80<As,min取190.67184.31<As,min取190.67实际配筋（）8200=251.28200=251.28200=251.26/8200=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；min=(0.2%,045ftfy)ma

8、x=0.45×1.43270=0.24%所以，As,min=minbh=0.24%×1000×80=190.67mm2。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/m2×2.0m=5.72kN/m次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25kN/m=2.1kN/m次梁粉饰 0.015×（0.5-0.08）×2×17kN/m=0.2142kN/m小计

9、gk=8.0342kN/m可变荷载标准值：荷载基本组合值：p=Ggk+Qqk=1.2×8.0342+1.3×14.0=27.84kN/m2、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250mm×600mm。计算跨度：边跨：l01=ln1+a2=6600-120-2502+2402=6475mm1.025ln1=1.0256600-120-2502=6513.875mm取l01=6475mm中间跨：l02=ln2=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。图3 次梁的计算简图3、次梁内力计算由表可查

10、得次梁弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：M1=-MB=111pl012=111×27.84×6.4752=106.11kN·mMC=-114pl022=-114×27.84×6.352=-80.18kN·mM2=M3=116pl022=116×27.84×6.352=70.16kN·m剪力设计值：VA=0.45pl01=0.45×27.84×6.475=81.12kNVBl=0.60pl01=0.60×27.84×6.475=108.16kNVBr=VC=0.55pl

11、02=0.55×27.84×6.35=97.23kN4、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bf'=l3=66003=2200mm，bf'=b+sn=200+1800=2000mm，b+12hf'=200+12×80=1160mm三者取较小值，故取bf'=1160mm。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h0=500-20-10-202=46

12、0mm，二排纵向钢筋h0=460-25=435mm。纵向钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，箍筋采用HPB300级，fyv=270N/mm2。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·m106.11-106.1170.16-80.18s=M(1fcbh02)或s=M(1fcbf'h02)0.03020.19610.02000.1325=1-1-2s0.03070.2204<0.350.02020.1427<0.35As=bh01fcfy或As=bf'h01fcfy650.71761.67428.1

13、5521.49选配钢筋/mm2216+118As=656.59416As=804.25218As=508.94316As=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hw=h0-hf'=435-80=355mm，因hwb=355200=1.8<4，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0=0.25×1×14.3×200×435=311.03×103N>Vmax=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，VBl=

14、108.16kN。由截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s：s=1.0fyvAsvh0VBl-0.7ftbh0=1.0×270×50.3×2×435108160-0.7×1.43×200×435mm=560.19mm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=0.8×560.19mm=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0.3ftfyv=0.3×1.43270=

15、1.59×10-3，实际配筋率sv=Asv(bs)=2×50.3200×200=2.51×10-3，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 1.2×8.0342×6.6=63.63kN主梁自重()×0.25×2.0×25+2×(0.6-0.08)×0.015×2.0×17×1.2=8.44kN永久荷载设计值： G=63.63+8.44=72.07kN

16、可变荷载设计值： Q=1.3×14.0×6.6=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350mm×350mm的混凝土柱上。主梁的计算跨度：边跨净跨ln1=6000-3502-370=5455mm，0.025ln1=136.4mm<a/2=185mm，取边跨l01=1.025ln1+b2=5766mm。中跨：l02=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。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：M=k1Gl+k2Ql=k

17、1×72.07×l+k2×120.12×l式中，弯矩系数k1、k2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kM1kMakMBkM2kMbkMC0.244101.400.15564.41-0.267-110.950.06728.970.06728.97-0.267-110.950.289200.160.244169.00-0.133-92.12-0.133-95.86-0.133-95.86-0.133-92.12-0.044-30.47-0.089-61.64-0.133-92.120.200144.140.

18、200144.14-0.133-92.120.229158.610.12687.27-0.311-215.400.09669.190.170122.52-0.089-61.64-0.030-20.78-0.059-40.86-0.089-61.640.17122.520.09669.19-0.311-215.40内力基本组合301.56233.41-203.07-66.89-66.89-203.0770.972.7-203.07173.11173.11-203.07260.01151.58-326.3598.16151.49-172.5980.6223.55-172.59151.4998.16

19、-326.35最不利内力最小值组合Mmin(kN·m)70.972.7-326.35-66.89-66.89-326.35最大值组合Mmax(kN·m)301.56233.41-172.59173.11173.11-172.59（2）剪力设计值及包络图，根据下式计算：V=k1G+k2Q=k1×72.07+k2×120.12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kVAkVBlkVBr0.73352.83-1.267-91.311.00072.070.866104.02-1.134-136.22000

20、.68982.76-1.311-157.481.222146.79-0.089-10.69-0.089-10.690.77893.45内力组合156.85-227.5372.07135.59-248.79218.8642.14-102.00165.52最不利组合组合项次Vmax(kN)156.85-248.79218.864、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l0/3=6000/3=2000mm和b+sn=250+6350=6600mm中较小值确定，取bf'=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

21、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22mm，则一排钢筋时，h0=600-15-8-16-22/2=550mm；二排钢筋时，h0=550-25=525mm。纵向受力钢筋除B支座截面为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MB=MBmax-V0b2=-326.35+192.19×0.352=-292.72kN·m。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

22、/(kN·m)301.56-292.72173.11-66.89s=M(1fcbh02)或s=M(1fcbf'h02)0.0340.2970.0190.060s=(1+1-2s)/20.9830.8190.9900.969As=M/(sfyh0)1521.71888.2867.4342.4选配钢筋（mm2）420+122As=1637420+222As=2017320As=942220As=6285、主梁斜截面受剪承载力计算（1）验算截面尺寸hw=h0-hf'=525-80=445mm，hwb=445300=1.67<4，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0

23、=0.25×1×14.3×250×445=397.72×103N>Vmax=248.79kN截面尺寸满足要求。（2）计算所需腹筋采用10180双肢箍：Vcs=0.7ftbh0+1.0fyvAsvh0s=0.7×1.43×250×525+1.0×270×157×525180=255018.8N=255.02kN>Vmax=248.79kN故不需配置弯起钢筋。（3）验算最小配箍率sv=Asvbs=157250×180=0.35%>0.24ft/fyv=0.24&

24、#215;1.43270=0.13%，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Fl=63.63+120.12=183.75kN，h1=600-500=100mm，附加箍筋的布置范围s=2h1+3b=2×100+3×200=800mm。取附加箍筋10180双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数m=800/180+1=6排，次梁两侧各布置3排。由式m·nfyvAsv1=6×2×270×78.5=254340N>Fl，满足要求。因主梁的腹板高度hw=h0-hf'=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/(250×480)=0.13%>0.1%，满足要求。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1，图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用“Z”、“KL”、“L”和“B”表示