钢筋混凝土结构设计计算书(现浇整体式单向板肋梁楼盖)

1、混凝土结构设计结构计算书现浇整体式单向板肋梁楼盖土木工程专业本科（四年制）适用指导教师： 班 级： 学生姓名： 学 号： 设计时间： 钢筋混凝土结构计算书1. 设计资料（1） 楼面做法：20厚水泥砂浆抹面；顶棚为15mm厚混合砂浆抹灰；梁用15mm厚水泥砂浆抹面。（2） 材料：钢筋混凝土强度等级C30，主、次梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，板中受力筋采用HRB300；其它用HRB300。2. 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6.3m，次梁跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板跨度为2.0m，l01 /l02=6.3/2.0=3.15，因此按单向板设计。按跨高比

2、条件要求板厚h2000/30=67mm，对工业建筑的楼盖板，要求h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500mm，考虑到可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm。主梁截面高度应满足h=l0/15l0/10=6300/156300/10=420630mm，取h=600mm。截面宽度取b=300mm。楼盖结构平面布置图如下图-1。3.板的设计已如前述，轴线、的板属于边区格单向板；轴线的板（除边跨外）属于中间区格单向板。（1） 荷载板的永久荷载标准值20厚水泥砂浆抹面 0.02*20=0.4 KN/m280m

3、m钢筋混凝土板 0.08X25=2 KN/m215mm厚混合砂浆抹灰 0.015*17=0.255 KN/m2小计 2.655 KN/m2板的可变荷载标准值 5.5 KN/m2永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0 KN/m2 ，所以可变荷载分项系数因取1.3。于是板：永久荷载设计值 g = 2.99 X 1.2 = 3.19 KN/m2可变荷载设计值 q = 5.5 X 1.3 = 7.15 KN/m2 荷载总设计值 g + q = 10.34 KN/m2 (近似取为)q + q = 11 KN/m2（2）计算简图。次梁截面为200mm X 500mm，现浇板在墙上的支承长

4、度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布方法计算内力，板的计算跨度：边跨：L0 = ln + h/2 = 2000-100-120-80/2 =1820 mm Ln + a/2 =2000-100-120+120/2 =1840 mm 取l0 = 1820 mm。 中间跨：l0 = ln = 2000-200 = 1800 mm。 因跨度相差小于10%，可按等跨度连续板计算。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图-2所示。（3）弯矩设计值。由表2-2可查得，板的弯矩系数m分别为：边跨跨中，1/11；中间支座，-1/14；中间跨跨中，1/16；中间支座，-1/14。故

5、M1 = - MB = ( g + q )l012/11 = 11*1.82*1.82/11 = 3.31 KN/m2MC = -( g + q )l012/14 = -11*1.8*1.8/14 = - 2.55 KN/m2M2 = M3 = ( g + q )l012/16 = 11*1.8*1.8/16 = 2.23 KN/m2这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，MC和M2以及M3应乘以0.8，分别为：MC=0.8*（-2.55）= 2.04 KN/m2 ；M2=M3=0.8*2.23=1.784 KN/m2。(4)正截面受弯承载力计算。 环境类别一级，C30级混凝土，板的最小保

6、护层厚度c=15mm。板厚80mm,h0=80-20=60mm；板宽b=1000mm；C30混凝土，1=1.0,fc=14.3KN/mm2；HRB400钢筋，fy=360 KN/mm2。板配筋的计算过程见下表-1。 表-1 板的配筋计算截面1B2(3)C弯矩设计值/（KN*m）3.31-3.312.23-2.55s=M/(1fcbh02)0.0640.0640.0430.050=1-（1-2*s)0.0660.0660.0440.051轴线计算配筋/ mm2As=bh0fc/fy209.7209.7139.8162.1实际配筋/ mm26/8180As=2186/8180As=2186/818

7、0As=2186170As=166轴线计算配筋/ mm2As=bh0fc/fy212.3 212.3111.8129.7实际配筋/ mm26/8180As=2186/8180As=2186/8180As=2186170As=166注：对轴线2-5间的板带，其跨度内截面2，3和支座截面都可以折减20%，为了方便，近似对钢筋乘以0.8.计算结构表明，支座截面的平均小于0.35，符合塑性内力重分布的As/bh=166/100*80=0.21%0.45fc/fy=0.45*14.3/270=0.24% ,同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。4.次梁设计按考虑塑性内力重分布方法计算内力。根据车间楼盖

