《混凝土结构设计原理课程设计——单向板肋梁楼盖设计》计算书(共16页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上混凝土结构设计原理课程设计计算书一、设计资料1、建筑尺寸：纵向跨度L1=2160mm,横向跨度L2=2400mm。柱截面尺寸：400mm×400mm。2、楼面做法：水磨石面层，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。3、材料：混凝土强度等级为C30，梁、板受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板构造筋采用HRB335级钢筋。4、荷载：钢筋混凝土重度25KN/m3，舞厅标准值4.0KN/m2，恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4。二、楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为5.4m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，

2、板的跨度为1.8m，l02/l01=6/1.8=3.3>，故按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h1800/40=45mm，对跨度大于等于1500mm，民用建筑楼板，h60mm，故取板厚h=60mm。 次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500mm。故截面高度取为h=450mm，截面宽度b=(1/31/2)h=150225mm，故取b为b=200mm。主梁的截面高度应满足h=l0/15l0/10=5400/155400/10=360540mm，取h=500mm。截面宽度b=(1/31/2)h=167250mm，故取b为=250mm。楼盖建筑平

3、面及楼盖结构布置平面图见附图1、附图2。三、板的设计（按塑性内力重分布计算）如楼盖结构布置平面图轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单元板。1、荷载计算板的永久荷载标准值：水磨石面层 0.65kN/m260mm钢筋混凝土板 0.06×25=1.5kN/ m220mm石灰砂浆 0.02×17=0.34 kN/ m2小计 2.49kN/m2 板的可变荷载标准值 4.0kN/ m2 永久荷载设计值 g=2.49×1.2=2.988 kN/ m2 可变荷载设计值 q=4.0×1.4=5.6kN/ m2 荷载总设计值 gq=8.588kN/m2 近似取

4、为g+q=8.6kN/m2 2、计算简图 次梁截面为200mm×450mm，现浇板在墙上的支承长度不小于120mm，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l0=lnh/2=1800200/212060/2=1610mm<lna/2=1640mm，取l0=1610mm中间跨l0= ln =1800200=1600mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。取1m宽板带作为计算单元，从左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A。单元中点处的编号1，2，3，2，1。计算简图为：3、弯矩设计值由调幅法，查表11-1可查得，板的弯矩系数m分别

5、为：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梁与柱整浇连接-1/161/14故：M1= MB=（g+q）l02/11=8.6×1.612/11= 2.02kN·mMC= (gq) l02/14=-8.6×1.62/14= -1.57kN·mM2=（gq）l02/16=8.6×1.62/16=1.376kN·m这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其

6、MC=-1.57×0.8=-1.256kN·m M2=0.8×1.376=1.1kN·m 4、正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚60mm，h0=60-20=40mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，1=1.0，fc=14.3N/mm2 ；HRB400钢筋，fy=360N/mm2。则板的配筋计算的过程如下表。 板 的 配 筋 计 算 截 面1B 2C 弯矩设计值（KN·m）2.02-2.021.376-1.57 0.0880.0880.0600.069 =1-0.0920.0920.0620

7、.071 轴线， 计算配筋146.2146.298.51112.81实际配筋 （）6190619061906190轴线计算配筋146.2146.20.8*98.51=78.80.8*112.81=90.2实际配筋 （）61605/616061605160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原则；As/bh=123/(1000×60)=0.205%，此值大于0.45ft./fy=0.18，同时大于0.2，满足最小配筋率的要求。5、确定各种构造钢筋：分布筋选用6250。嵌入墙内的板面附加钢筋选用6200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。板角构造钢筋:选用620

8、0,双向配置板四角的上部。6、板的配筋见图纸。四、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据实际使用情况，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 板传来永久荷载 2.9881.8=5.39KN/m 次梁自重 0.2×（0.45-0.06）×25×1.2=2.34KN/m次梁粉刷 0.02×（0.5-0.06）×2×17×1.2=0.33KN/m小计 g=8.05KN/m可变荷载设计值 q=5.6×1.8=10.08KN/m荷载总设计值 g+q=18.13KN/m2、计算简图次

9、梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为250mm×500mm。计算跨度：边跨=6900-120-350/2+240/2=5875mm<1.025=1.025×5755=5898.875，取=5875mm中间跨 =6000250=5750mm 因跨度相差小于10%，可按等跨度连续梁计算。次梁的计算简图如3、内力计算 由表11-1、11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14剪力设计值：截面位置0.450.600.550.554、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，各支座计算按矩形截面

