筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

、钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书㈠、设计题目设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5*Ly,横向尺寸3*Lx；楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）（采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖）DCX丄BXAliE'-iLyLy623㈠、设计题目设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5*Ly,横向尺寸3*Lx；楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）（采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖）DCX丄BXAliE'-iLyLy62341—e——图1楼面平面示意㈡、设计内容1、 结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、 板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、 次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、 主梁强度计算（按弹性理论计算）5、 绘制结构施工图（1） 、结构平面布置图（1：200）（2） 、板的配筋图（1：50）（3） 、次梁的配筋图（1：50；1：25）（4） 、主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V的包络图（5） 、钢筋明细表及图纸说明㈢、设计资料1、Ly和Lx尺寸（见设计分组表）楼盖平面轴线尺寸示意图如图2所示.图2楼面平面轴线尺寸2、 生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中纵墙厚370mm，横墙厚度240mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mmX350mm。3、 荷载、楼面活荷载，单位为6kN/m2、楼面面层：水磨石地面0.65kN/m2、楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值丫二25kN/m3、平顶粉刷：0.25kN/m24、 材料、混凝土：板C25梁C30、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，梁箍筋及板内构造筋采用HRB400级钢筋。、环境类别：一类。二、现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书设计资料（1）楼面做法：水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；平顶粉刷。（2）材料：混凝土强度等级C30；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板采用HRB400级钢筋。楼盖的结构平面布置250120120250660030000250120120250660030000主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6m,次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6/3=2m,l/l=6/2=3,因此按单向板设计。0201按跨高比条件，要求板厚 ，对工业建筑的楼盖板，要求h>70mm，取板厚h=80mm（注：在民建筑中，楼板内往往要双向布设电线管，故板厚常不宜小于100mm）。次梁截面高度应满足 。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500。截面宽度取为b=200mm。主梁截面高度应满足 ，取h=600mm。截面宽度取b=250mm。楼盖结构平面布置图250)1203B00C,n1800005B0000200000勺20003B126600660066006600660025330002000B120|||250亦0'llBBHlI 3B3B15BLi主L11L -H.1 碍 y=2 250)1203B00C,n1800005B0000200000勺20003B126600660066006600660025330002000B120|||250亦0'llBBHlI 3B3B15BLi主L11L -H.1 碍 y=2 乙三Li5B3 1 20200020板的设计（1）荷载板的永久荷载标准值水磨石地面 0.65kN/m280mm钢筋混凝土板平顶粉刷 0.25kN/m2小计板的可变荷载标准值永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0kNm2，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的恒荷载设计值： g二2.90x1.2二3.48kNm2活荷载设计值： q=6x1.3=7.8kN/m2荷载总设计值；g+q=11.28kN''m2，近似取为g+q=11.0kN：m2。

按塑性内力重分布设计。次梁截面为200mm~500mm，板的计算跨度：边跨l=l+-=（2000-120-200/2）+80=1820mm，中间跨/二/二2000-200二1800mm01n2202n因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下图1-5所示：g+q=11.0kN/m板的计算简图（3）弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。由表11-1可查得，板的弯矩系数«分别为：边支m座0；边跨中1/11；离端第二支座-1/11；中跨中1/16；中间支座-1/14。弯矩设计值计算过程列于表1-1弯矩设计值计算 表1-1截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数«“1111M11111614计算长度l（m）l二1.820l二1.820l二1.800l二1.80000000M=a（g+q）l2M 03.31-3.312.23-2.55（kN-m）（4）正截面受弯承载力计算环境类别为一类，C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm，板厚80mm，则截面有效高度h=h-c-—=80-15-10=60mm；板宽b=1000mm。022C25混凝土，a二1.0,f二11.9N/mm2；HRB400钢筋，f=360Nmm2。板配筋计算的1 c y过程列于表1-2板的配筋计算 表1-2截 面1B2C弯矩设计值（kN・m）（、3.31-3.312.23-2.55a=M/匕fbh2)0.07730.07730.05210.0595〔二1-JI-2=弐=0.550'b0.0810.0810.0540.061A二帥af/fs 0 1cly160.65160.65107.1120.98实际配筋（mm2）曲6@160A=177s並6@160A=177s血@160A=123s也5@160A=123s计算结果表明，支座截面的Z均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；A/bh二177/（1000x80）二0.22%，此值大于0.45f/f二0.45x1.27/360二0.16%，同时S ty大于0.2%，满足最小配筋率的要求。5）板的配筋图绘制确定各种构造钢筋⑴分布筋选用。©5@160⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用©6@160。a=l°/7=285mm，取300mm。⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用©6@160。a=l/4=500mm0⑷板角构造钢筋:选用©6@160,双向配置板四角的上部。a=l/4=500mm。0板的配筋图如图所示。•Arm□3■t:I-i—•Arm□3■t:I-i—a2：'板.的配筋图1:50次梁设计根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积荷载折减。荷载设计值（1）永久荷载设计值次梁自重：板传来永久荷载： 3.48kN/m2x2.0m=6.96kNm次梁自重：0.2x(0.5-0.08)x25x1.2=2.52kN；m次梁粉刷： 0.02x(0.5-0.08)x2x17x1.2=0.34kN/m小计 g=9.82kNim活荷载设计值： q=7.8x2.0=15.6kNm荷载总设计值： g+q二25.42kN/m，取荷载25.4kN

