混凝土梁板结构设计计算书

混凝土梁板结构课程设计计算书姓名：学号：专业：混凝土梁板结构设计课程计计算书目

录1设计题.................................................................................................................11.1基本条件.......................................................................................................11.2基本条件.......................................................................................................12结构布及截面寸..............................................................................................12.1结构的布置...................................................................................................12.2板的截面尺寸定.......................................................................................22.3次梁截面尺寸定.......................................................................................2板的设计算..........................................................................................................3次梁的计计算.....................................................................................................5主梁的计计算.....................................................................................................7施工图...................................................................................................................15I3333233332混凝土梁板结构设计课程计计算书单向肋梁盖设（第4组）1设计题目本设计为第4组，题目为：整体式单向板梁楼盖1.1基本件梁板结构是由梁和板组成的水平承重结构结构体系，其支承系一般由柱或墙等竖构件组成。梁板结构在工程中应用广泛，如房屋建筑中的楼盖、楼、雨篷、筏板基础等桥梁工程中的桥面结构等。图1

楼盖的构类型1.2基本件某企业多层工业厂房的楼盖，采用整体式钢筋混凝土单向板梁楼盖结构形式。其面构造层自上而下的做法为：10mm厚水磨石面层（24kN/m

20mm厚水泥砂浆找平层（23kN/m

现浇混凝土楼板（厚度自定，kN/m

）和20mm厚混合砂浆天棚灰（21kN/m

凝土采用C30级，梁中的纵向力钢筋和弯起钢筋采用HRB400，其他钢筋采用HPB300。活载组合值系数取0.7。楼面活荷载标准值为8.6kNm，建筑平面尺寸24.6m×36m，墙墙厚为300mm，中柱尺寸为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm×400mm。2结构布及截面尺寸2.1结构布置混凝土楼盖设计对于建筑隔热、隔声和建筑效果有直接的影，对于保证建筑物的载力、刚度、耐久性以及抗风、抗震性能起着十分重要的作用。单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁构成。其中，次梁的间距定板的跨度，主梁的距决定次梁的跨度，柱网尺寸决定主梁的跨度。单向板、次梁和主的常用跨度为：单向常用跨度：1.8～2.7m1𝑙/18～𝑙𝑙𝑙/18～𝑙𝑙𝑙混凝土梁板结构设计课程计计算书次梁常用跨度：～6m主梁：5～8m。根据图1所示的柱网置，选取主梁横向置次梁纵向布置的结构平面布置方法。主梁的跨度为6150mm，距为6000mm；梁的跨度为6000mm，间距为2050mm。图2楼盖结构面布置2.2板的面尺寸确板厚的确定：按跨高比要求，板厚h≥/40=2050/40=51.25mm按构造要求，工业建筑楼板的最小厚度为80mm。取板厚h=80mm。2.3次梁面尺寸确根据经验，多跨连续次梁的截面高度并且

h=h≥

/12=（6000/18）（6000/12）=333.33~500mm/25=6000/25=240mm取截面宽度取

h=450mmb=h/3~h/2=(450/3)~(450/2)mm=150~225mmb=200mm2/14～𝑙𝑙𝑙=𝑞𝛾𝑔+𝛾𝑞/14～𝑙𝑙𝑙=𝑞𝛾𝑔+𝛾𝑞=ψ𝑞𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙混凝土梁板结构设计课程计计算书2.4主梁面尺寸确根据经验，多跨连续次梁的截面高度h=

/8=（6150/14）（6150/8）=439.29~768.75mm并且取截面宽度取

h≥/15=6150/15=410mmh=700mmb=h/3~h/2=(700/3)~(700/2)mm=233.33~350mmb=300mm3板的设计算板的设计(按考虑塑性内力重分布的方法计算(1)荷载计算10mm厚水磨石面：24×0.01=0.24kN/m

