混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

1、混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书一、设计题目及资料题目：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置，肯定梁、板、柱截面尺寸，计算配筋并绘制出结构施工图。一、活荷载：本车间类别为四类金工车间，车间内无侵蚀性介质。结构平面及柱网布置如图1-1所示。其中，L=6000mm,I、=6900mm。经查建筑结构荷载规范（GB50009-2012）知：板跨及时，楼面均布活荷载标准值为n?;板跨a时，楼面均布活荷载标准值为n?;次梁（肋）间距9时，楼面均布活荷载标准值为次梁（肋）间距方时，楼面均布活荷载标准值为n?;对于主梁，楼面均布活荷载标准值为nA二、

2、楼面构造：采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3、屋面构造（计算柱内力用）：三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层，60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4、梁、柱用15mm厚混合砂浆抹灰。五、材料：混凝土采用C30；主梁、次梁、板受力筋采用HRB400级钢筋，其它可采用HRB335级或HPB300级钢筋。六、查规范建筑结构荷载规范（GB50009-2012）知各材料自重别离为：水泥砂浆20kN/m混合砂浆17kN/n?,钢筋混凝土25kN/m；。二、楼盖的结构平面布置1、主梁沿横向布置，次梁

3、沿纵向布置。主梁跨度为6m,次梁跨度为。主梁每跨内布/1=69/2=345置两根次梁，板的跨度为6/3=2m,0201,一，因此按单向板设计。2、按跨高比条件，要求板厚2/。/30=2000/30=67mn,对于工业建筑的楼盖板,要求人之70mm»取板厚/?=80mm。3、次梁截而高度应知足/z=/0/18-/0/12=6900/186900/12=384575nin,考虑到楼面可变荷载比较大，取/?=500mm,截而宽度应知足b=h/34/2=500/3500/2=167250mm,取=200mm。4、主梁的截面高度应知足。=/0/15-/0710=6000/15-6000/10=

4、400-600nun,h=550inm.截面宽度应知足0=万/3九/2=550/3550/2=184275mm,取b=250mm0五、楼盖结构平而布置图（见图1-2）。（此处有楼盖结构平面布置图1-2）三、板的设计一按考虑塑性内力重散布设计一、荷载统计（1）板的永久荷载标准值0.02 x20 = 0.4kN/m20.08x25 = 2.0kN/m20.015xl7 = 0.255kN/nr20mm厚水泥砂浆面层：80mm厚钢筋混凝土板：15mm厚混合砂浆天棚抹灰：小计2.655kN/nf（2）板的可变荷载标准值：8.0kN/m2永久荷载分项系数取，因为楼而可变荷载标准值大于nE所以可变荷载分项

5、系数应取。（3）板的永久荷载设计值：g=2.655xl.2=3.186kN/m2（4）板的可变荷载设计值：=8.0xl.3=10.4kN/m2（5）板的荷载总设计值：g+=3.186+10.4=13.586kN/m2,近似取为g+q=14kN/m2。二、计算简图按塑性内力重散布设计。次梁截而尺寸为200mmX500mm,板的计算跨度为：边跨/0I=ln=2000-200/2=1900nni中间跨/0?=10=2000-200=1800mm因跨度相差（19001800）/1800=4%v10%,可按等跨持续板计算。取1m宽板为计算单元，计算简图如图1-3所示。（此处有板的计算简图1-3）3、弯矩

6、设计值不考虑板拱作用截而弯矩的折减。查教材混凝土结构（中册）（第五版，中国建筑工业出版社）表11-1得板的弯矩系数Gm别离为：边支座-1/16：边跨跨中1/14：离端第二支座-1/11：中跨跨中1/16：中间支座-1/14。则以=_（g+q）l/16=-14x1.92/16=-3ol6kN-mMb=-(g+q)/(：/Il=-14x1,92/11=-4.59kN-mMe=-(g+q温/14=-14xl.8g = 9.152kN/mq = 6.0 x 1.3x2 = 15.6kN / m/14=-3.24kNmM2=“3=(g+4)4/16=14x1.8316=2.84kNm4、正截面受弯承载力