2)计算简图按塑性内力重分布设计。主梁截面250mmx600mm。计算跨度：

边跨l=l+a=(6600-120-250/2)+240=6475mm01n22中间跨/二/二6600-250二6350mm02n因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见下图q+g=25.42kN/mJH丨HI丄(IH}[丨IHHIIIII1丄A6475B/6350C/6350C6350 ]B6475'■ 4・ 43)内力计算次梁的弯矩设计值的计算表1-3截面位置1B2C边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座弯矩系数aM1/11-1/111/16-1/14计算跨度l°(m)l=6.475l=6.475l=6.350l=6.35001010202M=a(q+g)l225.4x6.4752-11-25.4x6.4752-1125.4x6.3502-16-25.4x6.3502-14M n二96.81(kN•m)=-96.81=64.01=-73.15

次梁的剪力设计值的计算表1-4截面位置A边支座B（左）离端第二支座B（右）离端第二支座C中间支座剪力系数aY0.450.600.550.55净跨度l（m）n6.3556.3556.3506.350V=a(q+g)lY n(kN)78.996.8588.7188.71（4）承载力计算①正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值:b'=min-0，b+SfV3 n丿=min-0V3罟=2117mm,b+Sn=200+2400—200=2400mm丿所以取b'=2117mmff=360N/mm2yvf=14.3N/mm2，f=1.43N/mm2f=360N/mm2yv纵向钢筋采用HRB400级，fy=360N/mm2h=500—40=460mm有效高度0判别跨中截面属于哪一类T形截面afb'h'（h—h/2）=1.0X14.3x2117x80x（460—80/2）=1017kN-m>M>M1cff0f 1 2跨中截面属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程见表1-5次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kNm）（\96.81-96.8164.01-73.15as=M/片fbh2或/'\a=M/afb上h2s V1cf0丿0.0150.160.0100.121

