鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計計算書

1、.課程設(shè)計計算書課程名稱：水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)題目名稱：單向板整澆肋形樓蓋設(shè)計教學(xué)班號： 1 班目錄一、設(shè)計資料2二、樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及截面尺寸確定3三、板的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）43.1荷載計算43.2板的計算簡圖43.3內(nèi)力計算及配筋5四、次梁的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）6.4.1荷載計算64.2次梁的計算簡圖74.3內(nèi)力計算及配筋7五、主梁設(shè)計（按彈性理論計算）105.1荷載計算105.2主梁的計算簡圖105.3內(nèi)力計算及配筋11鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計計算書一、設(shè)計資料（1）該建筑位于非地震區(qū)。2（2）3 級水工建筑物，基本荷載組合。（3）結(jié)構(gòu)環(huán)境類別一類。（4）樓面做法

2、： 20mm厚水泥砂漿（重度為20KN/m3 ）面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（重度為 25KN/m3 ），12mm厚紙筋石灰（重度為17KN/m3 ）粉底。（5）樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4KN/。（6）材料：混凝土采用 C25；梁內(nèi)縱向受力鋼筋采用 HRB400鋼筋，板內(nèi)縱向受力鋼筋采用 HRB335鋼筋，其他鋼筋采用 HPB235鋼筋。（ 7）外墻厚度為370mm，板在墻上的擱置長度為120mm，次梁在墻上的擱置長度為240mm，主梁在墻上的擱置長度為370mm。（8）鋼筋混凝土柱截面尺寸為350mm×350mm。二、樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及截面尺寸確定1、主梁和次梁布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向

3、布置。主梁跨度為 6.9m，次梁跨度為 6.0m，板的跨度為 2.3m，L02/L 01=6.9/2.3=3 ，按單向板設(shè)計。按高跨比條件，要求板的厚度h 2300×1/40=57.5mm，對于工業(yè)建筑的樓蓋板，要求 h80mm，所以取板厚為 80mm。次梁的高度要求h=L02（1/181/12 ） =333mm500mm，考慮到樓面的活荷載比較大，取 h=450mm，寬度 b=h（ 1/31/2 ）=150mm225mm，取 b=200mm。主梁的高度要求h=L01（1/151/10 ）=460mm690mm，取 h=650mm，寬度 b=h（1/31/2 ）=217mm325mm

4、，取 b=300mm。樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。31234567DDCCBBAA1234567圖 1樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）3.1 荷載計算板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ( 取 1m寬板帶計算 ) ：20mm厚水泥砂漿0.02× 20×1=0.4KN/m80mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板0.08× 25×1=2.0 KN/m12mm厚紙筋石灰0.012×17×1=0.204 KN/m小計恒荷載： gk=2.604 KN/m活荷載： qk=4 KN/m恒荷載分項系數(shù)取 1.05 ，活荷載分項系數(shù)取 1.20 。于是板的荷載設(shè)

5、計值總值：g+q=1.05g k+1.20q k=1.05 × 2.604+1.20 × 4=7.53KN/m3.2板的計算簡圖次梁截面為 200mm 450mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于 100mm，取板在墻上的支承長度為 120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算邊跨：4L01=Ln+1/2h=2300-100-120+80/2=2120 1.025L n=1.025 ×（ 2300-100-120 ） =2132mm取 L01=2120mm；中間跨： L02=Ln=2300-200=2100mm。邊跨與中間跨相差：212021002120100%0.94

6、% 10%板為多跨連續(xù)板，對于跨數(shù)超過五跨的等截面連續(xù)板，其各跨所受荷載相同，且跨度相差不超過 10%時，可按五跨等跨連續(xù)板計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計算簡圖如圖 2 所示。g+q=7.53KN/m12221ABCCBA21202100210021002100圖 2板的計算簡圖3.3 內(nèi)力計算及配筋由 M= m(g+q)L 02 ，可計算出 M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，計算結(jié)果如表 1 所示。表 1 各截面彎矩截面位置1B2C彎矩系數(shù) m1/111/111/161/14M= m(g+q)L021/11 × 7.53-1/11 × 7.53 ×1/16 

