混凝土结构课程设计单向板楼盖.docx
混凝土结构设计（单向板）目录1、设计任务书（1）2、设计计算书（2）3、平面结构布置（2）4、板的设计（3）5、次梁的设计（6）6、主梁的设计（10）7、关于计算书及图纸的几点说明（16）附图 1、平面结构布置图（18）附图 2、板的配筋图（19）附图 3、次梁的配筋图（20）附图 4、主梁配筋图（21）参考资料：1、建筑荷载规范2、混凝土结构设计规范设计人：唐 眉- 18 -混凝土结构设计（单向板）钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目单向板肋梁楼盖设计二、设计内容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）5、绘制结构施工图（1） 、结构平面布置图（1：200）（2） 、板的配筋图（1：50）（3）、次梁的配筋图（1：50；1：25）（4） 、主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩 M、剪力V 的包络图（5） 、钢筋明细表及图纸说明三、设计资料1、楼面的活荷载标准值为 9.0kN/m22、楼面面层水磨石自重为 0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰 15mm.3、材料选用：（1） 、混凝土： C25（2） 、钢筋：主梁及次梁受力筋用级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用级。现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、平面结构布置：、确定主梁的跨度为6.6m ,次梁的跨度为5.0m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.2m 。楼盖结构布置图如下：、按高跨比条件，当h 1 l = 55mm 时，满足刚度要求，可不验算挠度。40对于工业建筑的楼盖板，要求h 80mm ，取板厚h = 80mm3、次梁的截面高度应满足 h = ( 1 1 )L = (278 417)mm ，取h = 400mm1218则b = ( 1 1)h = (133 200)mm ，取b = 200mm 。234、主梁的截面高度应该满足h = (1 81 )L = (440 660)mm ，h = 400mm ，则14h = ( 1 1)h = (200 300)mm ，取b = 250mm 。23二、板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载计算：板的恒荷载标准值： 取 1m 宽板带计算：水磨石面层0.65 1 = 0.65kN / m80mm 钢筋混凝土板0.08 25 = 2.0kN / m15mm 板底混合砂浆0.015 17 = 0.255kN / m恒载： gk活载： q= 2.905kN / m= 9 1 = 9kN / mk恒荷载分项系数取 1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN / m ，所以活荷载分项系数取 1.3。于是板的= 15.186kN / m2、板的计算简图：设计值总值：g + q =1.2gk+ 1.3qk80mm厚钢筋混凝土板次梁120200200次梁截面为200mm 400mm ，现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm，取板在墙上的支承长度为 120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算边跨：l= l01n+ 1 h = 2200 - 100 - 120 + 80= 2020 1.025l22n取l= 2020mm( a = 120mm )01= 2030mm ，中跨： l= l= 2200 - 200 = 2000mm02n板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过 10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：q+g=15.186kN/mB2C3CB20202000200020002020板的计算简图3、内力计算及配筋：用塑性内力重分布理论计算，则有 系数如下：表 1.0截面位置支承情况端支座边跨支座1离端第二支座AB离端第二跨中2中间支座C中间跨中3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁-1/161/14梁整浇连接-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14则由M = a (g + q)l 2 可计算出M 、M01B、M、M2c，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14M = a (g + q)l 2(kN / m)01 1115.186 2.022= 5.6331 1115.186 2.02= -5.6331 1615.186 2.02= 3.87-1/ 1415.186 2.02= -4.43由题知： b = 1000mm,设as = 20mm, 则h0 = h - as = 80 - 20 = 60mm，f c = 11.9N / mm ， f y = 210 N / mm截面1B2CM（ kN m ）M1MM0.8MM0.8MB22ccM = a (g + q)l 205.633-5.6333.873.10-4.433.54af bh 2 （ kN m ）1c042.84a=sMa f bh 21c00.1310.1310.0900.0730.1030.083x = 1 -1 - 2as0.1410.1410.0940.0760.1090.087( x= 0.614 )bg= 1 - 0.5x0.9300.9300.9530.9620.9460.957sA= M / gsf h （mm2）sy0轴线轴线480.7480.7322.3255.8317.7293.68130选钢筋8/101308/101308130轴线8/101308/101306/81306/8130实际配轴线轴线495mm2495mm2387mm2387mm2根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：筋轴线495mm2495mm2302mm2302mm2位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（ M、M）和中间支座（ M）计算弯矩可以减少 20%，其他截23c面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋：分布筋选用 6300。嵌入墙内的板面附加钢筋选用 8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用 8200。板角构造钢筋:选用 8200,双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图：采用弯起式筋,详见板的配筋图.三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、次梁的支承情况：次梁主梁1202502502、荷载计算：由板传来：2.905 2.2 = 6.391kN / m次梁肋自重：0.2(0.4 - 0.08) 25 = 1.6kN / m次梁粉刷重0.015 (0.4 - 0.08) 2 17 = 0.2176kN / m恒载： gk活载： qk= 8.2086kN / m= 9 2.2 = 19.8kN / m设计值总值：g + q =1.2gk3、确定计算跨度及计算简图。+ 1.3qk= 35.53kN / m塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨： l= l= 5000 - 250 = 4750mm02na2边跨： l= l+01n= 5000 - 120 - 250 2 + 240 2 = 4875mm 1.025l= 1.025 4755 = 4873mm ,取l= 4870mm( a = 240mm )n01因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：q+g=35.53kN/mB2C3CB48704750475047504870次梁的计算简图3、内力计算：由M = a (g + q)l 2 可计算出M 、M截面位置1B2C01B、M、M2c，计算结果如下表：1/11-1/111/16-1/14M = a (g + q)l 2(kN / m)01 11 35.53 4.8702= 76.61-1 11 35.53 4.87021 16 35.53 4.7502= -76.61= 50.10-1/ 14 35.53 4.7502= -57.26由V = b (g + q)l截面位置ABBlrC0.450.600.550.55V = b (g + q)l(kN )n0.4535.53 4.755= 76.030.6035.53 4.755=101.3710.5535.53 4.750= 92.820.5535.53 4.750= 92.82n可计算出V、V、VABlBr、V ，计算结果如下表：c4、截面承载力计算：、次梁跨中按T 形截面计算，T 形截面的翼缘宽度b ，按f1bl = 1 5000 = 1667mm < b + s= 2000 + 200 = 2200mm ，故取b= 1667mm 。f330f梁高：h = 400, h= 400 - 40 = 360mm0翼缘厚：hf= 80mm判定T 形截面类型：h80af b h (h-f ) = 1.0 11.9 1667 80(360 -) = 507.8 106 N mm1cff022= 507.8kN m > 76.61kN m(边跨中)50.10kN m(中间跨中)故各跨中截面属于第一类T 形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取h0 = 400 - 60 = 340mm ，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0 = 360mm、次梁正截面承载力计算见下表：截面1B2C76.61-76.6150.10-57.261.011.9166736021.011.920034021.011.9166736021.011.92003602= 2570.914 106= 275.128 106= 2570.914 106= 308.448 1060.0300.2780.0190.1830.0300.3340.0190.2080.9850.8330.9110.896720.2901.7468.1591.718+1763964.1603603截面AB左B右CV(kN )0.25bf bh(kN )cc0V= 0.7 f bh(kN )ct0箍筋肢数、直径A= nAsvsv1s = 1.25 fyvsv 0A h /(V - V )c实配箍筋间距sbV= V+1.25 fcscyvAsvsh0A=sbV - V0.8 fsin aycs选配弯起钢筋弯矩 M (kN m)a1 c0f bh 2 或a f b h21 c f 0a =sMa f bh 21 c 0或a =sMa f b h21 c f 0x = 1 - 1 - 2as( x = 0.350)gb= 1 - 0.5xsA= M / gf hssy0选用钢筋实际钢筋截面面积（mm2）、次梁斜截面承载力计算见下表：76.03214.2 > V截面满足101.37202.3 > V截面满足92.82202.3 > V截面满足92.82214.2 > V截面满足64.01 < V60.45 < V60.45 < V64.01 < V需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋2626262656.656.656.656.6445.0123.3156.1185.7150150 不足用 A补充15015099.668 > V98.127 < V94.127 > V99.668 > V满足不满足满足满足9.55mm2由于纵向钢筋由于纵向钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起充足，可弯起充足，可弯起实配钢筋面积254.5 mm2254.5 mm2201.1 mm2201.1 mm25、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边 50mm 处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。四、主梁设计（按弹性理论计算）：1、支承情况：主梁板h=0048h=0h6=柱次梁柱=400柱=400柱截面400400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。2、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载：8.2086 5.0 = 41.043kN主梁自重：(0.6 - 0.08)0.25 2.2 25 = 7.15kN主梁粉刷重：2(0.6 - 0.08)0.015 2.2 17 = 0.58344kN恒载： G= 48.776kNk恒载设计值： G = 1.2Gk = 58.53kN活载设计值： Q = 9 2.2 5.0 1.3 = 128.7kN3、确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度：边跨： l1= l+b+ 0.025l= 62801+ 400 + 0.025 6280 = 6637mm01n2柱n2柱11 l+n2 a + 2 b= 6280 + 370 / 2 + 400 / 2 = 6665mm ，近似取l= 6640mm01中跨： l11= l+b+b= 6200 + 400 / 0 + 400 / 2 = 6600mm0n2柱2柱因跨度相差不超过 10% ， 可按等跨梁计算， 计算简图如下：GGG=58.53kN/mGGGGB21C（B）A664066006640主梁的计算简图3、内力计算：1) 、弯矩设计值： M = k1GL + k2 QL其中， k1k2 可由书中表查取，L 为计算跨度，对于 B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。2）、剪力设计值：V = k3G + k4Q ，其中， k3k4 可由书中表查可知。主梁弯矩计算项次荷载简图k / M1k / Mk / MB2k / McGGGGGG0.244- 0.2670.067- 0.26794.47-103.6125.88-103.61QQQQ0.229- 0.3110.170- 0.089195.70- 264.97144.40- 75.83QQQQ0.289246.97- 0.133-113.32- 0.133-112.97- 0.133-113.32QQ- 0.045- 38.46- 0.133-113.320.200169.88- 0.133-113.32Mmin组合项次+(kN m)组合值56.01-368.5887.09179.44M组合项次+max(kN m)组合值341.44195.76由此可作出下列几种情况下的内力图：+；+；+红线：+ 黄线：+ 蓝线：+ 灰线：+-368.58-368.58-179.44-179.4456.0169.74-15.079.92-88.16-88.16-15.079.92168.68106.38169.42195.76106.37169.42195.7656.0169.74168.68291.54291.54236.45236.45341.44弯矩包络图341.44将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算42.90- 74.1658.53QQQQ0.866-1.1340111.45145.950QQQQ0.689-1.3111.22288.67-168.73157.27项次荷载简图k / VAk / Vk / VB左B右GGGGGG0.733-1.2671.00组合项次 Vmin( kN )+154.35+-242.89+215.8同样可绘出剪力包络：红线： + 蓝线： + 剪力包络图4、主梁正截面和斜截面承载力计算：、主梁跨中按T 形截面计算，T 形截面的翼缘宽度b ，按fb 1 l = 1 6600 = 2200mm < b + sf330= 5000mm ，故取bf= 2200mm 。梁高： h = 600, h0= 600 - 40 = 540mm （边跨）， h0= 600 - 40 = 540mm （中间跨）翼缘厚：hf= 80mm判定T 形截面类型：h80af b h (h-f ) = 1.0 11.9 2200 80(540 -) = 1047.2 106 N mm1cff022= 1047.2kN m > 341.44kN m(边跨中)195.76kN m(中间跨中)故各跨中截面属于第一类T 形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取h0= 600 - 70 = 530mm 。正截面配筋计算。