单向板肋梁楼盖设计计算书

1、2015-6-6混凝土结构课程设计目 录一、题目：钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计1二、设计资料1三、设计任务及要求2四、计算设计步骤31、楼盖结构布置简图32、板的设计3(1)荷载3(2)计算简图4(3)弯矩设计值4（4）正截面受弯承载力计算53、次梁设计6（1）荷载设计值6（2）计算简图6（3）内力计算7（4）承载力计算8（5）斜截面受剪承载力94、主梁设计9（1）荷载设计值9(2)计算简图10(3)内力设计值及包络图10（4）承载力计算13一、题目：钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计二、设计资料 某多层内框架结构房屋二层建筑平面如图1（不含楼梯间）：图1 二层建筑平面轴线尺寸： 柱截面尺寸： 楼面

2、面层： 30厚水磨石 板底粉刷： 15厚混合砂浆 钢筋混凝土楼板： 80mm厚 楼面活荷载标准值： =7.0 混凝土强度等级： C30 梁主筋级别： HRB400级, 板主筋级别：HPB300三、设计任务及要求 绘制楼盖结构施工图（选择适当比例打印在两张A2纸上） 内容包括： 1、楼盖结构布置及板的配筋图 标注墙（柱）定位轴线，次梁定位尺寸，构件编号，板的配筋，并画出板的模板图。 2、次梁配筋图 标注次梁几何尺寸、钢筋直径、根数、编号、弯起和截断点位置、梁底标高、并画出每种钢筋大样图。 3、主梁配筋图 要求同次梁。 4、主梁弯矩包络图和抵抗弯矩图 5、设计说明，如混凝土强度等级，钢筋级别，混凝

3、土保护层等 6、图标 编制设计计算书一份 1、内容 （1）楼盖结构布置简图； （2）板，次梁，主梁的荷载计算，计算简图；内力计算，配筋计算。主梁尚需画出内力包络图。 2、要求 （1）书写工整，条理清晰，装订整齐； （2）各种图形应按比例绘制； （3）板和次梁的内力按“弯矩调幅法”计算；（4） 主梁内力按“弹性法”计算。设计时间：一周四、计算设计步骤 1、楼盖结构布置简图主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置。则从图中即可得到，主梁的跨度为6.3m，次梁跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.3/3=2.1m，则6.9/2.1=3.28,由于3.28>3，所以可以当作单向板设计。按跨

4、度比条件，要求板厚h（1/30-1/40）,此处区h2100/30mm=70mm，由于此建筑是框架结构房屋，属于民用建筑楼板，由构造要求知h大于等于60mm，但是为了便于在楼内布置双向电线管，所以要求板厚h不宜小于100mm，此处取h=100mm。次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6900/186900/12=384575mm。考虑到楼面可变荷载比较大，所以取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足h=l0/15l0/10=6300/156300/10=420630mm，取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。楼盖布置平面图见配套施工图1。2、板的设计

5、(1)荷载板的永久荷载标准值30水磨石面层27×0.03=0.81kN/m280厚钢筋混凝土板0.08×25=2.0kN/m215厚混合砂浆0.015×17=0.255kN/m2小计3.065kN/m2板的可变荷载标准值7.0kN/m2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1.3.于是板的永久荷载设计值 g=3.065×1.2=3.678kN/m2可变荷载设计值 q=7.0×1.3=9.10kN/m2荷载总设计值 g+q=12.778kN/m2，近似取为g+q=12.80kN/m2(2)计算

6、简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 或（取小值，且取） ，故取中间跨 l02=ln=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，计算简图如图3所示。 (3)弯矩设计值不必考虑板的拱作用截面的折剪。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。故MA=0M1=(g+q)l012/11=12.8×1.932/11=4.34MB=-(g+q)l012/11=-12.8×1.932/11=-4

7、.34MC=-(g+q)l022/14=-12.8×1.92/14=-3.31M2=M3=(g+q)l012/16=12.8×1.92/16=2.89 （4）正截面受弯承载力计算结合工程实际知这是一类环境，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d=10mm，板厚为100mm，则截面的有效高度h0=h-c-=100-15-10/2mm=80mm；板宽b=1000mm。查询混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)可以得到：C30混凝土，1=1.0,fc=14.3N/mm2;HPB300钢筋，fy=270N/mm2。板配筋计算的过程列于表1。表1

8、板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值()4.34-4.342.89-3.31M/(1fcbh02)0.04740.04740.03160.03620.04860.04860.03210.0369计算配筋(mm2)As=bh01fc/fy205.9205.9136.0156.3实际配筋(mm2)6/818021882002516/81802188200251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=218/(1000×100)=0.218%，此值大于0.45×1.43/300=0.215%，满足最小配筋要求，负弯矩区钢筋直径为8，间距为200

9、，满足构造要求。3、次梁设计根据本框架结构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的荷载折减。（1）荷载设计值永久荷载设计值板传来的永久荷载3.678×2.1=7.72kN/m次梁自重0.2×(0.5-0.1)×25×1.2=2.4kN/m次梁粉刷0.015×0.4×2×17×1.2=0.25kN/m小计10.37kN/m可变荷载设计值q=9.10×2.1=19.11kN/m荷载重设计值g+q=29.48kN/m（2）计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm×60

10、0mm。计算跨度：边跨或（取小值，且取） ，故取中间跨l02=ln=6900-300mm=6600mm因为跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图4。（3）内力计算由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：MA=0M1=(g+q)l012/14=29.48×6.752/11=122.11MB=-(g+q)l012/11=-29.48×6.752/11=-122.11MC=-(g+q)l022/14=-29.48×6.62/14=-91.72M2=M3=(g+q)l012/16=29.48×6.62/16=80.2