220mm厚水泥砂浆平层：23×0.02=0.46kN/m

280mm厚现浇混凝楼板：25×0.08=2.00kN/m

220mm厚混合砂浆棚抹灰：21×0.02=0.42kN/m

2恒荷载标准值：gk=0.24+0.46+2+0.42=3.12kN/m

2活荷载标准值：q

k=8.6kN/m

2根据《建筑结构荷载规范GB50010-2010）的规定，荷载设计值为按可变荷载控制考虑：

=1.2×3.12+1.3×8.6=14.924kN/m按永久荷载控制考虑：

𝑞𝛾𝑔+

=1.35×3.12+0.7××8.6=12.038kN/m取q=14.924kN/m(2)计算简图取1m宽板带作为计单元，各跨的计算跨度为：中间跨：==2050-200=1850mm边跨：=+a/2=2050-100-120+120/2=1890mm≥+h/2=2050-100-120+80/2=1870mm取小值=1870mm平均跨度：𝑙=(1850+1870)/2=1860mm边跨与中间跨的跨度差（1870-1850）/1850=1.1%<10%,且的实际跨数为9跨，大于5跨，故可按5跨等跨连续板计算内力。板的计算简图如图3所示320𝑓2𝑓𝛼2=𝑠𝑠(mm)220𝑓2𝑓𝛼2=𝑠𝑠(mm)2混凝土梁板结构设计课程计计算书图3板的计算简图(3)内力计算各截面的弯矩计算见表3-1。表3-1

板的弯矩计算截面1B2、3C弯矩系数1111‒111+161‒14𝑀=𝛼𝑞𝑙𝑘𝑁/𝑚1/11×14.92×1.872=4.74-1/11×14.92×1.87=-4.741/16×14.92×1.85=3.19-1/14×14.92×1.85=-3.65(4)正截面承载力计算板的钢筋采用HPB300级，混凝土为C30,查知，

=270N/mm,

=14.3N/mm,=1.0,h

0=80－20=60mm。因中间板带的内区格四周与梁整体接，故M2、M3和Mc值可降低20%。板截面配筋计算过程见表3-2。表3-2

板截面配筋计算截面1B2、3CM(kN∙m)4.74-4.743.19(2.552)-3.65(-2.92)𝛼0.0920.0920.062(0.050)0.071(0.057)1‒2𝛼𝜉=1-0.0970.0970.064(0.051)(0.074＜0.1，取0.1)(0.058＜0.1，取0.1)As=2307.47307.47203.42(161.64)317.78(317.78)实配钢筋边板带A8@160As=314mm2A8@160As=314mm2A8@240As=209mm2A8@150As=335mm42(mm)中间板带截面1BC2、32𝑞𝛾𝑔2(mm)中间板带截面1BC2、32𝑞𝛾𝑔+𝛾𝑞=𝑞𝛾𝑔+ψ𝑞𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙混凝土梁板结构设计课程计计算书A

8@160

A

8@160

A

8@240

A

8@150As=314mm

2

As=314mm

2

As=164mm

2

As=335mm4次梁的计计算次梁的设计（按考虑塑性内力重布的方法计算）(1)荷载计算板传来的荷载：3.12×2.05=6.396kN/m次梁的自重：25××（0.45-0.08）=1.85kN/m恒荷载标准值：gk=6.396+1.850=8.246kN/m活荷载标准值：q

k=8.6×2.05=17.63kN/m根据《建筑结构荷载规范GB50010-2010）荷载的设计值为按可变荷载控制考虑：==1.2×8.246+1.3×17.63=32.81kN/m按永久荷载控制考虑：=1.35×8.246+0.7×1.3×17.63=27.18kN/m取q=32.81kN/m(2)计算简图中间跨：==6000-300=5700mm边跨：=+a/2=5820-150-120+180/2=5820mm＜1.025=5842.5mm取小值=5820mm平均跨度：𝑙=(5820+5700)/2=5760mm边跨与中间跨的跨度差（5820-5700）/5700=2.1%<10%,故按等跨连续梁计算内力。剪力计算时，跨度取净跨。如图4所示。图4次梁的计算简图(3)内力计算次梁的内力计算见表4-1和表4-2。表4-1

