鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、word 格式文檔課程設(shè)計(jì)計(jì)算書課程名稱 ：水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)題目名稱 ：?jiǎn)蜗虬逭麧怖咝螛巧w設(shè)計(jì)教學(xué)班號(hào)：1 班目錄專業(yè)整理.一、設(shè)計(jì)資料 .3二、樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及截面尺寸確定 .4三、板的設(shè)計(jì) （按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算 ）.53.1荷載計(jì)算 .53.2板的計(jì)算簡(jiǎn)圖 .63.3內(nèi)力計(jì)算及配筋 .6四、次梁的設(shè)計(jì) （按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算 ） .84.1荷載計(jì)算 .84.2次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 .94.3內(nèi)力計(jì)算及配筋 .9五、主梁設(shè)計(jì) （按彈性理論計(jì)算 ） .135.1荷載計(jì)算 .135.2主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 .135.3內(nèi)力計(jì)算及配筋 .14專業(yè) .專注.鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資

2、料（1）該建筑位于非地震區(qū) 。（2）3 級(jí)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 ：20mm 厚水泥砂漿 （重度為 20KN/m 3 ）面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（重度為 25KN/m 3 ），12mm 厚紙筋石灰 （重度為 17KN/m 3 ）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)縱向受力鋼專業(yè) .專注.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(zhǎng)度為120mm ，次梁在墻上的擱置長(zhǎng)度為 240mm ，主梁

3、在墻上的擱置長(zhǎng)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(jì) 。 按高跨比條件 ，要求板的厚度h2300 ×1/40=57.5mm ，對(duì)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=L 02 （ 1/181/12 ）=333mm500mm，考慮到樓面的活荷載比較大，取 h=450mm ，寬度 b

4、=h （ 1/31/2 ） =150mm225mm，取 b=200mm 。 主梁的高度要求h=L 01 （ 1/151/10） =460mm690mm，取 h=650mm ，寬度b=h （ 1/31/2 ） =217mm325mm，取 b=300mm 。樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。專業(yè) .專注.1.05 ，活荷載分項(xiàng)系數(shù)取.1234567DCBA1234567圖 1 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計(jì) （按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算 ）3.1 荷載計(jì)算板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (取 1m寬板帶計(jì)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&

5、#215;25×1=2.0 KN/m12mm 厚紙筋石灰0.012 ×17×1=0.204 KN/m小計(jì)恒荷載：g k=2.604 KN/m活荷載：q k=4 KN/m恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.20。 于是板的荷載設(shè)計(jì)值總值：g+q=1.05g k +1.20q k=1.05 ×2.604+1.20 ×4=7.53KN/mDCBA專業(yè) .專注.3.2 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為 200mm450mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于100mm，取板在墻上的支承長(zhǎng)度為 120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算邊跨 ：L01 =L n+1/2h=2300-10

6、0-120+80/2=21201.025Ln =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% 10%板為多跨連續(xù)板 ，對(duì)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(shí)，可按五跨等跨連續(xù)板計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 2 所示 。g+q=7.53KN/m12221ABCCBA21202100210021002100圖 2 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖3.3 內(nèi)力計(jì)算及配筋由 M= m (g+q)L 02，可計(jì)算出

7、M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，計(jì)算結(jié)果如表 1 所示 。專業(yè) .專注.表 1 各截面彎矩截面位置1B2C彎矩系數(shù) m1/111/111/161/14M= (g+q)L02 1/11 ×7.53×-1/11 ×7.53×1/16 ×7.53×-1/14 ×7.53×m（KN·m ）2.122 =3.082.122/2= 3.082.12=2.082.12= 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

8、=55mm 。C25 混凝土， fc=11.9KN/mm2 ；HRB335 鋼筋，fy=300 KN/mm2 。3 級(jí)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(jì)算如表2 所示。截面M (kN m)M= m (g+q)L 02（KN·m ）s=KM/fc bh 02112 sAsfcbh0 / f y (mm2 )選配 軸線鋼筋 軸線表 2 各跨跨中及支座配筋計(jì)算1B2CM 1M BM 20.8M 2M c0.8M c3.08-3.082.081.664-2.37-1.8960.1030.1030.0690.0550.0790.0630.1090.109

9、0.0720.0570.0820.065238238157124179142886/81906/8190190190專業(yè) .專注.88 軸線6/81906/8190190190 軸線265265207207實(shí)際 軸線mm 2mm 2mm 2mm 2配筋265265207207 軸線mm 2mm 2mm 2mm 2計(jì)算結(jié)果表明支座截面處0.85b=0.522 均滿足，符合塑性內(nèi)力重分布原則。=A s/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 (

