整体式现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.doc

1、.目录1. 设计资料 .11.1建造地点与基本概况 .31.2楼面构造层做法（至上而下）.31.3设计方案 .31.4材料选用 .32. 楼盖的结构平面布置 .33. 板的设计 .53.1荷载 .53.2计算简图 .53.3弯矩计算值 .63.4正截面受弯承载力计算 .74. 次梁设计 .74.1荷载设计值 .74.2计算简图 .84.3内力计算 .84.4承载力计算 .94.4.1正截面受弯承载力 .94.4.2斜截面受剪承载 .105. 主梁设计 .105.1荷载设计值 .105.2计算简图 .105.3内力设计值及包络图 .115.3.1弯矩设计值 .115.3.2剪力设计值 .115.

2、3.3弯矩、剪力包络图 .125.4承载力计算 .145.4.1正面受弯承载力 .145.4.2斜截面受剪承载力 .156、绘制施工图 .166.1施工说明 .166.2结构平面布置图 .166.3板配筋图 .166.4次梁配筋图 .176.5主梁配筋图 .17.整体式单向板肋梁楼盖设计1、设计资料某一般金工车间楼盖， 采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式， 其柱网布置下图所示第2页共17页1、1 建造地点与基本概况建造地点为西安市某地，外墙采用 490mm厚的砖墙。该结构的重要性系数为 1.0 ，使用环境类别为 2a 类。板的外墙上的支承长度为 120mm，梁在外墙上的支承长度为 37

3、0mm。1、2 楼面构造层做法（至上而下）楼面水泥砂浆面层厚 20mm(2 =20kN/m);现浇混凝土楼板厚 80mm(2 =25kN/m)混合砂浆天棚抹灰厚 15mm3（ =17kN/m）。1 、3 设计方案题号L（ ）L（m）可变荷载取值xmy3b6b7b6.06.6二类金工1、4 材料选用22楼板、次梁及主梁的混凝土强度等级均为C30（ fc=14.3N/mm ； ft=1.43N/mm）板中钢筋和梁中箍紧采用 HPB335级钢筋；主梁、次梁受力钢筋采用HRB400级钢筋。板伸入外墙内 120mm，次梁及主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸b h=350mm350mm， 结构层高为 4

4、.2m2 、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为 6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为l o2 / lo1 =6.6/2=2.2，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求 h80mm，取板厚 h=80mm。考虑到楼面可次梁截面高度应满足 h=l o /18 l o /12=6000/186000/12=333500mm变荷载比较大，取 h=450mm。截面宽度取 b=200mm主梁截面高度应满足 h=l o /15l o /12=6600/156600/10=440。取截660mmh=65

5、0mm面宽度为 b=300mm第3页共17页第4页共17页结构表尺寸跨度名称数量h(mm)b(mm)边跨（ mm）中跨（ mm）板5480220020202000次梁4545020058735700主梁1265030066406600柱8350350外墙442004903 、板的设计3.1 荷载板的永久荷载标准值80mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.08 25=2kN/m 220mm厚楼面水泥砂浆面层0.02 20=0.4kN/ m 215mm厚混合砂浆抹灰0.01517=0.255kN/ m 2小计2.655kN/m2板的可变标准荷载值12.0kN/m2永久荷载分项系数取1.2 ，因楼面可变荷载标

6、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=2.655 1.2=3.186kN/m2可变荷载设计值q=12.01.3=15.6kN/ m 2荷载总设计值g+q=3.186+15.6=18.786kN/m2近视值为 g+q=18.8kN/ m 23、2 计算简图按塑性内力重分布设计，次梁截面为 200mm 450mm，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，板的计算跨度：边跨 l o =l n +h/2=2200-120-100+80/2=2020mm中间跨： l o =l n =2200-

7、200=2000mm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，计算简图如图所示第5页共17页3.3弯矩计算值不考虑板块供作用截面弯矩的折减。由表11-1 可查得，板的弯矩系数am 分别为：边支座为 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M 1 =- M B =（g+q) l 012/11=18.8 2.022 /11=6.97kN mMC=-（）22 /14=-5.37kN mg+ql 02 /14=-=-18.8 2.0M 3 = M 2 =（ g+q） l 022/16=18.8 2.0 2

