单向板肋梁楼盖课程设计_算例

1、课程设计课程名称：混凝土结构课程设计设计题目：整体式混凝土单向板肋梁楼盖设计班级：20130211学号：20130211*姓名：指导教师：完成时间：计算说明书A 优秀B 良好C 中等D 及格E 不及格正确性A 优秀B 良好C 中等D 及格E 不及格施工图A 优秀B 良好C 中等D 及格E 不及格答辩A 优秀B 良好C 中等D 及格E 不及格综合成绩A 优秀B 良好C 中等D 及格E 不及格工程大学教务处制下载可编辑目录1. 设计资料 .32. 楼盖梁格布置及截面尺寸确定43. 板的设计 .53. 次梁的设计 .84. 主梁的设计 .145参考文献 .21.专业 .整理 .下载可编辑整体式单向板

2、肋梁楼盖设计1. 设计资料（1）设计任务某多层工业厂房，拟采用钢筋混凝土整体式单向板肋形楼盖，标准层建筑平面图如图 2所示。1）采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。2）进行板、次梁和主梁的承载力计算。要求板、次梁的力按塑性力重分布方法计算 ; 主梁力按弹性理论计算，主梁支座负弯矩考虑调幅，调幅值 15%。3）绘制结构施工图：板平面配筋图、板剖面配筋图；次梁及主梁配筋图。(2) 楼面做法：厂房楼盖四周支承在砖砌体墙上；楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面33（容重为 20kN/m），板底及梁用 20mm厚混合砂浆粉底（容重为17kN/m）。图 1 楼面做法（3）选用材料：钢筋除主梁和次梁的主筋采用HR

3、B335级钢筋 fyf y'300N / mm2外 ， 其 余 均 为HPB300 级 钢 筋f yf y'270N / mm2 。 混 凝 土 强 度 等 级 为C30 fc14.3N / mm2 , ft1.43N / mm2 。图 2 建筑平面图布置.专业 .整理 .下载可编辑（4）楼面均布可变荷载标准值为6.5kN/m；建筑物的结构安全级别为级，重要性系数01.0。2. 楼盖梁格布置及截面尺寸确定楼盖尺寸为（ 21.6 ×30）m，如果梁下不设钢筋砼柱，主梁跨度21.6 米，截面尺寸太大，因此在设计中主梁下设置柱子，拟定尺寸（400×400）mm，主

4、梁横向布置，次梁沿纵向布置，整体现浇肋形楼盖结构平面布置图如附图3 所示。梁、板支承长度为：板120 mm，次梁 240 mm，主梁 360 mm。按板周边支撑条件，将板区分为中间区格板（4) 、边区 格板 ( B、 C) 和角区格板 ( D) 。梁、板尺寸确定如下。（1）确定主梁的跨度为 7.2m，次梁的跨度为 6m，主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为 2.4m，这样主梁的弯矩图较为平缓。（2）估计梁、板尺寸：1）按高跨比条件，要求板的厚度hL/30 2400/30 80mm，对工业建筑的楼板，要求 h80mm，所以取板厚取h=80mm。2）次梁截面尺寸：高度应满足 h=L/18 L/12=

5、（1/18 1/12 ）x6000=333429.7mm，取 h=400mm，截面宽 b=(l/2 l/3)h，取 b=200mm。3）主梁截面尺寸高度应满足 h=L/14 L/8 （1/12 1/8 ）x7200=600 900mm，取 h=700mm，截面宽度取为 b=300mm。图 3 结构平面布置图.专业 .整理 .下载可编辑3. 板的设计本设计中，板区格长边与短边之比5.1/2.4=2.125>2.0 但<3.0 ，按规要求，宜按双向板计算，当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。本例题按单向板计算，并采取必要的构造措施。（1）荷载恒荷载标准

6、值：20mm水泥砂浆面层：0.02 ×20 0.40 kN / m280mm钢筋混凝土板：0.08 ×25 2.00 kN / m215mm板底石灰砂浆：0.015×170.26 kN / m2恒荷载标准值gk 2.66 kN / m2板的可变荷载标准值：qk 6.50 kN / m2考虑恒荷载分项系数为1.2 ，因楼面活荷载标准值大于4.0 kN / m2 ，所以活荷载分项系数取 1.3 ，则板上的荷载设计值荷载设计值应取下列两种情况的较大者。1) 当恒载起控制作用时，恒载分项系数为1. 35 ，活载组合系数为 0. 7 ，qg 1.35 2.66 1.3 0.

