建筑结构课程设计

建筑辂构缁程微行

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计说明书

单向板肋梁楼盖设计

1.设计资料

某多层厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其中三层楼面荷载、材料

及构造等设计资料如下：

⑴楼面活荷载标准值—7,厂房平面尺寸二—33.6mX

20.7m,空格中内容分别见表2；

(2)楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(=20kN/m3),板底及梁用15mm厚石

灰砂浆抹底(=17kN/m3)o

(3)混凝土强度等级采用C20,钢筋采用HPB235；

2.结构方案的选择

主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.9m,次梁的跨度为8.4m,

主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m,/=8.4/2.3=3.65,因此按单

向板设计。

按跨高比条件，要求板厚h2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼盖板，要求

h80mm,取板厚h=80mmo

次梁截面高度应满足h=/18〜/12=8400/K〜8400/12=467〜700nm】。考虑

到楼面可变荷载比较大，取h=500mni。截面宽度取b二(1/3-1/2)X500=166-

250mm,取b=200mm

主梁截面高度应满足h=/14〜/8:6900/14〜6900/8=493〜862.5mm,取

h=800mni截面宽度为b=(1/3〜1/2)义800=267〜400mm,取b=300mm

板伸人墙内120mm，次梁伸入墙内240mm,主梁伸入墙内370mm；柱的截面尺寸

400mmX400mmo

3.板的计算

3.1荷载计算值

板的永久荷载标准值

80mm现浇钢筋混凝土板0.08X25X1.2=2.4kN/苏

20mm厚楼面水泥砂浆面层0.02X20X1.2=0.48kN/w2

15mm板底混合砂浆抹灰0.015X17X1.2=0.306kN//

g=3.19kN/w2

板的可变标准荷载值q=7kN/“2

因楼面可变荷载标准值大于4.OkN/:所以可变荷载分项系数应取

1.30于是板的

可变荷载设计值q=7Xl.3=9.lkN/〃/

荷载总设计值g+q=12.29kN/〃/

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板的实际结构图

3.2计算简图

次梁截面为200mniX500mm,现浇板在墙上的支承长度为1201nm。按塑性内力

重分布设计，板的计算跨度：

取1m宽板带作为计算单元，计算跨度为：

边跨/〃=/n+h/2=2300-l00-120+80/2=2120mm</n+a/2=2140mm

取较小着/「2120mm

中间跨lo=ln=2300-200=2100mm

边跨与中间跨的计算跨度差：二0.0095<10%

因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算

g+q=12.29KN/m

7^7)

212021002100

板的计算简图

3.3弯矩计算值

由表可查得，板的弯矩系数分别为：边跨中，"11；离端第二支座,

-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-l/14o故

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M尸一MB=（g+q）1^/11=12.29X2.122/11=5.02kN•m

2

Mc=-（g+q）/2/14=-9.69X2.1/14=-3.87kN•m

2

M3=M2=（g+q）/2/16=9.69X2.1/16=3.39kN-m

3.4正截面受弯承载力计算

对轴线②〜⑤间的板带，其跨内截面2.3和支座截面的弯矩设计值都可折

减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.

环境类别为一级，C20混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。板厚80nm1,

二80-20二60nm）；板宽b=1000nun。C20混凝土，=1.0,=9.6N/mm2；HPB235

钢筋，=21ON/o钢筋板配筋计算的过程于下表。

楼面板的配筋计算

截面1B2或3C

弯矩设计值"（kN•m）5.02-5.023.39-3.87

0.1450.1450.0980.112

0.1570.1570.1030.119

百2as

轴线

计算配筋（mm?）

①〜②、

430.6430.6282.51326.4

⑤〜⑥

AWb4囚£/&

①12@260①12@260中6@10006/8@120/

010@240

实际配筋（mm?）A=435人二4新4=283

4=327

轴线

计算配筋（mm?）

②〜⑤282.51X326.4X

430.6430.6

0.8=226.010.8=261.1

612@260中12@260e8@220（】）5@75/中

6/8@150/0

A=4354=4354=228

实际配筋（mm2）10@300

4=262

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;

