煙臺大學鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計

1、煙臺大學土木工程學院本科課程設計計算書目 錄1設計資料32樓蓋的結構平面布置33板的設計53.1荷載53.2計算簡圖53.3彎矩計算值63.4正截面受彎承載力計算64.次梁設計74.1荷載設計值74.2計算簡圖84.3內(nèi)力計算84.4承載力計算94.4.1正截面受彎承載力94.4.2斜截面受剪承載力105.主梁設計105.1荷載設計值115.2計算簡圖115.3內(nèi)力組合及包絡圖125.3.1彎矩設計值125.3.2剪力設計值125.3.3彎矩、剪力包絡圖135.4承載力計算155.4.1正截面受彎承載力165.4.2斜截面受剪承載力165.5主梁附加吊筋計算176.雨篷設計176.1雨棚板設計

2、176.1.1荷載計算176.1.2正截面受彎承載力186.2雨棚梁的設計186.2.1荷載設計值186.2.2正截面受彎承載力196.2.3抗剪、扭承載力196.3雨篷抗傾覆驗算217.樓梯設計217.1踏步板計算217.1.1荷載217.1.2內(nèi)力計算227.1.3配筋計算227.2平臺板計算227.2.1 荷載計算227.2.2內(nèi)力計算237.2.3 配筋計算237.3平臺梁計算237.3.1荷載計算237.3.2內(nèi)力計算237.3.3配筋計算238.參考文獻25 第26頁 共25頁 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計1設計資料1、 建設地點：煙臺市萊山區(qū)；2、 樓面做法：水磨石地面，鋼筋

3、混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰砂漿板底抹灰；3、 層高：4.5m；4、 門：寬×高 5、 門口處雨蓬6、 樓梯踏步 7、 墻體為 磚砌體；8、 建筑用途及樓面活荷載見表1，屋面雪荷載按煙臺地區(qū)考慮；9、 混凝土強度等級及鋼材品種見表1。表1 設計基本數(shù)據(jù)組別使用用途活荷載（kN/m2）L1（mm）L2（mm）混凝土強度等級鋼筋品種板梁3健身中心4.0/4.0/4.072006600C25HRB400HRB4002樓蓋的結構平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁的跨度為7.2m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m.板： /=7.2/2=3.27，因此按單向

4、板設計。按混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）9.1.2的跨厚比條件，要求板厚h2200/73.33mm，對民用建筑的樓蓋板，要求h60mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度應滿足h=（/20/12）=（7200/207200/12）=（360600）m取h=500mm。截面寬度取b=（1/31/2）h =（169254）mm，故取b=200mm主梁：主梁截面高度應滿足h=（/14/8）=（6600/146600/8）=（471.43825）mm。取h=800mm。截面寬度為b=（1/31/2）h =（266.67400）mm，故取b=300mm。3板的設計3.1荷載永久荷載標

5、準值：鋼筋混凝土板 0.08×25=2 kN/樓面面層 0.65 kN/水泥砂漿板底抹灰 0.02×17=0.34 kN/小計 2.99 kN/可變標準荷載值 4.0 kN/永久荷載分項系數(shù)取1.35，因樓面可變荷載標準值等于4.0kN/，所以可變荷載分項系數(shù)應取1.4。于是板的永久荷載設計值 g=2.99×1.35=4.04 kN/可變荷載設計值 q=4×1.3=3.92 kN/荷載總設計值 g+q=4.04+3.92=7.96 kN/ 可變荷載分項系數(shù)取1.2。于是板的 永久荷載設計值 g=2.99×1.2=3.59 kN/ 可變荷載設計值

6、 q=4×1.4=5.60 kN/ 荷載總設計值 g+q=5.60+3.59=9.19 kN/由于永久荷載效應控制的組合小于由可變荷載效應控制的組合。故荷載總設計值取9.19 kN/3.2計算簡圖 （按塑性內(nèi)力重分布設計）次梁截面為200mm×500mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設計，板的計算跨度：邊跨 =+h/2=2200-200/2-120+80/2=2020mm +a/2 =2200-200/2-120+120/2=2040m，取=2020mm中跨 =2200-200=2000mm跨度差=（2020-2000）/2000=1% 10%，可按等

