烟台大学钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

烟台大学土木工程学院本科课程设计计算书页共25页

目录TOC\o"1-3"\u1．设计资料 32．楼盖的结构平面布置 33．板的设计 53.1荷载 53.2计算简图 53.3弯矩计算值 63.4正截面受弯承载力计算 64.次梁设计 74.1荷载设计值 74.2计算简图 84.3内力计算 84.4承载力计算 94.4.1正截面受弯承载力 94.4.2斜截面受剪承载力 105.主梁设计 105.1荷载设计值 115.2计算简图 115.3内力组合及包络图 125.3.1弯矩设计值 125.3.2剪力设计值 125.3.3弯矩、剪力包络图 135.4承载力计算 155.4.1正截面受弯承载力 165.4.2斜截面受剪承载力 165.5主梁附加吊筋计算 176.雨篷设计 176.1雨棚板设计 176.1.1荷载计算 176.1.2正截面受弯承载力 186.2雨棚梁的设计 186.2.1荷载设计值 186.2.2正截面受弯承载力 196.2.3抗剪、扭承载力 196.3雨篷抗倾覆验算 217.楼梯设计 217.1踏步板计算 217.1.1荷载 217.1.2内力计算 227.1.3配筋计算 227.2平台板计算 227.2.1荷载计算 227.2.2内力计算 237.2.3配筋计算 237.3平台梁计算 237.3.1荷载计算 237.3.2内力计算 237.3.3配筋计算 238.参考文献 25现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1．设计资料建设地点：烟台市莱山区；楼面做法：水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆板底抹灰；层高：4.5m；门：宽×高门口处雨蓬楼梯踏步墙体为砖砌体；建筑用途及楼面活荷载见表1，屋面雪荷载按烟台地区考虑；混凝土强度等级及钢材品种见表1。表1设计基本数据组别使用用途活荷载（kN/m2）L1（mm）L2（mm）混凝土强度等级钢筋品种板梁3健身中心4.0/4.0/4.072006600C25HRB400HRB4002．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6.6m，次梁的跨度为7.2m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m.板：/=7.2/2=3.27，因此按单向板设计。按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）9.1.2的跨厚比条件，要求板厚h2200/73.33mm，对民用建筑的楼盖板，要求h60mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度应满足h=（/20～/12）=（7200/20～7200/12）=（360～600）m取h=500mm。截面宽度取b=（1/3～1/2）h=（169～254）mm，故取b=200mm主梁：主梁截面高度应满足h=（/14～/8）=（6600/14～6600/8）=（471.43～825）mm。取h=800mm。截面宽度为b=（1/3～1/2）h=（266.67～400）mm，故取b=300mm。

3．板的设计3.1荷载永久荷载标准值：钢筋混凝土板0.08×25=2kN/楼面面层0.65kN/水泥砂浆板底抹灰0.02×17=0.34kN/小计2.99kN/可变标准荷载值4.0kN/永久荷载分项系数取1.35，因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的永久荷载设计值g=2.99×1.35=4.04kN/可变荷载设计值q=4×1.3=3.92kN/荷载总设计值g+q=4.04+3.92=7.96kN/可变荷载分项系数取1.2。于是板的永久荷载设计值g=2.99×1.2=3.59kN/可变荷载设计值q=4×1.4=5.60kN/荷载总设计值g+q=5.60+3.59=9.19kN/由于永久荷载效应控制的组合小于由可变荷载效应控制的组合。故荷载总设计值取9.19kN/3.2计算简图（按塑性内力重分布设计）次梁截面为200mm×500mm，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=+h/2=2200-200/2-120+80/2=2020mm＜+a/2=2200-200/2-120+120/2=2040m，取=2020mm中跨==2200-200=2000mm跨度差=（2020-2000）/2000=1%＜10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示3.3弯矩计算值表2板的弯矩设计值的计算表截面位置1边跨跨中B离端第二支座2离端第二跨跨跨中C中间支座3中间跨跨中弯矩系数1/11-1/111/16-1/141/16计算跨度l0(m)l01=2.02l01=2.02l02=2.0l02=2.0l02=2.0(kN.m)3.41-3.412.30-2.632.30这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其和应乘以0.83.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C25混凝土，板厚80mm，由《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）表8.2.1。