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1、一、 结构布置及板梁截面的选定和布置1.1结构布置因为在肋形楼盖结构中，结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置，且需注意：对承重墙、柱网和梁格布置应满足建筑使用要求，且柱网尺寸宜尽可能大，内柱在满足结构要求的情况下尽可能少设；根据设计经验，主梁的跨度一般为 5m8 m，次梁为 4m6 m。而对于单向板肋形结构设计需满足板的长边比短边大于2，即，按照课程设计题目和以上结构设计要求及经验布置次梁和主梁如图一图一 主梁和次梁布置情况1.2初步选定板和梁的截面尺寸1.2.1板厚度的选定根据题目要求，取板的厚度h=80mm1.2.2次梁的截面尺寸因为次梁高度取，宽度取，初设= =5700mm，取h=4
2、00mm，b=200mm1.2.3主梁截面尺寸因为主梁高度取，宽度取，初设=6600mm，取h=600mm，b=250mm1.3结构平面布置图，如图二图二 结构平面布置图第一章 单向板的设计2.1板的荷载计算 / =2.592为单向板，按塑性内力重分布方法计算其内力，对多跨连续板沿板的长边方向取1米宽的板带作为板的计算单元。足够数量的构造钢筋，板的厚度如前述厚度h=80mm /40=2200/40=55mm,次梁的厚度取前述初选高度h=400mm,截面宽度b=200mm板的尺寸和支承情况如图三所示。板：l01= ln+h/2 和 l01= ln+a/2 取小值l0=lnl0=lnabblnln
3、ln图三 板的尺寸和支承情况2.1.1板的永久荷载的计算 20mm厚水泥砂浆面层：0.02 20 = 0.4 80mm厚现浇板自重： 0.08 25 = 2 15mm厚板底抹灰 ： 0.015 17 = 0.255 永久荷载标准值： = 0.4 + 2 + 0.255 = 2.655 线永久荷载设计值： g =1.051= 1.05 2.655 =2.788 2.1.2板的可变荷载的计算 可变荷载标准值： = 6 可变荷载设计值：q = 1.2 6 1 = 7.2 每米板宽荷载设计值：2.788 + 7.2 = 9.988 板上荷载具体情况及计算结果见表1荷 载 种 类荷载标准值（kN/m2）
4、荷载分项系数荷载设计值（kN/m2）永 久荷 载20mm厚水泥砂浆面层0.41.050.4280mm厚现浇板自重2.01.052.1015mm厚板底抹灰0.2551.050.268小 计（g）（KN）2.655-2.778可变荷载（q）（KN）61.27.20总荷载（g+q）（KN）8.655-9.988表1 板的荷载计算表2.2板的计算跨度计算因为板在墙上的支承长度a不小于120mm(取a=120mm),中间支座宽度即为次梁宽度。计算跨度按图三进行计算，其中，边跨： 取 ， 两式较小值中间跨：2.2.1边跨的计算=2.2 - 0.12 - 0.2/2 + 0.08/2 =2.02 m=2.2
5、 - 0.12 - 0.2/2 + 0.12/2 =2.04 m取= = 2.02 m2.2.2中间跨度计算= = 2.2 - 0.2= 2 m 边跨与中间跨计算跨度相差：（2.02-2）/2=1%5.575m 故 取 =5.575m3.2.2次梁中间跨计算 =5.7-0.25=5.45m边跨与中间跨计算跨度相差：（5.575-5.45）/5.45=2.3%10%故按等跨连续梁计算内力，计算简图如图七：图七：次梁的计算简图3.3.3次梁的弯矩设计值和剪力设计值的计算由于次梁考虑塑性内力重分布，各跨中及支座截面的弯矩系数mp值按图5及表八采用，各跨中及支座截面的弯矩按式计算,具体计算结果见表5:
6、表5: 次梁的弯矩系数及弯矩计算表 截面位置边跨中M1B支座MB中间跨中M2、M3中间支座MCmp1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)5.5755.5755.455.45M=mp (g+q)l02 (kN.m)67.541-67.54142.872-50.715注：为了保证结构在支座两侧不致发生破坏,保证结构的安全,在B支座处计算跨度取大值计算弯矩。而次梁各支座截面的剪力系数vb值按表九采用，剪力按式计算，具体计算结果见表6：表6 次梁的剪力系数及计算表 截面位置边支座QA第一内支座QBl第一内支座QBr中间支座QCl、QCrvb0.450.600.550.55净跨度ln(m
7、)5.455.455.455.45 (kN)58.62578.16671.65271.6523.4次梁的承载力计算因为支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，故按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区，则按T形截面计算，翼缘计算宽度按教材第二版表3-3进行计算。3.4.1正截面受弯承载力计算对于矩形截面配筋，而对于T形截面，满足适筋要求，又混凝土，=10，级钢筋，=310，一类环境，取a=35mm,梁高h=400mm, =400-35=365mm, 翼缘厚度=80mm。3.4.2翼缘计算宽度的计算对于T形梁截面计算，翼缘计算宽度为：边跨：=5.575/3=1.85867.541 对中跨：=101820