7、15; 7.53 ×-1/14 × 7.53 ×· m× 2.122=3.08222（KN ）2.12 /2= 3.082.1 =2.082.1 =2.37板寬 b1000mm；板厚 h80mm， a=c+5，環(huán)境類別一類 c=20，所以 a=25。則 h0=h-a=80-25=55mm。C25 混凝土， f c =11.9KN/mm2 ；HRB335鋼筋， f y =300 KN/mm2 。3 級水工建筑物，基本組合荷載K=1.20。根據(jù)各跨跨中及支座彎矩可列表計算如表2 所示。表 2各跨跨中及支座配筋計算截面1B2C5M (kN m)M=m

8、(g+q)L 02（KN· m） s =KM/fcbh02 1 1 2 sAsfcbh0 / f y (mm2 )M 1M BM 20.8M 2M c0.8M c3.08-3.082.081.664-2.37-1.8960.1030.1030.0690.0550.0790.0630.1090.1090.0720.0570.0820.065238238157124179142選配鋼筋軸線軸線軸線8 8 6/8190 6/81901901908 8 6/8190 6/8190190190軸線實際軸線配筋軸線2652652072072222mmmmmmmm2652652072072222m

9、mmmmmmm計算結(jié)果表明支座截面處0.85 b=0.522 均滿足，符合塑性內(nèi)力重分布原則。=As /bh=207/(1000 × 80)=0.26% min=0.2%，滿足要求。位于次梁內(nèi)跨上的板帶， 其內(nèi)區(qū)格四周與梁整體連接， 故其中間跨的跨中截面 ( M 2 、M 3 )和中間支座 ( M c ) 計算彎矩可以減少20%，其他截面則不予以減少。四、次梁的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布計算）4.1 荷載計算由板傳來2.73×2.3=6.28KN/m次梁肋自重0.2× (0.45-0.08) ×25=1.85KN/m次梁粉刷重0.012×(0.45

10、-0.08) ×2×17 =0.15 KN/m小計恒荷載： g =8.28 KN/mk活荷載： qk =4×2.3=9.2 KN/m恒荷載分項系數(shù)取 1.05 ，活荷載分項系數(shù)取 1.20 。于是板的荷載設(shè)計值總值： g+q=1.05g k+1.20q k=1.05 ×8.28+1.20 ×9.2=19.73KN/m64.2 次梁的計算簡圖塑性內(nèi)力重分布計算時，其計算跨度：次梁在磚墻上的支承長度為 240mm，主梁截面為 650mm× 300mm 邊跨： L01=Ln+a/2=6000-240-300/2 240/2=5730mmL0

11、1=57301.025L n=1.025 ×5610=5750mm，取 L01=5730中跨： L02= L n=6000-300=5700mm跨度差：（ L01- L 02）/ L 02=(5730-5700)/5700=0.53%10%因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算，計算簡圖如圖3 所示。g+q=19.73KN/m12221ABCCBA57305700570057005730圖 3次梁計算簡圖4.3 內(nèi)力計算及配筋由 M= m(g+q)L 02 可計算出 M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，計算結(jié)果如表 3 所示。表 3 各截面彎矩截面位置1B2Cm1/111

12、/111/161/14M=m(g+q)L 021/11 ×19.73-1/11 ×19.73 ×1/16 × 19.73-1/14 ×19.73×5.73 25.73 2×5.7 2×5.7 2（KN· m）=58.89= 58.89=40.06=45.79由 V= v(g+q)L n 可計算出 VA 、 VBl 、 VBr 、 Vc ，計算結(jié)果如表4 所示。7表 4 各截面剪力截面位置ABlBrCv0.450.600.550.55V= v(g+q)L n0.45 ×19.730.60 

13、5;19.73 ×0.55 ×19.70.55 ×19.73(KN)×5.61=49.815.61=66.41×5.7=61.85×5.7=61.85梁高： h 450mm， h0 450 35415mm；翼緣厚： h'f80mm。次梁跨中按 T 形截面計算， hf /h 0=80/(450-35)=0.193 0.1 ，獨(dú)立 T 形梁。邊跨： b f =L0/3=5730/3=1910mmb f =b+sn=200+(6000/3-240-300/2)=1810mm<1910mm，所以，取 bf =1810mm中間跨：