8、/16=4.70kN m这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其MC和 M2应乘以 0.8，MC=0.8 -2.24=-1.79kN m； M 2 =0.8 1.96=1.57kN m第6页共17页3.4 正截面受弯承载力计算环境类别为 2a 类， C30混凝土，板的最小保护层厚度 c=20mm。假定纵向钢筋直径 d 为10mm,板厚 80mm， ho =h-c-d/2=80-20-10/2=55mm ；板宽 b=1000mm。 C30 混凝土， a1 =1.0 ，f c =14.3kN/ m2 ；HPB335钢筋， f y =300N/ m2 。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算

9、截面1B2或3C弯矩设计值6.97-6.974.7-5.37（KNm）as = M /0.1660.1610.1090.124（ a1 f c b h 20 ）=1-1 - 2as0.1770.1770.350.1160.1330.35计算配筋（ mm 2 ）As= b ho a1 f c /464.0464.0304.1348.7f y实际配筋10/1217010/121708 1608/10180As =462.0As =462.0As=314.0As =358.0（ mm2）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 /b*h=314.0/（ 1000

10、80）=0.392%，此值大于 0.45 f t / f y =0.45 1.43/270=0.24% ，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 荷载设计值由板传来的恒载：3.1862.2=7.0kN/ m2次梁自重：250.2 （ 0.45-0.08 ） 1.2=2.22kN/ m2第7页共17页次梁 150mm抹灰：170.015 （ 0.45-0.08 ） 2 1.2=0.3kN/ m2小计g=9.52kN/m2板的可变荷载标准值q=15.62.2=34.32k

11、N/m2荷载总计算值P=g+q=43.84kN/m24.2 计算简图按塑性内力重分布设计。次梁在砖墙上的支承长度为370mm。主梁截面为300mm650mm。计算跨度：边跨 lo1 =ln =（6000-120-300/2 ） 1.025=5873mm 中间跨 lo2 =l n =6000-300=5700mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示4.3 内力计算由表 11-1 、表 11-3 可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：MA =0M 1 =- M B =（g+q） l012 /11=43.84 5.8732 /11=137.47kN mM 2 =（g+q）

12、 l 022 /16=43.84 5.72 /16=89.02kN mM C =- （g+q） l 022 /14=-43.84 5.72 /14=-101.74kN m剪力设计值：VA =0.45 （g+q） l n1 =0.45 43.84 5.75=113.44kNVBl =0.60 （g+q） l n1 =0.60 43.84 5.75=151.25kN第8页共17页VBr =VC =0.55 （ g+q） l n2 =0.55 43.84 5.7=134.81kN4.4承载力计算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，翼缘宽度去 bf =l /3=

13、6000/3=2000mm；又 b f =b+sn =200+2000=2200,b+12hf =200+12 80=1160 故取 bf =1660mm。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 2a 级， C30 混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，假定箍紧直径为10mm，纵 向 钢 筋 直 径20mm,则 一 排 纵 向 钢 筋 ho =450-25-10-20/2=410mm 二 排 纵 向 钢 筋ho =410-25=385mm。，2 ；纵向钢筋采用C30混凝土， a1 =1.0fc =14.3N/ mm2f t=1.43N/ mmHRB400c=1钢， f

14、 y =360N/ mm2，箍筋采用 HRB335钢筋， f yv =360N/ mm2 。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137.47-137.4789.02-101.74（ KNm）as = M/26666（ a1 fc b h0）或137.47 10137.47 1089.02 10101.74 10as = M/21 14.3 200 38021 14.3 1160 40521 14.3 200 40521 14.3 1160405（ a1 fc bfh 02 ）=0.05=0.33=0.032=0

15、.22/0.23=1- 1 - 2as0.050.33 0.350.0320.220.35As = b ho a1 f c /f y或933.08996.23597.17707.85As = b f ho a1 f c/ f y选配钢筋（ mm 2 ）计算结果表明，支座截面的 均小于 0.35 ； As /b*h=565/ （200 500） =0.57%，此值大于 0.45 f t / f y =0.45 1.43/360=0.18% ，满足最小配筋率。第9页共17页4.4.2斜截面受剪承载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 =ho - h

16、f =380-80=300mm，因 hw /b=300/200=1.5 4，截面按下式验算：0.25 c f c b ho =0.25 114.3 200 380=2751.17 10 3 N Vmax =151.25N，截面满足要求。计算所需腹筋采用采用 6 双支箍筋，计算支座B 左侧截面。Vcs0.7 ft bh0 f yvAsvh0 可得到箍筋间距sSf yv Asvh0=36056.6 380VBr 0.7 f t bh0134.81 103131.820.7 1.43 200 380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%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距

