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整体式混凝土结构及砌体结构设计计算书 审批：202x年xx月四、主梁的设计与计算根据所学知识，主梁按弹性理论计算。主梁截面高度取h=600皿加(包旦=6000mm 6000mm = 400-6006771 V fl ),截面宽度 15101510b=250mmo柱的截面尺寸人X/?=40()X4()() mm.主梁的有关尺寸及支撑情况如下图。图4.1梁的有关尺寸及支撑情况1、荷载计算恒荷载设计值由次梁传来由次梁传来6mX9.157KN/卅 54.942KA%/主梁自重(0.65-0.08m) X 0.2X12X25 KN/标 X 2 * 6 舱KN加梁侧抹灰 12X17 AW义0.015 加义(065 0.08义2 X2广 0.698AW合计活荷载设计值 总计62.48 KN/m(7 = 11.518x6 = 69.108左 N/m4 + g = 62.48 + 69108 = 131.59AN/m2、内力计算计算跨度边跨/H = 6000 - 200 -120 = 5680 mm因为0.025/;1 = 142mm <a/2 = lS5mm故取/Ol =1.025/2 + M2 = 1.025 x 5680 + 200 = 6022mm中跨/ = 6000mm主梁的计算简图如下图。Q-1 dkr； 2hXA图4. 2主梁的计算简图3、弯矩剪力计算计算跨度差相差不超过10%,说明可视主梁为绞支柱顶上的连续梁，在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内 力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力的计算可按照下式计 算弯矩:M = kfil + k2Ql剪力:VmG + K,Q,其中，系数4可查表得知，具体结果见表4.1。项次荷载简图kk Mbk%k Mc弯矩图示意 图g I g|g| g| g 1 g|81808aAAB-CD0.244-0.26740.067-0.2674uw91.8-100.625.1-100.60.2890.289-0.133-0.133s j n 233 j ®AB - C - D120.3-55.4-55.1£T 2 方 FAB " CDSR j HAB - CD,QJQJ , QJQJ ,AB C -D组合项次Mmin(kN m)组合项次Mmax(kN m)-0.044/3-6.10.22995.30.089/3-12.3+85.7+212.1-0.133-55.4-0.311-129.4-0.089-37.0+-230.0+-137.60.20083.00.09639.80.1770.5+-30.0+108.1+-137.6-0.133-55.4+-230.0-0.311-129.4-0,133-55.4-0.089-37.0注：此处的弯矩可通过取脱离体，由力的平衡条件确定。根据支座弯矩，按下面简图确定MbMbMQ图4.3主梁取脱离体时弯矩图表4.1主梁的弯矩设计值计算（kNm）项次荷载简图kV7kk-1.267-81.31,0064.20.86688.0 1.134-115.20.68970.0-1311-133.21,222124.2jSTI a JL2 bJLa 1 ZL_ _q 939 A B C D7-0.056-9.00.77879.0组合项次Vmax(kN)153.1-90.3+188.4组合项次Vmin(kN)38.1+-214.5+143.2表4.2主梁的剪力计算(kN)4、弯矩剪力包络图荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，Ma =Q.Mb =-103.4-81.4 =-184.8-m ,以这两个支座的弯矩 值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G + Q = 64.2 + 10L6 = 165.8左N作用 下的简支梁弯矩图：那么第一个集中荷载下的弯矩值为 g(G +271.24M m。Mmax,第二集中荷载作用下弯矩值为1(G + Q)/。二觞=209.6日也。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为一184.8KNm,以 此支座弯矩连线叠加集中荷载。那么集中荷载处的弯矩值为 G/q2 - AY b = -12.4kN . tn。荷载组合+时支座最大负弯矩Mb =-293.7左Mm ,其它两个支 座的弯矩为助=0,"c=T57.%Mm,在这三个支座弯矩间连线，以此 连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯 矩图：那么集中荷载处的弯矩值依次为461 kN hi, 265. 5kN «m, 167. 3KN hi, 268. 7KN - mo同理，当一最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。 