钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计.pdf

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1、华中科技大学 单向板肋梁楼盖计算书 课 程 混凝土结构 学 院 土木工程与力学学院 专 业 土木工程（建工方向）班 级 1302 姓 名 袁拥桃 学 号 指导教师 张先进 2016 年 9 月 28 日 目 录 一、设计资料 1 二、结构布置 1 三、板的设计 2 1、板荷载计算 2 2、板计算简图 3 3、板弯矩设计值 3 4、板正截面受弯承载力 4 四、次梁设计 4 1、次梁荷载计算 4 2、次梁计算简图 5 3、次梁内力计算 5 4、次梁正截面受弯承载力 5 5、次梁斜截面受剪承载力 6 五、主梁设计 7 1、主梁荷载计算 7 2、主梁计算简图 7 3、主梁内力计算 8 4、主梁正截面受

2、弯承载力计算 9 5、主梁斜截面受剪承载力计算 10 6、构造配筋计算 10 六、绘制施工图 11 1、结构平面布置图 11 2、板配筋图 12 3、次梁配筋图 12 4、主梁配筋图 12钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计 一、设计资料 某多层内框架结构房屋二层建筑平面如图一（不含楼梯间）所示：图一 建筑平面图 轴线尺寸：l1=m；l2=m。柱截面尺寸：bh=350mm 350mm。楼面面层：30 厚水磨石 板底粉刷：15 厚混合砂浆 楼面活荷载标准值：qk=7KN m/2 混凝土强度等级：C30 213456ABCD22211250370120120111120120 梁主筋级别：级(HRB400

3、)其余钢筋级别：级(HPB300)二、结构布置 1、柱网尺寸 确定主梁的跨度为，次梁的跨度为，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为3=。2、板厚度（h）根据跨高比条件，板厚 hl/40=2000/40=50mm，且对于对于工业建筑 h 不小于 80mm，故取板厚 h=80mm.3、次梁截面尺寸（bh）根据刚度要求，h=l/18l/12=6600/186600/12=367550mm，取h=500mm，截面宽度b=h/3h/2，取b=200mm。4、主梁截面尺寸（bh）根据刚度要求，h=l/15l/10=6000/156000/10=400600mm，取h=600mm，截面宽度b=h/3h/2，取

4、b=250mm。楼盖结构平面布置图如图 1 所示。图 1 楼盖结构平面布置图 三、板的设计 根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）规定，本设计中板区格长边与短边之比为 6600/2000=3，宜按单向板进行设计。1、板荷载计算 板的永久荷载标准值 gk：30 厚水磨石面层 20kN/m3=m2 80 厚钢筋混凝土板 25kN/m3=m2 15 厚混合砂浆 17kN/m3=m2 小计 m2 板的可变荷载标准值qk：m2 永久荷载分项系数取；可变荷载分项系数取。于是板的荷载基本组合值：p=g+q=+=m2 2、板计算简图 次梁截面为 200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于

5、100mm，取板在墙上的支承长度为 120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：01=1+2=20001202002+802=1820 01=1+2=20001202002+1202=1840 取01=1820 中间跨：02=2=2000200=1800 因跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算，取五跨。以 1m 宽板作为计算单元，计算简图如图 2 所示。图 2 板计算简图 3、板弯矩设计值 查表可得，板弯矩系数分别为：边跨中 1/11：离端第二支座-1/11：中间跨跨中 1/16；中间支座-1/14。故 1=111012=11112.531.822=3.77=114022=114

6、12.531.802=2.90 2=3=116022=11612.531.802=2.54 4、板正截面受弯承载力计算 环境类别为一级，C30 混凝土，板的最小保护层厚度 c=15mm。板厚 80mm，0=8020=60；板宽 b=1000mm。C30 混凝土，1=1.0，=14.3/2；HPB300 钢筋，=270N/2。板配筋计算的过程于下表 1:表 1 楼面板的配筋计算 截 面 1 B 2 C 弯矩设计值/（kNm）=/(102)=1 12 计算配筋（2mm）sA=boh1acf/yf ,取,取 实际配筋（2mm）8200 sA=8200 sA=8200 sA=6/8200 sA=支座截