8、的实际使用情况。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 3.59*2.0 = 7.18 KN/m 次梁自重 0.2*（0.5-0.08）*25*1.2 = 2.52 KN/m次梁粉刷 0.02*（0.5-0.8）*2*17*1.2 = 0.34 KN/m小计 g = 10.04 KN/m可变荷载设计值 q = 7.15*2.0 = 14.3 KN/m荷载总设计值 g + q = 24.34 KN/m（2）计算简图。次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁截面为300*600mm,计算跨度： 边跨：L0 = ln + h/2 = 630

9、0-120-300/2+240/2 = 6150 mm 1.025Ln = 1.025*（6300-120-150）= 6181 mm 取l0 = 6150 mm。 中间跨：l0 = ln = 630-300 = 6000 mm。因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁的计算简图见图-3。（2） 内力计算。由表2-2,表2-4可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：M1 = -MB = (g + q)l012/11 = 24.34*6.152/11 = 83.69 KN*m M2 = M3 = (g + q)l012/16 = 24.34*6.02/16 = 54.77 KN*m MC

10、 = -(g + q)l012/11 = 24.34*6.02/11 = 79.66 KN*m剪力设计值：VA = 0.45*（g + q）ln1 = 0.45*24.34*6.0 = 65.72 KN*m VB1 = 0.60*（g + q）ln1 = 0.60*24.34*6.0 = 87.62 KN*m VBr = VC = 0.55（g + q）ln2 = 0.55*24.34*6.0 = 80.32 KN*m（3） 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，跨内按T型截面计算，翼缘宽度取bf=l/3=6300/3=2100mm。又bf=b+sn=200+1800=2

11、000mm。故取bf=2000mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面布置一排。环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。一排纵向h0=500-35=465mm。C30混凝土，1=1.0，c=1,fc=14.3N/mm2；纵向钢筋采用HRB400钢筋，fy=360N/mm2箍筋采用HPB300钢，fyv=270N/mm2,正截面承载力计算公式列于表-2。经判别跨内截面均属于第一类T型截面。表-2 次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2(3)C弯矩设计值/（KN/m）83.69-83.6954.77-79.66 = M/（fcbh02）或 = M/（fcbfh02）0.0

12、140.1510.0090.129 = 1-（1-2）0.0140.1650.0090.139As =bh0fc /fy或As =bfh0fc /fy517.18576.77332.48513.49选定钢筋/ mm2216+116（弯）As=603.1216+116（弯）As=603.1212+112（弯）As=339.1216+116（弯）As=603.1计算结果，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的要求。 As/bh=339.1/200*500=0.34%，此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率要求。2） 斜截面受剪承

13、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： hw=h0-hf=440-80=360mm，因hw/b=360/200=1.84，截面尺寸按下式验算： 0.25cfcbhc=0.25*1*14.3*200*440=314.60*103NVmax=130.19KN截面尺寸满足要求。计算所需腹筋。采用6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。0.7ftbh0=0.7*1.43*200*400=88.09KN*mVB1。所以按结构配筋。查表选用箍筋6200。验算最小配筋率：p=Asv/(b*s)=56.6/(200*200)=0.14%0.24ft/fyv=0.24*

14、1.43/270=0.12%。满足要求。5.主梁设计。主梁按弹性方法计算内力。（1）荷载设计值。为简化计算，将梁自重等效为集中荷载次梁传来的永久荷载 10.04*6.3=63.25 KN主梁自重（含粉刷） 【（0.60-0.08）*0.3*2.0*25+2*（0.6-0.08）*0.02*2.0*17】*1.2=10.21 KN永久荷载设计值 G=73.46 KN可变荷载设计值 Q=14.3*6.3=90.1 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：l0=630-120-100+100+185=

15、6325mm，0.025ln=152mma/2=185mm。 所以取l0=1.025ln+b/2=6332mm，近似取l0=6340mm。中跨：l0=6300mm主梁的计算简图见图-4。因跨度相差不超过10%，故可以利用附录表1-1计算内力。（3）内力值计算及包络图。 1）根据附录9计算弯矩、剪力设计值。弯矩设计值 M=k1Gl0+k2Ql0 式中系数k1,k2由附表9-1相应栏内查得。M1，max=0.244*73.46*6.34+0.289*90.1*6.34=278.73 KNMB,max=-0.267*73.46*6.34-0.311*90.1*6.34=-302 KNM2,max=0