8、80(365-80/2) /1.2=394.3352.554故，对于所有T形截面都按第一类情况计算，即计算同计算高度为的矩形，钢筋截面积3.4.4次梁正截面承载能力计算次梁正截面承载力计算过程及结果见表7。表7: 正截面承载力计算表截面位置边跨中M1B支座MB中间跨中M2中间支座MC中间跨中M3弯矩设计值M(kN.m)67.541-67.54142.872-50.71542.872截面类型T形矩形T形矩形T形S0.0330.3040.0210.2280.0210.0340.3740.0210.2620.021AS(mm2)743.8880.7450.0617.0450.0选配钢筋实际配筋面积(
9、mm2)770924468.1628468.13.4.5次梁斜截面受剪承载力计算因为该副厂房属于3级建筑物，结构安全系数=1.0，设计状况为正常运行状况，=1.0，混凝土结构系数=1.2。截面尺寸验算：=400-35=365mm =365/200=1.825 =1.2 78.166=93.8，满足抗剪要求；=51.1200，初选满足要求。=1.2521066.4/200365=31.81KN=51.1+31.81=82.91KN=70.35KN=66.4/(200200)=0.17%=0.12% ,满足要求。为了配筋方便，其他地方均以构造配置的钢筋。斜截面受剪承载力计算结果见表8：表8 次梁斜
10、截面受弯承载力计算表截面位置边支座QA第一内支座QBl第一内支座QBr中间支座QCl中间支座QCr剪力设计值V(kN)58.62578.16671.65271.65271.6520.25fcbh0182.5182.5182.5182.5182.50.07fcbh051.551.551.551.551.5弯起钢筋-箍筋用量第四章 主梁设计4.1主梁内力的弹性理论设计主梁的自重和主梁底及两侧的粉刷自重为均布荷载，然而此荷载值与次梁传来的集中荷载值相比很小，为简化计算，采取就近集中的方法，把主梁自重集中到集中荷载作用点，将主梁视为承受集中荷载的连续梁来计算。主梁承受的荷载包括：次梁传来的恒荷载、主梁
11、自重和主梁底及两侧的粉刷重量；主梁承受的可变荷载仅考虑次梁传来的可变荷载。4.1.1主梁承受永久荷载的计算次梁传来的永久荷载：g=8.064 5.7 = 45.965 KN主梁自重（折算成集中荷载）：1.05250.25（0.55-0.08）5.7/3=5.86 KN梁底及梁侧抹灰（折算成集中荷载）：1.05170.015（0.55-0.08）2+0.25 5.7/3=0.605 KN永久荷载设计值合计：G = 52.43 KN4.1.2主梁承受可变荷载的计算由次梁传来可变荷载：Q=15.845.7 =90.288 KN永久和可变荷载合计：G+Q=142.718 KN为了方面查阅和检验计算和主
12、梁的设计，现将主梁荷载的具体荷载计算情况及结果列于表9表9 主梁的荷载计算表荷 载 种 类荷载标准值（kN）荷载分项系数荷载设计值（kN）永久荷 载次梁传来的恒荷载43.7761.0545.965主梁自重5.5811.055.86主梁底及两侧的粉刷0.5761.050.605小 计（G）49.933-52.43可变荷载（Q）75.241.290.288总荷载（G+Q）125.173-142.7184. 2主梁的内力计算主梁在墙上的支承长度a不小于370mm，取a=370mm中间支座宽度即为柱横截面高度。计算跨度按图八进行计算图八 主梁的支承情况4.2.1主梁的边跨计算净跨：=6.60-0.12
13、-0.25/2=6.355m因为0.05=0.273m0.37m故,边跨： =1.05 6.355=6.673m； =6.355+370/2=6.54m 6.673m取边跨跨度为 =6.54m4.2.2主梁中间跨的计算中间跨：=6.6m跨度差：（6.6-6.54）/6.54=0.92%10%故按等跨连续梁计算，前述已经计算荷载设计值，绘制计算简图如图九：65406600Q=90.288KNG=52.43KNQGQGQGQGQG6540图九：主梁计算简图(单位：mm)4.3弯矩设计值和剪力设计值的计算集中荷载作用下三跨连续梁的弯矩及剪力系数可由水工钢筋混凝土结构学第三版教材附录八的表格查得，也可
14、以由表10(集中荷载作用下三跨连续梁的弯矩及剪力系数)查得。各跨中及支座截面的弯矩按式M=1GL+2QL；各支座截面剪力按式V=1G+2Q。其中，1、1分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；2、2分别为可变荷载作用下的弯矩及剪力系数。按弹性理论计算内力时，考虑可变荷载的最不利布置方式，因此将永久荷载和可变荷载作用下的内力单独计算，然后对控制截面内力进行组合，计算各截面及支座的最大内力或最小内力主梁各截面及支座的弯矩及剪力系数由表10查得后，由此计算出相应的弯矩及剪力，计算结果见表11，为便于绘制主梁内力包络图，计算各种不利组合,列表于表12和表13计算最不利弯矩和最不利剪力,再根据最不利情况将
