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1、淮阴工学院 课程设计实例 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计实例 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（1：100） （2） 、板的配筋图（1：100） （3） 、次梁的配筋图（1：50；1：25） （4） 、主梁的配筋图（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6.0kN/m2 2、楼面面层用 20 m
2、m.厚水泥砂浆抹面（ =20kN/m2,板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底. 3、材料选用： （1） 、混凝土：C25 钢筋箍筋采用 HPB235、受力钢筋采用 HRB335. （2） 、 板伸入墙内 120mm， 次梁伸入墙内 240 mm， 主梁伸入墙内 370 mm， 柱的截面尺寸 bh=400 mm400 mm 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 5.7m,次梁的跨度为5.4m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为1.9m。 楼盖结构布置图如下： 、按高跨比条件，当h 1 47.5 55mm时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑 40
3、 1111 )L(300450)mm，取 h450mm。则 b()h 231218 的楼盖板，要求 h80mm，取板厚 h80mm 3、次梁的截面高度应满足 h( (133200)mm，取 b200mm。 1111 4、主梁的截面高度应该满足h()L(407713)mm，取h550mm。则b()h 28143 (200300)mm，取 b250mm。 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： 20mm 厚水泥砂浆面层0.02200.40 kNm 80mm 钢筋混凝土板 15mm 板底混合砂浆 0.08252.0 kNm 0.0151
4、70.225 kNm 恒载： g k2.655 kNm 活载： q k616 kNm 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 设计值总值： g q=1.2g k 1.3q k 10.986kN /m 2、板的计算简图： 次梁截面为 200mm450mm，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 01 l n 1 h 1900 100 120 801720 1.025l n 1722mm， 2 2 取 l011720mm(a=120mm
5、) 中跨： l02ln1900mm-200mm1700mm l 02 l n 1900200 1700mm 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： 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 座 边跨支 离端第二支座 中座中 离端第二跨中间支中间跨 A 梁板搁支在墙 0 上 板 梁 与梁整 浇连接 -1/16 1 1/11 B2C3 两跨连续：-1/10 1/14 -1/24 -1/11 梁与柱整浇连 -1/16 接 2 则由M (g q)
6、l 0 可计算出M 1 、M B 、M 2 、M c ，计算结果如下表： 三跨以上连续：1/16-1/141/16 1/14 截面位置 1 1/11 B -1/11 2 1/16 C -1/14 M (g q)l 0 211110.9861.72211110.9861.72211610.9861.702-1/1410.9861.71.7 (kN /m) 2.96 2.961.99 4.43 由题知：b 1000mm,设as 20mm,则h0 has 8020 60mm， f c 11.9N /mm，f y 300N /mm 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下： 截面 M（kN m） 2M (
7、g q)l 0 1B2C M 1 2.96 M B -2.96 M 2 1.99 42.84 0.8M 2 1.59 M c -2.27 0.8M c -1.82 1 f cbh0 2（kN m） s 1 M 1 f cbh0 2 s 0.0690.0690.0460.0370.0630.042 12 (b 0.614) 0.0720.0720.0470.0380.0650.043 s 10.5 A s M / s f y h 0 （mm2） 0.964 171.36 0.964 171.736 0.977 118.6 0.981 90.44 0.968 154.7 0.979 102.34
8、轴线 8/10200 选钢筋轴线 轴线 轴线 轴线 实际配筋 轴线251mm2 8/1020082008200 8/10200 251mm2 8/10200 251mm2 6/8200 251mm2 6/8200 2510 mm2 251.00 251mm2251mm2 mm2 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 2、 M 3 ）和 中间支座（M c ）计算弯矩可以减少 20%，其他截面则不予以减少。 4、确定各种构造钢筋： 分布筋选用。 嵌入墙内的板面附加钢筋选用。 垂直于主梁的板面附加钢筋选用 板角构造钢筋:选用 5、绘制板的配筋示意图： 采用弯起式筋
9、,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 120250 250 2、荷载计算： 由板传来： 2.6551.9 5.045kN /m 次梁肋自重： 0.20.40.0825 1.6kN /m kN /m 次梁粉刷重 0.0150.40.08217 0.1632 恒载：g k 6.81kN /m 活载： q k 61.9 11.4kN /m 设计值总值： g q=1.2g k 1.3q k 23kN /m 3、确定计算跨度及计算简图。 塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： l 02 l n 5400250 5150mm 边跨： l 01
10、l n a 2 5400 120 250 240 5275mm 22 1.025l n 1.0255155 5284mm,取l 01 5275mm (a 240mm) 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/m 2 4750 3 4750 B 4870 CC 4750 B 4870 次梁的计算简图 3、内力计算： 2 由M (g q)l 0 可计算出M 1 、M B 、M 2 、M c ，计算结果如下表： 截面位置 1 1/11 2 0 B -1/11 111235.2752 2 1/16 C -1/14 M (g q)l 111235.2752 1