16、.067*73.46*6.34+0.200*90.1*6.34=145.45 KN剪力设计值 V=k3G+k4Q式中系数k3,k4由附表9-1相应栏内查得。VA，max=0.733*73.46+0.866*90.1=131.87 KNVB1,max=-1.267*73.46-1.311*90.1=211.19 KNVBr,max=1.0*73.46+1.222*90.1=183.56 KN3）绘制弯矩、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1-2可知，支座B或C的弯矩值为 MB=MC=-0.267*73.46*6.34-0.133*90.1*6.3=-200.3

17、3KN第一跨内以支座弯矩MA=0,MB=-200.33KN*m的连线为基线，作G=73.46KN,Q=90.1KN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)L0/3+MB/3=(73.46+90.1)*6.34/3-200.33/3=278.88 KN*m(G+Q)L0/3+2MB/3=(73.46+90.1)*6.34/3-2*200.33/3=206.65 KN*m在第2跨内以支座弯矩MB=-200.33KN*m, MC=-200.33KN*m的连线为基线，作G=73.46KN，Q=0的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值。GL0/3+MB=73.

18、46/3-200.33=-46.06 KN*m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MA=0,MB=-302KN*m的连线为基线，作G=73.46KN，Q=0的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值分别为。（76.46+90.1）*6.34/3-302/3=239.54 KN*m（76.46+90.1）*6.34/3-2*302/3=138.87 KN*m 在第2跨内：MC=-0.267*73.46*6.30-0.089*90.1*6.30=-174.09KN*m，以支座弯矩MB=-302KN*m，MC=-174.09KN*m的连线为基线，作G=73.46K

19、N，Q=0的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值分别为：(G+Q)L0/3+MC+1/3*（MB-MC）=84.11 KN*m(G+Q)L0/3+MC+2/3*（MB-MC）=126.75 KN*m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载： MB=MC=-0.267*73.46*6.34-0.133*90.1*6.34=-200.33 KN*m第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：(G+Q)L0/3+MB=（73.46+90.1）*6.30/3-200.33=143.15 KN*m 第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩为：(G+Q)L0/3+MB/3=73.46*6.34/3-200.33/3=

20、88.47 KN*m(G+Q)L0/3+2MB/3=73.46*6.30/3-200.33/3=21.69 KN*m弯矩包络图如图-5（a）所示。 剪力包络图 第1跨：VA,max=131.87KN，过第1个集中荷载后为131.87-73.46-90.1=-31.69KN；过第2个集中荷载后为-31.69-73.46-90.1=-195.25KN。VB,max=-211.19KN，过第1个集中荷载后为-211.19+73.46+90.1=-47.63KN；过第2个集中荷载后为-47.63+73.46+90.1=115.93KN。第2跨：VBr,max=183.56KN，过第1个集中荷载后为18

21、3.56-73.46-90.1=20KN当可变荷载反作用在第2跨时VBr=1.0*73.46+1.0*90.1=163.56 KN；过第1个集中荷载后为163.56-73.46-90.1=0。剪力包络图如图-5（b）所示。（4）承载力计算1）正截面受弯承载力：跨内按T形截面计算。因bf/h0=80/565=0.140.1，翼缘计算宽度按l/3=6.3=2.1m。和b+sn=6.6mm中较小者确定，取bf=2.1m。B支座边的弯矩值MB=MB，max-V0b/2=-302+163.56*0.4/2=-269.29 KN*m。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为1排。跨内截面经判断都属于第一类T形截面，正截面受弯承载力的计算过程列于表-3. 表-3 主梁正截面承载力计算截 面1B2弯矩设计值/（KN*m）278.73-302145.45-46.06 = M/（fcbh02）或 = M/（fcbfh02）0.0290.2510.0150.034s=(1+(1-2)/20.9850.8530.9920.983As=M/(fyh0)1391.21855.6720.9230.4选配钢筋/ mm2220+322（弯）As=1768222+322（弯）As