次梁的弯矩计算5𝑙𝑛'𝑏𝑙'𝑏𝑆'𝑏'𝑏𝑙'𝑏𝑆'''𝑙𝑛'𝑏𝑙'𝑏𝑆'𝑏'𝑏𝑙'𝑏𝑆'''𝑓'𝑓22混凝土梁板结构设计课程计计算书弯矩系数1+111‒111‒141+16𝑀=𝛼q𝑘𝑁∙m1/11×32.81×5.822=101.03-1/11×32.81×5.822=-101.03-1/14×32.81×5.702=-76.141/16×32.81×5.702=66.62表4-2

次梁的剪力计算截面A支座B支座左B支座右C支座剪力系数𝛽0.450.60.550.55𝑉=𝛽q𝑙𝑘𝑁0.45×32.81×5.73=84.60.6×32.81×5.73=112.80.55×32.81×5.7=102.860.55×32.81×5.7=102.86(4)正截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面进行正截面受弯承力计算。翼缘计算宽度，边跨及中间跨均按下面的较小值采用。边跨：

=/3=5820/3=1940mm=b+=200+1830=2030mm取较小值=1940mm中间跨：=/3=5700/3=1900mm=b+=200+1850=2050mm取较小值

𝑏

'

=1900mmℎ

支座截面按矩形截面计算。跨中及支座截面均按一排钢筋考；故取h0=410mm，缘厚度=80mm𝛼𝑓𝑏ℎℎ‒

××1900××(410-80/2)=804.23

𝑘𝑁∙

m

>99.48

𝑘𝑁∙

m故属于第一类T形截面。次梁纵向受力钢筋用HRB400（f

y=360N/mm筋采用HPB300f

yv

=270N/mm）次梁正截面承载力计算见表4-3。表4-3

次梁正截面承载力计算截面1BC2、3M(kN∙m)101.03-101.0366.62-76.146𝑓=𝑠𝑠22𝛽𝑓𝑏ℎ𝑐𝑐𝑓=𝑠𝑠22𝛽𝑓𝑏ℎ𝑐𝑐0𝐴𝐴𝐴𝜌𝑠𝑣𝑏𝑠𝐺混凝土梁板结构设计课程计计算书'b或𝑏(mm)19402001900200𝛼0.0220.2100.0150.1581‒2𝛼𝜉=1-0.0220.2390.0150.173As=(mm)692777455565实配钢筋As(mm)2C18(直)1C16(弯)(710)2C18(直)1C16(弯)(829)2C14(直)1C16(弯)(509)2C16(直)1C16(弯)(603)(5)斜截面承载力计算次梁斜截面受剪承载力如表4-4。规定，考虑塑形内力分布时，箍筋数量应增大20%，计算时将Asv/s乘以1.2；配筋率应大于或于0.36f

t

/f

yv

=0.19%,各截面均满足要求。表4-4

次梁斜截面受剪承载力计算截面A支座B支座左B支座右C支座V/kN84.6112.8102.86102.860.25(kN)0.25×1.0×14.3×200×410=293.15kN>V截面满足要求0.7ftbh0(kN)0.7×1.43×200×410=82.08kN<V按计算配箍𝑉‒0.7𝑓𝑏ℎ)𝑠=1.2(𝑓ℎ0.0270.3330.2250.225(实配箍筋𝑠)双肢A8@200（0.505）双肢A8@200（0.505）双肢A8@200（0.505）双肢A8@200（0.505）配筋率=0.25%>0.19%主梁的设计（按弹性理论计算）