11、/16235.1521/14235.152 (kN /m) 58.16 38.13 43.57 58.18 由V (g q)l n 可计算出VA、VBl、VBr、Vc，计算结果如下表： 截面位置 A 0.45 0.45235.155 B l 0.60 0.60235.155 B r 0.55 0.55235.150 C 0.55 0.55235.150 V (g q)l n (kN) 53.35 71.14 65.14 65.14 4、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 f ，按 11 mm 。b f l 5275 1758mm b s 0 1700 200
12、 1900mm，故取b f 1758 33 梁高： h 400,h 0 40040 360mm 翼缘厚： h f 80mm 判定 T 形截面类型： 1 f c b f h f (h 0 h f 2 ) 1.011.9175880(365 80 ) 543.925106N mm 2 72.14kN m(边跨中) 543.925kN m ) 65.14kN 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 h 0 40060 340mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑， 取h0
13、 360mm 、次梁正截面承载力计算见下表： 截面 弯矩 M(kN m) 1 58.18 1.011.917583602 B -58.18 1.011.92003402 2 38.13 1.011.917583602 C -43.57 1.011.92003602 1 f cbh0 2或 1 f cb f h 0 2 MM 或 s 2 1 f cbh0 2 1 f cb f h 0 2711.258106 275.128106 2711.258106 308.448106 0.0210.2110.0140.141 s 1 12s (b0.350) 0.0210.2400.0140.153 s
14、10.5 A s M / s f y h 0 选用钢筋 实际钢筋截面面 积（mm ） 2 0.9900.880.9930.924 544.15.648.17355.54436.61 33+133 603662.1461461 、次梁斜截面承载力计算见下表： 截面A B 左 B 右 C V(kN)53.3571.1465.1465.14 0.25 c f cbh0 (kN) 214.2 V 截面满足 202.3 V 截面满足 202.3 V 截面满足 214.2 V 截面满足 V c 0.7 f tbh0 (kN) 箍筋肢数、直径 64.01 V 不需配箍筋 2 56.6 构造钢筋 200 60
15、.45 V 需配箍筋 2 56.6 472.5 200 60.45 V 需配箍筋 2 56.6 1077.1 200 64.01 V 需配箍筋 2 56.6 4733.4 200 A sv nA sv1 s 1.25f yv A sv h 0 /(V V c ) 实配箍筋间距 V cs V c 1.25 f yv A svh 0 s 满足 98.127 V 满足 满足满足 A sb V V cs 0.8f y sina 由于纵向钢 9.55mm2 由于纵向钢由于纵向 钢筋充足， 可弯起 1 209.4 mm2 选配弯起钢筋筋充足，可弯 起 1 1筋充足， 可弯 起 1 实配钢筋面积257.7
16、mm2209.4 mm2209.4 mm2 5、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 h= 4 0 0 h= 8 0 板 柱 柱=400 h = 6 0 0 次梁 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： 8.1725.4 44.129kN 主梁自
17、重：(0.5 0.08)0.251.925 4.99kN 主梁粉刷重：2(0.5 0.08)0.0151.917 0.2394kN 恒载：Gk49.14kN 恒载设计值：G 1.2Gk60kN 活载设计值：Q 61.95.41.3 80kN 3、确定计算跨度及计算简图 主梁计算跨度： 边跨：l01 ln 11 b 柱 0.025l n 5380 400 0.0255380 5714.5mm 22 11 l n a b 柱 5380 370/2 400/2 5765mm， 22 近似取l01 5720mm 中跨：l0 ln 11 b 柱 b 柱 5300 400 / 0 400 / 2 5700
18、mm 22 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/m GG B 2 6600 主梁的计算简图 C（B） G 1 6640 G A 6640 3、内力计算： 1)、弯矩设计值：M k 1GL k2QL 其中，k1 k 2 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，k3k 4 可由书中表查可知。 主梁弯矩计算 项 荷载简图 次 GG GGGG k /M 1 k /M B k /M 2 k /M c QQ QQ 0.244 83.74. 0.267 91.63 0.067
19、22.99 0.267 91.63 QQ 0.289 132.24 0.133 60.86 0.133 60.86 0.133 60.86 QQ QQ 0.045 15.44 0.133 60.86 0.200 91.52 0.133 60.86 0.229 104.79 0.311 142.31 0.170 77.79 0.089 40.73 M min (kN m) 组合项次 组合值 组合项次 组合值 + 68.30 + 215.98 + -233.94 + 37.87 + 114.51 + 132.36 M max (kN m) 由此可作出下列几种情况下的内力图：+；+；+ 红线：+ 黄
20、线： + 蓝线：+ 灰线：+ -368.58-368.58 -179.44 -15.07 56.01 69.74 168.68 291.54 236.45 341.44 弯矩包络图 9.92 106.38 169.42 195.76 106.37 169.42 195.76 -88.16-88.16 -179.44 -15.07 9.92 168.68 236.45 291.54 341.44 56.01 69.74 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 项次 GG 荷载简图 GGGG k /V A k /V B左 1.267 76.02 k /V B右 1.