此时，Mb=Mc=-1弘8kN-m,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分 别为85.4KNm,-28. 7kN叫第二跨在集中荷载G + Q作用下的弯矩值为 96. lkN m+情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并 非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下列图。荷载组合+时，*ax=135.M4,至第二跨荷载处剪力降为 135. 1-165. 8=-30. 7kN ；至第二集中荷载处剪力降为 -30. 7-165. 8=-196. 5kN,荷载组合+时，最大,其5 =-2149N, 那么第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）199. 2KN, -67. 4KN, 其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络如图4. 4所示。图4.4主梁弯矩包络图和剪力包络图5、截面配筋计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为70 / 3 = 6 / 3 = 2 7和 6 = 6m故取 brf = 2000mm , B支座处的弯矩设计值： b04Mb = Mm,dx-vo = -293.7 + 165.8X= -260.5ZM m判别T型截面类型按照第一类T型截面试算，跨中正弯矩按T形截面计算。混凝土采用C30 （六14.3MW? ft=.43N/mm2纵向钢筋采用HRB335 （fy=300N/mm2）,箍筋采用 HPB300 （力=270附切,）。因%/4=80/565 =0.142 >0.10截面边跨跨内中间支座中间跨跨内M （KN m）271. 1-260. 596.1-55.3as=M/aifcbh（）20. 0330.2160.0110. 0430.0340. 0240.0110. 044Asbhoaifc/fyniv2）16401864593346选配钢筋318, 320（弯2）620（弯3）220314, 1 16实际配筋面积（加加2）As=1704As=1882As=627.4As=354.7表4.3主梁正截面受弯承载力及配筋计算箍筋计算一一斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：hw = h。一 h = 530 - 80 = 450加加hjb = 450/300 = 1.5 < 4,截面尺寸按下式验算:0. 25夕工34 = 0.25 X 1.0 X 14.3 X 300 x 530=5684" >=368W,可知道截面尺寸满足要求。验算是否需要计算配置箍筋。0.7ftb） = 0.7x 1.43x300 x530 = 159kN<V = 368kN 故需进行配置箍筋计算。计算所需腹筋；采用中8100双肢箍。psv = Al = 0.335 % > 0.240.127 % 满足要求加fyvL = 0.7 ftb + 1.25/vr 9 % = 339.1左N（匕=234.匕厂=327.4Z7V）= 368ZN因此应在B支座截面左边应按计算配置弯起钢筋，主梁剪力图呈 矩形，在B截面左边的2. 3m范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖此最 大剪力区段，现先后弯起第一跨跨中的2025和支座处的一根125 鸭筋），'As=490.9 mmz,弯起角取% =45。.K力=0.8/rA sin 2=99.95kNVcs +Vsh = 339.1 + 99.95 = 439.05 >Klax = 368ZN（满足要求）次梁两侧附加横向钢筋计算。次梁传来的集中力F = 54.894+135.4 = 1903kN% = 600 - 500 = 100机私附加箍筋布置范围：取附加箍筋。8 100,双肢箍，那么长度内可布置附加箍筋的科擞：m = （800-200）/100+1 = 7,次梁两侧各布量排，另加吊筋18, As = 254.5mm2 2fyAs sin + mnfyA、' = 298 > 270.9（可以）6、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断（1）按比列绘出主梁的弯矩包络图（2）按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以 下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Sraax；钢筋的弯起 点距充分利用点的距离应大于等于h0/2,如2、3和5号钢筋。