10、M c )計(jì)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(jì) （按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算 ）4.1 荷載計(jì)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 ×(0.45-0.08) ×2×17 =0.15 KN/m小計(jì)恒荷載： g k=8.28 KN/m活荷載： q k=4 ×2.3=9.2 KN/m恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.05 ，活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.20。 于是板的荷載設(shè)計(jì)值總值：g+q=1.05g k+1.20q k=1.05 

11、5;8.28+1.20 ×9.2=19.73KN/m專業(yè) .專注.4.2 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖塑性內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí)，其計(jì)算跨度 ：次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm ，主梁截面為 650mm ×300mm邊跨： L01 =L n+a/2=6000-240-300/2240/2=5730mmL01 =5730 1.025Ln=1.025 ×5610=5750mm ，取 L01 =5730中跨： L02 = L n =6000-300=5700mm跨度差：（ L01- L02 ）/ L 02 =(5730-5700)/5700=0.53% 10%因跨度相差小于10% ，可按

12、等跨連續(xù)梁計(jì)算 ，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 3 所示 。g+q=19.73KN/m12221ABCCBA57305700570057005730圖 3 次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3 內(nèi)力計(jì)算及配筋由 M= m (g+q)L 02可計(jì)算出 M 1 、 M B 、 M 2 、 M c ，計(jì)算結(jié)果如表 3 所示 。表 3 各截面彎矩截面位置1B2C1/111/111/161/14mM= m(g+q)L 021/11 ×19.73 ×-1/11 ×19.73 ×1/16 × 19.73-1/14 ×19.73×專業(yè) .專注.（KN·m）5.73

13、 25.732×5.725.72=58.89= 58.89=40.06= 45.79由 V= v(g+q)L n 可計(jì)算出 VA 、 VBl 、 VBr 、 Vc ，計(jì)算結(jié)果如表 4 所示 。表 4 各截面剪力截面位置ABlBrCv0.450.600.550.55V= (g+q)Ln0.45×19.73 ×0.60 ×19.73 ×0.55 ×19.7×0.55×19.73 ×v(KN)5.61=49.815.61=66.415.7=61.855.7=61.85梁高： h 450mm ， h0 450 3

14、5415mm；翼緣厚： h'mm。f80 次梁跨中按 T 形截面計(jì)算 ， h/h=80/(450-35)=0.1930.1，獨(dú)立 T 形梁 。f 0邊跨： b =L/3=5730/3=1910mmf0b =b+sn=200+(6000/3-240-300/2)=1810mm<1910mm，所以，f取 b f=1810mm中間跨：b f=L 0 /3=5700/3=1900mmb f=b+s n=200+(6000/3-300)=1900mm，所以，取 b f=1900mm 判定 T 形截面類型 ：C25 混凝土， f c=11.9KN/mm2 ，f t=1.27 KN/mm2 ；

15、縱向鋼筋 HRB400，f y=360 KN/mm 2；專業(yè) .專注.箍筋 HPB235， fyv=210 KN/mm 2KM=1.2 ×58.89=70.668 KN ·mfc b fh f(h 0- h f/2)=11.9 ×1900 ×80 ×(415-80 /2)=678.3 KN ·m>KM故各跨中截面屬于第一類T形截面。（ 1 ）支座截面按 b h 200mm 450mm 的矩形截面計(jì)算 。 各截面均只按一排筋布置，次梁正截面承載力計(jì)算如表 5 所示 。表 5 次梁正截面承載力計(jì)算截面1B2CM (kNm)58.89

16、-58.8940.06-45.79=KM/fcb h 2sf0或=KM/fb h0.0190.1720.0140.134c2s0112s0.0190.1900.0140.144Asf cbh0 / f y471.76 mm2521.29 mm2364.90 mm2395.08 mm2選用鋼筋2B16+1B142B16+1B142B162B16實(shí)際鋼筋555.9 mm2555.9 mm2402 mm2402 mm2截面面積計(jì)算結(jié)果表明 0.85 b=0.440 ，符合塑性內(nèi)力重分布 。=A s/bh 0=402/(200 ×415)=0.48 %min =0.2% ，滿足要求 。（2）

17、斜截面承載力計(jì)算如下所示：h w= h 0 - h f=415-80=335mm，因 hw/b=335/200=1.675<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算專業(yè) .專注.0.25f cbh 0=0.25 ×11.9×200×415=246.92KN>KV max =1.2 ×66.41=79.69KN ，故截面尺寸滿足抗剪條件Vc=0.7f tbh 0=0.7 ×1.27×200 ×415=73.79KNKVA =49.81 ×1.2=59.77KN< V cKVBl=66.41 ×1.2=79.