/bh=228/（1000X80）=0.285%,此值大于0.45/=0.45X1.1/210=0.235%,

同时大于0.2%,满足最小配筋率。

4.次梁设计

按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主

梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。

4.1荷载设计值

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由板传来的恒载：3.19X2.3=7.337kN/

次梁自重：25X0.2X(0.5-0.08)X1.2=2.52kN/

次梁15mm抹灰:17X0.015X[(0.5-0.08)X2+0.2]X1.2=0.318kN/

g=10.18kN/勿

板的可变荷载标准值q=9.1X2.3=20.93kN//

荷载总计算值

g+q=31.11kN/HI

4.2计算简图

次梁在砖墙上的支承长度为240nlm。主梁截面为300mmX800皿n,计算跨度：边跨

+a/2=(8400-120-150)+120=8250<1,025=1.025X8130=8333.25,于是

=8250mm

中间跨1,=/„=8400-300=8100mm

g+q=31.llKN/m

HHHHHTHIHIHIIH1IH1IH«IHI^H1IHIIHIIH1IH«IH«IfIIHHHWHHHHHiHi

,A

QO

L825081008100]8100L8250L

次梁的计算简图

边跨与中间跨的计算跆度差：=0.019<10%

因跨度相差小于10乳可按等跨连续板计算

4.3内力计算

由表可分表查得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值：

M=-MB=(g+q)/j/ll=31.11X8.25711=192.49kN-m

Mc=-(g+q)/2/i4=-3i.HX8.1714=-145.79kN•m

/W,=(g+q)/;/16=3l.11XX.12/16=127.57kN•m

剪力设计值：

VA=0.45(g+q)Znl=0.45X31.11X8.13=113.82kN

VBI=0.60(g+q)/nl=0.60X31.11X8.13=151.75kN

VBT=VC=Q.55(g+q)/n2=0.55X31.11X8.1=138.6kN

4.4承载力计算

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4.4.1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，翼缘宽度取

=/3=6900/3=2300nm；又=b+=200+6900=7100。故取=2300mnio除B截

面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。

环境类别为一级，C20混凝土，梁的最小保护厚度c=30mm,一排纵向钢筋

=500-35=465nlm二排纵向钢筋=500-60=440mmo

C20混凝土，=1.0,=9.6N/,=1.1N/；纵向钢筋采用HRB335钢，

=300N/，箍筋采用HPB235钢，=210N/。正截面承载力计算过程列于下

表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。

次梁正截面受弯承载力计算

截面1B2C

弯矩设计值〃(kN-m)192.49-192.49127.57-145.79

4二M/(%£bh；)

192.49xlO6192.49x106127.57x106145.79xlO6

或1X9.6X2300X46521X9.6X200X44021x9.6x2300x46521x9.6x200x4652

=M/(a,fcbf)=0.0403=0.464=0.0267=0.351

1+Jl-2xczs

・20.9790.6340.9860.773

\=Miysfyho1409.462176.43927.461351.99

2①16十4①18/4①

选配钢筋1①20+5①22弯3中20弯1022+2025弯

14+4①16弯

(mm2)4=2215A=9414=1362

4=1420

4.4.2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：

=-=465-80=385mm,因/b=385/200=l.925<4,截面按下式验算：

0.25b=0.25X1X9.6X200X465=223.2XN>=192.49XN:截

面满足要求。

验算是否需要按计算配置箍筋

0.7b=0.7X9.6X200X465=624.96XN>=192.49XN构造配筋,

选用中6@160

ox7f11

PfL*/加=二。・17%P.=0.24X^-=0.24X—=0.125%

vsvm>min,n

S,2/200x160/vv210

采用66双支箍筋，计算支座B左侧截面。

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%或箍筋间

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距减小20%o现调整箍筋间距s=0.8X160=128mm最后取箍筋间距s=130mmo为了

方便施工，沿梁长度不变。

验算配筋率下限值：

弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3X1.1/210=0.157%o实际配筋

率二二56.6/（200义130）=0.217*>0.20%满足要求。

・主梁按弹性方法设计

5.1荷载设计值

为了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10.18X8.4=85.51kN

主梁自重（含粉刷）[（0.8-0.08）X0.3X2.3X25+0.015X（0.8-0.08）

X2X2.3X17）]X1.2=15.92kN

―永久荷载设计值G=85.51+15.92=101.43kN取G=102kN

可变荷载设计值Q=20.93X6.9=14442kN取Q=145kN

5.2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370mm,中间支承在

400mmX400mm的混凝土柱上，其计算跨度

边跨=69002001206580mm因0.025=164.5mm<a/2=185mm,

取=1.025+b/2=l.025X6580+400/2=6944.5mn近似取=6950mm

中跨/（）=6900nmi

主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10。。，故可利用附表6-2计算内力

8

口——400

250JJI120

,6900

主梁的实际结构

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5.3内力设计值及包络图

5.3.1弯矩设计值

弯矩M=匕G&Q式中系数勺、又由附表6-2相应栏内查得

Ml.lliaX=0.244X102X6.95+0.289X145X6.95=464.21kN•m

MR,=-0.267X102X6.95-0.311X145X6.95=-502.69kN•m

njinidx

・

MX.JIldA=0.067X102X6.95+0.200X145X6.95=249.05kNm

5.3.2剪力设计值

剪力V=k3G+3Q式中系数阳、k4由附表6-2相应栏内查得

n.max=0.733X102+0.866X145=200.37kN

O/•IlldX=-1.267X102-1.311X145=-319.33kN

VRr=l.0X102+1.222X145=279.19kN

5.3.3弯矩、剪力包络图

弯矩包络图：

①第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。

由附表6-2知支座B或C的弯矩值为

==-0.267X102X6.95-0.133X145X6.95=-323.31kN-m在第1跨内以

支座弯矩二0,二-323.31kN-m的连线为基线。作G=102kN,Q=M5kN的简

支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：

-(G+Q)/+—=-(102+145)X6.95-土出1=464.45kN・m(与前面计

3333

算的用imax=464.21kN•m接近)

