现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书.doc

1、0 钢 筋 混 凝 土 单 向 板 肋 梁 楼 盖 课 程 设 计 指导老师： 学生姓名： 班 级：土木 学 号： 中面大学土木工程学院 2012 年 8 月 1 目 录 1.设计资料 3 2.设计内容和要求 4 3.板的设计(按考虑塑性内力重分布设计) 4 3.1 计算简图 4 3.2 内力计算 6 3.3 配筋计算 6 4.次梁的设计（按考虑塑性内力重分布设计） 8 4.1 计算简图 8 4.2 内力计算 10 4.3 正截面抗弯承载力计算 .11 4.4 斜截面抗剪承载力计算 .12 4.5 绘制次梁的施工图 .13 5.主梁设计（主梁内力按弹性理论设计） .15 5.1 计 算 简 图

2、 15 5.2 内力计算 16 5.3 正截面抗弯承载力 19 5.4 斜截面抗剪承载力计算 .20 5.5 绘制主梁施工图 21 2 k t 现 浇 钢 筋 混 凝 土 单 向 板 肋 梁 楼 盖 设 计 计 算 书 1.设 计 资 料 （ 1） 某 工 业 仓 库 ， 设 计 年 限 为 50年 ， 结 构 平 面 及 柱 网 布 置 如 图 1所 示 ， 其 中， B6000mm ， L5400mm，柱截面为400400mm。 图 1 楼盖结构图（单位： mm） (2)楼面的活荷载标准值为 q =8.0kN/ m2 。 (3)楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面(=20kN/m 3 ),

3、板底及梁用 15mm 厚石灰 砂 浆抹底( =17kN/m 3 )。 (4)材料选用： 混凝土強度等級采用 C25 fc = 11.9N / mm2 ， f = 1.25N / mm2 ） ； 钢筋： 主梁及次梁纵向受力钢筋采用 HRB500 级钢筋 （ f y = 435N / mm2 ） ， 其 余 使 用 HRB300 级钢筋 ( f y = 270N / mm2 ）。 3 2.设 计 内 容 和 要 求 （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）

4、 ； （5）绘制结构施工图； （a）结构平面布置图（1：200） （b）板的配筋图（1：50） （c）次梁的配筋图（1：50；1：25） （d）主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V 的包络图； （e）钢筋明细表及图纸说明。 3.楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁的跨度为 5.4m，次梁的跨度为 6m，主梁 每跨内布置两根次梁。板的跨度为：L/3=1.8m (1) 3.板的设计(按考虑塑性内力重分布设计) 3.1 计 算 简 图 按高跨比条件要求板的厚度h1/401800/40=45mm， 对工业用建筑的楼板， 要求 h70mm,所以取板厚h=80mm 。 图

5、 2 板厚示意图（单位：mm） (1)荷 载 计 算 恒荷载标准值 4 20mm 厚 水 泥 砂 浆 面 层 ： 200.02=0.4kN/ m2 80mm 钢 筋 混 凝 土 板 ： 0.0825=2.0 kN/ m2 15mm 厚 石 灰 砂 浆 抹 底 ： 170.015=0.255 kN/ m2 小 计 2.655kN/ m2 活 荷 载 标 准 值 ： 8kN/ m2 因 为 是 工 业 建 筑 楼 盖 且 楼 面 活 荷 载 标 准 值 大 于 4kN/ m2 ，所以活荷载分项系 数取 1.3，恒荷载分项系数取 1.2。 恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.186kN/ m2

6、活荷载设计值：q=81.3=10.4 kN/ m2 荷载总设计值：g+q=13.586 kN/ m2 ,近似取 13.6kN/ m2 。 (2)计 算 简 图 取 1m 板 宽 作 为 计 算 单 元 ， 板 的 实 际 结 构 如 图 1-34(a)所 示 由 图 可 知 ： 次 梁 截 面 宽 度 为 b=200mm， 现 浇 板 在 墙 上 的 支 承 长 度 a=120mm， 则 可 以 按 塑 性 内 力 重 分布计算， 板的计算跨度为： 边跨按以下两项中较小值确定： l01 = ln + h = (1800 120 200) + 80 = 16202 2 2 l + a = (18