21、00 60.00 0.733 43.98 QQ QQ QQ QQ 0.866 111.45 1.134 68.04 0 0 组合项次 Vmin(kN ) 同样可绘出剪力包络： 0.689 88.67 + 154.35 1.311 168.73 + -242.89 1.222 157.27 + 215.8 + 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 f ，按 11 b f l 6600 2200mm b s 0 5000mm，故取b f 2200mm。 33 梁高： h 600 ，h0 60040 540mm（中间
22、跨） ,h 0 60040 540mm（边跨） 翼缘厚： h f 80mm 判定 T 形截面类型： 1 f c b f h f (h 0 h f 2 ) 1.011.9220080(540 80 ) 1047.2106N mm 2 341.44kNm(边跨中) 1047.2kNm ) 195.76kNm(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 h 0 60070 530mm。 正截面配筋计算。 截面 弯矩 M(kN m) 1 341.44 B -368.56 (58.53
23、 128 .7)0.4 / 2 2 195.76-88.16 V 0b/2 1 M V0b 2 37.45 1.011.92200 5402 -331.11 1.011.925053021.011.9220056021.011.92505602 1 f cbh0 2或 1 f cb f h 0 2 MM 或 s 22 1 f cbh0 1 f cb f h 0 7634.088 106 835.6775 106 8210.048 106 932.96 106 0.0450.3920.0260094 s 1 12s (b0.550) 0.0460.5350.0260.099 s 10.5 A s
24、 M / s f y h 0 选用钢筋 实际钢筋截面面 积（mm ） 斜截面配筋计算： 截面 V(kN) 2 0.9770.7330.9870.951 2157.32841.01224.3551.8 66+2442 223329091520628 A 154.35 B 左 242.89 B 右 215.8 h w h 0 h f 530 80 4500mm,因 h w 450 1.8 4,截面尺寸按下面式验算 250 b 0.25 c f cbh0 (kN)394.2 V394.2 V394.2 V 截面满足 剪跨比： 截面满足截面满足 75.01 V 需配箍筋 2 100.6 143.8 取
25、 150 不足用Asb 补充 2000 3.7 3,取 3.0 540 V c 1.75 f t bh 0 1 73.62 V 需配箍筋 2 100.6 66.15 取 150 不足用Asb补 充 73.62 V 需配箍筋 2 100.6 78.75 取 150 不足用Asb补 充 (kN) 箍筋肢数、直径 A sv nA sv1 s 1.0 f yv A sv h 0 /(V V c ) 实配箍筋间距 V cs V c 1.0 f yv A svh 0 s 151.06 V 不满足 148.27 V 不满足 148.27 V 不满足 A sb V V cs 0.8f y sina 4.05
26、mm2278.8mm2278.8mm2 由于纵向钢筋充足， 选配弯起钢筋弯起 11 可弯起 1 实配钢筋面积(mm)380.1380.1380.1 验算最小配筋率 sv A sv f100.6 0.0027 0.24t 0.00145,满足要求 bs250150f yv 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。 由于剪力图呈矩 形，在支座 A 截面 右边的2
27、.2m范围内 说明需要布置两排弯起 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150mm 5、两侧附加横向钢筋的计算： 次梁传来的的集中力：Fl 41.0431.2128.7 177.95kN，h 1 600400 200mm 附加箍筋布置范围：s 2h 1 3b 220032001000mm 取附加箍筋mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数：m 1000 三排。 另加吊筋 1A sb 254.5mm2，则由： 200 1 6 排, 梁两侧各布置 2 f y A sb sinamnf yv A sv1 2300254.50.7076221050.3 234.7kN 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：、与主梁垂直的附加负筋选用： 、箍筋选用：、中间支座负钢筋的弯起， 上弯点距支座边缘为 50mm 、箍筋选用：加密区选用、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm