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1、混凝土结构设计原理课程设计计算书题 目：钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计1梁板结构布置及优缺点评述图1 单向板肋梁楼盖结构布置方案(a) 主梁横向布置 (b) 主梁纵向布置 (c) 只布置次梁评述：l 主梁横向布置，次梁纵向布置：优点是房屋的横向刚度大，整体性较好。此外，由于主梁与外纵墙垂直，使外纵墙上窗的高度有可能开得大一些，也减少了天棚处梁的阴影，对室内采光有利。 l 主梁纵向布置，次梁横向布置：优点是减小了主梁的截面高度，增大了室内净高。适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。l 只布置次梁，不布置主梁：适用于有中间走道的砌体墙承重的混合结构房屋。本设计采用主梁横布置方式。2板厚及梁截面尺寸的
2、确定柱： 400mm X 400mm（已知）板： hl/35=2000/35=57mm,按照构造要求取板厚70mm。次梁：h=(1/181/12)l =6000/186000/12=333500mm,取h=400mm;b=(1/31/2) b =400/18400/12=133200mm,取h=200mm;主梁：h=(1/141/8) l =6000/146000/8=429750mm,取h=600mm;b=(1/31/2) b =600/18600/12=200300mm,取h=250mm;结构平面布置见图2图2 单向板肋梁楼盖结构平面布置图3板的设计（按考虑塑性内力重分布的方法计算）（1）
3、荷载计算永久荷载标准值：70mm厚现浇钢筋混凝土板 25 0.07=1.750kN/m215mm厚混合砂浆抹底 170.015=0.255kN/m2水磨石地面 0.65kN/m2 合计 2.655kN/m2可变荷载设计值： q=5.0kN/m2 合计 1.2x2.655+1.3x5=9.686kN/m2(2)正截面受弯承载力计算取1m宽板带作为计算单元, 各跨的计算跨度为:中间跨: l0=ln=2000-200=1800mm边跨: l0=ln +a/2=1800+120/2=1860mm又l0ln +h/2=1800+70/2=1835mm,取l0=1835mm。因跨度差： (1835-180
4、0)/2000=1.75%10% 故可按等跨连续板计算内力计算简图：图3 板计算简图各截面的承载力及配筋计算 板弯距计算 表1 截面边跨中离端第二支座中间跨中中间支座弯距系数+1/11-1/11+1/16x0.8-1/14x0.8M=aMql02(kNm)1/119.6861.83522.965-1/119.6861.83532.9651/169.6861.82x0.81.570-1/149.6861.82x0.8-1.793fy=270N/mm2 , fc=14.3N/mm2, a1=1.0, h0= 7020=50mm 正截面配筋计算 表2截面边跨中B支座中间跨中中间支座M(kNm)2.9
5、652.9651.570-1.7930.0780.0780.0410.0470.9590.9590.9790.976(mm2)313.30313.70162.73186.41选用钢筋8/102008/1020082008200实际配筋面积322322252252配筋率0.460.460.360.36min=max（0.2%，0.45f1/fy）=0.23%0.36%,满足最小配筋率要求。根据计算结果及板的构造要求,板边缘加500mm8200,板角双向8，主梁两侧加8200，各伸出500mm，分布钢筋取8250，画出配筋图如图4所示：图4 板配筋图4次梁的设计（按考虑塑性内力重分布的方法计算）（
6、1）荷载计算永久荷载设计值：板传来的恒载： 2.6552=5.310 kN/m次梁自重： 1.2250.2(0.40.07) =1.980 kN/m次梁侧抹灰： 1.2170.015(0.40.07)2=0.202 kN/m 活荷载设计值: q=6.5x2=13 kN/m合计： 20.492 kN/m（2）截面承载力计算及配筋各跨计算跨度：中间跨: l0=ln=6000-250=5750mm边跨: l0=ln +a/2=5750+240/2=5870mm又l01.025ln =5894mm,取l0=5894mm。计算简图：图5 次梁计算简图内力计算:次梁的弯距计算 表3截面边跨中第一内支座中间
7、跨中中间支座弯矩系数aM+1/11-1/11+1/16-1/14M=aMql2(kNm)1/1120.4925.8942=64.71-1/1120.4925.7502=-61.601/1620.4925.7502=42.34-1/1420.4925.7502=-48.40次梁的剪力计算表4 截面A支座B支座左B支座右c支座剪力系数av0.450.600.550.55V=avqln(kN)0.4520.4925.755=53.070.6020.4925.755=59.040.5520.4925.750=64.810.5520.4925.750=64.81正截面强度计算次梁跨中截面按T形截面计算边
8、跨：bf=l0/3=5894/3=1965mmb+Sn=200+1780=1980 mm取bf=1965mm跨中：bf=l0/3=5750/3=1917mmb+Sn=200+1800=2000 mm取bf=1917mm支座截面按矩形截面计算判断截面类型h0h3540035365mm，纵向主筋HRB400级 fy360 N/mm2a1fcbfhf(h0-hf/2)=1.014.3191770(365-70/2) =606.96kNm55.242 kNm 属于第一类T形截面次梁正截面强度计算 表5截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M(kNm)64.71-61.6042.34-48.40s=M/(
9、1fcbfh02)支座M/(1fcbh02)0.1760.1620.1160.1270.1950.1780.1240.136计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy 565.4516.2359.6394.4选用钢筋316316216216实际配筋面积 (mm2)603603402402min=max（0.2%，0.45ft/fy）=0.2%V 截面满足要求0.7ftbh0(kN)0.71.43200365=73.07kNV 按构造配箍箍筋（双肢）6200 Asv(mm2)228.3=56.6228.3=56.6228.3=56.6228.3=56.6配箍率sv= Asv/bs1.415%sv
10、,min=0.24ft/fyv=1.27%,满足最小配箍率要求因各个支座处的剪力不大，以构造配筋，不加密，沿梁长均取双肢6200。根据构造要求，次梁深入支座长度取0.4lab=210mm,弯钩长度取15d=210mm绘次梁配筋图, 见图6：图6 次梁配筋图5主梁的设计（按弹性理论计算）（1）荷载计算永久荷载设计值：次梁传来的恒载： 7.4926=44.952 kN/m主梁自重：（折算为集中荷载） 1.2250.25(0.60.07)x2 =7.95 kN/m次梁侧抹灰：（折算为集中荷载）1.2170.015(0.60.07)2x2=0.65 kN/mG=53.55kN/m活荷载设计值: Q=1
11、36=78 kN/m合计： G+Q=131.55 kN/m（2）截面承载力计算及配筋各跨计算跨度：中间跨: l0=lc=6000mm且1.05ln=5800，取l0=5800边跨: l0=ln +a/2+b/2=5600+240/2+400/2=5920mm又l01.025ln+b/2=5940mm,取l0=5940mm。各跨相差不超过10%，近似按等跨计算，取较大者l0=5940mm。计算简图：图7 主梁计算简图根据内力系数表，求得各种不利组合：弯矩最不利组合情况 表7边跨跨中B支座C支座中间跨跨中组合情况1+31+22+32+4Mmax(kNM)200.81-239.69-193.2812
12、7.05剪力最不利组合情况 表8端支座内侧B支座左侧B支座右侧C支座左侧C支座右侧组合情况1+21+22+3Vmax(kN)105.16-103.04158.01-141.28141.28承载力计算：主梁正截面强度计算及配筋 表9边跨中B支座C支座中间跨中M(kNm)200.81-239.69-193.28127.05受压区高度x/mm12.79143.13111.668.26AS/mm2998.314211109629选配322222+220322222实配面积(mm2)114013881140760配筋率/%0.811.030.840.54min=max（0.2%，0.45ft/fy）=0
13、.2%,满足最小配筋率要求。主梁斜截面强度计算及配筋 表10端支座内侧B支座左侧B支座右侧C支座左侧C支座右侧Vmax(kN)105.16-103.04158.01-141.28141.280.25Cfcbh0(kN)0.251.014.3250540=482.6kNV 截面尺寸满足要求V-0.7ftbh00 按计算配箍AS/s 取双肢6，根据构造要求AS/smax=0.228选配62006250配箍率/%0.110.09sv,min=0.24ft/fyv=0.13%,为满足最小配箍率要求，全梁通长取6150（sv=0.15%）集中荷载两侧附加箍筋面积 Asv=F/fyv=131500/270=487.2mm2每侧各配3根8双肢箍（实配Asv=12x50.3=604mm2,s=200mm）根据计算结果及主梁的构造要求，梁侧加腰筋214，弯钩长度取15d=330mm绘主梁配筋图, 见图8主梁配筋图 图810