7、76.5 9.51kN / m22) 当活载起控制作用时，恒载分项系数为1. 20 ，活载组合系数1. 0 ，qk1.202.661.306.511.64kN / m2因此，荷载设计值取 q max qk , qg 11.64kN / m2 （2）计算简图次梁截面为 200mm 400mm，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。按塑性力重分布设计，板的计算跨度为：边 跨 ： l 01ln1/ 2h2400 100 120 80/ 2 2220mm， 取 l01 2220 mmln1/ 2a 2400 100 120 120/ 22240mm( a 120

8、mm )中跨： l02 24002002200 mm板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过 10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：.专业 .整理 .下载可编辑图 4 板的几何尺寸和计算简图（3）弯矩计算值根据端支座支撑情况，按表1 确定各控制截面的弯矩系数，计算各控制截面的弯矩设计值。计算边跨跨中弯矩时，l0 取本跨跨度；计算离端第二支座负弯矩时，l0 取相邻两跨跨度的较大值。中间区格板(4) 考虑拱作用，除边跨跨中和离端第二支座外，相应的弯矩设计值均降低20% ( 括号数）。1B2/3C截面位置边跨跨中离端第二中间跨跨中中间支座支座弯矩系

9、数M1/11-1/111/161/16-1/14-1/14计算跨度 l 0(mm)l 01=2220l 01=2200l02=2200l 02=2200l 03=2200l 03=2200MM ( gq) l211.64 ×2 -11.64 ×211.64 ×20.8x11.64-11.64 ×2.-0.80.222/11=2.22/16=3.×2.22/162x13.69 ×2.22(kN.m).2 /11=-5.2 /14=-4.5.220121519=2.816/14=-3.220表 1 板的弯矩设计值的计算（4）正截面受弯承载

10、力计算板厚 80mm，板截面的有效高度ho =80-20=60mm；板宽 b=1000mm。C30混凝土， =1.0 ，fc 14.3N / mm2 , ft1.43N / mm2 ； HPB300级钢筋， f yf y'270kN / mm2 。板配筋计算的过程于下表 2。表 2楼面板的配筋计算截面边跨中第一支座中间跨中中间支座在平面的位置 轴线轴线轴线轴线轴线轴线轴线M（ kN m ）5.220-5.1213.5192.816-4.-3.220M0.10140.09950.06840.05470.07810.0626s1 f cbh02.专业 .整理 .下载可编辑1 1 2 s0.

11、10710.10500.07090.05620.08140.0647AS1 f cb h0341334226179259206f y8140814082008250?选配钢筋81808200实际配筋359359251200279250As0.6%0.6%0.42%0.33%0.47%0.42%bh0是否满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求计算结果表明，支座截面的0.35 ，板如果要求满足0.1规定，将导致用钢量比按弹性方法计算还多，不合理，因此不考虑此项要求，认为该调幅符合塑性力重分布的原则；配筋率检验：最小配筋率：minmin(0.45 ft / f y ,0.2)%0.

12、2%对于 HPB300：b0.576满足最小配筋率。（5）绘制施工图板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙的板的附加钢筋。板的配筋图详见附图 5。.专业 .整理 .下载可编辑图 5 板的配筋图（分离式）3. 次梁的设计主梁的梁高 h=700mm，梁宽 b=300mm，次梁的截面几何尺寸与支承情况见图6。图 6 次梁的几何尺寸和计算简图（1）荷载恒荷载由板传来：2.66×2.4=6. 39 kN / m.专业 .整理 .下载可编辑次梁自重：25×0.20 ×(0.4 0-0.08)=1.60kN / m梁侧抹灰：0.015x17×(0.4

13、 0-0.08 ）× 2=0. 16 kN / mgk =8.15 kN / m楼面使用活荷载qk =6.5 ×2.4=1 5.60 kN / m荷载设计值次梁自重较小，因此荷载效应由活载控制，故取恒载分项系数1.20 ，活载分项系数 1. 3 ， 活载组合系数1.0 。荷载设计值为：q1.2gk1.3qk1.28.151.3 15.601.2gk1.3qk30.06kN / m（2）计算简图次梁截面尺寸为200x450mm，主梁截面尺寸为300x700mm，按塑性力重分布方法计算次梁力。计算跨度：边跨： l01ln a26000 240 30022405730mm21.0

14、25l n 1.02556105750 mm，取 l015730mm (a 240mm)中跨： l02ln 6000 300 5700 mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如上图 6。（3）力计算：根据次梁端支座支撑情况，按表 3 取用弯矩系数。计算边跨跨中弯矩时，l0 取本跨跨度 ; 计算离端第二支座负弯矩时l 0 取相邻两跨跨度的较大值。由 MM ( gq)l 02 可计算出 M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，计算结果如下表：表 3 次梁的弯矩设计值截面位置1B2CM1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l057305730570057001 163

15、5.53221 1135.38 5.7321 11 35.535.724.7501 / 14 35.53 4.750MM (gq)l 02105.603105.60371.84482.107.专业 .整理 .下载可编辑(kN / m)由 VV ( gq)l n 可计算出 VA 、 VBL 、 VBR 、 Vc ，计算结果如下表 4：表 4次梁的剪力设计值（4）截面承载力计算：次梁弯矩及正截面承载力计算结果见表5， 其中计算参数取 : b =200mm，h0=450-35=415mm； C30 级混凝土 ， fc14.3MPa；纵筋采用 HRB335级钢筋，f y300MPa ; 箍筋采 用 H

16、PB300 级钢筋， f y270MPa 。表 5 中，支座截面按矩形截面计算，跨中截面按T 形截面计算。 T 形截面的翼缘计算宽度：截面位置ABLBRC对 边跨中V0.450.600.550.55按净跨度 l n5610561057005700梁跨考虑：'l05730V (gq)l nbfV331910mm0.4535.385.610.6035.385.610.5535.385.70.5535.385.789.317119.089110.916110.916(kN )按净距 Sn 考虑b 'fb sn20022002400 mm按翼缘高度 h f' 考虑h0 =450

17、-35=415h f'= 80 =0.19>0.1 ，故翼缘不受限制，h0415故应取 b'f1910 mm对中间跨中按梁跨考虑：b'fl057001900 mm33按净距 Sn 考虑bf'bsn20022002400 mm按翼缘高度 h f' 考虑h0 =450-35=415h f'= 80 =0.19>0.1 ，故翼缘不受限制。h0415故应取 b f'1900 mm.专业 .整理 .下载可编辑按表 4 取用剪力系数，次梁剪力及斜截面承载力计算见表6。按塑性力重分布要求，支座边至距支座边1.05 h0 的区段，应将箍筋计算

18、面积增大20%后配置。表 5 次梁截面受弯承载力计算截面M（ kN m ）b或b'fMs1 f cbh02112 s1 fcbh0ASf y选用钢筋实配 AS (mm)边跨中第一支座中间跨中中间支座105.603-105.60371.844-82.107191020019002000.0.2140.0150.1670.0.2440.0150.184858966582726220+118220+122316220+1168821008603830次梁纵筋最小配筋面积As,minmin bh0.2145%x200x450=193mm2 ，表 6 中实配面积均满足。截面V( kN )0.25

19、 c f cbh0 (kN )0.7 ft bh0 (kN )箍筋肢数、直径AsvnAsv1表 6次梁斜截面承载力计算边支座第一支座（左）第一支座（右）中间支座89.317119.110.916110.916（截面满足要求）0.7x1.43x200x415=83.<V（按计算配筋）2626262657575757Sf yv Asvh08541481911911.2(V0.7 ft h0b)实配箍筋间距S（ mm）Asvvbs是否满足要求61506150615061500.19 0.19 0.190.19是是是是弯矩调幅时要求的配箍率下限为：.专业 .整理 .下载可编辑0.3 f t0.3

20、x 1.27 t =0.14%f yv270实际配箍率为：vAsv =57=0.19%>0.14%bs200x415满足要求。（5）施工图的绘制次梁配筋图详见附图7。.专业 .整理 .下载可编辑图筋配梁次7图.专业 .整理 .下载可编辑4. 主梁的设计柱截面 400×400，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 a=370mm。（1）荷载恒荷载由次梁传来8.68 ×6=52.08 kN主梁重（折算为集中荷载）0.3 ×(0.7 - 0.08) ×2.4

21、×25=11.16 kN梁侧抹灰（折算为集中荷载）2×(0.7 - 0.08) ×2.4 ×0.02 ×17=1.01 kNGk=64.25 kN使用活荷载Qk=19.2 ×6=115.20 kN主梁上恒载较小，荷载效应由活载控制，故活载分项系数Q 1.3 ，组合系数c1.0 。 恒载对效应不利时，恒载分项系数G 1.2 ; 恒载对效应有利时，恒载分项系数 G1.0 。荷载组合设计值GQ1.2Gk1.3Qk1.2x64.25+1.3x115.2=226.86 kN其中， G=1.2x64.25=77.10kN ， Q1.3Qk =1.