7、计算一一配筋计算已知车间内无侵蚀性介质，环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mmo假定纵向钢筋直径d为10mm,板厚80mm,则截而有效高度/?0=/?c4/2=80-15-10/2=60nMn：板宽b=1000mm。C30混凝上，%=1.0,fc=14.3N/mm2,f=1.43N/mm2,>HRB400级钢筋,fy=360N/mm2o板配筋计算列于表1-1。表1-1板的配筋计算截而A1B2C弯矩设计值(kN-m)4="/(4/?；)4=1-Jl-2as<<<计算配筋(mm2)A=Ml/c/y实际配筋(mm2)C82OOAs=I96C82

8、00As=196C8/10200As=251C6200As=141C82OOAs=196计算结果表明，支座截面的4均小于，符合塑性内力重散布的原则。As/?/?=141/(1000x60)=0.25%>0.4574=0.45x1.43/360=0.18%,同时大于,知足最小配筋率要求。四、次梁设计一一按考虑塑性内力重散布设计按照本车间楼盖的实际利用情形，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的荷载折减。一、荷载设计值(1)永久荷载设计值板传来的永久荷载：3.186x2=6.372kN/m次梁自重：。,2x(0.5-0.08)x25x1.2=2.52kN/m次梁粉刷:小计:(2)可变荷载

9、设计值:2x0.015x(0.5一0.08)xl7xl.2=0.257kN/m(3)荷载总设计值：g+=9.152+15.6=24.752kN/m,近似取为g=25kN/m。二、计算简图按塑性内力重散布设计。主梁截而尺寸为250mmX550mm,计算跨度为：边跨加=/“=6900-100-250/2=6675inn中间跨/()2=/=6900-250=6650mm因跨度相差(66756650)/6650=0.72%<10%,故可按等跨持续梁计算。次梁的计算简图见图1-4。(此处有次梁的计算简图1-4)3、内力计算(1)弯矩设计值查教材混凝土结构(中册)(第五版，中国建筑工业出版社)表11

10、-1得弯矩计算系数名别离为:边支座-1/24：边跨跨中1/14：离端第二支座-1/11：中间跨跨中1/16；中间支座-1/14。则有以=-(g+/24=-25x6.6752/24=-46.41kN-mM=(g+2/14=25x6,6752/14=79.56kN-mMb=-(g+q)/；/ll=-25x6.6752/11=_10126kN-mM2=(g+q)/：2/16=25x6.652/16=69.lOkN-mMc=-(g+q)/；2/14=-25x6.652/14=-78.97kN-m(2)剪力设计值查教材混凝上结构(中册)(第五版，中国建筑工业出版社)表11-3得剪力计算系数别离为：A支座

11、；离端第二支座：中间支座。则有VA=0.50(g+矶=0.50x25x6.675=83.44kNVB1=0.55(g+q)&=0.55x25x6.675=91.78kNVBr=Vc=0.55(g+q)lg=0.55x25x6.65=91.44kN4、承载力计算(1)正截而受弯承载力正截而受弯承载力计算时，跨内按T形截而计算，翼缘宽度取；="3=6900/3=2300mm,b'f=b+sn=200+1800=2000nim,b+12/；=200+12x80=1160nun三者中的最小值，故取得=1160mmo除B支座截而纵向钢筋按两排布置外，其余截而均布置一排。环境类别

12、为一级,C30混凝上，梁的最小保护层厚度为c=20mm。假定箍筋直径10mm,纵向钢筋直径20mm,则一排纵向钢筋力°=500201020/2=460nin,二排纵向钢筋/:0=460-25=435nun。C30混凝土，%=1.0,»=1，fc=14.3N/nnn2,ft=1.43N/mm2；纵向钢筋采用HRB400级钢筋，fy=36ON/mm2,/yv=36ON/mm2。判别各跨中T形截而类型：Mu(o-/z；/2)=1.0x14.3x1160x80x(435-80/2)=524.18kNm该值大于次梁中各弯矩最大值，所以各跨中的截面均按第一类T形截面计算。正截面承载力计

13、算进程列于表1-2。表1-2次梁正截面受弯承载力计算截而A1B2弯矩设计值(kN-m)%=MIWU刮&或46.41xlO679.56xlO6101.26xl0669.10xl0671x14.=0.131x14.3x200x4602=0.0771x14.3x1160x4602=0.0231x14.3x200x4352=0.1871x14.3x1160x4602=0.020<<4=削/、或A=劭九a/y选配钢筋(mm2)2C14A、=30X2C18As=5095C14As=7693C14A、=4612计算结果表明，支座截面的1均小于，符合塑性内力重散布的原则。As/bh=308