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-(G+Q)/+^-=-(102+145)X6.95-32331x2=356.58N•m

30333

在第2跨内以支座弯矩=-323.31kN-m,=-323.31kN-m的连线作为基线，

作G=102kN,Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：

G+=X102X6.95-323.31=-87.OlkN•m

②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=0,~502.69kN-ni的连线为基线。

作G=102kN,Q=104kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作

用点弯矩值分别为：

-(102+145)X6.95--502,69-404.65kN•[r.

33

-(102+145)X6.95-2X~502,69"237.09kN•in

33

在第2跨内：=-0.267X102X6.95-0.089X145X6.95=278.97kN・m以支

座弯矩二-502.69kN・叫二-278.97kN・m的连线为基线，作G=102kN,Q=M5kN

的简支梁弯矩图，得

1?I2

-(G+Q)/,)+%•+£(MR—M)=-(102+145)X6.95-278.97+-

30(3B(33

(-502.69+278.971)=144.10kN・m

-(G+Q)/+M+-()=-(102+145)X6.95-278.97+-

30n0c33c33

(-502.69+278.971)=218.68kN•m

③第2跨有可变荷载，第1.3跨没有可变荷载

Mfi=Mc=-0.267X102X6.95-0.133X145X6.95=-323.31kN-m

第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：

-(G+Q)/,(102+145)*6.95-323.31=248.91kN・m(与前面计算

303

的知2」皿=249.05kN,rr.接近)

第L3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：

-G/+-X102X6.95--X323.31=128.53kN・m

3n°333

1?12

一(;/+_MB=-X102X6.95--X323.311=20.76kN-m

30333

④在第1跨内有可变荷载，在第2.3跨内没有可变荷载

由附表6-2知支座B或C的弯矩值

M8Ao.267X102X6.95-0.178X145X6.95=-368.66kN-m

Mc=-0.267X102X6.95+0.044X145X6.95=-144.94kN-m

在第2跨内以支座弯矩=0,=-368.66kN-ni的连线为基线，作G=102kN,

Q=145kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分

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别为：

-(G+Q)l+-M=-X(102+145)X6.95--X368.66=449.33kN•m

30(333

19I2

-(G+Q)/+-M=-X(102+145)X6.95--X368.66=326.44kN•m

30n3H33

在第2跨内以支座弯矩=-368.66kN-m,=-144.94kN-m的连线作为基线，

作G=102kN,Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值

分别为：

1212

-GI.+-()+M=-X102X6.95+-(-368.66+144.94)

303cc33

-144.94=-87.15kN•m

-G/+-(M)+M=-X102X6.95+-(-368.66+144.94)

3°n3c°33

-144.94=161.73kN•in

①剪力包络图：

②1跨

匕mix=200.37kN；过第1个集中荷载后为200.37-102-145=-46.63kN；过第2个

集中荷载后为-46.63-102-145=-293.63kN

匕/max=-319.33kN；过第1个集中荷载后为-319.33+102+145=72.33kN；过

第2个集中荷载后为-72.33+102+145=174.67kN

②第2跨

V«rma=279.19kN；过第1个集中荷载后为279.19-102=177.19kNo

当可变荷载仅作用在第2跨时

VHr=l.0X102+1.OX145=247kN；过第1个集中荷载后为247-102-145=0o

5.4承载力计算

5.4.1正面受弯承载力

跨内按T形截面计算，因==0.17>0.1。翼缘计算宽度按=6.9/3=2.3mm

和b+=6.9m中较小值确定取=2.3m

B支座边的弯矩设计值1B2

b/2=-502.69-2

47X

0.4/2=-552.09kN・m0纵

向受力钢筋除B支座截

面为2排外,其余均1

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

程列于下表。

截面

弯矩设计值（kN-m）464.21-502.69249.05-87.01

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bh6666

as=M/(qXo)或464.21xlO502.69xlO249.05xlO87.01xIO

9.6x2300x76529.6x2300x73O29.6x2300x765-9.6x300x7652

以二用/(qfb)

cf=0.036=0.043=0.019=0.052

rx=(l+Jl-2a