结构计算说明书

《建筑结构》单向板』力型结构设计说明书 指导教师：万亮婷 设计：赵文瑾《建筑结构》单向板肋形结构设计说明书一、 设计题目：单向板肋形结构设计二、 设计目的巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识；培养使用规范、查阅手册和资料的能力；熟悉设计步骤，学会设计计算方法；培养分析和解决工程实际问题的能力。三、 基本设计资料某现浇钢筋混凝土肋形楼盖，结构安全级别为II级。平面尺寸为30.0X18.0m,采用单向板肋形结构其结构平面布置如下图所示。初步拟定尺寸：板跨为2.0m,板厚为110mm次梁跨度为6.0m,其截面尺寸为220X550mm；主梁跨度为6.0m,其截面尺寸为300mmX800mm。按刚度要求，板厚h2L/40=2000/40=50mm,次梁高度h2L/25=6000/25=240mm,主梁高度h2L/15=6000/15=400mm拟定尺寸满足构造要求。楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（丫水泥=20KN/m3）,梁、板的底面及侧面用15mm厚纸筋石灰粉刷（Y石灰=17KN/m3）,楼面可变荷载标准值为q8.0KN/m2。外墙采用370mm厚砖墙，不设边柱，板在墙上搁置长k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.混凝土强度等级C20，梁中受力钢筋为II级，其余钢筋为I级。试为此楼盖配筋并绘制结构施工图。该肋形楼盖属2级建筑物，基本组合时的承载力安全系数K=1.20。一.板的设计。(1)计算简图板的截面尺寸和承载情况如图所示。图一：连续板的构造计算跨度：边跨L=2000-120-220/2=1770(mm)n1L=L+b/2+h/2=1770+220/2+110/2=1935(mm)TOC\o"1-5"\h\z01 n1L=L+a/2+b/2=1770+120/2+220/2=1940(mm)01 n1L=1.1L=l.lX1770=1947(mm)01 n1应取L=1935mm,但为了计算方便和安全，収L=2000mm。0101中间跨L=L=2000mm。两跨相差(L-L)/L=(2000-1935)/2000=3.25%02c020102<10%，应按等.跨来考虑，9跨按5跨计算。其计算简图如图所示。gk+qK1H iH i\hJ1gonoPOOD$£Apnno$9图二：连续板的计算简图⑵荷载计算在垂直于次梁的方向上取1m宽的板作为板的计算单元。永久荷载:110mm厚的钢筋混凝土板自重25X1.0X0.11=2.75Qn/m)20mm厚水泥砂浆面层重20X1.0X0.02=0.4Qn/m)15mm厚纸浆石灰层重17X1.0X0.015=0.255(kN/m)永久荷载标准值 g\=2.75+0.4+0.255=3.41(kN/m)k可变荷载：可变荷载标准值q=8.0 (kN/m)k折算荷载：g'=g+q/2=2.905+8.0/2=7.41(n/m)kkkq'=q/2=8.0/2=4.0(kN/m)kk(3)内力计算连续板的剪力一般由混凝土承担，不需要进行斜截面抗剪运算，亦不需设置腹筋。系数a'及a〃可查附录五得到，计算结果见表:截面边跨中B支座2跨中C支座3跨中a'0.0781-0.10500.0331-0.07900.0462〃a0.1000-0.11900.0787-0.11100.0855M4.35-5.552.54-4.583.07注：其中M=1.05ag'12+1.20aq'l',a/a取表中值，i取2.0,g'取7.41,q取4.0.1k0 2k0 1 2 0 k k支座边缘的弯矩设计值：V=(.05g"+1.20q")/2=(1.05X7.41+1.20X4)X1.79/2=11.25(n)0 k knM"=-(M-0.5bV)=—(5.55—0.5X0.22X11.25)=—4.31Gn/m)B B 0M"=-(M-0.5bV)=—(4.58—0.5X0.22X11.25)=—3.34(kN/m)C C 0