17、s=0.8 131.82=105.46mm，截面高度在 300 到 500 的梁，最大箍紧间距 200 最后取箍紧间距 s=150 。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 f t f yv =0.3 1.43/300=0.12% 。实际配筋率 sv = nAsv bs=28.3 2/ （200 150）=0.19%0.12%满足要求。5. 主梁设计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9.526.0=57.12kN主梁自重（含粉刷） （ 0.65-0.08 ） 0.3 2.2 25+0.

18、015（0.65-0.08 ） 2 2.2 17） 1.2=12.05kN永久荷载设计值G=51.12+12.05=69.17kN可变荷载设计值Q=34.32 6.0=205.9kN5.2 计算简图5，竖向荷载下主梁内力近视按连续梁计算，按因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于弹性理论设计，计算跨度支承中心线之间的距离， l 0 =6600。端部支承在砖墙上，支承长度为 370mm，中间支承在 350mm350mm的混凝土柱上，其计算跨度：l011.025lnb1204006637mm边跨1.025 (6600200)ab22l 01l n6600120200370/2 400/26665mm22l

19、 016640mm中跨l 0lnbb6200400/2400/26600mm2210%，故可利用附表 6-2主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过计算内力第 10 页共17页5.3 内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩 M=k1 Gl 0 + k2 Ql 0 式中系数 k1 、 k 2 由附表 6-2 相应栏内查得 M 1,max =0.244 69.17 6.6+0.284 205.9 6.6=504.13kN m M B ,max =-0.267 69.17 6.6-0.311 205.9 6.6=-544.53kN m M 2 ,max =0.067 69.17 6.6+0.200

20、205.9 6.6=302.37kN m5.3.2剪力设计值剪力 V=k3 G+k4 Q式中系数 k3 、 k4 由附表 6-2 相应栏内查得 VA ,max =0.733 69.17+0.866 205.9=229.01kNVBl ,max =-1.267 69.17-1.311 205.9=-357.57kNVBr , max =1.0 69.17+1.222 205.9=320.78kN第 11 页共 17页5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：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M B = M C =-0.267 69.17 6.

21、6-0.133205.9 6.6=-302.63kN m，在第1 跨内以支座弯矩 M， M=-302.63kNm的连线为基线。作A=0BG=69.17kNQ=205.9kN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：1 （ G+Q） l 0 + M B= 1 （ 69.17+205.9 ） 6.6-302.63 =504.28kN m（与前面计算的3333M 1,max =504.13kNm接近）1 （G+Q） l 0 +2M B= 1 （69.17+205.9 ） 6.6-2302.63 =403.4kN m3333在第 2 跨内以支座弯矩 M B =-302.

22、63kN m， M C =-302.63kN m 的连线作为基线，作G=69.17kN，Q=0 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：1 G+MB =1 69.17 l 036.6-302.63=-150.46kN m3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 M A =0， M B =-544.53kN m 的连线为基线。作G=69.17kN，Q=205.9kN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：1 （69.17+205.9 ） 6.6- 544.53 =432.64kNm331 （69.17+205.9 ）

23、 6.6- 2 544.53 =242.13kNm33在第 2 跨内： M C =-0.267 69.17 6.6-0.089205.9 6.6=-242.83kN m以支座弯矩 M B =-544.53kN m， M C =-242.83kN m的连线为基线，作 G=69.17kN，Q=205.9kN的简支梁弯矩图，得1（G+Q）+MC +2（ MB- M C） 1（69.17+205.9 ） 6.6-242.83+2（-544.53+242.83 ）l 03=333=161.2kNm1（G+Q）+MC +1（ MB- M C） 1（69.17+205.9 ） 6.6-242.83+1（-5

24、44.53+242.83 ）l03=333=261.8kNm第 2 跨有可变荷载，第1、 3 跨没有可变荷载M B = M C =-0.267 69.17 6.6-0.133 205.9 6.6=-302.6kN m 第 2 跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：1 （ G+Q） l 0 + M B = 1 （ 69.17+205.9 ） 6.6-302.6=302.55kN m（与前面计算的33M 2,max =302.37kNm接近）第 1、 3 跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：1 Gl 0 + 1 M B = 1 69.17 6.6- 1 302.6=51.3kN m3 3331 G2M