14、 bf =L0/3=5700/3=1900mmb f =b+sn=200+(6000/3-300)=1900mm，所以，取 bf =1900mm判定 T 形截面類型：C25混凝土， f c=11.9KN/mm2 ， f t =1.27 KN/mm 2 ；縱向鋼筋 HRB400， f y =360 KN/ mm2 ；箍筋 HPB235，f yv=210 KN/ mm2KM=1.2×58.89=70.668 KN · mf c b f h f (h 0- h f /2)=11.9 ×1900×80× (415-80/2)=678.3 KN 

15、3;m>KM故各跨中截面屬于第一類T 形截面。（ 1）支座截面按 bh200mm 450mm的矩形截面計算。各截面均只按一排筋布置，次梁正截面承載力計算如表5 所示。表 5 次梁正截面承載力計算截面1B2CM (kN m)58.89-58.8940.06-45.79 s=KM/fc b f h 02 或 s =KM/fc b0.0190.1720.0140.134h021 1 2 s0.0190.1900.0140.1448Asf cbh0 / f y471.76mm2521.29 mm2364.90 mm2395.08 mm2選用鋼筋2B16+1B142B16+1B142B162B16

16、實際鋼筋555.9mm2555.9 mm2402 mm2402 mm2截面面積計算結(jié)果表明 0.85 b=0.440 ，符合塑性內(nèi)力重分布。=As /bh 0=402/(200 ×415)=0.48% min=0.2%，滿足要求。（2）斜截面承載力計算如下所示：hw= h 0- h f =415-80=335mm，因 hw/b=335/200=1.675<4 ，截面尺寸按下式驗算0.25f c bh0=0.25 ×11.9 × 200×415=246.92KN>KVmax=1.2 ×66.41=79.69KN，故截面尺寸滿足抗剪條件

17、Vc =0.7f t bh0=0.7 ×1.27 ×200×415=73.79KNKVA=49.81× 1.2=59.77KN< V cKVBl =66.41 ×1.2=79.69KN> V cKVBr =61.85 ×1.2=74.22KN> V cC× 1.2=74.22KN> VcKV =61.85所以 A 支座截面不需進(jìn)行斜截面抗剪配筋計算，只需按照構(gòu)造要求配置箍筋，B、C支座需按計算配置箍筋采用直徑為 6mm的雙肢箍筋， Asv =57mm2Bl 支座：由 KVBl = Vc+1.25 f

18、yv(A sv/s)h 0S=1.25f yvAsv h0/(KV Bl -Vc)=1.25 × 210× 57× 415/ （ 79690-73790 ） =1052mm,取s=200mm=smax，sv=Asv /bs=57/(200 × 200)=0.14% sv ，min=0.10 %滿足最小配筋率要求。Br 和 C支座： KV= Vc+1.25 f yv (Asv/s)h 0S=1.25f yvAsv h0/(KV-V c)=1.25 × 210×57×415/（74220-73790）=14440mm，取 s=2

19、00mm=smax， sv=Asv /bs=57/(200 ×200)=0.14% sv ，min=0.10 %，滿足最小配筋率要求。故，箍筋選配雙肢 6200（3）鋼筋錨固要求伸入墻支座時，梁頂面縱筋的錨固長度按下式計算確定L=La=(f y /f t )d=0.14 ×360/1.27 ×16=635mm伸入墻支座時，梁底面縱筋的錨固長度按下式計算確定L=12d=12×16=192mm，取 200mm梁底面縱筋伸入中間支座的長度按L>12d=192mm,取 200mm9縱筋截面斷點(diǎn)據(jù)支座距離L=Ln/5+20d=5610/5+20 ×

