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要点

1、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，活荷载分项系数为。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m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为m，l02/l01=6/=3.3>，故按单向板设计。按跨高比条

2、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

3、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 260mm钢筋混凝土板×220mm石灰砂浆×17=0.34 kN/ m2小计kN/m2板的可变荷载标准值4.0kN/ m2永久荷载设计值g=9×1.2= kN/ m2可变荷载设计值q=4.0×1.4=kN/ m2荷载总设计值gq=kN/m2近似取为g+q=kN/m22、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=18

4、00200/212060/2=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-

5、1/24梁与柱整浇连接-1/161/14故：M1= MB=（g+q）l02/11=×2/11= kN·mMC= (gq) l02/14=×2/14= kN·mM2=（gq）l02/16=×2/16=kN·m这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其MC=×0.8=-kN·m M2=0.8×=kN·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，fc2 ；HRB400钢筋，

6、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）88=1-6271 轴线， 计算配筋实际配筋 （）6190619061906190轴线计算配筋=实际配筋 （）61605/616061605160计算结果表明，支座截面的均小于，符合塑性内力重分布原则；As/bh=123/(1000×60)=0.205%，此值大于t./fy=0.18，同时大于，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6200,双向配置板四

7、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2.988=KN/m次梁自重 0.2×（0.46）×25×1.2=2.34KN/m次梁粉刷 0.02×（6）3KN/m小计 可变荷载设计值 q=5.6×=KN/m2、计算简图次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=5875=1.025×5755=，取=587

8、5mm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4、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，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取=5875/3=mm；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/

9、，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（）-或3=0.118082=0.08930.1260870.093或388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，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。tbh0

10、5;×200×Vmax=62.6KN，故按构造配置箍筋，采用6200验算配箍率下限值：sv，min=×30014%实际配箍率：sv=56.6/（200×20042%>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）（0.56×0.25×1.8×25×1.2+0.02×(0.6)×2××17×1.2=KN 永久荷载设计值 G=+

11、=KN可变荷载设计值 Q=×6 =KN 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 ×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）86××38××=KN·m××××&#

12、183;m（ii）××××·m（iii）-0.286××21××=-KN·m（iv）××××·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），KN由（iii），×1×60.48=由（iii），由（iv），3) 弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2、4跨没有可变荷载 由附表知，支座B或C的弯矩值为：-××-0.286××=KN·mMc

13、=-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=KN，Q=KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：（G+Q）+=（+）×-=KN·m（G+Q）+=（）×-2×=4KN·m 在第2跨内以支座弯矩=-KN·m

14、，=-KN·m的连线为基线，作G=.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：=××-=KN·m =×××KN·m在第3跨内以支座弯矩·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：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：=××5.41+2/3×=&

15、#215;×5.41+1/3× 第1、2、4跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载MB1××××·mMC××××·mMD××××·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个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=（+）×-·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=（）×-=KN·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

16、2个集中荷载作用点处的弯矩值为：=KN·m第3跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第4跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=KN·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：（G+Q）+=KN·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××××·mMC××××5.4=-KN·mMD=-0.095×

17、×××5.41=-KN·m第1跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+=××·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+=××·m 第2跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第3跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：·m第4跨内第1个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+·m第2个集中荷载作用点处的弯矩值为：G+·m第1、3、4跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载（与

18、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），=KN过第1个集中荷载后为9-=-KN过第2个集中荷载后为-=-KNii由图（iii）=KN过第1个集中荷载后为-+=KN过第2个集中荷载后为+=KNiii由图（iv）=-0.095×60.48+0.714×54.89=33.45 KN过第1个集中荷载后为过第2个集中荷载后为第2跨i由图（iii）=KN过第1个集中荷载后为-=KN过第2个集中荷载后为ii由图（i）=×+×=63KN过第1个集中荷载后为=过第2个集中荷载后为iii由图(iv)过第1个集中荷载后为KN过

19、第2个集中荷载后为第3跨i 由图（iv）=×60.48+5×54.89=KN过第1个集中荷载后为过第2个集中荷载后为6.28-54.89-60.48=KNii 由图（i）=×60.48+5×54.89=KN过第1个集中荷载后为=KN过第2个集中荷载后为=KNiii由图（iii）=×60.48+5×54.89=KN过第1个集中荷载后为-54.89=KN过第2个集中荷载后为-54.89=KN第4跨i 由图（iv）=过第1个集中荷载后为-54.89=KN过第2个集中荷载后为-54.89=KNii 由图（i）=×60.48+1.28

20、6×54.89=KN过第1个集中荷载后为-54.89=KN过第2个集中荷载后为-54.89=KNiii由图（iii）=×60.48+1.286×54.89=KN过第1个集中荷载后为=KN过第2个集中荷载后为=KN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=中较小确定，取=m。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=-=+×=KN·m。C支座边的弯矩设计值=-=-150.02-43.20×0.2=-141.38KN·m。纵向受力钢筋除B、D支座