25、169.17 6.6-2 302.6=-49.56kN ml 0+B =3333第 12 页共17页在第 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M B =-0.267 69.17 6.6-0.178205.9 6.6=-120.0kN mM c =-0.267 69.17 6.6+0.044 205.9 6.6=-181.68kN m，在第 2跨内以支座弯矩 MA =0， MB =-120.0kNm的连线为基线，作G=69.17kNQ=205.9kN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：1 （G+Q） l

26、0+ 1M B= 1 （ 69.17+205.9 ） 6.6-1 302.63=504.28kN m33331 （G+Q） l 0+ 2M B= 1 （ 69.17+205.9 ） 6.6-2 302.63=403.40kN m3333在第 2跨内以支座弯矩 M B =-120.0kN m， M c =-181.68kN m 的连线作为基线，作G=69.17kN，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：1 Gl 0 + 2（ M B - M c ）+M c = 1 69.17 6.6+ 2（ -120.0kN+181.68 ）-181.68=11.42kN m

27、3 3331 Gl 0 + 1（ M B - M c ）+ M c = 1 69.17 6.6+ 1（-120.0kN+181.68 ）-181.68=-8.9kN m3 333弯矩包络图如下（ a）所示。剪力包络图：第 1跨VA, max =229.01kN；过第 1 个集中荷载后为 229.01-69.17-205.9=-46.06kN ；过第 2 个集中荷载后为 -46.06-69.17-205.9=-312.13kNVBl ,max =-357.57kN ；过第 1 个集中荷载后为 -357.57+69.17+205.9=-82.5kN；过第 2 个集中荷载后为 -82.5+69.17

28、+205.9=192.57kN第 2跨VBr ,max =320.78kN；过第 1 个集中荷载后为 320.78-69.17=251.61kN 。当可变荷载仅作用在第2 跨时VBr =1.0 69.17+1.0 205.9=275.07kN ；过第 1 个集中荷载后为275.07-69.17-205.9=0。剪力包络图如下（ b）所示主梁的内力包络图（a）弯矩包络图； （b）剪力包络图第 13 页共17页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 b fh0 =80 665 =0.12 0.1 。翼缘计算宽度按 l 3 =6.6/3=2.2mm和 b+sn =6m中

29、较小值确定取 bf =2.2m。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，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度 20mm、板上部纵筋 10mm、次梁上部纵筋直径 18mm。假定主梁上部纵筋直径 25mm, 则一排钢筋时， ho =650-20-10-18-25/2=590mm ，二排钢筋时， ho =590-25=565。纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外，其余均为一排。 跨内截面经判别都属于第一类T第 14 页共17页形截面。B 支座边的弯矩设计值M B = M B ,max - V0 b/2=-544

30、.53+263.02 0.35/2=-498.5kN m。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截面弯矩设计值（ kNm）as = M /（ a1 f c b h20 ）或as = M /（ a1 f c b fh 02 ）s =（1+1- 2as ）/21B2504.13544.53302.37-150.456504.13106544.53106302.37106150.456 106114.322006002114.33005652114.322006002114.33006002=0.045=0.398=0.027=0.0970.9770.7260.9860.949As =M /sf y

31、ho2388.43687.51419.7734选配钢筋（ mm 2 ）梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：0.25hw = h0 - h f =565-80=485mm，因 hw /b=485/300=1.62 4截面尺寸按下式验算：fc b ho =0.25 103，截面尺寸满足c1 14.3300 565=605.96kN Vmax =357.57kN要求。计算所需腹筋：采用 10200双肢箍筋，第 15 页共17页Vcs0.7 ft bh0f yvAsvh0s21570.71.43300565360385103 N200489.0489.0kNVA,max229.01kN Vcs ，VBr , max357.57kNVcs ，VBl ,max320.78 Vcs ，因此支座 B 截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：sv = Asv =157=0.52%0.24ft0.241.43 =0.10%，满足要求。bs300 100f yv360次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力 Fl=57.12+205.9263.02kN， h1=650-450=200mm，附加箍筋布置范围s=2 h。取附加箍筋 双肢，则在长度s 内可布置附加箍1 +3b=2200+3200=1000mm8200筋的排数， m=1000/100+1=11