10、，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取=5875/3=1958.3mm；又，故取=1800mm。各截面纵向钢筋均布置一排。环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。一排纵向钢筋=450-40=410mm。C30混凝土，；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HRB335钢，。正截面承载力计算过程如表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。 截面1B2C弯矩设计值（KN.m）56.89-56.8937.46-42.82或=0.013=0.118=0.0082=0.0890.0130.126<0.350.00870.093<0.35或388411.42255.04

11、304.36选配钢筋（）216314214214计算结果表明，支座界面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；，此值大于0.45×1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。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、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：410-60=350mm，因350/200=1.75<4截面尺寸按下式验算：N>Vmax=62.6KN ,故截面尺寸满足要求。验算各截面：0.7ftbh0=0.7×1.43×200×410=82.02KNVmax=62.6KN，故按构造配置

12、箍筋，采用6200验算配箍率下限值：sv，min=0.24×1.43/300=0.114%实际配箍率：sv=56.6/（200×200）=0.142%>0.114%，故满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计。1、荷载计算值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 8.05×6=48.3KN主梁自重（含粉刷） （0.5-0.06×0.25×1.8×25×1.2+0.02×(0. 5-0.06)×2×1.8×17×1.2=6.586KN 永久荷载设计值 G

13、=48.3+6.586=54.89KN可变荷载设计值 Q=10.08×6 =60.48KN 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400mm×400mm的混凝土柱上。其计算跨度边跨：=5400-200-120=5080mm，因=127mm<a/2=185mm，取 =1.025+b/2=1.025×5080+400/2=5407mm，近似取=5410mm中 跨：=5400mm主梁的计算简图如：3、内力设计值及包络图 1）弯矩设计值 弯矩： M=， 式中系数可由附表6-2查得。（i） 0.286×60.48&#

14、215;5.41+0.238×54.89×5.41=164.25KN·m0.222×60.48×5.4+0.111×54.89×5.4=105.40KN·m（ii） 0.111×54.89×5.4+0.222×60.48×5.4=105.40KN·m（iii） -0.286×54.89×5.41-0.321×60.48×5.41=-189.96KN·m （iv）-0.286×60.48×5.4-0

15、.191×5.4×54.89=-150.05KN·m2）剪力设计值剪力： V=,式中系数均查附表6-2相应栏内可得。由（i），91.02KN由（iii），1.286×54.89-1.321×60.48=9.3KN由（iii），1.095×54.89+1.274×60.48=137.16KN由（iv），-0.905×54.89-1.190×60.48=-121.65KN0.905×54.89+1.190×60.48=121.65KN3) 弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，

16、第2、4跨没有可变荷载 由附表知，支座B或C的弯矩值为：-0.143×60.48×5.41-0.286×54.89×5.41=131.72KN·mMc=-0.095×60.48×5.4-0.191×54.89×5.4=-87.64 KN·mMD=-0.143 ×60.48×5.41-0.286×54.89×5.41=-131.72 KN·m在第1跨内以支座弯矩KN·m的连线为基线，作G=54.89KN，Q=60.48KN的简支梁弯矩图，

17、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：（G+Q）+=（54.89+60.48）×5.41-=164.144KN·m（G+Q）+=（54.89+60.48）×5.41-2×=120.244KN·m 在第2跨内以支座弯矩=-131.72KN·m，=-87.64KN·m的连线为基线，作G=54.89.KN，Q=0的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值：=× 54.89×5.4-117.03=18.228KN·m =× 54.89×5.4-（-131.

18、72+44.08×2/3=117.03 KN·m在第3跨内以支座弯矩=-87.64KN·m，=-131.72KN.m连线为基线，作G=54.89KN，Q=,60.48KN的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值：=105.33KN=90.64KN在第4跨内以支座弯矩=-131.72KN.m，=0连线为基线，作G=54.89KN，Q=,0KN的简支弯矩图，得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值：=× 54.89×5.41+2/3×(-131.72)=11.17KN=× 54.89×5.41+1/3&#