18、69KN> V cKVBr=61.85 ×1.2=74.22KN> V cKVC=61.85 ×1.2=74.22KN> V c所以 A 支座截面不需進(jìn)行斜截面抗剪配筋計(jì)算，只需按照構(gòu)造要求配置箍筋，B、C 支座需按計(jì)算配置箍筋采用直徑為 6mm 的雙肢箍筋 ，Asv=57mm2Bl 支座：由 KVBl= V c+1.25 f yv(Asv/s)h 0S=1.25f yvAsvh0 /(KVBl-Vc )=1.25 ×210 ×57×415/ （79690-73790 ）=1052mm, 取s=200mm=s max ，sv=

19、A sv/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= V c+1.25 f yv(Asv/s)h 0S=1.25fA h/(KV-V )=1.25 × 210 × 57 × 415/ （ 74220-73790）yv sv0c=14440mm，取 s=200mm=smax ，sv=A sv/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(shí) ，梁頂面縱筋的錨固長(zhǎng)度

20、按下式計(jì)算確定L=La= (fy/f t )d=0.14 ×360/1.27 ×16=635mm專業(yè) .專注.伸入墻支座時(shí) ，梁底面縱筋的錨固長(zhǎng)度按下式計(jì)算確定L=12d=12 ×16=192mm ，取 200mm梁底面縱筋伸入中間支座的長(zhǎng)度按L>12d=192mm, 取 200mm縱筋截面斷點(diǎn)據(jù)支座距離L=Ln/5+20d=5610/5+20×16=1442mm, 取 1500mm 。五、主梁設(shè)計(jì) （按彈性理論計(jì)算 ）5.1 荷載計(jì)算為簡(jiǎn)化計(jì)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 ：

21、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(jì)恒載： Gk=56.65 KN/m活荷載：Q=11.04 ×6=66.24 KN/m恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.05 ，活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.20。 于是板的荷載設(shè)計(jì)值總值：G+Q=1.05G K+Q1.20=1.05 ×56.65+1.20 ×66.24=59.48+79.49=138.95KN/m5.2 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖柱截面為350mm ×350mm ，由于鋼筋混凝土

22、主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多，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(jì)算。主梁端部支承于磚壁柱專業(yè) .專注.上，其支承長(zhǎng)度 a370mm。主梁計(jì)算跨度 ：邊跨：Ln1=6900-240-350/2=6485mm，因?yàn)?.025Ln1 =6485×0.025=162mm<a/2=185mm取 L01 =1.025L n +b/2=1.025 ×6485+350/2=6822mm中跨： L02 =6900-350=6550mm跨度差：（ L01- L02 ）/ L 02 = （6822-6500 ）/6500=4.2%<10%因跨度相差不超過10% ，可按

23、等跨梁計(jì)算 ，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 4 所示 。G=59.48KN/m1B21ACD682265506822圖 4 主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖5.3 內(nèi)力計(jì)算及配筋1 、彎矩設(shè)計(jì)值 ： Mk1GLk2QL ，其中 ， k1 、 k2 可由相關(guān)資料查取， L 為計(jì)算跨度。對(duì)于 B 支座，計(jì)算跨度可取相鄰兩跨的平均值。主梁彎矩得計(jì)算如表6 所示 。表 6 主梁彎矩計(jì)算項(xiàng)荷載簡(jiǎn)圖k / M 1k / M Bk / M 2k / M c次專業(yè) .專注.GGGGG G0.244/99.0-0.267/-1080.067/27.1-0.267/-1080.348.34Q QQ Q0.289/156.-0.133/-72.-0.

24、133/-72.-0.133/-72.72121212QQ-0.044/-23.-0.133/-72.0.200/108.-0.133/-72.86124612QQQQ0.229/124.-0.311/-1680.170/92.1-0.089/-48.18.64926M max組合項(xiàng)次+( kN m)組合值255.72-276.74135.64-156.60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M B=M C=-0.267 ×59.48 ×6.686-0.133 ×79.49 ×6.686=-176

25、.87KN·m在第 1 跨內(nèi)以支座彎矩M A0 ，B· 的連線為基線，作M =-176.87KNmG=59.48KN ，Q=79.49KN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖 ，得第 1 個(gè)集中荷載和第2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為 ：1/3(G+Q)L 0+M B/3=1/3 ×(59.48+79.49)×6.822-176.87/3=257.06KN·m專業(yè) .專注.(與前面計(jì)算的 M 1,max =255.72 KN ·m 相近 )；1/3(G+Q)L 0+2M B/3=1/3 ×(59.48+79.49)×6.822-2

