课程设计计算书

1、东东南大学成人教育学院夜大学课程设计计算书题目： 混凝土单向板肋梁楼盖设计 课程： 工程结构设计原理 院部： 继续教育学院专业： 土木工程 班级： YS05115 学生姓名： 刘晓强 学号： 5320005115152023 设计期限： 2016. 062016. 08 指导教师： 谢鲁齐 教研室主任： 院长（主任）： 东南大学继续教育学院2016年 8月 30 日2目 录1 设计资料12 平面结构布置13 板的设计23.1 荷载计算23.2 板的计算简图23.3 板弯矩设计值33.4 板正截面受弯承载力计算43.5 绘制板施工图54 次梁设计54.1 次梁的支承情况54.2 次梁荷载计算54

2、.3 次梁计算跨度及计算简图64.4 次梁内力计算64.5 次梁正截面承载力计算74.6 次梁斜截面承载力计算85 主梁设计85.1 主梁支承情况85.2 主梁荷载计算95.3 主梁计算跨度及计算简图95.4 主梁内力计算95.5 主梁正截面受弯承载力计算115.6 主梁斜截面受剪承载力计算121 设计资料某工业车间楼盖，平面如图所示（楼梯在平面外）。墙体厚度370mm，柱子截面尺寸按400×400mm。楼面活载为6.20kN/m2。采用C30混凝土，板中钢筋一律采用HPB300级钢筋，梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB300级钢筋。楼面采用20mm厚水泥砂浆面层（2

3、0kN/m3），板底抹灰采用15mm厚石灰砂浆（17kN/m3）。厂房安全等级为一级。2 平面结构布置（1）主梁沿着纵向布置，跨度为3.60m，次梁的跨度为6.30m，主梁每跨内布置一根次梁，板的跨度为2.10m。楼盖结构布置图如下：图2.1楼盖结构布置图（2）按高跨比条件，当h1/40l=1500/40=37.50mm时，满足刚度要求，可不验算挠度。取板厚h=90mm。（3）次梁的截面高度应满足：h=(1/121/18)l0=4800/184800/12=266.7400mm，取h=350mm，则b=(1/31/2)h=350/3350/2=116.7175mm，取b=150mm。（4）主梁

4、的截面高度应满足：h=(1/121/8)l0=3000/123000/8=250375mm，因为主梁高度要大于次梁，所以取h=400mm，则b=(1/31/2)h=400/3400/2=133.3200mm，取b=200mm。3 板的设计3.1 荷载计算板的恒荷载标准值：取1m宽板带计算： 20mm厚水泥砂浆面层 0.02×20=0.40kN/m 90mm厚钢筋混凝土板 0.09×25=2.25kN/m 15mm厚板底粉刷 0.015×17=0.255kN/m 小计： =2.905kN/m板的可变荷载标准值： =6.20×1=6.20kN/m 恒荷载分项

5、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，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的永久荷载设计值： g=2.905×1.2=3.486kN/m可变荷载设计值： q=6.20×1.3=8.06kN/m设计值总值： g+q=3.486+8.06=11.546kN/m，取11.55kN/m。3.2 板的计算简图图3.1 计算跨度简图次梁截面为150mm×350mm，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。板的计算边跨：l01=ln+h/2=1500-100-120+90/2=1325mm<

6、;1.025ln=1337.6mm， 取：l01=1325mm，(a=120mm)中跨： =1500mm-150mm=1350mm 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%时，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：图3.2 板的荷载计算简图3.3 板弯矩设计值用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下：表3.1 系数取值表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

7、接-1/161/14则由可计算出、，计算结果如下表：表3.2 板的弯矩计算表截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/141/11×11.55×1.3252=1.84-1/11×11.55×1.3252=-1.841/16×11.55×1.352=1.32-1/14×11.55×1.352=-1.503.4 板正截面受弯承载力计算对于一类环境，C30混凝土，板的保护层最小厚度为20mm，由题知：，设，则，。根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：表3.3 板的配筋计算表截面1B2CM（）1.84 -1.84 1

8、.32 1.05 -1.50 1.20 （）1.0×14.3×1000×702=42.840.026 0.026 0.019 0.015 0.021 0.017 0.027 0.027 0.019 0.015 0.022 0.017 0.987 0.987 0.991 0.992 0.989 0.991 （mm2）98.9098.9070.3056.1080.4064.20选钢筋AB轴线CD轴线8200820082008200BC轴线8200820082008200实际配筋AB轴线CD轴线251mm2251mm2251mm2/251mm2/BC轴线251mm225

9、1mm2/251mm2/251mm2位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面(、)和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。3.5 绘制板施工图（1）分布筋选用8200。（2）嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。（3）垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。（4）板角构造钢筋:选用8200，双向配置板四角的上部。采用分离式配筋，详见板的配筋图。4 次梁设计4.1 次梁的支承情况 次梁的计算单元宽度为1.8m，按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。图4.1 次梁的计算跨度简图4.2 次梁