19、215;(-131.72)=55.08KN 第1、2、4跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载MB=-0.321×5.41×60.48-0.286×54.89×5.41=-189.96KN·mMC=-0.048×5.4×60.48-0.191×54.89×5.4=-72.29KN·mMD=-0.155×5.41×60.48-0.286×54.89×5.41=-135.64KN·m各跨的集中荷载处的弯矩值的计算方式与情形相同。因此：第1跨内第1个集中荷载

20、作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=（54.89+60.48）×5.41-=326.86KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=（54.89+60.48）×5.41-=81.41KN·m 第2跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：=56.93KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：=96.15KN·m第3跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：=5.40KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：=-15.72KN·m第4跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=117.62KN·m

21、第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=162.84KN·m 第2、4跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载（与情形相同，各弯矩值可参照情形得到）第1、4跨没有可变荷载，第2、3跨有可变荷载MB=-0.095×5.41×60.48-0.286×54.89×5.41=-116.01KN·mMC=-0.286×5.4×60.48-0.191×54.89×5.4=-150.02KN·mMD=-0.095×5.41×60.48-0.286×54.89

22、5;5.41=-116.01KN·m第1跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+=×54.89×5.41-=60.31KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+=×54.89×5.41-=21.64KN·m 第2跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：=80.32KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：=60.89KN·m第3跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：=60.98KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：=80.32KN·m第4跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：G

23、+=21.64KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+=60.31KN·m第1、3、4跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载（与情形相同，各弯矩值可参照情形得到）所得弯矩包络图见附图3剪力包络图： 第1跨i 由图（i），=91.02KN过第1个集中荷载后为91.02-54.89-60.48=-24.35KN过第2个集中荷载后为-24.35-54.89-60.48=-139.72KNii 由图（iii）=9.3KN过第1个集中荷载后为-9.3+54.89+60.48=106.07KN过第2个集中荷载后为106.07+54.89+60.48=221.44KNiii 由图（iv）

24、=-0.095×60.48+0.714×54.89=33.45 KN过第1个集中荷载后为33.45-54.89=-21.44KN过第2个集中荷载后为-21.44-54.89=-76.33KN第2跨i 由图（iii）=137.16KN过第1个集中荷载后为137.16-54.89-60.48=21.79KN过第2个集中荷载后为21.79-54.89-60.48=-93.58KNii 由图（i）=0.048×60.48+1.095×54.89=63KN过第1个集中荷载后为63-54.89=8.11KN过第2个集中荷载后为8.11-54.89=-46.78KNi

25、ii 由图(iv) -121.65KN过第1个集中荷载后为-6.28KN过第2个集中荷载后为109.09KN第3跨i 由图（iv）=1.190×60.48+0.905×54.89=121.65KN过第1个集中荷载后为121.65-54.89-60.48=6.28KN过第2个集中荷载后为6.28-54.89-60.48=-109.09KNii 由图（i）=0.952×60.48+0.905×54.89=107.25KN过第1个集中荷载后为107.25-54.89-60.48=-8.12KN过第2个集中荷载后为-8.12-54.89-60.48=-123.4

26、9KNiii 由图（iii）=-0.107×60.48+0.905×54.89=43.20KN过第1个集中荷载后为43.2-54.89=-11.69KN过第2个集中荷载后为-11.69-54.89=-66.58KN第4跨i 由图（iv）=0.095×60.48+1.286×54.89=76.33KN过第1个集中荷载后为76.33-54.89=21.44KN过第2个集中荷载后为21.44-54.89=-33.45KNii 由图（i）=0.143×60.48+1.286×54.89=79.24KN过第1个集中荷载后为79.24-54.89

27、=23.34KN过第2个集中荷载后为23.34-54.89=-30.54KNiii由图（iii）=1.155×60.48+1.286×54.89=140.44KN过第1个集中荷载后为140.44-54.89-60.48=25.07KN过第2个集中荷载后为25.07-54.89-60.48=-90.3KN第1,3,4跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载的情况下，剪力值可参照图（iii）。第2、4跨有可变荷载，1、3跨没有可变荷载，即图（ii）的情况下，剪力值可参照图（i）。所得剪力包络图见附图44、承载力计算1）正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因60/465=0.13>0.1，翼缘计算宽度按=0.4+5.4-0.4=5.4m中较小确定，取=1.8m。经判别，跨内截面均属于第一类T形截面。B支座边的弯矩设计值=-=189.96+9.3×0.2=188.1KN·m。C支座边的弯矩设计值=-=-150.02-43.20×0.2=-1