按第五章所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载 力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗 弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当V > 0.7,力他=300 X530 = 159kN时，且其实际截断点到理论截断点 的距离不应小于等于h。或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距 离应大于等于12+为。假设按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际 截断点到理论截断点的距离不应小于等于1. 3h。或20do钢筋的实际截 断点到充分利用点的距离应大于等于I?。+"%。如5号钢筋的截断计算：因为剪力 ”368左N>0.7/M=174kN,且钢筋截断后仍处于负弯 矩区，所以钢筋的截断点距充分利用点的距离应大于等于I?。+广%, 即：1.2/4+1.7% =1958mm且距不需要点的距离应大于等于1. 3h°或20d, 即：1.3% =1.3x530 = 689mm20d = 20x20 = 400mm通过画图可知 从（I?。+L74）中减去钢筋充分利用点与理论截断 点（不需要点）的距离后的长度为1840mm（754mm和500mm）,现在取 距离柱边1960mm处截断5号钢筋。其它钢筋的截断如下图。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度确实定：梁顶面纵筋的锚固长度：1 = 1 =«J = 0.14x 当 x 20 = 704.9mm,取7052 m.ft 1.43梁底面纵筋的锚固长度：12d=12x20=240mm,300mm（3）检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。目录一、楼盖结构平面布置31、相关数据32、平面布置3二、板的设计与计算41、荷载计算42、内力计算53、截面弯矩计算54、截面配筋计算6三、次梁的设计与计算61、荷载计算72、内力计算73、弯矩剪力计算84、截面配筋计算9四、主梁的设计与计算101、荷载计算102、内力计算103、弯矩剪力计算114、弯矩剪力包络图135、截面配筋计算156、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断17一、楼盖结构平面布置1、相关数据活荷载值：值根据任务书，我班的楼面均布活荷载标准值 花 3.0+0.13X 学号=3.0+0.13xll=4.43KA施加。楼面构造：楼面为20切根厚水泥砂浆抹面；顶棚为15根机厚混合 砂浆抹灰；梁用15加n厚混合砂浆抹灰。材料选用：混凝土采用 C30 (fc=i4.3N/mm2 ft=1.43N/mm2 主、 次梁受力筋用HRB335 (fy300N/mm2 ),板中受力筋用HRB335 (亦=300访根2),其它用 HPB300 Cfy=210N/mm2) o周边支承：370厚砖墙2、平面布置确定主梁的跨度为6.0帆，次梁的跨度为6.0w，主梁每跨内布置两 根次梁，板的跨度为2.0根。楼盖结构的平面布置图如图1.1所示。二、板的设计与计算根据所学知识，板按考虑塑性内力重分布的方法计算。板的六二黑等 =323,按照单向板设计，对于工业建筑的楼板，板的厚度2000mm按构造要求取 h=80mm ( x 2°°°.7n = 50mm < h)。4040板尺寸及支撑情况如图2.1所示。图2. 1板尺寸及支撑情况1、荷载计算恒荷载标准值20mm水泥砂浆面层：80mm钢筋混凝土板：15mm混合砂浆天棚抹灰:合计恒荷载设计值 活荷载设计值 合计1、荷载计算恒荷载标准值20mm水泥砂浆面层：80mm钢筋混凝土板：15mm混合砂浆天棚抹灰:合计恒荷载设计值 活荷载设计值 合计0.02 m X 20 KN/m 3= 0.4 KN/m20.08 mX25 KN/m3 = 2.0 KN/m20.015 mX 17KM3=0.26 KN/m22.66x1.2 = 3.192左 N/mq = 4.43 x 1.3 = 5.759kN/m2q g = S.95kN/ m2.66 KN/m22、内力计算计算跨度边跨取最小值 中跨Z +-= 2000-120-四 + = 1820mm 2227a200120I -=2000 1201= 1840mzn222Z01 = 1820mm/（）2 = lH 2000 200 = 1800mm取1m板宽作为计算单元，板的计算简图如图2.2所示。Ag-C-lG.图2.2板的计算简图3、截面弯矩计算计算跨度差(1820-1800) /1800=1.1%<10%,说明可按等跨连续 板计算内力，查表可知板的弯矩系数m，连续板各截面的弯矩计算见 表 2.1 o4、截面配筋计算截面边跨跨内离端第二支 座离端第二跨跨 内、中间跨跨 内中间支座弯矩计算系数戊小1111一五1161 "14计算跨度以Zo7=L82O/o尸 1.820Zo2=1.8OZo2=1.8OM = a,“（g +加航2.70-2.701.81-2.07b=1000mm, h=SOmm, /io=80-20=0.0060mm/ ai=1 ,0, fc=14.3N/mm2, fy=300N/mm2 （板中受力筋用HRB3350）,对于中间区板带轴线 间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的 内拱作用，计算弯矩降低20%,为了方便，近似对钢筋面积折减20%o连续板各截面的配筋计算见表2.2。