钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

1、课程设计计算书课程名称：水工钢筋混凝土结构题目名称：单向板整浇肋形楼盖设计教学班号：1班目录一、设计资料2二、楼盖结构平面布置及截面尺寸确定2三、板的设计（按塑性内力重分布计算）43.1 荷载计算43.2 板的计算简图53.3 内力计算及配筋5四、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）74.1 荷载计算74.2 次梁的计算简图74.3 内力计算及配筋8五、主梁设计（按弹性理论计算）105.1 荷载计算105.2 主梁的计算简图115.3 内力计算及配筋11钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书一、设计资料（1）该建筑位于非地震区。（2）3级水工建筑物，基本荷载组合。（3）结构环境类别一类。（4）楼

2、面做法：20mm厚水泥砂浆（重度为20KN/m³）面层，钢筋混凝土现浇板（重度为25KN/m³），12mm厚纸筋石灰（重度为17KN/m³）粉底。（5）楼面可变荷载标准值为4KN/。（6）材料：混凝土采用C25；梁内纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，板内纵向受力钢筋采用HRB335钢筋，其他钢筋采用HPB235钢筋。（7）外墙厚度为370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm。（8）钢筋混凝土柱截面尺寸为350mm×350mm。二、楼盖结构平面布置及截面尺寸确定1、主梁和次梁布置主梁沿横向

3、布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.9m，次梁跨度为6.0m，板的跨度为2.3m，L02/L01=6.9/2.3=3，按单向板设计。按高跨比条件，要求板的厚度h2300×1/40=57.5mm，对于工业建筑的楼盖板，要求h80mm，所以取板厚为80mm。次梁的高度要求h=L02（1/181/12）=333mm500mm，考虑到楼面的活荷载比较大，取h=450mm，宽度b=h（1/31/2）=150mm225mm，取b=200mm。主梁的高度要求h=L01（1/151/10）=460mm690mm，取h=650mm，宽度b=h（1/31/2）=217mm325mm，取b=300mm。楼

4、盖的结构平面布置图见图1。图 1 楼盖结构平面布置图三、板的设计（按塑性内力重分布计算）3.1 荷载计算板的恒荷载标准值(取宽板带计算)： 20mm厚水泥砂浆 0.02×20×1=0.4KN/m 80mm厚钢筋混凝土现浇板 0.08×25×1=2.0 KN/m 12mm厚纸筋石灰 0.012×17×1=0.204 KN/m 小计 恒荷载：gk=2.604 KN/m活荷载：qk=4 KN/m恒荷载分项系数取1.05，活荷载分项系数取1.20。于是板的荷载设计值总值：g+q=1.05gk+1.20qk=1.05×2.604+1.

5、20×4=7.53KN/m3.2 板的计算简图次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于，取板在墙上的支承长度为。按塑性内力重分布设计，板的计算边跨：L01=Ln+1/2h=2300-100-120+80/2=21201.025Ln=1.025×（2300-100-120）=2132mm取L01=2120mm；中间跨：L02=Ln=2300-200=2100mm。边跨与中间跨相差：10% 板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨所受荷载相同，且跨度相差不超过10%时，可按五跨等跨连续板计算结构内力。计算简图如图2所示。 图 2 板的计算简图3.3 内力计算及配筋

6、由M=m(g+q)L0²，可计算出、，计算结果如表1所示。表 1 各截面弯矩截面位置12弯矩系数mM=m(g+q)L0²（KN·m）1/11×7.53×2.122=3.08-1/11×7.53×2.122/2=3.081/16×7.53×2.12=2.08-1/14×7.53×2.12=2.37板宽；板厚，a=c+5，环境类别一类c=20，所以a=25。则h0=h-a=80-25=55mm。C25混凝土， fc=11.9KN/mm ²；HRB335钢筋，fy=300 KN/m

