《混凝土结构课程设计》

1、10 土木工程（专升本）混凝土结构课程设计计算书现浇单向板肋形楼盖设计姓 名：学 号：完成日期：混凝土结构课程设计现浇单向板肋形楼盖设计一、设计资料1）楼面构造层做法:某多层工业建筑物平面如下图所示：采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。5 :aXMM,«JW*KC魂：,srr n11Ei111! 11ij11,1 fl1f蓼3 圭l 口 hrrq1tlr i rr11gJimCXB3NC窜SK31皿L%r.彳J；r>EI.水泥砂浆地面（0.65KN/ m2）钢筋混凝土现浇板（25kN/m 2）;2、20mm厚石灰砂浆抹底（17kN/m ）；22）可变荷载：Pk=6.0 kN/m3

2、）永久荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数为1.4 （当楼面可变荷载标准值 4kN/m2时, 取 1.3）;4）材料选用：混凝土：采用 C25;钢筋：梁纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余采用 HPB235级钢筋；5）本建筑物位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别为一类。二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.3m,次梁跨度为6.6m,主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为 2.1m ,l o2/lo1=6.6/2.1=3.14,因此安单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h>2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板，要求h>80mm

3、,取板厚h=100mm。次梁截面高度应满足 h=lo/1810/12=6600/186600/12=366550mm 。考虑到楼面活荷载比 较大，取 h=500mm。截面宽度取为 b=200mm。框架梁截面高度应满足h=10/1510/10=6600/156600/10=440660mm ,取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。楼盖结构平面布置图如下图所示：13A56133卜，一6JJI'三、板的设计1)荷载板的恒荷载标准值：水泥砂浆地面(0.65KN/ m2)钢筋混凝土现浇板：20mm厚石灰砂浆抹底：小计：2=0.65kN/m20.1*25=2.5kN/m0.020*17=0

4、.34kN/m 23.49 kN/m2 取 3.5 kN/m 2板的活荷载标准值：永久荷载分项系数为所以取1.3。于是板的恒荷载设计值： 活荷载设计值： 荷载总设计值：60.0kN/m21.2,可变荷载分项系数为1.4,因当楼面可变荷载标准值4kN/m2,g=1.2*3.5=4.2kN/mq=1.4*6.0=8.4kN/mg+q=4.2+8.4=12.6kN/m 21）计算简图次梁截面为200*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。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<

5、1.0251n=1950mm ,取 lo=1950mm中间跨：M=1 n=2100-200=1900mm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，计算简图如下图所示：2）弯矩设计值查表得，板的弯矩系数am分别为：边跨中：1/11,离端第二支座：-1/11,中跨中：1/16,中间支座：1/14。故M 1=-M b=（g+q）1 012/11=12.6*1.95 2/11=4.36kN.mMc=-（g+q）1 012/14=12.6*1.9 2/14=3.25kN.mM 2=（g+q）l 012/16=12.6*1.9 2/16=2.85kN.m3）正截面受弯承载力计算2

6、板厚 100mm, h0=100-20=80mm ;板范 b=1000mm。C25 混僦土，a 1=1.0, fc=11.9N/mm ,fy=210N/mm2 ;板配筋计算的过程如下表：板的配筋计算表截回1B2C弯矩设计值（kN.m）4.36-4.362.853.252民 s=M/a1fcbh 00.0650.0650.030.034E=1-（1-2 aS） 1/20.0670.0670.030.035轴线计算配筋（mm2304304136159心AS= E bh0fc/fy实际配筋（mm24 8150（）8150（）8180（）8180As=335As=335As=279As=279轴线计算

7、配筋（mm23043040.8*136=0.8*305=AS= E bh0fc/fy109127实际配筋（mm2（）8150（）8150（）8180（）8180As=335As=335As=279As=279计算结果表明，E均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则；As/bh=279/（1000*80）=0.34% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/210）=0.30% 大，同时大于 0.2%,符 合要求。四、次梁设计按考虑内力重分布设计。 根据本车间楼盖的实际使用情况， 楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1)荷载设计值恒荷载设计值：板传来恒荷载：4.2*2

8、.1=8.82kN/m次梁自重：0.2* (0.5-0.1) *25*1.2=2.4kN/m次梁粉刷：0.02* (0.5-0.1 ) *2*17*1.2=0.32kN/m小计：11.6kN/m活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m荷载总设计值：g+q=29.3kN/m2)计算简图次梁在砖墙上的支承长度为270mm。主梁截面为250*650mm。计算跨度：边跨：l=l 0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.0251n=6508mm ,取 10=6475mm 中间跨：1o=1 n=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%,可按等

9、跨连续梁计算，次梁计算简图如下图所示：93)内力计算弯矩设计值：Mi=-M b=(g+q)l 02/11=29.3*6.475 2/11=111.68kN.m 2Mc=-(g+q)l n2/14=29.3*6.350 2/14=85.05kN.m 2M2=(g+q)l 012/16=29.3*6.350 2/16=73.85kN.m 2剪力设计值：VA=0.45*(g+q)l 01 =0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l 01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102

10、.33kN.mVC=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4)承载力计算正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b'f=l/3=6600/3=2200mm ,又b'f=b+sn=300+2000=2200mm ,故b'f=2200mm。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， “1=1.0, fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2 ,纵向钢筋采用 HRB400 钢，fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/m2。经判别跨内截面均属于第一类T形截