20、16=1442mm,取 1500mm。五、主梁設(shè)計（按彈性理論計算）5.1 荷載計算為簡化計算，主梁自重亦按集中荷載考慮。次梁傳來的荷載：8.69× 6=52.14 KN/m主梁自重：0.3×（ 0.65-0.08 ）× 25=4.28 KN/m主梁粉刷重：0.012×(0.65-0.08)× 2× 17 =0.23 KN/m小計恒載： Gk =56.65 KN/m活荷載： Q=11.04×6=66.24 KN/m恒荷載分項系數(shù)取1.05 ，活荷載分項系數(shù)取1.20 。于是板的荷載設(shè)計值總值：G+Q=1.05GK+Q1.20

21、=1.05× 56.65+1.20 ×66.24=59.48+79.49=138.95KN/m5.2主梁的計算簡圖柱截面為× ，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多， 350mm 350mm故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進(jìn)行計算。主梁端部支承于磚壁柱上，其支承長度 a 370mm。主梁計算跨度：邊跨： Ln1=6900-240-350/2=6485mm，因為 0.025 L n1=6485×0.025=162mm<a/2=185mm取 L 01=1.025Ln+b/2=1.025 ×6485+350/2=6822mm中

22、跨： L02=6900-350=6550mm跨度差：（ L01- L 02）/ L 02=（6822-6500）/6500=4.2%<10%因跨度相差不超過10%，可按等跨梁計算，計算簡圖如圖4 所示。10G=59.48KN/m1B21ACD682265506822圖 4 主梁計算簡圖5.3 內(nèi)力計算及配筋1、彎矩設(shè)計值： Mk1GLk2 QL ，其中， k1 、 k2 可由相關(guān)資料查取，L 為計算跨度。對于 B 支座，計算跨度可取相鄰兩跨的平均值。主梁彎矩得計算如表6 所示。表 6主梁彎矩計算項荷載簡圖次GGGGQQQQQQQQM max組合項次(kN m)組合值k / M 1k /

23、M Bk / M 2k / M cGG0.244/99.0-0.267/-1080.067/27.1-0.267/-1080.348.34QQ0.289/156. -0.133/-72.-0.133/-72-0.133/-72.7212.1212-0.044/-23-0.133/-72.0.200/108.-0.133/-72.861246120.229/124. -0.311/-1680.170/92.1-0.089/-48.18.64926+255.72-276.74135.64-156.6011彎矩包絡(luò)圖：1) 第 1、3 跨有活荷載，第 2 跨沒有活荷載支座 B 或 C 的彎矩值為MB

24、=MC=-0.267 ×59.48 × 6.686-0.133 ×79.49 ×6.686=-176.87KN ·m在第 1 跨內(nèi)以支座彎矩 M A0 ，MB=-176.87KN·m的連線為基線，作G=59.48KN，Q=79.49KN的簡支梁彎矩圖，得第 1 個集中荷載和第 2 個集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1/3(G+Q)L0+M/3=1/3 × (59.48+79.49)×6.822-176.87/3=257.06KN · mB( 與前面計算的 M=255.72 KN·m相近 ) ；1,

25、max1/3(G+Q)L0+2M/3=1/3 ×(59.48+79.49)× 6.822-2 × 176.87/3=198.10KN ·mB在第2 跨內(nèi)以支座彎矩MB=-176.87KN·m，MC=-176.87KN·m 的連線為基線，作G=59.48KN，Q=79.49KN的簡支梁彎矩圖，得第集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值為：1/3GL0+MB=1/3 ×59.48 ×6.55-176.87=-47.01 KN·m2) 第 1、2 跨有活荷載，第 3 跨沒有活荷載在第 1 跨內(nèi)以支座彎矩 M A0 ，MB=-2

26、76.74 KN·m 的連線為基線，作G=59.48KN，Q=79.49KN的簡支梁彎矩圖，得第 1 個集中荷載和第2 個集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1/3(G+Q)L0+M/3=1/3 × (59.48+79.49)×6.822-276.74/3=223.77KN · mB1/3(G+Q)L0+2M/3=1/3 ×(59.48+79.49)× 6.822-2 × 276.74/3=131.52KN ·m。B在第 2 跨內(nèi)， M=-0.267 ×59.48 ×6.686-0.089 ×

27、;79.49 ×6.686=-153.48 KN · m。C以支座彎矩 M=-276.74KN·m，M=-153.48KN·m的連線為基線，作 G=59.48KN，Q=79.49KNBC的簡支梁彎矩圖，得第1 個集中荷載和第2 個集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1/3(G+Q)L0+M+2/3(M -M )=1/3× (59.48+79.49)× 6.822-153.48+2/3×CBC(-276.74+153.48)=80.36KN ·m1/3(G+Q)L0+M+1/3(M -M )=1/3 × (59.