可取板的保护层厚度为20mm，故=80-25=55mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9kN/；HRB400钢筋，=360。板配筋计算的过程于下表。表3楼面板的配筋计算表板带部位截面边区板带（①~②、⑤~⑥轴线间）中间区板带（②~⑤轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间跨跨内中间支座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/KN·m3.41-3.412.30-2.633.41-3.412.300.8=1.84-2.630.8=-2.100.09470.09470.06390.07310.09470.09470.05110.05830.09970.09970.06610.07590.09970.09970.05250.0601/18118112013818118195109选配钢筋C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150实配钢筋面积/189189189189189189189189计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；ρmin=/bh0=189/（1000×55）=0.34%，＞0.45/=0.45×1.27/300=0.191%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计（按考虑塑性内力重分布设计）4.1荷载设计值永久荷载标准值由板传来的恒载：2.99×2.2=6.58kN/m次梁自重：25×0.2×（0.5-0.08）=2.10kN/m平顶粉刷：0.02×17×（0.5-0.08）×2=0.28kN/m小计gk=8.96kN/m由可变荷载效应控制的组合永久荷载设计值：g=8.96×1.2=10.76kN/m可变荷载标准值qk=4.0×2.2=8.80kN/m可变荷载设计值q=8.8×1.4=12.32kN/m荷载总计算值g+q=10.76+12.32=23.08kN/m由永久荷载效应控制的组合永久荷载设计值：g=8.96×1.35=12.11kN/m可变荷载标准值qk=4.0×2.2=8.80kN/m可变荷载设计值q=8.8×1.4×0.7=8.62kN/m荷载总计算值g+q=12.11+8.62=20.73kN/m由于永久荷载效应控制的组合小于由可变荷载效应控制的组合。故荷载总设计值取23.08kN/4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为250mm。主梁截面为300mm×800mm，计算跨度：边跨=+a/2=7200-120-150+250/2=7055mm>1.025=1.025×(7200-120-150)=7103mm，故取=7055mm中跨==6900mm跨度差（7055-6900）/6900=2.2%＜10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图所示4.3内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：表4次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2离端第二跨跨中C中间支座3中间跨跨中弯矩系数1/11-1/111/16-1/141/16计算跨度l0(m)l01=7.055l01=7.055l02=6.90l02=6.90l02=6.90(kN.m)104.37-104.3768.68-78.4968.68

表5次梁的剪力设计值的计算截面位置A端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧C中间支座外侧、内侧剪力系数0.450.60.550.55净跨度lnln1=7.055ln1=7.055ln2=6.90ln2=6.90(kN)71.9795.5487.5987.594.4承载力计算4.4.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度为：边跨：=/3=7055/3=2351.7mm；又=b+=200+2000=2200；故取=2200mm。离端第二跨、中间跨：=3/=3/6900=2300mm环境类别为一级，C25混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-45=455mm。翼缘厚（即板厚）=80mmC25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；纵向钢筋采用HRB400钢，=360N/，箍筋采用HPB300钢，=270N/。又因为：跨内截面均属于第一类T形截面。表6次梁的配筋计算表截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间跨跨内中间支座弯矩设计值（kN·m）104.37-104.3768.68-78.49=/（b）或=/（）0.01930.16950.01270.1274=1-0.01940.18960.01280.1368=b/或=/642703422514选配钢筋（）3C16=6032C16+1C20=716.22C16+1C12=5752C16+1C14=555.9计算结果表明，支座截面的均小于0.35；ρmin==555.9/（200×455）=0.610%，＞0.45/=0.45×1.27/360=0.159%，0.2%。