(4)配筋计算b=1000mm,h=90mm,h=65mm,f=9.6N/mm2,f=210N/mm2,承载力

0cy安全系数K=1.20，计算结果列下表：截面边跨中B支座2跨中C支座3跨中M4.35-4.312.54-3.343.07KMa—s fbh2c 00.07520.07560.04390.05780.0531g--卜2as0.0780.0790.0450.0590.055p-gf(%)fy0.360.360.210.270.25A—pbhs 0306306170230213选配钢筋（分离式配筋）08@17008@17006@17006/8@17006/8@170实配钢筋面积296296166231231p—A/bh(%)(p —0.20%)min0.360.360.210.270.25连续板的构造钢筋：①分布钢筋选用①6@250；②沿垂直板跨方向的板边的板边为①6@200,平行于板跨方向的板边为06@200；③垂直于主梁的板面附加钢筋选用①8@200；④墙角附加钢筋①6@200,双向配置于四个墙角的板面。板的配筋图见配筋图一号。二．次梁设计。（1）计算简图次梁设计时，取其中相邻中心线之间部分作为计算单元。三跨连续梁次梁构造及计算简图如图所示。图三：次梁的构造计算跨度：边跨L=6000-125-300/2=5725(mm)n1L=L+a/2+b/2=5725+125+150=6000(mm)01 n1L=Lc=6000(mm)01L=1.05L=1.05X5725=6O11.25(mm)01 n1取小值，L=6000mm01中间跨L=6000-300=5700mmn2L=L=6000mm02cL=1.05L=1.05X5700=5985mm02 n2应取L=5880mm,但是跨度相差不超过10%,采用等跨计算，取L=60000202mm。图四：次梁内力计算简图(2)荷载计算永久荷载：板传来荷载3.41X2.0=6.82Qn/m)次梁梁肋自重0.2X(0.55-0.11)X25=2.2(kN/m)15mm厚纸浆石灰层重17X(0.55-0.11)X0.015X2+17X0.015X0.22=0.56(kN/m)永久荷载标准值g\=6.82+2.2+0.56=9.58(kN/m)k可变荷载：可变荷载标准值q=8.0X2.0=16 (kN/m)k折算荷载：g'=g+q/4=9.58+16.0/4=13.58(kN/m)kkkq'=3q/4=3X16.0/4=12.0(n/m)kk

⑶内力计算弯矩设计值的计算结果列于下表：次梁弯矩计算表截面边跨中B支座2跨中C支座3跨中a10.0781-0.1050.0331-0.0790.0462a20.1-0.1190.0787-0.1110.0855M91.93-115.5957.79-98.0968.04注：其中M=1.05ag'12+1.20aq'l'，a/a取表中值，l取6000mm,g'取13.58,q，1k02k0120kk取12.支座边缘的弯矩设计值M"BV=(.05g”+i.20q”)/2=(1.05X13.58+1.20X12)X5.7/2=81.68(kN)0 k knM”=-(M-0.5bV)=-(115.59—0.5X0.3X81.68)=T03.34(kN•m)BB0Mc=-(Mc-0.5bV)=—(98.09—0.5X0.3X81.68)=—85.84(kN•m)0(1)支座剪力设计值的计算及结果列见下表：次梁剪力计算表截面A支座支座B(l)支座B(r)支座C(l)支座C(r)卩10.395-0.6060.526-0.4740.500卩20.447-0.620.598-0.5760.591V=(.05pg”+1.20pq”)(KN)0 1k 2kn69.16-100.6792.32-86.2589.62(4)配筋计算计算翼缘宽度b"。根据整浇盖的受力特点，板所在梁上截面参与次梁f受力，因此在配筋设计时，次梁跨中截面按T形截面设计，翼缘计算宽度b"=1/3=6000/3=2000(mm)b'=b+s=220+1790=2010(mm)f0fn取b"=2000，荷载计算单元如图所示。f次梁支座截面因承受负弯矩(上面受拉，下面受压)而按矩形截面计算。正截面承载力计算。b=200mm,h=550mm,h"=110mm,h=550mm,f=9.6N/mm2,f=1.1f0ctN/mm2,f=300N/mm2,承载力安全系数K=1.20，计算结果见表：y次梁的正截面承载力计算截面第一跨支座B第二跨支座C第三跨M(kN•m)91.93-103.3457.79-85.8468.04h0(mm)500500500500500b'或b(mm)f200022020002202000fb'h'(一h'/2)KN•m)cff0 f940—940—940KMa=sfb(或)h2cf 00.0290.2580.0140.1950.017g=1_J1—2as0.0290.3040.0140.2190.017A=2Jb'(或b)h(mm2)sff 0y9281070448770544选配钢筋30202022+101830142018+10182016+1014实配钢筋面积mm29421015461763555.9p=A/bh(%)(p =0.20%)min0.840.970.410.700.49

3)斜截面承载力计算。计算结果见表：截面A支座支座B(l)支座B(r)支座C(l)支座(r)V(KN)69.16-100.6792.32-86.2589.62KV(KN)82.99120.8110.78103.5107.54hO(mm)5005005005005000.25fbh(KN)c 0264>KV264>KV264>KV264>KV264>KVV二0.7fbh(KN)c to84.70>KV84.70VKV84.70<KV84.70<KV84.70<KV箍筋肢数、直径2、82、82、82、82、81.25fAhs二 yvsv0(mm)KV-0.7fbh。—368508705580实配箍筋间距s(mm)200200200200200p=A/(bs)(%)(p 二0.15%sv sv svmin)0.220.220.220.220.22次梁的配筋图见配筋图二号图。三．主梁设计(1)计算简图

主梁的构造及计算简图如图所示。一4计算跨度：边跨L=6000-185-400/2=5615(mm)n1■[^=tc=6606~(mm)—01L=1.05L=1.01 n1X5615=5895.75(mm)200壬仃仃取^ L=1.05L=1.01 n1X5615=5895.75(mm)200壬仃仃取^ =6000匚01 mmma与中间跨L=6000-400=5600mmn2L=L=6000mm02cL=1.05L=1.05X5600=5880mm02 n2应取L=5880mm,但是跨度相差不超过10%,采用等跨计算，取L=60000202mm,内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。(2)荷载计算永久荷载：次梁传来荷载9.58X6.0=57.48Qn)主梁梁肋自重0.3X(0.8-0.11)X6/3X25=10.35(kN)15mm厚纸浆石灰层重17X(0.8-0.11)X0.015X2+17X