g=1-\1-20^空=0.518Sb0.0150.1750.0100.129A=沖/亿或A=gb'hafs f01c'y580.23639.53386.82471.4231L1601251L106H10选配钢筋(mm2)A=603SA=678SA=393SA=471S计算结果表明，支座截面的均力总于0.518，符合塑性内力重分布的原则。A/bh二393/(200x500)二0.39%，此值大于0.45f/f二0.45x1.43/360二0.18%，同时大sty于0.2%，满足最小配筋率的要求。②斜截面受剪承载力斜截面受弯承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍筋率验算。验算截面尺寸：h=h-h=460-80=380mm，因h/b二380/200二1.9<4，截面尺寸按下列w0f w验算：0.250fbh=0.25x1x14.3x200x460二328.9x103>V二96.85kN，截面尺寸满足cc0 max要求。计算所需腹筋：A采用址6双肢箍，计算支座B左侧截面。由V二0.7fbh+ffh，可得到箍筋间距cs t0yvs0s=■fAhsv0V-s=■fAhsv0V-0.7fbhBl t0360x56.6x46096.85x103-0.7x1.43x200x460=1970mm2调幅后受剪力承载力应加强，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=0.8x370=296mm，截面高度在300~500mm的梁，最大箍筋间距200mm最后取箍筋间距s=200mm。为方便施工，沿梁长不变。验算配筋率下限值：弯矩调幅要求的配筋率下限值为：0.3f/f=0.12%实际配筋率tyvp=A/bs=56.6/200x200=0.14%>0.12%，满足要求。svsv因各个支座处的剪力相差不大，为方便施工，沿梁长不变，取双肢川6@100。（5）施工图的绘制伸入墙支座时，梁顶面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：1-■:-卜趣」 m1/—/—afyd—0.14x逆0x12—422.93mm,取450mmaf 1.43t伸入墙支座是,梁底面纵向钢筋的锚固长度按下式确定：l二12d二12x16二192,取200mm—r—rrt,_L_,pi—,a-a->.、、-] [ 、.,, ,, 、.、“.口l>12d—12X10—120^^0^^^梁底面纵向钢筋伸入中间支座的长度应满足l—纵向钢筋的截断点距支座的距离：主梁的设计（1）荷载设计值。（为简化计算,将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：9.82次梁传来的恒载：9.82x6.6—64.812kN主梁自重（含粉刷）：[(0.6-0.08)x0.3x2.0x25]x1.2—10.26kN恒载：G—64.812+10.26—75.072kN,取75.1kN恒载：Q—15.6x6.6—102.96kN，取103kN活载：(2)计算简图a370^m^m主梁的实际结构如图1-10所示，由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长度为，中间支承在350mmX350mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨l二6000-175-120二5705mm01因为0.0251=143mm<纟4>=185mm十「、丄“1二1.0251+对2=1.025x5705+350/2二6022mm所以边跨取01 n1中跨1=6000mmQ=103kNG=75.1kN级1,2022级1,20222000B20001•L200022000* J卜20001CL20001.20006022V6000Vr M" J6022主梁的计算简图D2022L6022-60006022-6000因为跨度相差6000=3.067x10-3<10%项次荷载简图M1MBM2MC弯矩图示意图①恒载AB CD109.95-120.3130.39-120.31||■W；w按等跨连续梁计算。①弯矩值计算：表1-6

活-82.194-82.194178.60-96.81B载活一32.27-82.19123.6-82.19BCD载活载活105.06-192.20B载组合项次①+③①+④①+②①+⑤M.(kN・m)-66.4278.1-313.31-313.31⑤③④②♦♦AACDAf-Vi|! 豪打活-82.194-82.194178.60-96.81B载活一32.27-82.19123.6-82.19BCD载活载活105.06-192.20B载组合项次①+③①+④①+②①+⑤M.(kN・m)-66.4278.1-313.31-313.31⑤③④②♦♦AACDAf-Vi|! 豪打mA「和I"'IJIIH13I»组合项次M(kN・m)288.54-181.61153.99-181.61弯矩包络图：第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载支座B或C的弯矩值为M二M=—0.267x75.1x6.0-0.133x103x6.0=—202.50kN-m。BC在第1跨内以支座弯矩M=0,M=—202.50kN-m的连线为基线，作G=75.1kN,ABQ=103kN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)l+M=1x178.1x6.0—202.50=288.7kN-m3 0 3 3 3(与前面计算的M =288.54kN•m相近)；1,max1 2M 1 2x202.50(G+Q)l+b=x178.1x6.0— =221.2kN•m。3 0 3 3 3在第2跨内以支座弯矩M=—202.50kN•m,M=—202.50kN•m的连线为基线，作BCG=75.1kN，Q=0kN的简支梁弯矩图，得第集中荷载作用点处弯矩值为：1Gl+M=1x75.1x6.0—202.50=—52.3kN•m。3 0b3第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载在第1跨内以支座弯矩M=0,M=-313.308kN-m的连线为基线，作G二75.1kN,ABQ=103kN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：1 M1 313.308(G+Q)l+—b=x178.1X6.02— =253.0kN-m；3 0 3 3 31 2M 1 2x313.308(G+Q)l+ b=x178.1x6.02— =148.52kN•m。3 0 3 3 3在第2跨内，—=—0.267x75.1x6.0—0.089x103x6.0=—175.31kN-m。以支座弯矩C—=—313.308kN-m，M=—175.31kN-m的连线为基线，作G=75.1kN，Q=103kN的BC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)l+—+2(———)3 0C3BC=1x178.1x6.0—175.31+3(—313.308+175.31)=91.86kN-mi(G+Q)l+—+!(———)3 0C3BC=1x178.1x6.02—175.31+1(—313.308+175.31)=137.86kN-m第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载—=—=—0.267x75.1x6.0—0.133x103x6.0=—202.50kN-m。BC第2跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值为：](G+Q)l+—=1x178.1x6.0—202.5=153.7kN-mTOC\o"1-5"\h\z3 0b3(与前面计算的— =153.99kN•m相近)。2,max第1、3跨两集中荷载作用的处的弯矩设计值分别为：1 — 1 202.5Gl+—B=x75.1x6.02— =83.20kN•m；30 3 3 31 2— 1 2x202.53 0 3 3 3②剪力设计值：剪力V=kG+kQ式中系数k、k由附录6-2相应栏内查得。3 4 3 4