7、00 120 200) + 120 = 1640 n 2 2 2 所以边跨板的计算跨度去 l01 = 1620mm 中间跨： l02 = ln = 1800 200 = 1600mm 板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷载相同， 且跨 差不超过 10% 时，均可以按五跨等跨度计算。计算简图如下： 图 3 板的计算简图 5 截面位置 1 B 2 C 边跨跨中 离端第二支座 中间跨跨中 中间支座 弯矩系数 M 1/11 -1/11 1/16 -1/14 计算跨度 l0 (m) l01 = 1.62 l01 = 1.62 l02 = 1.6 l02 = 1.6 M = M (g

8、 + q)l0 (kN m) 13.6 1.62 11 = 3.24 13.6 1.62 2 11 = 3.24 13.6 1.62 16 = 2.18 1.62 13.6 14 = 2.49 3.2 内 力 计 算 弯矩设计值因为边跨与中间跨的计算跨差 1620 1600 = 1.25% 10% ， 可 按 等 1600 跨 连 续 板 计 算 由 混 凝 土 结 构 设 计 表 1-2 查 得 板 的 弯 矩 系 数 n ， 板 的 弯 矩 设 计 值 计 算 过 程 见 表 1-1 表 1 板的弯矩设计值的计算 2 3.3 配 筋 计 算 板 厚 80mm， h0=80-20=60mm，

9、 b=1000mm。 C25 混 凝 土 ， a1=1.0， fc=11.9N/mm2， HRB300 级 钢 筋 ， fy=270N/mm2。 对 轴 线 2 5 间 的 板 带 ， 不 考 虑 起 拱 作 用 。 板 的 配 筋 计 算 过 程 见 表 1-2。 表 2 连 续 板 各 截 面 配 筋 计 算 截 面 位 置 1 B 2 C 弯 矩 设 计 值 (kNm) 3.24 -3.24 2.18 -2.49 = M / f b h 2 s 1 c 0 0.076 0.076 0.051 0.058 = 1 - 1 - 2 0.079 0.079 0.052 0.060 计算配筋（

10、mm2 ） As = 1 fcbh0 / f y 209 209 138 159 8200 8200 6/8200 6/8200 轴线 实际配筋（ mm2 ） 251 251 196 196 (5)板 的 配 筋 图 绘 制 见 二 号 图 纸 。 6 4.次 梁 的 设 计 （ 按 考 虑 塑 性 内 力 重 分 布 设 计 ） 4.1 计 算 简 图 主 梁 的 截 面 高 度 ： h=( 1/8 1/14)l =386 675mm 故 取 h=650mm。 截 面 宽 度 b=h/3 h/2 =217 325mm， 故 取 b=300mm。 次 梁 截 面 高 度 应 满 足 h=(1/

11、18 1/12)l=333-500mm 故 取 h=400mm, 截 面 宽 度 b=h/3h/2 =133-200mm， 故 取 b=200mm。 (1)荷 载 设 计 ： 恒 载 设 计 值 板 来 的 荷 载 : 3.1861.8=5.73kN/m 次 梁 自 重 ： 0.2（ 0.4-0.08） 251.2=1.92kN/m 次 梁 粉 刷 ： 20.015（ 0.4-0.08） 171.2=0.20kN/m 小 计 g = 7.85kN/m 活 荷 载 设 计 值 ： q=10.41.8=18.72kN/m 荷 载 总 设 计 值 ： .q+g=18.72+7.85= 26.57kN

12、/m (2)计 算 简 图 由 次 梁 实 际 结 构 图 5 可 知 ， 次 梁 在 墙 上 的 支 承 长 度 为 a=240mm， 主 梁 宽 度 b= 300mm。 次 梁 的 边 跨 计 算 跨 度 按 以 下 两 项 的 较 小 值 确 定 。 边 跨 l0 = ln + 2 = (6000 120 300) + 240 = 5850mm 2 2 1.025ln = 1.025 5730 = 5873.25mm 所 以 次 梁 边 跨 的 计 算 跨 度 取 l0=5850mm 中 间 跨 l0 =ln = 6000 300= 5700mm 计 算 简 图 如 图 6 所 示 ：