永久荷载标准值G=57.48+10.35+0.428=68.2艰)k可变荷载：可变荷载标准值Q=16.0X6=96(kN)k(3)内力计算根据弹性方法，集中荷载作用下的连续梁的弯矩、剪力设计值按下式计算V二1.05pG+1.20pQ1V二1.05pG+1.20pQ1k 2k1kk0 2k0Glk0Qkl0二96X6.0=576Glk0Qkl0二96X6.0=576(kN/m)B可查附录五表格。2卩1、式中B可查附录五表格。2卩1、12计算结果见下表主梁弯矩计算表序号荷载简图边跨中中间支座中跨中aM1M1aaMBaMCM2baM2①图(a)0.244143.25-0.267-0.26728.820.067104.96-114.85-114.8528.82②图(b)0.289166.29-0.133-0.31119.63-0.133124.94-124.05-124.0519.63③图(c)0.229166.24-0.311-0.08935.4560.170120.79-136.35-121.0140.57④图(d)-0.004143.27-0.311-0.13342.650.200101.92-124.05-124.0542.65最不利内力组合①+②229.90309.54-238.9-238.948.4548.45①+③225.75309.49-251.2-235.8664.2869.39①+④206.88286.52-238.9-238.971.2771.47注：M二M-M/3M二M-(M-M)/3,其中M、M均以正值带入1a 1B 2b 2BCBC

主梁剪力计算表序号何载简图边支座边跨中中间支座中间跨中%zAVr1BvJBVr2b①图(a)0.733-16.25-1.2671.000052.54-90.83671.694②图(b)0.866-15.44-1.13400152.30-130.6390③图(c)0.689-35.83-1.3111.22225.57131.91-151.027140.774④图(d)-0.133-15.32-0.1331.000037.22-15.322115.20最不利内力组合①+②204.84-31.69-221.47571.6940①+③184.45-52.08-241.863212.46825.57①+④89.76-31.57106.158186.8940可变荷载的最不利组合位置见下图：<A)(B)M2mlnMBmaxVBnaxM2maxqkSBSBAlqk©c可变荷载的最不利组合 •B C<A)(B)M2mlnMBmaxVBnaxM2maxqkSBSBAlqk©c可变荷载的最不利组合 •B C主梁弯矩包络图和剪力包络图见图：①+@)204.84(D+④25.57+③①+③-52.08①+@)204.84(D+④25.57+③①+③-52.08①+@①+⑨®+@-241.836主梁弯矩与剪力包络图（4）正截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，翼缘高度h”=110mm,计算翼缘宽度fb”=1/3=6.0/3=2.0mVb+S=6.0mf0n截面有效高度：支座B：h二800-80=720（mm） 边跨中：h二800-70=730（mm）00中跨截面：h二800-40=760（mm）下部h二800-60=740（mm）上部00主梁支座截面按矩形截面计算,计算弯矩采用支座边缘截面处的弯矩值,即 M"=-(M-0.5bV)BB0因为b=0.4m>O.O51=0.05X5.6=0.28(m)取b=0.28mnM"=-(M-0.5bV)=-1251.2-0.5x0.28x(1.05x68.28+1.20x96)]=-225.03(KN)BB0判别T形梁截面类型：fb'h(h-h'/2)=9.6x2000x110x(730-110/2)=1425.6(KN•m)cff0f〉KM[=1.2X229.90=275.88(KN)〉KM2=1.2X71.47=85.764(KN)主梁跨中按第一类T形梁截面计算。f=9.6N/mm2,f=1.1N/mm?,f=300N/mm2,承载力安全系数K=1.20,计算cty结果见表：主梁正截面承载力计算截面边跨中中间支座B中跨中M(kN•m)229.90-225.0371.4748.45h0(mm)730720760740b'或b(mm)f20003002000300KMa—sfb(或b)h2cf 00.0260.1800.00770.036g=1-J1-笔0.0260.200.00770.037f 、A=glb'(或b)h(mm2)sff 0y12141382375262选配钢筋2020+20202020+2020+20102018(2018实配钢筋面积mm212561413509509p=A/bh(%)(p —0.20%)min0.570.650.2020.23连续梁的配筋构造：纵向钢筋直径宜选用12一25mm,最大不宜超过28mm；纵向钢筋直径种类不宜超过两种，且直径差应大于或等于2mm;每排纵向受力钢筋宜选用3一5根，最多用两排。(4)选配钢筋时，先选跨中受力钢筋，支座负弯矩钢筋可由两边跨中的一部分钢筋晚期而得；如果不足，则另加直钢筋以满足上面负弯矩所需的钢筋量。弯起钢筋的弯起点应满足斜截面受承载力的要求;(5)跨中下部受力钢筋至少要有两根申入支座，并放在下部两角