7、m ²。3级水工建筑物，基本组合荷载K=1.20。 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如表2所示。表 2 各跨跨中及支座配筋计算截面12M=m(g+q)L0²（KN·m）3.08-3.082.081.664-2.37-1.896s=KM/fcbh0²0.1030.1030.0690.0550.0790.0630.1090.1090.0720.0570.0820.065238238157124179142选配钢筋轴线轴线819081906/81906/8190轴线819081906/81906/8190实际配筋轴线轴线265mm2265mm2207mm220

8、7mm2轴线265mm2265mm2207mm2207mm2计算结果表明支座截面处0.85b=0.522均满足，符合塑性内力重分布原则。=As/bh=207/(1000×80)=0.26 %min=0.2%，满足要求。位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面(、)和中间支座()计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。四、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）4.1 荷载计算由板传来 2.73×2.3=6.28KN/m 次梁肋自重 0.2×(0.45-0.08) ×25=1.85KN/m次梁粉刷重 0.012×(0.

9、45-0.08) ×2×17 =0.15 KN/m 小计 恒荷载：gk=8.28 KN/m 活荷载：qk=4×2.3=9.2 KN/m恒荷载分项系数取1.05，活荷载分项系数取1.20。于是板的荷载设计值总值：g+q=1.05gk+1.20qk=1.05×8.28+1.20×9.2=19.73KN/m4.2 次梁的计算简图塑性内力重分布计算时，其计算跨度：次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁截面为650mm×300mm边跨：L01=Ln+a/2=6000-240-300/2240/2=5730mm L01=57301.025Ln=

10、1.025×5610=5750mm，取L01=5730中跨：L02= Ln=6000-300=5700mm跨度差：（L01- L02）/ L02=(5730-5700)/5700=0.53 %10%因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如图3所示。图 3 次梁计算简图4.3 内力计算及配筋由M=m(g+q)L0²可计算出、，计算结果如表3所示。表 3 各截面弯矩截面位置12mM=m(g+q)L0²（KN·m）1/11×19.73×5.732=58.89-1/11×19.73×5.732=58.891/1

11、6×19.73×5.72=40.06-1/14×19.73×5.72=45.79由V=v(g+q)Ln可计算出、，计算结果如表4所示。表 4 各截面剪力截面位置v0.450.600.550.55V=v(g+q)Ln(KN)0.45×19.73×5.61=49.810.60×19.73×5.61=66.410.55×19.7×5.7=61.850.55×19.73×5.7=61.85梁高：，；翼缘厚：。次梁跨中按T形截面计算，h´f/h0=80/(450-35)=0.

12、1930.1，独立T形梁。边跨：b´f=L0/3=5730/3=1910mm b´f=b+sn=200+(6000/3-240-300/2)=1810mm<1910mm，所以，取b´f=1810mm中间跨：b´f=L0/3=5700/3=1900mm b´f=b+sn=200+(6000/3-300)=1900mm，所以， 取b´f=1900mm判定T形截面类型：C25混凝土， fc=11.9KN/mm ²，ft=1.27 KN/mm ²；纵向钢筋HRB400，fy=360 KN/ mm ²；箍筋H

13、PB235，fyv=210 KN/ mm ² KM=1.2×58.89=70.668 KN·m fc b´f h´f(h0- h´f/2)=11.9×1900×80×(415-80 /2)=678.3 KN·m>KM故各跨中截面属于第一类T形截面。（1）支座截面按的矩形截面计算。各截面均只按一排筋布置，次梁正截面承载力计算如表5所示。表5 次梁正截面承载力计算截面1258.89-58.8940.06-45.79s=KM/fc b´f h0²或s=KM/fc b h0&#

14、178;0.0190.1720.0140.1340.0190.1900.0140.144471.76521.29364.90395.08选用钢筋2B16+1B142B16+1B142B162B16实际钢筋截面面积555.9555.9402402计算结果表明0.85b=0.440，符合塑性内力重分布。=As/bh0=402/(200×415)=0.48 %min=0.2%，满足要求。（2）斜截面承载力计算如下所示：hw= h0- h´f=415-80=335mm，因hw/b=335/200=1.675<4，截面尺寸按下式验算0.25fcbh0=0.25×11.

15、9×200×415=246.92KN>KVmax=1.2×66.41=79.69KN，故截面尺寸满足抗剪条件Vc=0.7ftbh0=0.7×1.27×200×415=73.79KNKVA=49.81×1.2=59.77KN< VcKVBl=66.41×1.2=79.69KN> VcKVBr=61.85×1.2=74.22KN> VcKVC=61.85×1.2=74.22KN> Vc所以A支座截面不需进行斜截面抗剪配筋计算，只需按照构造要求配置箍筋，B、C支座需按计算

16、配置箍筋采用直径为6mm的双肢箍筋，Asv=57mm ²Bl支座：由KVBl= Vc+1.25 fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KVBl-Vc)=1.25×210×57×415/（79690-73790）=1052mm,取s=200mm=smax，sv=Asv/bs=57/(200×200)=0.14%sv，min=0.10 %满足最小配筋率要求。Br和C支座：KV= Vc+1.25 fyv(Asv/s)h0 S=1.25fyvAsvh0/(KV-Vc)=1.25×210×57×415/（

17、74220-73790）=14440mm，取s=200mm=smax，sv=Asv/bs=57/(200×200)=0.14%sv，min=0.10 %，满足最小配筋率要求。故，箍筋选配双肢6200（3）钢筋锚固要求伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式计算确定L=La=(fy/ft)d=0.14×360/1.27×16=635mm伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按下式计算确定L=12d=12×16=192mm，取200mm梁底面纵筋伸入中间支座的长度按L>12d=192mm,取200mm纵筋截面断点据支座距离L=Ln/5+20d=5610/5

18、+20×16=1442mm,取1500mm。五、主梁设计（按弹性理论计算）5.1 荷载计算为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载： 8.69×6=52.14 KN/m 主梁自重： 0.3×（0.65-0.08）×25=4.28 KN/m 主梁粉刷重： 0.012×(0.65-0.08) ×2×17 =0.23 KN/m小计 恒载：Gk=56.65 KN/m 活荷载：Q=11.04×6=66.24 KN/m恒荷载分项系数取1.05，活荷载分项系数取1.20。于是板的荷载设计值总值：G+Q=1.05GK

19、+Q1.20=1.05×56.65+1.20×66.24=59.48+79.49=138.95KN/m5.2 主梁的计算简图柱截面为350mm×350mm，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度。主梁计算跨度：边跨：Ln1=6900-240-350/2=6485mm，因为0.025 Ln1=6485×0.025=162mm<a/2=185mm 取 L01=1.025Ln+b/2=1.025×6485+350/2=6822mm 中跨：L02=690

20、0-350=6550mm跨度差：（L01- L02）/ L02=（6822-6500）/6500=4.2%<10%因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如图4所示。图4主梁计算简图5.3 内力计算及配筋1、弯矩设计值：，其中，、可由相关资料查取，为计算跨度。对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。主梁弯矩得计算如表6所示。表 6 主梁弯矩计算项次荷载简图0.244/99.00-0.267/-108.340.067/27.18-0.267/-108.340.289/156.72-0.133/-72.12-0.133/-72.12-0.133/-72.12-0.044/-23.8

21、6-0.133/-72.120.200/108.46-0.133/-72.120.229/124.18-0.311/-168.640.170/92.19-0.089/-48.26组合项次+组合值255.72-276.74135.64-156.60弯矩包络图：1)第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载支座或的弯矩值为MB=MC=-0.267×59.48×6.686-0.133×79.49×6.686=-176.87KN·m在第1跨内以支座弯矩，MB=-176.87KN·m的连线为基线，作G=59.48KN，Q=79.49KN的简支梁弯矩图