项次①恒载②活载④活载⑤活载组合项次(kN)荷载简图北京交通主梁的剪力计算BCD55.0589.2070.97-9.17144.25126.0245.88VBl-95.15(—75.1)-116.80(0)-116.49(—80.13)-19.17(-125.9)-211.95(-75.1)项次①恒载②活载④活载⑤活载组合项次(kN)荷载简图北京交通主梁的剪力计算BCD55.0589.2070.97-9.17144.25126.0245.88VBl-95.15(—75.1)-116.80(0)-116.49(—80.13)-19.17(-125.9)-211.95(-75.1)-211.64(-155.23)-104.32(-201.0)图80.134(116.49)125.87(9.167)1-715)0(-116.8075.1(211.95)201.0(104.32)155.23(211.64)剪力包络图：1)第1跨V二144.25kN，过第1个集中荷载后为144.25-75.1-103=-33.85kN，过第2A,max个集中荷载后为-33.85-75.1-103=-211.95kN。V =-211.95kN，过第1个集中荷载后为-211.95+75.1+103=-33.85kN，过第Bl,max2个集中荷载后为-33.85+75.1+103=-144.25kN。2)第2跨V =201kN，过第1个集中荷载后为201-75.1=125.9kN；Br,max当活荷载仅作用在第2跨时V=1.0x75.1+1.0x103=178.1kN，过第1个集中荷载后为178.1+75.1+103=0。Br③剪力包络图288.7二八甘m：i：2o(4)承载力计算正截面受弯承载力跨内按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l/3=6.9/3=2.0m和b+s=6m中取较小确定，取b'=2.0m。0nf主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，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法有所不同。板混凝土保护层厚度15mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径18mm。假定主梁上部纵筋直径25mm，则一排钢筋时,h二600-15-10-18-25/2二545mm；二排钢筋时,0h=595一25=520mm。0B支座边的弯矩设计值M二M-Vb2二-244.38+189.3x0.35/2二-211.25kN•m。B B,max0'判别跨中截面属于哪一类T形截面afb'h'V?一h'/2丿=1.0x14.3x2000x80x（565一80/2）=1201.2kN•m>M>M1cff0f 1 2跨中截面属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程见表1-8截面1B2弯矩设计值(kN•m)288.54-159.35153.99-52.3Ma=safbh21c 00.0340.1500.0180.049丫=(1+J1-2a)/2s 甲 s0.9820.9180.9910.975选配钢筋计算配筋(mm2)A=MsYfhsy01497.60928.14792328.20实际配筋（mm2）3也253並202並222證163地121473942782339斜截面受弯承载力验算截面尺寸:h=h-h=520-80=440mm，因h/b二440/250二1.76<4，截面尺寸按下式计w0fw0.250fbh=0.25xlx14.3x250x520二464.75x10s>V二201kN，截面尺寸满足要求。cc0max计算所需腹筋：采用①8@100双肢箍，AV=0.7fbh+f svhcs t0yvs0=0.7x1.43x250x520+360x5.xx520，不需要配置弯起钢筋。

100=260.789kN>V=201kNmax验算最小配筋率：p=时= =0.34%>0.24丿^=0.10%，满足要求