满足最小配筋率。4.4.2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、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=455-80=375mm，因/b=375/200=1.875＜4，截面按下式验算：0.25b=0.25×1.0×11.9×200×455=270.725kN＞=95.97kN， 截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋：=0.7×1.27×200×455=88.90kN<Vmax=95.97kN需要按计算配筋,采用A6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。=1.25×270×56.6×455/（95.97×1000-0.7×1.27×200×455）=576.71mm调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8×576.71=461.37mm最后取箍筋间距s=200mm。为了方便施工，沿梁长度不变。此时=124.36kN＞Vmax=95.97kN验算配筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.24=0.24×1.27/270=0.1129%。实际配筋率==56.6/（200×200）=0.1415%＞0.1129%满足要求。5.主梁设计主梁按弹性方法设计柱高H=4.5m，柱截面尺寸为400mm×400mm。主梁的有关尺寸和支撑情况如图所示。5.1荷载设计值永久荷载标准值Gk次梁传来的永久荷载值8.96×7.2=64.54kN主梁自重平顶粉刷小计可变荷载标准值Qk由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合5.2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:边跨又取中跨=6600mm跨度差=(6640-6600)/6600=0.606%＜10%，故可按等跨连续梁计算内力。C25混凝土的弹性模量5.3内力组合及包络图采取等跨连续梁的内力系数表进行计算，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算：，（边跨取）5.3.1弯矩设计值表7连续主梁弯矩计算表（KN·m）序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内①②③④最不利荷载组合①+②320.89-242.48-36.74①+③124.64-242.48158.21①+④285.55-347.01（-216.64）140.655.3.2剪力设计值表8连续主梁剪力计算表（KN）序号计算简图端支座中间支座①②0④最不利荷载组合①+②144.99-218.4293.00(117.83)①+④129.29-234.12（-162.01）201.04（100.89）5.3.3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。支座B或C的弯矩值为==-0.267×93×6.62-0.133×88.70×6.62=-242.48kN·m第1跨内：以支座弯矩=0，=-242.48kN·m的连线为基线。作G=93kN，Q=88.70kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（93+88.70）×6.64-=321.34kN·m（与前面计算的=320.89kN·m接近）（G+Q）+=（93+88.70）×6.64-=240.51kN·m第2跨内：以支座弯矩=-242.248kN·m，=-243.21kN·m的连线作为基线，作G=93kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=×93×6.6-243.21=-38.61kN·m②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=0，=-347.01kN·m的连线为基线。作。作G=93kN，Q=88.70kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（93+88.70）×6.64-=286.49kN·m（93+88.70）×6.64-=170.82kN·m第2跨内：=-0.267×93×6.62-0.311×88.70×6.62=-347.01kN·m以支座弯矩=-242.48kN·m，=-347.01kN·m的连线为基线，作G=93kN，Q=88.70kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）++（-）=（93+88.70）×6.6-347.01+（-242.48+347.01）=122.42kN·m（G+Q）++（-）=（93+88.70）×6.6-216.64+（-243.21+216.64）=87.57kN·m③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载==-0.267×93×6.62-0.133×88.70×6.62=-242.48kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