13、图 5 次梁几何尺寸与支撑情况（单位：mm） 7 图 6 次梁计算简图（单位：mm） 4.2 内 力 计 算 因 为 边 跨 与 中 间 跨 的 计 算 跨 差 5850 5700 = 2.6% 10% ， 可 按 等 跨 连 续 梁 5700 计 算 由 混 凝 土 结 构 设 计 表 2， 表 3 可 以 得 弯 矩 系 数 M 和 剪 力 系 数 V 。 次 梁 的 弯 矩 设 计 值 和 剪 力 设 计 值 见 表 3， 表 4。 表 1-3 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 中间跨跨中 C 中间支座 弯矩系数 M 111 1-

14、11 1 16 1 - 14 计算跨度 l0 (m) 5.85 5.85 5.7 5.7 M = (g + q)l 2 M 0 (kN m) 26.57 5852 11 = 82.66 26.57 5.852 11 = 82.66 26.57 5.72 16 = 53.95 26.57 5.72 14 = 61.66 表 4 次 梁 的 剪 力 设 计 值 的 计 算 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 弯 矩 系 数 0.45 0.60 0.55 0.55 净跨度 ln (m) 5.73 5.73 5.7 5

15、.7 V = (g + q)ln (kN ) 0.45 26.57 5.73 = 68.51 0.6 26.57 5.73 = 91.35 0.55 26.57 5.7=83.30 0.5526.57 5.7 = 83.30 8 b b f c f f 1 0 4.3 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 两 项 中 较 小 值 ： 对 中 间 跨 ： f = l0 /3 = 5700/3 = 1900mm f = b + s0 = 200 + 1800 200 = 1800mm

16、故 取 b = 1800mm C25 混 凝 土 ， a1 = 1.0， fc = 11.9N/mm2， 纵 向钢筋采用 HRB500 级钢筋 （ fy = 435N/mm2） ， 箍 筋 采 用 HRB300 级 钢 筋 （ fy = 270N/mm2） ， h0 = 40040 = 360mm。 判 断 跨 中 截 面 属 于 哪 类 T形 截 面 ： f b h ( h h 80 f ) = 1 .0 11.9 1800 80 ( 360 ) = 548.352 k N m 2 2 与 表 1-3 中 的 弯 矩 值 比 较 可 知 ， 各 跨 中 截 面 均 属 于 第 一 类 T 形

17、 截 面 。 支 座 截 面 按 矩 形 截 面 计 算 ， 支 座 与 跨 中 截 面 均 按 一 排 钢 筋 考 虑 ， 故 均 取 h0=360mm,正 截 面 承 载 力 计 算 过 程 列 于 表 5。 表5 次 梁 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 截 面 1 B 2 C 弯 矩 设 计 值 82.66 -82.66 53.95 -61.66 b/bf b(mm) 1780 200 1800 200 2 s = M /1 f c bh0 0.030 0.268 0.018 0.200 = 1 1 2 0.031 0.319 0.019 0.225 计 算 配 筋 （ mm2）

18、 As = b(bf)ho1fc 543.4 628.3 355.5 443.2 1 18+1 20 2 20 1 14+1 16 1 18+1 16 选 配 钢 筋 实 际 配 筋 （ mm2 ） 568.7 628 355 455.6 支 座 截 面 0.1 0.35， 跨 中 截 面 b = 0.55 配筋率验算： = As = 355.5 =0.44% = max(0.45 ft = 0.451.27 =0.13% bh 200 400 min f 435 y 9 截 面 A BL BR C V(KN) 68.51 91.35 83.30 83.30 0.25c fcbh0 (kN )

19、 214.2V截 面 满 足 214.2V截 面 满 足 214.2V截 面 满 足 214.2V截 面 满 足 Vc = 0.7 ft bh0 (kN ) 64 V需 配 箍 筋 64 V需 配 箍 筋 64 V需 配 箍 筋 64 V需 配 箍 筋 配 箍 筋 选 用 双 肢 28 28 28 28 1.0 f A h S = yv sv 0V 0.7 f t bh0 (mm) 2168 S =1.0 270100.6360R 91350-64000 =358 507 507 实 配 箍 筋 间 距 S （ mm） 200 200 200 200 4.4 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 计

20、 算 表6 次 梁 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 R 配 箍 率 验 算 ： sv = Asv b S = 100.6 200 200 = 0.25% sv， min =0.24 ft f = 0.24 1.27 = 0.113% 270 n yv 满 足 要 求 。 4.5 绘 制 次 梁 的 施 工 图 (见 二 号 图 纸 ) 10 5.主 梁 设 计 （ 主 梁 内 力 按 弹 性 理 论 设 计 ） 5.1 计 算 简 图 主 梁 ： 根 据 经 验 ， 多 跨 连 续 主 梁 的 截 面 高 度 h=( 1/181/14)=386675mm； 故 取 h=650mm。 截

21、 面 宽 度 b=h/3 h/2 = 217325mm， 故 取 b=300mm。 （ 1） 荷 载 设 计 值 。 （ 为 化 简 a 计 算 ， 将 主 梁 的 自 重 等 效 为 集 中 荷 载 ） 次 梁 传 来 的 恒 载 ： 7.85 6.0 = 47.1kN 主 梁 的 自 重 （ 含 粉 刷 ） ： (0.65 0.08) 0.3 1.8 25 + 2 (0.65 0.08) 0.015 1.817 1.2 = 9.862kN 恒 荷 载 ： G = 47.1 + 9.862 = 56.96kN 活 荷 载 ： Q = 18.72 6.0 = 112.32kN （ 2） 计 算

22、 简 图 主 梁 的 实 际 结 构 如 图 8 所 示 ， 由 图 可 知 ， 主 梁 的 端 部 支 承 在 墙 上 的 支 承 长 度 为 a=380mm， 中 间 支 承 在 400400mm的 混 凝 土 柱 上 ， 其 计 算 跨 度 按 以 下 方 法 确 定 ： 边 跨 ln1 = 5400 200 120 = 5080mm 因 为 1.025ln1+b/2=1.025*5080+200=5407mm M1 M 2 均 属 于 第 一 类 T型 截 面 梁 。 主 梁 支 座 截 面 及 在 负 弯 矩 作 用 下 的 跨 中 截 面 按 矩 形 截 面 计 算 。 取 h0=

23、650-65=585mm。 V0=G+Q=56.96+112.32=169.28mm。 主 梁 中 间 支 座 宽 b0=300mm 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 过 程 如 下 表9主 梁 正 截 面 受 弯 承 载 力 及 配 筋 计 算 截 面 1 B 2 弯 矩 设 计 值 （ KNm） 250.66 -237.24 141.92 -60.06 h0（ KNm） 610 585 610 61 0b(bf ) 1802 300 1800 1800 2 s = M 1 f c bh0 0.031 0.194 0.018 0.008 = 1 1 2 0.032 0.218 0.01

24、8 0.008 计 算 配 筋 （ mm2） As = 1 fcb h0 f y 962.3 1046.6 540.7 240.3 320 216+220 118+120 214 选 配 钢 筋 实 际 配 筋 （ mm2 ） 942 1030 568.7 308 14 5.4 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 计 算 验 算 截 面 尺 寸 ： hw = h0 h f = 610 80 = 530mm hw / b = 530/ 300 = 1.77 4 截 面 尺 寸 按 下 式 验 算 ： 0.25c fcbh0 = 0.25 1.0 11.9 300 610= 544.425kN 199.54kN 可 知 道 截 面 尺 寸 满 足 要 求 。 验 算 是 否 计 算 配 置 箍 筋 ： 0.7 ft bh0 = 0.7 1.27 300 610 = 162.687kN 0.24 1.27= 0.113% 270 满 足 要 求 。 V = 0.7 f bh + f Asv h = 0.7 1.27 300 610 + 270 50.3 2 610 cs t 0 yv s 0 200 = 245.53kN (VA = 139.02kN ,VBr = 199.51kN ,VBl = 194.18kN ) 5.5 绘 制 主 梁 施 工 图 (见 二 号 图 纸 )