截面边跨跨内离端第二支 座离端第二 跨跨内、中 间跨跨内中间支座M (KN m)2.70-2.701.81-2.07as=M/aifcbh(0.0630.0630.0420.0480. 0650.0650.0430.049边区板带 （， 轴线 间）序(mm2)186186123141选配钢筋中 6150中 6150*5110中 5110实际0瞰面枳（mm2）As=189A.s-189As=178As=178边区去板 带（ 轴线间）As=6hoa 林i/nna186186102118选配钢筋*6180 6180*5110*5110郭楣秋mm2）As=189As=189As=178As=178配筋率验筋pmin= 0.21%0.23%0.23%0.22%0.22%表2. 2连续板各截面的配筋计算三、次梁的设计与计算根据所学知识，次梁按考虑塑性内力重分布的方法计算。次梁截面高度取h=500mm （红红。幽"幽”=333500mm < h）, 18121812截面宽度b=200mmo次梁有关尺寸及支撑情况如图3.1所示。图3. 1次梁有关尺寸及支撑情况1、荷载计算恒荷载设计值由板传来2 根 X 3.19 KN/m 3=6.3SKN/m2次梁自重1.2X25 KN/忖 X 0.2 根 X (0.5 m -0.08 ni)= 2.52AW梁侧抹灰12X17 KN/旧 X 0.015义(0.5 m 408 历)X2=。的 KN/nf合计9A57KN/m活载设计值q = 5J59kN/m2 x2m = L518kN/m总计q + g = 11.518 + 9.157 = 20.68ZN/ m计算跨度边跨取最小值 中间跨2、内力计算250加2I = 6000mm-nOmm= 5755mmn27, a24QmmL. = I + = 5/55mm += 5875mmoi“ 221.025/ = 5899mm> 5S15mm/01 = 5875mmL =1 = 6000 - 250 = 5750/nmuz nr-«：i-4L IkN/m图3.2次梁的计算简图3、弯矩剪力计算计算跨度差(5875-5750) /5750=2.2%<10%,说明可按等跨连续梁计算内力，查表可知梁的弯矩系数n、剪力系数即，连续次梁各截面的弯矩及剪力计算分别见表3.1和表3.1o截面边跨跨内离端第二支 座离端第二跨跨 内、中间跨跨 内中间支座弯矩计算系数0租111111116114计算跨度/o(m)/o尸 5.875=5.875。2=5.75Io2=5J564.89-64.8942.73-48.84表3.1连续次梁各截面的弯矩计算截面边跨跨内离端第二支 座离端第二跨跨 内、中间跨跨 内中间支座剪力计算系数0.450.60.550.55计算跨度lo(m)loi=5J5Zo尸 5.7502=5 . 75Io2=5J5V = *g +双（爪53.5171.34665.4065.40表3.2连续次梁各截面的剪力计算4、截面配筋计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为75X75边跨 勿=上=1959mm, b；=b + S = 200 + 2000 - 200 = 20Q0mm f 33f故取 b； = 1959mm。判别T型截面类型:按照第一类T型截面试算，跨中按T形截面 计算，支座按矩形截面计算。混凝土采用C30 (fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2纵向钢筋采用HRB335 (fy=3OON/mm2 ),箍 筋采用 HPB300 (fyW/mm2 );ho=5OO-35=465 mm。连续次梁正截面承载力计算见表3.3截面边跨跨内离端第二支 座离端第二跨 跨内、中间跨 跨内中间支座M (KN m)64.89-64.8942.73-48.84as=M/aifcbh(?0.0140.1050.0070.079e0.0100.1060.0070.079Asbhoaifc/fy(m/n2)612624408469选配钢筋*6150中 6150中 5110中 511。实际配筋面积（加层）As=189As=189As=178As=178表3.3连续次梁正截面承载力计算b=1000mm, h-mm, /zo=8O-2O=O.OO6Omm/ ai = 1.0, fc=14.3N/mm2,f300N/mm2 （板中受力筋用HRB3350）,对于中间区板带轴线 间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的 内拱作用，计算弯矩降低20%,为了方便，近似对钢筋面积折减20%o