10、荷载计算 由板传来： 2.905×1.50=4.36kN/m 次梁肋自重： 0.2×(0.35-0.08)×25=1.35kN/m 次梁粉刷重 0.015×(0.35-0.08)×2×17=0.14kN/m 恒载： =5.85kN/m 活载： =6.20×1.50=9.30kN/m设计值总值：=1.2×5.85+1.3×9.30=19.11kN/m4.3 次梁计算跨度及计算简图塑性内力重分布计算时，其计算跨度：边跨：l01=ln+a/2=4800-120-200/2+240/2=4700mm>1.0

11、25ln=1.025×4580=4694.50mm 取l01=4695mm（a=240mm）中跨：4800-200=4600mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：图4.2 次梁的荷载计算简图4.4 次梁内力计算由可计算出、，计算结果如下表：表4.1 次梁弯矩计算表截面位置1B21/11-1/111/161/11×19.11×4.6952=38.29-1/11×19.11×4.6952=-38.291/16×19.11×4.602=25.27由可计算出、，计算结果如下表：表4.2 次梁剪力计算表截面位置0

12、.450.600.550.45×19.11×4.695=40.370.60×19.11×4.695=53.830.55×19.11×4.60=48.354.5 次梁正截面承载力计算（1）次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高：翼缘厚：判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。（2）支座截面按矩形截面计算，取=350-30=320mm；（3）次梁正截面承载力计算见下表：表4.3 次梁配筋计算表截 面1B2弯矩M38.29 -38.29 25.27 1.0×11.9×2100×37

13、02=2196.48×1061.0×9.6×200×4702=219.65×1061.0×11.9×2100×3702=2196.48×1060.01740.17430.0115 0.01760.19300.01160.99120.90350.9942402.4441.5264.8选用钢筋314314214实际钢筋截面面积（mm2）4614613084.6 次梁斜截面承载力计算计算内容包括：截面尺寸的复核，箍筋最小配筋率验算。（1）验算截面尺寸=320mm-90mm=230mm：因为=230/200=1.

14、15<4，截面尺寸按下式验算：=0.25×1×14.3×150×320=171.60kN>=53.83kN截面尺寸满足需求。（2）计算所需的腹筋采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由，得箍筋间距 =1.25×270×100.5×320/(53830-0.7×1.27×150×320)=972.75mm按构造配筋，配6200。（3）验算最小配筋率弯矩调幅时要求配箍率下限为0.3=0.3×1.10/270=1.22×10-3，实际配箍率，满足最小配箍率的要求。5 主梁

15、设计5.1 主梁支承情况图5.1 主梁的计算跨度简图 柱截面400×400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=240mm。5.2 主梁荷载计算为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载： 5.85×4.80=28.08kN 主梁自重： (0.40-0.09)×0.20×1.5×25=2.33kN 主梁粉刷重： 2×(0.40-0.09)×0.015×1.5×17=0.24kN恒载： Gk=30

16、.65kN活载： Qk=6.2×4.8×1.5=44.64kN恒载设计值： 1.2×30.65=36.78kN活载设计值： Q=1.4×44.64=62.50kN5.3 主梁计算跨度及计算简图主梁计算跨度：边跨：，近似取中跨：因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：图5.2 主梁的荷载计算简图5.4 主梁内力计算（1）弯矩设计值：其中，可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。（2）剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。主梁弯矩计算如下表：表5.1 主梁弯矩计算表项次荷载简图0.175-0.150.1-0.15

17、18.99 -16.28 11.03 -16.28 0.213-0.075/-0.07539.27 -13.83 /-13.83 /-0.0750.175-0.075/-13.83 32.81 -13.83 0.162-0.1750.137-0.0529.87 -32.27 25.69 -9.22 基本组合一1.2+1.373.84 -37.51 13.24 -37.51 基本组合二1.2+1.322.79 -37.51 55.90 -37.51 基本组合三1.2+1.361.61-61.48 46.63 -31.51 标准组合58.26-48.54 43.85/36.72/由此可作出下列几种

18、情况下的内力图：+；+；+图5.3 主梁弯矩包络图将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算如下表：表5.2 主梁剪力计算表项 次荷载简图0.35-0.650.512.87 -23.91 18.39 0.425-0.575026.56 -35.94 0.00 0.325-0.6750.62520.31 -42.19 39.06 基本组合：()+49.98 -83.53 72.85 同样可绘出剪力包络：图5.4 主梁剪力包络图5.5 主梁正截面受弯承载力计算（1）主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： h=400mm，h0=400-30=370mm

19、翼缘厚：判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。（2）正截面配筋计算如下表：表5.4 主梁配筋计算表截 面1B2弯矩M73.84-61.4843.85-36.72或1.0×14.30×1000×3702=1957.67×1061.0×14.30×200×3702=391.53×1061.0×14.30×1000×3702=1957.67×1061.0×14.30×200×3702=391.53×1060.0377 0.1570 0.0224 0.0938 0.0385 0.1718 0.0227