5主梁的计计算考虑塑性内力重分布的构件在使用荷载作用下变形较大，应较高，裂缝较宽。因梁是楼盖的重要构件，要求有较大的强度储备，且不宜有较大的挠，因此采用弹性方法计。(1)荷载计算主梁自重实际为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷值相比很小，为简化算，将主梁自重等效为集中荷载，其作用点与次梁的位置相同。即用就近集中的方法，集中荷载作用点两边的主梁自重集中到集中荷载作用点，主梁视为仅承受中荷载的梁。次梁传来的恒荷载：8.246×6.0=49.476kN主梁自重：25×0.3×(0.7-0.08)×2.05=9.53kN恒荷载标准值：𝑘=49.476+9.53=59.01kN7𝑄𝐺𝑄𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙M=G+Q𝑄𝐺𝑄𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙M=G+Q混凝土梁板结构设计课程计计算书活荷载标准值：=17.63×6=105.78kN恒荷载设计值：G=1.2=1.2×59.01=70.81kN活荷载设计值：Q=1.3=1.3×105.78=137.51kN(2)计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在墙上，支承长度为300mm中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其各跨的计算跨度为：中间跨：=6150mm边跨：=+a/2+b/2=6150-120-200+300/2+400/2=6180mm=1.025𝑛+b/2=1.025×(6150-120-200)+400/2=6176mm取最小值6176mm平均跨度：𝑙=(6176+6150)/2=6163mm跨度差：(6176-6150)/6150=0.42%＜按等跨连续梁计算。主梁的计算简图如图5所示图5主梁的计算简图(3)内力计算1)弯矩计算𝑘𝑘

𝑙

(k值由附表1-2查取)边跨：G=70.81×6.176=437.32kN·mQ=137.51×6.176=849.26kN·m中跨：G=70.81×6.150=435.48kN·mQ=137.51×6.150=845.69kN·m支座：G=70.81×6.163=436.40kN·mQ=137.51×6.163=847.47kN·m主梁弯矩计算如表5-1所。表5-1主梁弯矩计算主梁弯矩计算项次荷载简图跨内弯矩支座弯矩项次荷载简图𝑘𝑀𝑘𝑀𝑘𝑀𝑘𝑀𝑘𝑀𝑘𝑀𝑘𝑀eq\o\ac(○,1)0.238104.080.11148.330.11148.330.238104.08‒0.286‒124.81‒0.191‒83.35‒0.286‒124.81eq\o\ac(○,1)0.238104.080.11148.330.11148.330.238104.08‒0.286‒124.81‒0.191‒83.35‒0.286‒124.81eq\o\ac(○,2)0.286242.89-121.180.222187.74-121.18‒0.143‒121.18‒0.095‒80.51‒0.143‒121.18eq\o\ac(○,2)0.286242.89-121.180.222187.74-121.18‒0.143‒121.18‒0.095‒80.51‒0.143‒121.188+𝑀+、𝑘𝑘++242.38+𝑀+、𝑘𝑘++242.38混凝土梁板结构设计课程计计算书eq\o\ac(○,3)0.226191.930.194164.06‒0.282239.49‒0.321‒272.04‒0.048‒40.68‒0.155‒131.36eq\o\ac(○,3)0.226191.930.194164.06‒0.282239.49‒0.321‒272.04‒0.048‒40.68‒0.155‒131.36eq\o\ac(○,4)‒0.175148.000.175148.00‒‒0.095‒80.51‒0.286‒‒0.095‒80.51eq\o\ac(○,4)‒0.175148.000.175148.00‒‒0.095‒80.51‒0.286‒‒0.095‒80.51eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,)、+𝑀‒𝑀346.97-72.85236.07-16.38-245.99-163.86-245.99eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,)‒𝑀296.01212.3948.33343.57-396.85-124.03-256.17eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,)‒𝑀104.08196.33196.33104.08-205.32-325.73-205.32根据对称性可知：+𝑀=+𝑀

+𝑀=+𝑀

‒𝑀=‒𝑀

‒𝑀=‒𝑀

2)剪力计算V=G+Q(k值由附表1-2查取)剪力计算如表5-2所示。表5-2

主梁剪力计算项次荷载简图𝑘𝑉𝑘𝑉𝑘𝑉𝑘𝑉eq\o\ac(○,1)0.71450.56‒1.286‒91.061.09577.54‒0.905‒64.08eq\o\ac(○,2)0.857117.85‒1.143‒157.170.0486.600.0486.60eq\o\ac(○,3)0.67993.37‒1.321‒181.651.274175.19‒0.276‒37.95eq\o\ac(○,4)‒0.095‒13.06‒0.095‒13.060.810111.38‒1.190‒163.64eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,)𝑉𝑥168.41-248.2384.1470.68eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,)𝑉143.93-272.71252.7326.13eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,)𝑉37.50-104.12188.92-228.44主梁弯矩及剪力包络图如图6所示。9𝑙𝑆𝑙𝑆b𝑙𝑆𝑙𝑆b混凝土梁板结构设计课程计计算书图6主梁弯矩包络图和剪力包络图(4)正截面承载力计算1)确定翼缘宽度。主梁跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度取较小值。边跨：

b

=/3=6176/3=2058.7mmb

=b+=300+5700=6000mm取较小值

b

=2058.7mm中间跨：

b

=/36150/3=2050mmb

=b+=300+5700=6000mm取较小值=2050mm支座截面仍按矩形截面计算。2)判断截面类型。在主梁支座处，由于板、次梁及主梁的负矩钢筋相互交叉重叠主梁钢10𝛼𝑓'''221𝑐02kN𝑐𝑐0kN𝑡𝛼𝑓'''221𝑐02kN𝑐𝑐0kN𝑡0𝐴sb2混凝土梁板结构设计课程计计算书筋一般均在次梁钢筋下面，梁的有效高度减小。因此，进行梁支座截面承载力计时，应根据主梁负弯矩钢筋的实际位置来确定截面的有效高度h

0

。一般取值为：单排配筋时，h

0

=h-（50～60双排钢筋时，h

0

=h-(80～90)。取h

0

=640mm(跨中)，h

0

=610mm(支座)。𝑏ℎ(ℎ

‒ℎ/2)

=1.0×14.3×2058.7×80×(640-80/2)=1413.09KN·ｍ此值大于M

1

和M2，故属于第一类T截面。主梁纵向受力钢筋采用HRB400（y=360N/mm筋采用HPB300fyv=270N/mm）3)正截面承载力计算。按弹性理论计算连续梁内力时，中间的计算跨度取为支座心线的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的，实际上正截面受弯承力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，计算配筋时，应换算到截边缘。主梁正截面承力计算见表5-3表5-3主梁正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座中间跨中M(kN·ｍ)346.97-396.85236.07-72.85|𝑀|𝛼=𝛼𝑓𝑏ℎ0.1970.2490.1340.041𝜉=1‒2𝛼0.2220.2910.1340.041As=𝑦(mm2)1694.12114.81104.6323.0实配钢筋A(mm)2C25(直)2C22(弯)(A3C22(直)3C22(弯)(A2C22(直)2C22(弯)(A2C22(AS=760)(5)斜截面受剪承载力计算主梁斜截面受剪承载力计算见表5-4表5-4

主梁斜截面受剪承载力计算截面边支座AB支座(左)B支座(右)C支座(左)V(kN)168.41-272.71252.73228.440.25𝛽𝑓𝑏ℎ0.25×1.0×14.3××610=654.22kN>V截面满足要求0.7𝑓𝑏ℎ183.18>V183.18＜183.18<V183.18＜选用箍筋双肢A8@200𝑉=0.7𝑓𝑏ℎ+𝑓ℎ𝑠183.18×1000+1.25×270×101×610÷200=266.36kN𝑉‒𝑉𝐴≥0.8𝑓sin45°（mm）－42－－实配弯起钢筋－1C22(A=380)－－(6)附加横向钢筋由次梁传给主梁的全部集中荷载设计值为F=1.2×49.467+1.3×105.78=196.87Kn则主梁内支承次梁处附加横向钢筋面积为11𝑓220𝑠𝑘𝑠)𝐸𝐸𝜓52𝑓22𝑖𝑖𝜓𝑑𝑓220𝑠𝑘𝑠)𝐸𝐸𝜓52𝑓22𝑖𝑖𝜓𝑑𝑣2混凝土梁板结构设计课程计计算书𝐴=