28、48+79.49)× 6.822-153.48+1/3×CBC(-276.74+153.48)=121.45KN·m3) 第 2 跨有活荷載，第 1、3 跨沒有活荷載MB=MC=-0.267 ×59.48 × 6.686-0.133 ×79.49 ×6.686=-176.87KN ·m 第 2 跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計值為：1/3(G+Q)L0+MB/3=1/3 × (59.48+79.49) ×6.550-176.87/3=137.60KN · m ( 與前面計算的 M1,ma

29、x=135.64 KN·m相近 ) 。第 1、3 跨兩集中荷載作用的處的彎矩設(shè)計值分別為： 1/3GL0+MB/3=1/3 ×59.48 × 6.55-176.87/3=70.91 KN ·m 1/3GL0+MB/3=1/3 ×59.48 × 6.55-2/3 ×176.87=11.95KN· m12根據(jù)以上計算，彎矩包絡(luò)圖如圖5 所示。257.06223.77198.10131.51137.6070.9180.3611.95-47.0-153.48-244.92-276.74圖 5彎矩包絡(luò)圖2、剪力設(shè)計值： Vk

30、3Gk4Q ，其中，其中， k3 、 k4 可由相關(guān)資料查取。主梁剪力計算如表7 所示。表 7 主梁剪力計算項次荷載簡圖k /VAk / VB左k / VB右GGGGGG0.733/43.60-1.267/-75.361/59.48Q QQQ0.866/68.84-1.134/-90.140/0QQQQ0.689/54.77-1.311/-104.211.222/97.14組合項次+Vmin ( kN )-179.57156.62112.44剪力包絡(luò)圖：1) 第1跨VA,max=112.44KN，過第 1 個集中荷載后為 112.44-59.48-79.49=-26.53KN ，過第 2 個集

31、中荷載后為 -26.53-59.48-79.49=-165.5KN 。VBl,max =-179.57KN，過第 1 個集中荷載后為 -179.57+59.48+79.49=-40.60KN ，過第 2 個集中荷載后為 -40.60+59.48+79.49=98.37KN 。132) 第 2 跨VBr,max =156.62kn，過第 1 個集中荷載后為156.62-59.48=97.14KN ；當(dāng)活荷載僅作用在第 2 跨時， VBr =1.0 ×59.48+1.0 ×79.49=138.97kn ，過第 1 個集中荷載后為 138.97-59.48-79.49=0 。根據(jù)

32、以上計算，剪力包絡(luò)圖如圖 6 所示。156.52138.97112.497.1498.370-26.53-40.60-165.50-179.57圖 6剪力包絡(luò)圖3、主梁正截面和斜截面承載力計算：主梁跨中按 T 形截面計算， hf /h 0=80/(650-35)=0.13>0.1T 形截面的翼緣寬度 b'f 按下式計算：f0n'2300mm ；b=L /3=6900/3=2300mm<b+s=300+6900/3=6900，故取 bf梁高： h065035615mm ；翼緣厚： h'f80mm。C25混凝土， f c=11.9KN/mm2 ， f t =1.

33、27 KN/mm 2 ；縱向鋼筋 HRB400， f y =360 KN/ mm2 ；箍筋 HPB235，f yv=210 KN/ mm2判定 T 形截面類型：f cbf hf h0hf1.0 11.9 230080 615801259 106 N mm122=1259KN· m >KM=1.2 × 255.72=306.86 KN · mmax故各跨中截面屬于第一類T 形截面。14支座截面按矩形截面計算，離端第二支座B 按布置兩排縱向鋼筋考慮，取h065070580mm正截面配筋計算如表8 所示。表 8正截面配筋計算截面1B2M (kNm)257.06-276.74137.60-47.01V0b / 2(kN m)(59.48