22、，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：1/3(G+Q)L0+MB/3=1/3×(59.48+79.49) ×6.822-176.87/3=257.06KN·m(与前面计算的M1,max=255.72 KN·m相近)；1/3(G+Q)L0+2MB/3=1/3×(59.48+79.49) ×6.822-2×176.87/3=198.10KN·m在第2跨内以支座弯矩MB=-176.87KN·m，MC=-176.87KN·m的连线为基线，作G=59.48KN，Q=79.49KN的简支梁

23、弯矩图，得第集中荷载作用点处弯矩值为：1/3GL0+MB=1/3×59.48×6.55-176.87=-47.01 KN·m2)第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载在第1跨内以支座弯矩，MB=-276.74 KN·m 的连线为基线，作G=59.48KN，Q=79.49KN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：1/3(G+Q)L0+MB/3=1/3×(59.48+79.49) ×6.822-276.74/3=223.77KN·m1/3(G+Q)L0+2MB/3=1/3×(59.48+7

24、9.49) ×6.822-2×276.74/3=131.52KN·m。在第2跨内，MC=-0.267×59.48×6.686-0.089×79.49×6.686=-153.48 KN·m。以支座弯矩MB=-276.74 KN·m，MC=-153.48 KN·m的连线为基线，作G=59.48KN，Q=79.49KN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：1/3(G+Q)L0+MC+2/3(MB-MC)=1/3×(59.48+79.49) ×6.82

25、2-153.48+2/3×(-276.74+153.48)=80.36KN·m1/3(G+Q)L0+MC+1/3(MB-MC)= 1/3×(59.48+79.49) ×6.822-153.48+1/3×(-276.74+153.48)=121.45KN·m3)第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载MB=MC=-0.267×59.48×6.686-0.133×79.49×6.686=-176.87KN·m第2跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值为：1/3(G+Q)L0+MB/3=1/3

26、5;(59.48+79.49) ×6.550-176.87/3=137.60KN·m(与前面计算的M1,max=135.64 KN·m相近)。第1、3跨两集中荷载作用的处的弯矩设计值分别为：1/3GL0+MB/3=1/3×59.48×6.55-176.87/3=70.91 KN·m1/3GL0+MB/3=1/3×59.48×6.55-2/3×176.87=11.95KN·m根据以上计算，弯矩包络图如图5所示。图 5 弯矩包络图2、剪力设计值：，其中，其中，、可由相关资料查取。主梁剪力计算如表7所

27、示。表 7主梁剪力计算项次荷载简图0.733/43.60-1.267/-75.361/59.480.866/68.84-1.134/-90.140/00.689/54.77-1.311/-104.211.222/97.14组合项次()+112.44+-179.57+156.62剪力包络图： 1)第1跨VA,max=112.44KN，过第1个集中荷载后为112.44-59.48-79.49=-26.53KN，过第2个集中荷载后为-26.53-59.48-79.49=-165.5KN。VBl,max=-179.57KN，过第1个集中荷载后为-179.57+59.48+79.49=-40.60KN，

28、过第2个集中荷载后为-40.60+59.48+79.49=98.37KN。2)第2跨VBr,max=156.62kn，过第1个集中荷载后为156.62-59.48=97.14KN； 当活荷载仅作用在第2跨时，VBr=1.0×59.48+1.0×79.49=138.97kn，过第1个集中荷载后为138.97-59.48-79.49=0。根据以上计算，剪力包络图如图6所示。图 6 剪力包络图3、主梁正截面和斜截面承载力计算：主梁跨中按T形截面计算，h´f /h0=80/(650-35)=0.13>0.1T形截面的翼缘宽度按下式计算：b´f=L0/3=6900/3=2300mm<b+sn=300+6900/3=6900，故取；梁高：；翼缘厚：。C25混凝土， fc=11.9KN/mm ²，ft=1.27 KN/mm ²；纵向钢筋HRB400，fy=360 KN/ mm ²；箍筋HPB235，fyv=210 KN/ mm ²判定T形截面类型： =1259KN·m >KMmax =1.2×255.72=306.86 KN·m故各跨中截面属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取正截