𝐹196870=sinα360×sin45°

=773.4

mm

则一侧所需附加吊筋的截面面积为773.4/2=386.7mm,选2C16(A

S

=402mm。6裂缝和度验算6.1板的裂和挠度算恒荷载标准值：gk=3.12kN/m

2活荷载标准值：q

k

=8.6kN/m

21）由荷载标准值计板的内力，如表6-1表6-1

板的弯矩计算截面1B2、3C弯矩系数1111‒111+161‒14𝑀=𝛼𝑞𝑙𝑘𝑁/𝑚1/11×14.92×1.872=4.74-1/11×14.92×1.87=-4.741/16×14.92×1.85=3.19-1/14×14.92×1.85=-3.652）板的裂缝宽度验W

max

=2.1

𝜓

(1.9𝑐+0.08

𝑒𝑞𝑡𝑒其中，c为混凝土保层厚度，该板的保护层厚度为15mm当20≤c≤65时，取c=20mm。

为钢筋的弹性模量,查附得=2.1×10=1.1-0.65

𝑡𝑘𝑒𝑞𝑠𝑘

,=2.01N/mm,要求𝜌

𝑒

≥0.01。𝑒=𝑖𝑖𝑖,钢筋的相对黏结性系数𝑖=0.7要求0.2≤≤1.0。其他参数如表6-2计算。表6-2板的裂缝宽度验算表项次1BC2、3项次1B边板带中间板带边板带中间板带M∙m)4.74-4.74-3.65-3.65×0.83.193.19×0.8A314314335335209164deq(mm)11.43Ate=0.5bh(mm)4000012𝜎-2𝑑𝜌𝑙𝑠𝑘𝑠)𝐸𝐸𝜓52𝑓2𝜌=𝑑2𝑖𝜎-2𝑑𝜌𝑙𝑠𝑘𝑠)𝐸𝐸𝜓52𝑓2𝜌=𝑑2𝑖𝑖𝑣混凝土梁板结构设计课程计计算书𝜌𝑡𝑒=0.0078<0.010.0078<0.010.0084<0.010.0084<0.010.0052<0.010.0041<0.01𝑠𝑘=(N∙mm)289.19289.19208.73166.98292.40298.10𝜓0.7540.7540.6200.5000.7580.764𝑒𝑞1.9𝑐+0.08𝑡𝑒129.44W(mm)0.0010.2820.2390.1350.2840.289从表的结果中可以看出，最大裂缝宽度Wmax均于最大裂缝宽度限值Wlin=0.3(0.4mm),所以，板的裂缝宽度满足要求。3)板的挠度验算。𝑙／35=53.4mm,而板厚度为80mm，大于𝑙35，所以不用做挠度验算，满足要求。6.2次梁的缝宽度算恒荷载标准值：gk=8.246kN/m

2活荷载标准值：q

k

=17.63kN/m

21)由荷载标准值计算次梁的内力，如表6-3表6-3

次梁的弯矩计算截面1BC2、3弯矩系数1+111‒111‒141+16𝑀=𝛼q𝑘𝑁∙m1/11×32.81×5.822=101.03-1/11×32.81×5.822=-101.03-1/14×32.81×5.702=-76.141/16×32.81×5.702=66.622)次梁的裂缝宽度验算W

max

=2.1

𝜓

(1.9𝑐+0.08

𝑒𝑞𝑡𝑒其中，c为混凝土保层厚度，该次梁的保护层厚度为30mm当20≤c≤65时，取c=30mm。

为𝑡𝑘钢筋的弹性模量，查附表得=2.0×10，=1.1-0.65𝑒𝑞𝑠𝑘

,

𝑘

=2.01N/mm,要求

𝑒

≥0.01。

𝑖𝑖𝑖,钢筋的相对黏结特性系数=1.0。要求0.2≤𝜓≤1.0。其他参数如表6-4。