341.44-368.56195.76-88.16(58 .53 + 128 .7)0.4 / 2= 37.45-331.111.011.9 220054021.011.925053021.011.9220056021.011.9 2505602= 7634.088 106= 835.6775 106= 8210.048 106= 932.96 1060.0450.3920.02600940.0460.5350.0260.0990.9770.7330.9870.9512157.32841.01224.3551.8截面1B2弯矩 M (kN m)V b / 20M -V b120a1 c0f bh 2 或a f b h21 c f 0a =sMa f bh 21 c 0或a =sMa f b h21 c f 0x = 1 - 1 - 2as( x = 0.550)gb= 1 - 0.5xsA= M / gf hssy0选用钢筋22+2实际钢筋截面面积（mm2）223329091520628斜截面配筋计算：截面AB左B右V(kN )154.35242.89215.8h= hw0- hf= 530 - 80 = 4500mm,因 whb= 450250= 1.8 < 4 ,截面尺寸按下面式验算0.25bcf bhc0(kN )394.2 > V394.2 > V394.2 > V截面满足截面满足截面满足剪跨比： l1.7575.01 < Vl = 2000 = 3.7 > 3,取l = 3.0 54073.62 < V73.62 < VcV= l +1f bht0(kN )需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径282828A= nAsvsv1s = 1.0 fA h /(V - V )yvsv 0c实配箍筋间距A100.6143.8取150 不足用 A补充sb151.06 < V100.666.15取 150 不足用 A补充sb148.27 < V100.678.75取 150 不足用 A补充sb148.27 < VV= V+1.0 fsv hcscyvs0V - V不满足不满足不满足A=sb0.8 fycssin a4.05 mm2278.8mm2278.8mm2选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可实配钢筋面积(mm)380.1380.1380.1rA100.6f,满足要求验算最小配筋率=sv = 0.0027 > 0.24t= 0.00145svbs250 150fyv由于剪力图呈矩形，在支座 A 截面右边的2.2m 范围内需要布置说明两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm 即可满足要求。由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面 B 左边的 2.2m 范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为 100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座截面B 右边的 2.2m 范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为 100mm 即可满足要求。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为 150 mm5、两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力：Fl= 41.043 1.2 + 128.7 = 177.95kN ，h1= 600 - 400 = 200mm附加箍筋布置范围： s = 2h1+ 3b = 2 200 + 3 200 = 1000mm取附加箍筋 8200 mm ,则在长度范围内可布置箍筋的排数：m = 1000200 +1 = 6 排,梁两侧各布置三排。另加吊筋 12 fAysbsin a + m nfyvAsv1= 2 300 254.5 0.707 + 6 2 210 50.3 = 234.7kN > F ，l满足要求。五、关于计算书和图纸的几点说明：1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用 2#图纸，2 张。2、结构平面布置图：比例 1：200。3、板的配筋图：比例 1：50、分布筋选用： 6250、与主梁垂直的附加负筋选用： 8200，深入板中的长度为 500mm。、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用： 8200，伸出墙边长度为 300mm。、板角附加短钢筋双向布置 8200，每一方向伸出墙边的长度为 500mm。4、次梁的配筋图：比例 1：30、箍筋选用： 6150 通长布置。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为 50mm。、号钢筋弯起后在B 支座共同抵抗负弯矩，相当于 11300mm 处截断。、离支座边缘 50mm 处各设置一个附加箍筋。、两根号钢筋弯起后在 C 支座共同抵抗负弯矩，相当于 11300mm 处截断。、B 支座第二批截断的号钢筋,在距支座边缘 1800mm 处截断。、号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边缘 2100mm 处截断，与号钢筋在 600mm 范围内搭接，兼作第二跨的架立筋。、号钢筋在 C 支座右端通常兼作架立筋。5、主梁的配筋图：比例 1：30、箍筋选用：加密区选用 6100，非加密区选用 6150。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为 50mm。、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋，选用 8200,两边各布置三排,另加一根 1、离支座边缘 50mm 处各设置一个附加箍筋。、其余钢筋截断详见配筋图。