（93+88.70）×6.62–242.48=158.47kN·m（与前面计算的=158.21kN·m接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=×93×6.64-×242.48=125.01kN·mG+=×93×6.64-×242.48=-44.19kN·m剪力包络图：第1跨=144.99kN；过第1个集中荷载后为144.99-93-88.70=-36.71kN；过第2个集中荷载后为-36.71-93-88.70=-218.41kN=-234.12kN；过第1个集中荷载后为-234.12+93+88.70=-52.42kN；过第2个集中荷载后为-52.42+93+88.70=129.28kN②第2跨=201.04kN；过第1个集中荷载后为201.04-93=108.04kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.0×93+1.0×88.70=181.7kN； 过第1个集中荷载后为181.7-93-88.7=0。由上述计算表可绘出连续主梁的弯矩包络图和剪力包络图，如下图所示：5.4承载力计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：边跨：==1/3×6640mm=2213.3mm<=300mm+6280mm=6580mm；另离端中间跨：==1/3×6600mm=2200mm梁高h=800mm，=800mm-45mm=755mm，翼缘厚=80mm判别T形截面类型：弯矩设计值取M=320.89KN·m，翼缘计算宽度取=2200mm则=1.0×11.9×2200mm×80mm×（755mm-80mm/2）=1497.50KN·m>M=320.89KN·m（边跨跨中）且>158.21KN·m（中间跨跨中）。故各跨内截面属于第一类T形截面。跨内负弯矩按矩形截面布置一排纵筋考虑，取=800mm-60mm=740mm。支座处截面按矩形截面计算。支座负弯矩考虑按布置两排纵筋考虑，取=800mm-80mm=720mm，5.4.1正截面受弯承载力表9连续主梁正截面承载力计算表截面边跨跨内中间支座M/KN·m320.89-347.0135.12/KN·m311.890.02150.16850.02170.1858（）/11911327选配钢筋4C204C20实配钢筋面积/12561256截面中间跨跨内M/KN·m158.21-36.740.01060.01880.01070.0190（）/585139选配钢筋4C142C12实配钢筋面积/6152265.4.2斜截面受剪承载力表10连续主梁斜截面承载力计算表截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧V/KN144.99234.12201.046738.8>V642600>V642600>V201359>V192024<V192024<V选用箍筋2φ82φ82φ8101101101-3554532037实配箍筋间距200200200验算最小配筋率5.5主梁附加吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中力为：则选2C20（）6.雨篷设计6.1雨棚板设计已知门口宽3.3m，现取雨篷板宽3.3+0.5=3.8m。雨蓬板根部板厚取110mm，端部板厚取90mm，平均板厚100mm。取1m板宽为计算单元。如下图所示。6.1.1荷载计算永久荷载标准值150mm砼板自重20mm水泥砂浆小计可变荷载标准值，烟台地区积雪荷载0.4kN/m2，取0.7kN/m2。检修荷载为沿板宽每米1kN的集中荷载。永久荷载效应控制的组合恒载设计值活载设计值荷载总设计值可变荷载效应控制的组合恒载设计值活载设计值荷载总设计值取最大值，即取6.1.2正截面受弯承载力采用HRB400级钢筋，。板的计算跨度：取选配C8@150（），并配置C8@200分布钢筋。6.2雨棚梁的设计梁截面尺寸，则，梁的计算跨度6.2.1荷载设计值墙体荷载：梁上墙体高1.2m，故应按墙体的均布自重采用。墙体重量：墙两侧粉刷：小计：梁、屋面板传至雨篷梁上的荷载梁自重：梁侧粉刷雨篷板传来的均布荷载小计活载设计值：雨篷板传来维修和检修集中荷载设计值6.2.2正截面受弯承载力弯矩设计值计算：弯矩计算如下：故取抗弯纵筋计算6.2.3抗剪、扭承载力剪力计算故取扭矩计算梁在均布荷载作用下沿跨度方向每米长度的弯矩为：故梁在支座边的扭矩为：验算截面尺寸以及确定是否需要按计算配置剪、扭钢筋；故截面尺寸满足要求。需要按照计算配置钢筋。所以剪力可以忽略，不需考虑剪扭的相关性。计算受扭钢筋受扭箍筋的计算取受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比例，并设计为双肢箍筋;;箍筋选用A8的HPB300级钢筋，其截面面积为，则箍筋间距为取受扭纵筋的计算选配纵筋。梁的抗扭纵筋应沿截面核芯周边均匀布置,可将抗扭钢筋分为上、中、下,将弯、扭纵筋叠加可得截面所需纵筋面积为：下部：上部、中部：下部选配3C14（）上部、中部选配2C12()验算梁配箍率实有配箍率满足要求验算梁纵筋配筋率，受弯纵筋的最小配筋率截面底层的纵向受力钢筋最小配筋量为截面顶层和中间层的纵向受力钢筋最小配筋量均为实配钢筋满足要求。6.3雨篷抗倾覆验算雨篷埋入砌体墙中的长度，雨篷的截面高度故雨蓬的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩：雨篷的抗倾覆荷载雨篷的抗倾覆荷载故满足要求。7.楼梯设计7.1踏步