14、/(200x500)=0.36%>0.45/y=0.45x1.43/360=0.18%,同时大于,知足最小配筋率要求。(2)斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力包括：截而尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：力w=%-勺=435-80=355mm，因为w/人=355/200=1.8v4，属于厚腹板,截而尺寸按下式验算0.254/力九）=0.25x1x14.3x200x435=311.03kN>Vmax=91.78kN,故截面尺寸知足要求。腹筋计算：采用C6双肢箍筋，计算支座B左侧截而。由匕=0.7M0+fyA%/s得箍筋间距为5=也）=360x57x435/（91.78x

15、105-0.7x1.43x200x435）=654mm对于截而高度在300500mm的梁，最大箍筋间距为200mm,最终取箍筋间距s=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算最小配箍率弯矩调幅时要求的最小配箍率为0.3£/4、=0.3x1.43/360=0.12%,实际配箍率psv=4«加）=57/（200x200）=0.14%>0.12%,故知足要求。五、主梁设计一一按弹性方式设计一、荷载设计值（为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载）（1）永久荷载设计值次梁传来的永久荷载：9.152x6.9=63.149kN主梁自重（含粉刷）：1.2x（0.55-0.08）x0.2

16、5x2x25+2x0.015x（0.55-0.08）x2x17=7.63kNG=63.149+7.63=70.78kN（2）可变荷载设计值Q=5xl.3x2x6.9=89.7kN二、计算简图竖向荷载下主梁内力近似按持续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，/。=6000mm.主梁的计算简图见图1-5。（此处有主梁的计算简图1-5）3、内力设计值及包络图（1）弯矩设计值弯矩M=&G/°+3Q/。，式中系数k、k2由教材混凝土结构（中册）（第五版，中国建筑工业出版社）附表6-2相应栏内查得。Mma、=0.244x70.78x6+0.289x89.7x6=181.

17、39kNm=-0.267x70.78x60.311x89.7x6=-197.081kNmM、ma、=0.067x70.78x6+0.200x89.7x6=82.27kN-m111<1A（2）剪力设计值剪力丫=七6+七。，式中系数k.八匕由上述教材附表6-2相应栏内查得。V=0.733x70.78+0.866x89.7=90.73kNIllaAVB1=-1.267X70.78-1.311x89.7=-148.48kNVRrnrix=1.000x70.78+1.222x89.7=125.59kNDiHidA(3)弯矩包络图第一、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由上述教材附表6-2知，M=M

18、=-0.267x70.78x6-0.133x89.7x6=-149.18kN-mnL在第1跨内：以支座弯矩Ma=0，B=T49.18kN-m的连线为基线，作G=70.78kN,Q=89.7kN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别离为：(G+e)/0/3+MB/3=(70.78+89.7)x6/3-149.18/3=181.53kNm(与前面计算的Mma、=181.39kN-m接近)(G+e)/0/3+2AfB/3=(70.78+89.7)x6/3-2xl49.18/3=131.81kN-m在第2跨内：以支座弯矩Mb=149.18kNm,Me=149.18kNm的连线

19、为基线,作G=70.78kN,。=0的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：GI"3+Mr=70.78x6/3-149.18=-7.62kN-mUD第一、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载在第1跨内：以支座弯矩A/、=0,A/B=T97.08kNm的连线为基线，作G=70.78kN.Q=89.7kN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别离为：(G+g)Z0/3+MB/3=(70.78+89.7)x6/3-197.08/3=165.57kN-m(G+e)/0/3+2A/B73=(70.78+89.7)x6/3-2x197.08/3=99.87kNm在第2跨

20、内：=-0.267x70.78x6-0.089x89.7x6=-137.34kN-m0以支座弯矩“b=197.08kN-m,=137.34kNm的连线为基线，作G=70.78kN,Q=89.7kN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别离为:(G+g)/0/3+A/c+2(A/b-Mc)/3=(70.78+89.7)x6/3-137.34+2x(-197.08+137.34)/3=54.09kNm(G+Q)l0/3+Mc+(MB-Mc)/3=(70.78+89.7)x6/3-137.34+(-197.08+137.34)/3=74.01kN-m在第3跨内：以支座弯矩Me