7、跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示3.3彎矩計算值表2 板的彎矩設計值的計算表截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2離端第二跨跨跨中C中間支座3中間跨跨中彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/141/16計算跨度l0(m)l01=2.02l01=2.02l02=2.0l02=2.0l02=2.0(kN.m)3.41-3.412.30-2.632.30這是對端區(qū)單向板而言的，對于中間區(qū)格單向板，其和應乘以0.83.4正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一級，C25混凝土，板厚80mm，由混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）表8.2.1。可取板的保護層厚度為20mm，故=8

8、0-25=55mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9kN/；HRB400鋼筋，=360 。板配筋計算的過程于下表。表3 樓面板的配筋計算表板帶部位截面邊區(qū)板帶（、軸線間）中間區(qū)板帶（軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)及中間跨跨內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M / KN·m3.41-3.412.30-2.633.41-3.412.300.8=1.84-2.630.8= -2.100.09470.09470.06390.07310.09470.09470.05110.0583 0.09970.09970.06610.075

9、90.09970.09970.05250.0601/18118112013818118195109選配鋼筋C6150C6150C6150C6150C6150C6150C6150C6150實配鋼筋面積/189189189189189189189189計算結果表明，支座截面的 均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；min=/bh0=189/（1000×55）=0.34%，0.45/=0.45×1.27/300=0.191%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率。4.次梁設計 （按考慮塑性內(nèi)力重分布設計） 4.1荷載設計值永久荷載標準值 由板傳來的恒載： 2.99×2.

10、2 = 6.58 kN/m次梁自重： 25×0.2×（0.5-0.08）= 2.10 kN/m平頂粉刷： 0.02×17×（0.5-0.08）×2 = 0.28 kN/m小計 gk = 8.96 kN/m由可變荷載效應控制的組合永久荷載設計值： g = 8.96×1.2 = 10.76kN/m可變荷載標準值 qk = 4.0×2.2 = 8.80 kN/m可變荷載設計值 q = 8.8×1.4 = 12.32 kN/m 荷載總計算值 g+q = 10.76+12.32 = 23.08 kN/m 由永久荷載效應控制的

11、組合永久荷載設計值： g = 8.96×1.35 = 12.11kN/m可變荷載標準值 qk = 4.0×2.2 = 8.80 kN/m可變荷載設計值 q = 8.8×1.4×0.7 = 8.62 kN/m 荷載總計算值 g+q = 12.11+8.62 = 20.73 kN/m 由于永久荷載效應控制的組合小于由可變荷載效應控制的組合。故荷載總設計值取23.08 kN/4.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為250mm。主梁截面為300mm×800mm，計算跨度：邊跨 = +a/2=7200-120-150+250/2=7055mm > 1

12、.025=1.025×(7200-120-150)=7103mm，故取=7055 mm中跨 =6900mm跨度差 （7055-6900）/6900=2.2%10%，可按等跨連續(xù)板計算。計算簡圖如圖所示4.3內(nèi)力計算由表可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。次梁的彎矩設計值和剪力設計值見表：表4 次梁的彎矩設計值的計算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2離端第二跨跨中C中間支座3中間跨跨中彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/141/16計算跨度l0(m)l01=7.055l01=7.055l02=6.90l02=6.90l02=6.90(kN.m)104.37-104.3768.68-78.

13、4968.68 表5 次梁的剪力設計值的計算截面位置A端支座內(nèi)側 離端第二支座外側離端第二支座內(nèi)側C中間支座外側、內(nèi)側剪力系數(shù) 0.450.60.550.55凈跨度lnln1=7.055ln1=7.055ln2=6.90ln2=6.90(kN)71.97 95.54 87.59 87.59 4.4承載力計算4.4.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度為：邊跨：= /3=7055/3=2351.7mm；又=b+=200+2000=2200； 故取=2200mm。離端第二跨、中間跨： =3/ =3/6900=2300mm環(huán)境類別為一級，C25混凝土，梁的

14、最小保護厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-45=455mm。 翼緣厚（即板厚） =80mmC25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；縱向鋼筋采用HRB400鋼，=360N/，箍筋采用HPB300鋼，=270N/。又因為： 跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。表6 次梁的配筋計算表截 面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)及中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩設計值（kN·m）104.37-104.3768.68-78.49=/（b）或=/（）0.01930.16950.01270.1274=1-0.01940.18960.01280.1368=b/或=/642703422514選配鋼筋