26、×176.87/3=198.10KN ·m在第 2 跨內(nèi)以支座彎矩M B=-176.87KN ·m ， M C=-176.87KN ·m 的連線為基線 ，作G=59.48KN ，Q=79.49KN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖 ，得第集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值為：1/3GL 0+M B=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 A 0 ， M B=-276.74 KN ·m 的連 線為 基線 ，作 G=59.48KN

27、，Q=79.49KN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖 ，得第 1 個(gè)集中荷載和第 2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為 ：1/3(G+Q)L 0+M B/3=1/3 ×(59.48+79.49)×6.822-276.74/3=223.77KN·m1/3(G+Q)L 0+2M B/3=1/3 ×(59.48+79.49)×6.822-2 ×276.74/3=131.52KN ·m 。在第 2 跨內(nèi)，M C=-0.267 ×59.48 ×6.686-0.089 ×79.49×6.686=-153.48KN

28、·m。以支座彎矩M B=-276.74KN·m ，M C=-153.48KN·m 的連線為基線 ，作 G=59.48KN ，Q=79.49KN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖 ，得第 1 個(gè)集中荷載和第2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1/3(G+Q)L +MC+2/3(MB-M)=1/3 × (59.48+79.49) × 6.822-153.48+2/3 ×0C(-276.74+153.48)=80.36KN·m1/3(G+Q)L 0+M C+1/3(M B-M C)=1/3 × (59.48+79.49)× 6.

29、822-153.48+1/3×(-276.74+153.48)=121.45KN·m3) 第 2 跨有活荷載 ，第 1、 3 跨沒有活荷載M B=M C=-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(jì)值為：專業(yè) .專注.1/3(G+Q)L 0+M B/3=1/3 ×(59.48+79.49)×6.550-176.87/3=137.60KN·m(與前面計(jì)算的 M 1,max =135.64 KN &#

30、183;m 相近 )。第 1、3 跨兩集中荷載作用的處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為：1/3GL+M /3=1/3×59.48×6.55-176.87/3=70.91 KN·m0B1/3GL0+M B/3=1/3×59.48×6.55-2/3 ×176.87=11.95KN ·m根據(jù)以上計(jì)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(jì)值 ： Vk3Gk4Q ，其中，其中， k3 、

31、 k4 可由相關(guān)資料查取 。主梁剪力計(jì)算如表7 所示 。表 7 主梁剪力計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖k / VAk / VB左k / VB右GGGGGG0.733/43.60-1.267/-75.361/59.48Q QQ Q0.866/68.84-1.134/-90.140/0專業(yè) .專注.QQQQ0.689/54.77 -1.311/-104.211.222/97.14+組合項(xiàng)次Vmin ( kN )112.44-179.57156.62剪力包絡(luò)圖 ：1)第1跨VA,max =112.44KN ，過第 1 個(gè)集中荷載后為112.44-59.48-79.49=-26.53KN，過第2 個(gè)集中荷載后為 -

32、26.53-59.48-79.49=-165.5KN。VBl,max =-179.57KN ，過第 1 個(gè)集中荷載后為 -179.57+59.48+79.49=-40.60KN，過第 2 個(gè)集中荷載后為 -40.60+59.48+79.49=98.37KN。2)第2跨VBr,max =156.62kn ，過第 1 個(gè)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(shí)， VBr=1.0 ×59.48+1.0 ×79.49=138.97kn，過第 1 個(gè)集中荷載后為138.97-59.48-79.49=0 。根據(jù)以上計(jì)算 ，剪力包絡(luò)圖如圖6 所示

33、 。專業(yè) .專注.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(jì)算 ：主梁跨中按 T 形截面計(jì)算 ，h/h=80/(650-35)=0.13>0.1f0T 形截面的翼緣寬度 bf' 按下式計(jì)算 ：f0/3=6900/3=2300mm<b+sn=300+6900/3=6900'2300mm；b =L，故取 bf梁高： h0650 35 615mm ；翼緣厚： h'mm。f80C25 混凝土， f =11.9KN/mm 2 ，ft=1.27 KN/mm 2

34、 ；c縱向鋼筋 HRB400，f y=360 KN/mm 2；箍筋 HPB235， fyv=210 KN/mm 2判定 T 形截面類型 ：1 f cbf hf h0hf80621.0 11.9 2300 80 6151259 10 N mm2=1259KN ·m >KM max =1.2 ×255.72=306.86 KN ·m故各跨中截面屬于第一類T形截面。專業(yè) .專注.支座截面按矩形截面計(jì)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(jì)算如表8 所示 。表 8 正截面配筋計(jì)算截面1B2M (kNm)257.06-276.74137.60-47.01V0b / 2