21、=737.34kNm,"口=。的连线为基线，作G=70.78kN,。=0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的弯矩值别离为：G/o/3+2MC/3=70.78x6/3-2x137.34/3=50kNmG/o/3+M/3=70.78x6/3-137.34/3=95.78kNm第2跨有可变荷载，第一、3跨没有可变荷载以=Mc=-0.267x70.78x6-0.133x89.7x6=-149.18kN-m第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：(G+e)/0/3+A/B=(70.78+89.7)x6/3-149.18=82.08kN-m(与前面计算的max=82.27kN-m

22、接近)第一、3跨两集中荷载作用点处的弯矩别离为：G/0/3+M/3=70.78x6/3-149.18/3=91.84kN-mG/o/3+2Ma/3=70.78x6/3-2x149.18/3=42.llkN-m弯矩包络图如图1-6所示。(此处有主梁的弯矩包络图图1-6)(4)剪力包络图第一、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由上述教材附表6-2知，在第1跨内，VA<max=90-73kN,得第1个集中荷载和第2个集中荷载处剪力值别离为：90.73-(70.78+89.7)=-24.9kN，-24.9-(70.78+89.7)=-140.53kN在第2跨内，VBf=1.000x70.78+0

23、=70.78kN,得第一、2两个集中荷载处剪力值别离为：70.78-70.78=0,0-70.78=-70.78kN在第3跨内，VCr=1.267x70.78+1.134x89.7=140,54kN,得第一、2两个集中荷载处剪力值别离为：140.54-(70.78+89.7)=24.9IkN,24.91-(70.78+89.7)=-90.73kN第一、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载在第1跨内，V,=0.733x70.78+0.689x89.7=82.78kN,得第一、2两个集中荷载处剪力别离为：82.78-(70.78+89.7)=-32.85kN,-32.85-(70.78+89.7)=

24、-148.48kN在第2跨内，VBr=1.000x70.78+1.222x89.7=125.59kN,得第一、2两个集中荷载处剪力别离为：125.59-(70.78+89.7)=9,96kN,9.96-(70.78+89.7)=-105.67kN在第3跨内，VCY=1.267x70.78+0.089x89.7=93.67kN,得第一、2两集中荷载处剪力别离为：93.67-70.78=22.89kN,22.89-70.78=-47.89kN第一、3跨没有可变荷载，第2跨有可变荷载在第1跨内，VA=0.733x70.78-0.133x89.7=45.92kN,得第一、2两个集中荷载处剪力别离为：4

25、5.92-70.78=-24.86kN,-24.86-70.78=-95.64kN在第2跨内，VBr=1.000x70.78+1x89.7=115.63kN,得第一、2两个集中荷载处剪力别离为：115.63-(70.78+89.7)=OkN,0-(70.78+89.7)=-115.63kN在第3跨内，Vc>=1.267x70.78+0.133x89.7=95.64kN,得第一、2两个集中荷载处剪力别离为:95.64-70.78=24.86kN»24.86-70.78=T5.92kN主梁的剪力包络图如图1-7所示。(此处有主梁的剪力包络图图1-7)4、承载力计算(1)正截而受弯承

26、载力跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按3=6/3=2m和b+s”=0.25+(6.9-0.25)=6.9m中较小值肯定,取得=2m0主梁混凝土保护层厚度的要求和跨内截面有效高度的计算方式同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方式有所不同。板混凝上保护层厚度15mm.板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径18mm。假定梁上部纵筋直径25mm,则一排钢筋时，/?()=550-15-10-18-25/2=495nun；二排钢筋时，=495-25=470mn。纵向受力钢筋除B支座截面为二排外，其余均为一排。判别各跨中T形截而类型：A/

27、u=%。层力；(瓦一。/2)=1.0x14.3x2000x80x(470-80/2)=938.8kN-m该值大于主梁中各弯矩最大值，所以各跨中的截面均按第一类T形截面计算。B支座的弯矩设计值Mb=Mb.max-匕/2=797.08+(70.78+89.7)x0.4/2=-167.39kNm。正截而受弯承载力的计算进程列于表1-3。表1-3主梁正截而受弯承载力计算截而1B2弯矩设计值(kN-m)82.27%=»"(为后)或181.39xl06167.39xlO682.27xlO67.62xlO6%区号J*1X14.3X2000x4952=0.0261x14.3x250x47(