11、6剪力设计值：VA=0.45(g+q)ln1=0.45×29.48×6.75=89.55kNVBl=0.55(g+q)ln1=0.55×29.48×6.75=109.44kNVBr=Vc=0.55(g+q)ln2=0.55×29.48×6.6=107.01kN（4）承载力计算1) 正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，由上册表3.7可知，翼缘宽度取=l/3=6300/3=2100mm、=b+sn=200+1900=2100mm、=b+12=200+12×100=1400mm三者取最小，故取=1400mm

12、。纵向钢筋均布置一排。环境类别为一类，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=20mm。假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋h0=500-20-10-20/2=460mm。查询混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)可以得到：C30混凝土，1=1.0,fc=14.3N/mm2;HRB400钢筋，fy=360N/mm2，fyv=360N/mm2。板配筋计算的过程列于表2。经判别知跨内截面均属于第一类T型截面。表2 次梁正截面配筋计算截面1B2C弯矩设计值()122.11-122.1180.26-91.72M/(1fcbh02)或M/(1fch02)0.02880.2020

13、.01890.1520.02930.2280.01910.166计算配筋(mm2)As=bh01fc/fy或As=h01fc/fy748.3833.2488.6606.6实际配筋(mm2)320984320984220628220628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)=628/（200×500）=0.628%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。（5）斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：hw=h

14、0-=460-100=360mm，因hw/b=360/200=1.84，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0=0.25×1×14.3×200×460N=328.9kNVmax=109.44kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由Vcs=0.7ftbh0+fyvh0Asv/s，可得到箍筋间距s=由于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%，或估计间距减小20%。现调整箍筋间距：。截面高度在300mm-500mm的梁，最大箍筋间距为200mm。最后取箍筋间距为s=200mm。为方便施工，沿梁长不变

15、。验算配筋率下限值：弯矩条幅时要求的配筋率下限为：0.3ft/fyv=0.3×1.43/360=0.119%，实际配筋率sv=Asv/(bs)=57/(200×200）=0.14%0.119%，满足要求。4、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。次梁传来的永久荷载 10.37×6.9=71.55kN主梁自重(含粉刷)：(0.6-0.1)×0.3×2.1×25+2×(0.6-0.1)×2.1×0.015×17×1.2=10.09kN永久荷载设计

16、值 G=71.55+10.09=81.64kN可变荷载设计值 Q=19.11×6.9=131.86kN (2)计算简图因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离。边跨：或（取小值，且取） ，故取 中跨：主梁的计算简图见图5，可利用附表6-2计算内力。(3)内力设计值及包络图1)弯矩设计值弯矩 M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2由附表6-2相应栏内查得。M1，max=0.244×81.64×6.1+0.289×131.86×6.1=353.97MB，max=-0

17、.267×81.64×6.3-0.311×131.86×6.3=-395.68M2，max=0.067×81.64×6.3+0.200×131.86×6.3=200.60 2) 剪力设计值剪力 V=k3G+k4Q式中系数k3、k4按附表6-2相应栏查得。V1，max=0.733×81.64+0.866×131.86=174.03kNVBl，max=-1.267×81.64-1.311×131.86=-276.31kNVBr，max=1.0×81.64+1.222&#

18、215;131.86=242.77kN3) 弯矩包络图第1、3跨有可变荷载，第二跨没有可变荷载由附表6-2知，支座B或C的弯矩值为：MB=MC=-0.267×81.64×6.3-0.133×131.86×6.3=-247.82在第1跨内：以支座弯矩MA=0，MB=-247.82的连线为基线，作G=81.64kN，Q=131.86kN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的弯矩值分别为： (与前面计算的M1max=353.97接近) 在第2跨内:以支座弯矩MB=-247.82，MC=-247.82的连线为基线，作G=81.64kN，Q=0

19、的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值:第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内:在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-395.68的连线为基线，作G=81.64kN，Q=131.861kN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: 在第2跨内:MC=-0.267×81.64×6.3-0.089×131.86×6.3=-211.26。以支座弯矩MB=-395.68，MC=-211.26的连线为基线，作G=81.64kN，Q=131.86kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2集中荷载作用点处弯矩值分别为：第2跨有

20、可变荷载，第1、3跨没有可变荷载MB=MC=-0.267×81.64×6.3-0.133×131.86×6.3=-247.81第2跨两集中荷载作用点的弯矩为： 第1跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为： 弯矩包络图如图6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，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按l/3=6.3/3=2.1m和b+sn=6.2m中较小值确定，取=2.1m。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、主梁上部钢筋的交叉重叠，界面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护

21、层厚度15mm、板上部纵筋8mm、次梁上部纵筋直径20mm。假定主梁上部纵筋直径25mm，则一排钢筋时，h0=600-15-8-20-25/2=545mm，二排钢筋时h0=545-25=520mm，梁下部受拉时，则可h0=600-40=560mm。支座截面B处布置双排纵向受力筋，其他截面纵向受力钢筋均为1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-V0b/2=-395.68+213.5×0.4/2=-352.98。正截面受弯承载力的计算过程列于表3。表3 主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值()351.51-352.98200.54-76.38M/(1fcbh02)或M/(1fch02)0.03730.3410.02130.05990.9810.7820.9890.969计算配筋(mm2)As=M/（sfyh0）1777.372702.911005.81401.75实际配筋(mm2)4251964625