22、3x115.2=149.76 kN（2）计算简图主梁计算跨度：边跨： l011b柱1.025ln1(7200 240 200)7129 mm2400 1.0251 a1 b柱2ln(7200240 200)370/ 2 400/27145mm ，22近似取 l 017130mm。中跨：l0ln1b柱1b柱 7200mm。22因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算跨度均取l 0 7200mm 计算简图 8，如下：.专业 .整理 .下载可编辑图 8 主梁的几何尺寸和计算简图（3）力计算：（ 1) 弯矩设计值： M k1GL k 2QL其中， k1k 2 可由书中表查取， L 为计算跨度，对于

23、B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。（2）、剪力设计值： Vk3Gk4Q ，其中， k3k4 可由书中附表查得。表 7 主梁弯矩计算项次荷载简图k / M 1k / M Bk / M 2k / M c弯矩图示意图10.2440.2670.0670.267恒载135.44148.21237.188148.21220.2890.1330.1330.133活载311.623143.416143.416143.41630.0450.1330.2000.133活载49.933143.416215.657143.41640.2290.3110.1700.089活载249.922335.348183.3

24、0099.86650.0450.0890.1700.311活载49.93399.866183.300335.348组 合 项+447.067-291.628-106.228-291.628次+85.511-291.628252.845-291.628.专业 .整理 .下载可编辑+382.366-483.56220.488-248.078+85.511-248.078220.488-483.56不同截面的剪力值经过计算如表表项次荷载简图恒载活载活载活载+8 所示。8 主梁的剪力计算（ k /V A0.73356.5200.866129.6880.689103.1810.08913.328.208

25、36.604159.70143.192kN ）k / VB左1.26797.6801.134169.8321.311196.3390.08913.328-267.512-117.596-294.019-111.008k / VB右1.0077.10001.222183.0010.788118.00777.100226.860260.101195.107绘制活载各种最不利布置工况的力图，叠加后得到力包络图（图9) 。.专业 .整理 .下载可编辑图 9 弯矩包络图和剪力包络图（ a）剪力包络图；（ b）弯矩包络图（4）截面承载力计算主梁跨中截面按 T 形截面进行计算，其翼缘宽度取三者最小值（以中间

26、跨中为例）按梁跨考虑：'l o'lobf =3=7200/3=2400mm ；边跨 bf =3=7130/3=2377mm按净距Sn 考虑b'bn300 5700 6000 mmfs按翼缘高度 h f' 考虑h0 =700-35=665mmh f'=80=0.120>0.1，则翼缘不受限制 .h0665故应取 bf '2400mm考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中h0 = h -60=700-60=640mm；判断各跨中截面属于哪一类T 形截面，1 b f' h f'f c (h0h f'kN m2) =

27、1.0 × 2400× 80× 14.3 × (590-80/2)=1510.08该值均大于各跨跨中截面弯矩设计值，故各跨中截面均属于第一类T 形截面。支座处按矩形截面考虑，由于弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中h0 =h -70=700-70=630mm；主梁的正截面承载力及配筋计算见表9，斜截面承载力及配筋计算见表10；.专业 .整理 .下载可编辑表 9 主梁正截面承载力计算截面M（kN·m）bV0( kN m)bM V0 (kN m) 2b(bf ' )sM1 f cb(bf ' )h021 12 sAS1 f cbh0f y选配钢筋2实配钢筋面积 （ mm）边跨跨中中间支座中间跨中447.067-483.56252.845-106.228-226.86x0.4/ 2=45.37-483.19-23772400240024000.0320.0320.0180.0080.0330.0330.0180.008236723571329555220（弯 / 上排）225+2 22（直 /22（直）225+2 22（直225（直）上排）2/ 下排）2+220（弯）20（弯 / 下排）237023701388982Asbh0 （ %）0.1560.