7、面受压区高度系数均小于，满足弯矩调幅的要求；=(0.2%,045)=0.451.43270=0.24%所以，,=0.24%100080=190.672。四、次梁设计 次梁的计算单元宽度为 2m，按塑性内力重分布设计。根据本楼盖的实际使用情况，楼盖次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、次梁荷载计算 永久荷载标准值：板传来的永久荷载 m2=m 次梁自重 （）25kN/m=m 次梁粉饰 （）217kN/m=m 小计 =8.0342/可变荷载标准值：荷载基本组合值：=+=1.28.0342+1.314.0=27.84/2、次梁计算简图 次梁在砖墙上的支承长度为 240mm，主梁截面尺寸

8、250mm600mm。计算跨度：边跨：01=1+2=(6600120250 2)+240 2=6475 1.0251=1.025(6600120250 2)=6513.875 取01=6475 中间跨：02=2=6600 250=6350mm 因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算。计算简图如图 3 所示。图 3 次梁的计算简图 3、次梁内力计算 由表可查得次梁弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：1=111012=11127.84 6.4752=106.11=114022=11427.846.352=80.18 2=3=116022=11627.846.352=70.16 剪力设计值：=0.4

9、501=0.4527.846.475=81.12=0.6001=0.6027.846.475=108.16=0.5502=0.5527.846.35=97.23 4、次梁正截面受弯承载力计算 正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按 T 形截面计算，翼缘宽度取=3=6600 3=2200，=+=200+1800=2000，b+12=200+1280=1160三者取较小值，故取=1160。除支座 B 截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。环境类别一级，C30 混凝土，梁的最小保护层厚度 c=20mm。假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径 20mm，则一排纵向钢筋0=500201020

10、 2=460，二排纵向钢筋0=460 25=435mm。纵向钢筋采用 HRB400 级钢筋，=360N/mm2，箍筋采用 HPB300 级，=270N/mm2。正截面承载力计算过程列于下表 2。表 2 次梁正截面受弯承载力计算 截 面 1 B 2 C M/kNm =(102)或=(102)=1 12 =01或=01 选配钢筋/mm2 216+118=656.59 416=804.25 218=508.94 316=603.19 5、次梁斜截面受剪承载力计算 计算内容包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。1)验算截面尺寸=0=43580=355，因=355 200=1.84，截面尺寸按

11、下式验算：0=截面尺寸满足要求。2)计算所需腹筋：采用8 双肢箍，计算支座 B 左侧截面，VBl=。由截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距 s：s=1.000.70=1.0270(50.32)4351081600.71.43200435=560.19 调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加 20%。先调整箍筋间距，s=，大于箍筋最大间距 200mm，最后取 200mm。为方便施工，沿梁长箍筋间距不变。3)验算最小配筋率 弯矩调幅时要求的配筋率下限为0.3=0.31.43 270=1.59103，实际配筋率=()=250.3 200200=2.51103，满足最小配筋率。五、主梁

12、设计 主梁的计算单元宽度为，按弹性方法设计。1、主梁荷载计算 为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 =主梁自重永久荷载设计值：G=+=可变荷载设计值：Q=2、主梁计算简图 主梁端部支承在砌体墙上，支承长度 370mm；中间支承在 350mm350mm的混凝土柱上。主梁的计算跨度：边跨净跨1=6000 3502370=5455mm，1=a/2=185mm，取边跨01=1.0251+2=5766。中跨：02=6000mm。主梁的计算简图如图 4 所示。因跨度相差不超过 10%，故可利用等跨连续梁内力表计算内力。图 4 主梁的计算简图 3、主梁内力计算（1）弯矩设计值及包络图，根

13、据下式计算：=1+2=1 72.07+2 120.12 式中，弯矩系数1、2按相关表格确定，具体计算见下表 3，弯矩包络图见图 5a。表 3 主梁弯矩值计算 序号 荷载简图 1 2 0.244101.40 0.15564.41 0.267110.95 0.06728.97 0.06728.97 0.267110.95 0.289200.16 0.244169.00 0.13392.12 0.13395.86 0.13395.86 0.13392.12 0.04430.47 0.08961.64 0.13392.12 0.200144.14 0.200144.14 0.13392.12 0.22

14、9158.61 0.12687.27 0.311215.40 0.09669.19 0.170122.52 0.08961.64 0.03020.78 0.05940.86 0.08961.64 0.17122.52 0.09669.19 0.311215.40 内力基本组合 最不最小值组合 利内力()最大值组合 ()（2）剪力设计值及包络图，根据下式计算：=1+2=1 72.07+2 120.12 式中，剪力系数按有关表格确定，具体计算见下表 4，剪力包络图见 5b。表 4 主梁剪力计算 序号 荷载简图 0.73352.83 1.26791.31 1.00072.07 0.866104.02

15、 1.134136.22 00 0.68982.76 1.311157.48 1.222146.79 0.08910.69 0.08910.69 0.77893.45 内力组合 最不利组合 组合项次|()4、主梁正截面受弯承载力计算 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0/3=6000/3=2000mm 和+=250+6350=6600mm 中较小值确定，取=2000mm。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 8

16、mm、次梁上部纵筋直径 16mm。假定主梁上部纵筋直径 22mm，则一排钢筋时，h0=600-15-8-16-22/2=550mm；二排钢筋时，h0=550-25=525mm。纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外，其余均为一排。跨内截面经判别都属于第一类 T 形截面。B 支座边的弯矩设计值=0 2=326.35+192.190.35 2=292.72。正截面受弯承载力的计算过程列于表 5。表 5 主梁正截面承载力计算 截面 1 B 2 弯矩设计值/(kNm)=(102)或=(102)=(1+12)/2 =/(0)选配钢筋（mm2）420+122=1637 420+222=2017 320=

17、942 220=628 5、主梁斜截面受剪承载力计算（1）验算截面尺寸=0=52580=445，=445 300=1.67|=248.79 故不需配置弯起钢筋。（3）验算最小配箍率=157250180=0.35%0.24/=0.241.43270=0.13%，满足要求。6、构造配筋计算 次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力Fl=+=，h1=600-500=100mm，附加箍筋的布置范围s=2h1+3b=2100+3200=800mm。取附加箍筋10180 双肢，则在长度 s 内可布置附加箍筋的排数 m=800/180+1=6 排，次梁两侧各布置 3 排。由式1=6 2 270 78.5

18、=254340N，满足要求。因主梁的腹板高度=0=56080=480mm大于 450mm，需在梁两侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面积不小于腹板面积的%，且其间距不大于 200mm。现每侧配置 210，157/(250480)=%，满足要求。图 5 主梁弯矩包络图和剪力包络图 a)弯矩包络图 b)剪力包络图 六、绘制施工图 1、结构平面布置图 结构平面布置图上应表示梁、板、柱、墙等所有结构构件的平面位置、截面尺寸，水平构件的竖向位置以及编号，构件编号由代码和序号组成，相同的构件可以用一个序号。楼盖的平面布置图见图 1，图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用“Z”、“KL”、“L”和“B”表

19、示。2、板配筋图 板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度a=4=1800 4=450；板面钢筋（8200）从墙边伸出长度07=1820 7=260，取300mm；与主梁垂直的附加负筋采用8200，伸入板中长度04=450mm；分布钢筋采用8200，截面面积大于受力钢筋的 15%；板角配置 58，双向附加构造钢筋，伸出墙边04=1820 4=455mm，取 500mm。3、次梁配筋图 次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边5+20d=63505+2016=1590，取 1600mm；切断面积要求不超过总面积的二分之一，B 支座切断 216，2/4=；C 支座切断 116，1/3，均满

20、足要求；均无第二批截断，剩余 216 做架立筋。端支座上部钢筋伸入主梁长度=(0.14360 1.43)=494。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度12=216，取 220mm。4、主梁配筋图 主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座，不配置弯起钢筋，所以仅需确定 B 支座上部钢筋的切断点，截取负弯矩弯矩包络图，将 B 支座的、号筋按钢筋面积比确定各自抵抗的弯矩，如号筋（220，=628.32）抵抗弯矩为=m。钢筋的充分利用点和不需要点的位置可按几何关系求得。第一批拟截断号筋（222），因截断点位于受拉区，离该钢筋充分利用点得到距离应大于1.2+1.70=1.2(35.222)+1.7525=1822；截断点离该钢筋不需要点的距离应大于0（683mm）和 20d（440mm）。号筋截断点离 B 支座中心线的距离：按第一个条件时 1822+55=1877mm，按第二个条件时 683+529=1212mm，由第一个条件控制。号筋的截断点位置可同理确定。