15、（）3C16 =6032C16+1C20 =716.22C16+1C12 =5752C16+1C14 =555.9計算結果表明，支座截面的均小于0.35；min = = 555.9/（200×455）=0.610%， 0.45/=0.45×1.27/360 = 0.159%， 0.2%。滿足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：=-=455-80=375mm，因/b=375/200=1.8754，截面按下式驗算：0.25b=0.25×1.0×11.9×200

16、15;455=270.725 kN=95.97kN，截面滿足要求。驗算是否需要按計算配置箍筋：=0.7×1.27×200×455=88.90kN < Vmax=95.97kN需要按計算配筋, 采用A6雙肢箍筋，計算支座B左側截面。= 1.25×270×56.6×455/（95.97×1000 - 0.7×1.27×200×455）=576.71mm調(diào)幅后受剪承載力應加強梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8×576.71=461.37

17、mm最后取箍筋間距s=200mm。為了方便施工，沿梁長度不變。此時= 124.36kNVmax=95.97kN驗算配筋率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配筋率下限為：0.24=0.24×1.27/270=0.1129%。實際配筋率=56.6/（200×200）=0.1415%0.1129% 滿足要求。5.主梁設計主梁按彈性方法設計柱高H=4.5m，柱截面尺寸為400mm×400mm。主梁的有關尺寸和支撐情況如圖所示。5.1荷載設計值永久荷載標準值Gk次梁傳來的永久荷載值 8.96 ×7.2 = 64.54kN主梁自重 平頂粉刷 小計 可變荷載標準值Qk 由可變荷

18、載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合5.2計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其計算跨度:邊跨 又 取 中跨 =6600mm跨度差 =(6640-6600)/6600 =0.606% 10%，故可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。C25混凝土的彈性模量5.3內(nèi)力組合及包絡圖采取等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進行計算，跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算： ，（邊跨取 ）5.3.1彎矩設計值 表7 連續(xù)主梁彎矩計算表（KN·m）序號計算簡圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi) 最不利荷載組合+320.89 -242.48-3

19、6.74+124.64 -242.48158.21 +285.55 -347.01（-216.64）140.655.3.2剪力設計值表8 連續(xù)主梁剪力計算表（KN）序號計算簡圖端支座中間支座 0 最不利荷載組合+144.99-218.4293.00(117.83)+129.29-234.12（-162.01）201.04（100.89）5.3.3彎矩、剪力包絡圖彎矩包絡圖： 第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。支座B或C的彎矩值為=-0.267 ×93×6.62-0.133×88.70×6.62=-242.48kN·m第1跨內(nèi)：以支座彎矩

20、=0，=-242.48kN·m的連線為基線。作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=（93+88.70）×6.64- =321.34kN·m（與前面計算的=320.89kN·m接近）（G+Q）+=（93+88.70）×6.64-=240.51kN·m第2跨內(nèi)：以支座彎矩=-242.248kN·m，=-243.21kN·m的連線作為基線，作G=93kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：G+=×93×6.6-

21、243.21=-38.61kN·m 第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載 第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-347.01kN·m的連線為基線。作。作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（93+88.70）×6.64-=286.49kN·m（93+88.70）×6.64-=170.82kN·m第2跨內(nèi)：=-0.267×93×6.62-0.311×88.70×6.62=-347.01kN·m以支座彎矩=-242.48

22、kN·m，=-347.01kN·m的連線為基線，作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+（-）=（93+88.70）×6.6-347.01+（-242.48+347.01）=122.42kN·m（G+Q）+（-）=（93+88.70）×6.6-216.64 + （-243.21+216.64）=87.57kN·m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載=-0.267×93×6.62-0.133×88.70×6.62 = -

23、242.48kN·m第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（G+Q）+= （93+88.70）×6.62 242.48 = 158.47kN·m（與前面計算的= 158.21kN·m接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：G+=×93×6.64 - ×242.48 = 125.01kN·mG+=×93×6.64 - ×242.48 = -44.19kN·m剪力包絡圖： 第1跨=144.99kN；過第1個集中荷載后為144.99-93-88.70=-36.71kN；過

24、第2個集中荷載后為-36.71-93-88.70=-218.41kN= -234.12kN；過第1個集中荷載后為-234.12+93+88.70 = -52.42kN；過第2個集中荷載后為-52.42+93+88.70=129.28kN第2跨=201.04kN；過第1個集中荷載后為201.04-93 = 108.04kN。當可變荷載僅作用在第2跨時=1.0×93+1.0×88.70=181.7kN；過第1個集中荷載后為181.7-93-88.7=0。由上述計算表可繪出連續(xù)主梁的彎矩包絡圖和剪力包絡圖，如下圖所示： 5.4承載力計算 主梁跨內(nèi)截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度

25、為：邊跨：=1/3×6640mm=2213.3mm<=300mm+6280mm=6580mm；另 離端中間跨：=1/3×6600mm=2200mm 梁高h=800mm，=800mm-45mm=755mm，翼緣厚=80mm 判別T形截面類型：彎矩設計值取M=320.89KN·m，翼緣計算寬度取=2200mm 則=1.0×11.9×2200mm×80mm×（755mm-80mm/2） =1497.50 KN·m>M=320.89KN·m（邊跨跨中）且>158.21 KN·m（中間跨

26、跨中）。 故各跨內(nèi)截面屬于第一類T形截面。 跨內(nèi)負彎矩按矩形截面布置一排縱筋考慮，取=800mm-60mm=740mm。支座處截面按矩形截面計算。支座負彎矩考慮按布置兩排縱筋考慮，取=800mm-80mm=720mm，5.4.1正截面受彎承載力表9 連續(xù)主梁正截面承載力計算表截面邊跨跨內(nèi)中間支座M / KN·m320.89-347.0135.12/ KN·m311.890.02150.1685 0.02170.1858（）/11911327選配鋼筋4C204C20實配鋼筋面積/12561256截面中間跨跨內(nèi)M / KN·m158.21-36.740.01060.0

27、1880.01070.0190（）/585139選配鋼筋4C142C12實配鋼筋面積/6152265.4.2斜截面受剪承載力表10 連續(xù)主梁斜截面承載力計算表截面端支座內(nèi)側離端第二支座外側離端第二支座內(nèi)側V / KN144.99234.12201.046738.8>V642600>V642600>V201359>V192024<V192024<V選用箍筋282828101101101 -3554532037實配箍筋間距200200200驗算最小配筋率 5.5主梁附加吊筋計算由次梁傳至主梁的全部集中力為： 則 選2C20（ ）6.雨篷設計6.1雨棚板設計 已知

28、門口寬3.3m，現(xiàn)取雨篷板寬3.3+0.5=3.8m。雨蓬板根部板厚取110mm，端部板厚取90mm，平均板厚100mm。取1m板寬為計算單元。如下圖所示。6.1.1荷載計算永久荷載標準值150mm砼板自重 20mm水泥砂漿 小計 可變荷載標準值，煙臺地區(qū)積雪荷載0.4kN/m2 ，取0.7kN/m2 。檢修荷載為沿板寬每米1kN的集中荷載。永久荷載效應控制的組合恒載設計值 活載設計值 荷載總設計值 可變荷載效應控制的組合恒載設計值 活載設計值 荷載總設計值 取最大值，即取6.1.2正截面受彎承載力采用HRB400級鋼筋， 。 板的計算跨度： 取 選配C8150（ ） ，并配置C8200分布鋼

29、筋。6.2雨棚梁的設計梁截面尺寸 ，則 ，梁的計算跨度 6.2.1荷載設計值a. 墻體荷載：梁上墻體高1.2m ，故應按墻體的均布自重采用。墻體重量： 墻兩側粉刷： 小計： b. 梁、屋面板傳至雨篷梁上的荷載梁自重： 梁側粉刷 雨篷板傳來的均布荷載 小計 c. 活載設計值：雨篷板傳來 d. 維修和檢修集中荷載設計值 6.2.2正截面受彎承載力a. 彎矩設計值計算：彎矩計算如下： 故取 b. 抗彎縱筋計算6.2.3抗剪、扭承載力a. 剪力計算 故取 b. 扭矩計算梁在均布荷載作用下沿跨度方向每米長度的彎矩為：故梁在支座邊的扭矩為：c. 驗算截面尺寸以及確定是否需要按計算配置剪、扭鋼筋； 故截面尺寸滿足要求。 需要按照計算配置鋼筋。 所以剪力可以忽略，不需考慮剪扭的相關性。d. 計算受扭鋼筋 受扭箍筋的計算 取受扭的縱向鋼筋與箍筋的配