11、面。次梁截而受弯承载力计算1B弯矩设计值(kN.m)111.68-111.682C73.8585.05a S=M/ a 1fcbh02 或0.01220.01220.0080.009a S=M/ a 1fcb'fh02E =1-(1-2 a s)1/20.0120.0120.0080.009As = E b'fh0fc/fy529529353397As= E bh0fc/fy选配配筋（mm23（f）183（f）183（f）163（f）16As=763As=763As=603As=603计算结果表明，E均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则；AJbh=762/（200*500）

12、=0.762% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/360）=0.1787% 大，同时大于 0.2%, 满足要求。2）斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm , hw/b=365/200=1.8<4 ,截面尺寸按下式验 算：0.25 3 cfcbho=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>V max=115.06kN。故截面尺寸满足要求。0.7ftbhO=0.7*1.27*200*465=82.7kN>V A=73.34kN。仅需按造配置箍筋，选配

13、（I）8200 osv=2*50.24/ （250*150） =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%,满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载：次梁传来恒荷载：11.6*6.6=76.6kN主梁自重：0.3* （0.60-0.1） *25*1.2*6.3=28.35kN主梁粉刷：0.02* （0.6-0.1） *2*17*1.2*6.3=2.142kN取 106.55kN活荷载：17.64*6.6=116.45kN取 152.0kN2、计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370m

14、m中间支承在400*400mm的混凝土柱子上，其计算跨度边跨：ln=6300-120-200=5980mm ,因 1.0251n=150mm<a/2=185mm ,取1oi=1.0251 n+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm中间跨：1o=6000mm主梁的计算简图如下图：3、内力设计值及包络图A)弯矩设计值弯矩M=k iGl o+kzQl0公式中系数ki, k2查表得Mi, max =0.244* 106.55 *6.3+0.289* 155*6.3=446kN.mMb，max =-0.267*106.55 *6.3-0.311*155*6.3= -483kN.mM

15、2, max =0.067* 106.55 *6 +0.200*155*6=229kN.mB)剪力设计值男力V=k3G+k4Q公式中系数k3 , k4查表得Va，max =0.733*106.55 +0.822*155=210kNVbl，max =-1.267* 106.55 -1.311*155= -338kNVbr, max =1.0* 106.55 +1.222*155=296kNC)弯矩、剪力包络图第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载由附表19知，支座B或C的弯矩值为Mb=Mc=-0.267* 106.55 *6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m在第1跨内以支座弯矩

16、 Ma=0, MB=-287kN.m的连线为基线，作G=86kN , Q=152kN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：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(与前面计算的 Mmax=431kN.m 相近。)1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kN.m在第2跨内以支座弯矩 MB=Mc=-287kN.m的连接为基线，作 G=86kN , Q=152kN的简 支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：1/3Gl0+MB=1/3*86*6.6-287=

17、-97.8kN.m第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩 Ma=0, MB=-287kN.m的连线为基线，作 G=86kN , Q=152kN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：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m在第 2 跨内以支座弯矩 Mc=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m。以支座弯矩MB=-287kN.m,M c=-

18、242.3kN.m的连接为基线， 作G=86kN , Q=152kN的简支弯矩图， 得第1 个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：1/3(G+Q)l 0+Mc+2/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m1/3(G+Q)l 0+Mc+1/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kN.m 第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载MB=Mc=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m,第 2 跨两集中荷

19、载作用点处的弯矩：1/3(G+Q)l 0+M B=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：1/3G10+1/3M B=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m1/3G10+2/3M B=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m弯矩包络图如图：剪力包络图：第1跨Va，max =0.733*86+0.822*152=187.9kN ;过第 1 个集中荷载后为：187.9-86-152= -50kN ; 过第2个集中荷载后为：-44.1-86-119=-249.1kN 。Vbl，max =-1

20、.267*86-1.311*152=-308.3kN ;过第 1 个集中荷载后为：-308.3+86+152=-70.3kN ; 过第2个集中荷载后为：-70.3+86+152=167.7kN。第2跨Vbr，max =1.0*86+1.222*152=271.7kN ;过第 1 个集中荷载后为： 271.7-86=185.7kN ;当 活荷载仅取作用在第 2跨时，Vbr =1.0*86+1.0*152=238kN ;过第1个集中荷载后为： 238-86-152=0kN ,剪力包络图如图所示：4、承载力计算1）正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因 b'f/h0=100/615=0.16

21、>0.1 ,翼缘计算宽度按l/3=6.9/3=2.3m和 b+sn=6. m中较小值确定，取 b'f=2.3m。B支座边的弯矩设计值 MB=MBmax-Vob/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN 。纵向受力给你钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程如下表所示：主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值(kN.m)367.7-398.2193.4-68.4a S=M/ a 1fcbh02 或0.0360.0420.0190.007a S=M/ a 1fcb'fh02T S=1-(1-2 a s)1/2/20.980.980.990.996AS=M/ 丫 sh0fy16951913882310选配配筋(mm24(|)257小203(|)202小20As=1963As=2200As=942As=628计算结果表明，E均小于0.518,满足要求；取中间跨跨中截面验算，其承载负弯矩时 的最小配筋率， AS、bh=628/ (250*650) =0.39%,此值比 0.45ft/fy=0.