28、)2=0.2121x14.3x2000x4952=0.0121x14.3x250x4952=0.009人=(1+Jl-2ag)/2As=M/("%)选配钢筋(mm2)3C22A、=U4。4C20As=12562C20A、=6282C20As=628主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图肯定。(2)斜截而受剪承载力验算截面尺寸：hw=/o-/；=470-80=390nun,因儿./=390/250=1.48<4,属于厚腹梁，截而尺寸按下式验算：O.25/7J/%=0.25x1x14.3x250x470=400.07kN-m>Vmax=148.48kNm,故截而尺寸知足要求。计

29、算所需腹筋：采用C10200双肢箍筋，Ks=。7fMo+/$=0.7x1.43x250x470+360x157x470/200=250.44kN>匕仆=148.48kN则不需要配置弯起钢筋。验算最小配筋率：Av=母一=0.32%>0.242-=0.10%,知足要求。bs250x200/vv五、次梁双侧附加横向钢筋的计算（1）次梁传来的集中力耳=63.149+44.85=108kN,/?,=550-500=50nun,附加箍筋布置范围s=24+3/7=2x50+3x200=700inno取附加箍筋C10200双肢,则在长度s内可布置附加钢筋的排数"?=700/200+1=5

30、排，次梁双侧各布置3排。由mn-fyvA1Vl=6x2x360x78.5=339.12kN>FI,知足要求。（2）因主梁的腹板高度小于450mm,不需在梁双侧设置纵向构造钢筋。六、板、次梁和主梁的裂痕宽度及挠度验算一、板的裂痕宽度和挠度验算板的永久荷载标准值加=2.655kN/m2,可变荷载标准值%=8.0kN/m2o调整后晨=gk+呢/2=2,655+8.0/2=6.655kN/nf,取晨=6.66kN/m2：q=/2=8.0/2=4.0kN/m2（1）荷载标准值作用下板的内力计算（见表1-4）表1-4荷载标准值作用下板的内力计算控制截面组合值Mi=k；或1：+或（kN-m）VoW/2

31、Mk(kN-m)边跨中0.078x6.655xl.92+0.100x4.0x1.92=3.32B支座-0.105x6.655xl.92-0.119x4.0xl.92=-4.24中间跨0.033x6.655xl.82+0.079x4.0x1.82=1.74跨中中间支座-0.079x6.655x1.82-0.11lx4.0x1.82=-3.14（2）板的裂痕宽度验算（见表1-5）表1-5板的裂痕宽度验算项次边跨中B支座中间跨中中间支座Mk(kN>m)As(mm2)205deq8858Ac=0.5bh40000400004000040000%b*=0.874%<取<取<取&l

32、t;取9.迎Plesk仆=1.9c+0.08幺P址102102781026ymax=1.9纥由表可知，Omax<%m=040,知足最大裂痕宽度限值要求。（3）由于板厚/7=8Omm>35=2OOO/35=57.2mm,按照规范要求和经验能够不做挠度验算，即以为该板屋已知足挠度要求。二、次梁的裂痕宽度和挠度验算次梁的永久荷载标准值gk=7.625kN/m2,可变荷载标准值呢=6.0x2=12kN/m2<>调整后g1=gk+/4=7.625+12/4=10.625kN/m2,<=3%/4=3xl2/4=9kN/m、（1）荷载标准值作用下次梁的内力计算（见表1-6）表1

33、-6荷载标准值作用下次梁的内力计算控制截而组合值M；3/2Mk(kN-m)边跨中0.078x10.625x6.6752+0.100x9x6.6752=53.23B支座-0.105x10.625x6.6752-0.119x9x6.6752=-67.49中间跨跨中0.033xl0.625x6.652+0.079x9x6.652=32.69中间支座-0.079x10.625x6.652-0.111x9x6.652=-56.09（2）次梁裂痕宽度验算（见表1-7）表1-7次梁裂痕宽度验算项次边跨中B支座中间跨中中间支座Mk(kNm)As(mm2)339461226380deq12141214A。=0.5bh5000050000=0.5bh+(b；-126800126800%=0.87AJ?。385c-A<<PtQsk(=1.9c+0.08幺Pte%iax=1-9T-/m£s由表可知，Omax色加=040，知足最大裂痕宽度限值要求。（3）次梁挠度验算验算次梁边跨跨中的截而挠度：q=3=_2=0.0037,M.=53.