15、每种荷载作用形式下的内力图绘制出来，荷载组合时再将每种组合方式下内力图绘制出来，合并到同一坐标系下即得内力包络图。但是主梁的结构对称且荷载对称，故只需画出一跨半的内力包络图即可。表10 :集中荷载作用下三跨连续梁的弯矩及剪力系数表11主梁内力计算表项次示意图内力计算截面1M1V M10.22476.807MB-0.267-92.392M20.06723.185Ma0.15553.148VA0.73338.431Mb0.06723.185VBl-1.267-66.429VBr1.0052.43截面1M1VM10.289170.65MB-0.133-70.255M2-0.133-70.255Ma0
16、.245144.668VA0.86678.189Mb-0.133-70.255VBl-1.134-102.387VBr00截面1M1VM1-0.044-25.981MB-0.133-70.255M20.200119.18Ma-0.087-51.372VA-0.133-12.008Mb0.200119.18VBl-0.133-12.008VBr1.00090.288截面1M1VM10.229135.221MB-0.311-185.325M20.170101.303Ma0.12674.401VA0.68962.208Mb0.170101.303VBl-1.311-118.368VBr1.22211
17、0.332截面1M1VM1-0.030-17.715MB-0.089-53.035M20.170101.303Ma-0.0593-35.016VA-0.089-8.036Mb0.09657.206VBl-0.089-8.036VBr0.77870.244表12 主梁弯矩组合项次M1MaMBM2Mb+247.457197.816-162.647-47.07-47.07+50.8261.776-171.647142.365142.365+212.028127.549-277.717124.448124.448+59.09296.025-145.427-78.118-47.07Mmax组合+Mmax
18、247.457197.816-277.717142.365142.365Mmin组合+Mmin50.8261.776-145.427-78.118-47.07表13 主梁剪力组合项次VAVBlVBr+116.62-168.81652.43+26.423-78.437142.718+100.639-184.797162.762+30.395-74.465122.762Vmax组合+Vmax116.62-184.797162.762Vmin组合+Vmin26.423-74.46552.434.4主梁承载能力计算支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区，按T形截面计算
19、，翼缘计算宽度按水工钢筋混凝土结构学第三版教材表3-3进行计算。正截面承载力计算过程可列于表14因为支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，故按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区，则按T形截面计算，翼缘计算宽度按教材第二版表3-3进行计算。4.4.1主梁正截面承载能力计算对于矩形截面配筋，而对于T形截面，满足适筋要求，又混凝土，=10，级钢筋，=310，一类环境，取a=35mm,梁高h=600mm, =600-35=565mm, 翼缘厚度=80mm。4.4.2翼缘计算宽度的计算对于T形梁截面计算，翼缘计算宽度为：边跨：=6540/3=2180247.457 对中跨：=10220080(615-80
20、/2) /1.2=843.3142.365故，对于所有T形截面都按第一类情况计算，即计算同计算高度为的矩形，钢筋截面积,计算过程如下： 对边跨跨中而言, =0.036 =0.037 =0.2% 对支座B而言, =0.352=0.456 =0.2%对中间跨跨度而言, =0.021 =0.021 =0.2%综上所述,主梁正截面承载力计算过程及结果见表14表14 正截面承载力计算表截面位置边跨中M1B支座MB中间跨中M2弯矩设计值M(kN.m)247.457-277.717142.365截面类型T形矩形T形S0.0360.3040.0210.0370.3740.021AS(mm2)1600.2226
21、1.6916.5选配钢筋实际配筋面积(mm2)1597.822149804.4.4主梁斜截面受剪承载力计算因为该副厂房属于3级建筑物，结构安全系数=1.0，设计状况为正常运行状况，=1.0，混凝土结构系数=1.2。截面尺寸验算：=650-35=615mm =615/200=2.46 =1.2 184.797=221.756KN，满足抗剪要求；=107.625120，初选满足要求。=1.25210100.6/120615=135.338KN=135.338+107.625=242.963KN=221.756KN=100.6/(250300)=0.13%=0.12% ,满足要求。为了配筋方便，其他地方均以构造配置的钢筋, 斜截面受剪承载力计算结果见表15表15 主梁斜截面受弯承载力计算截面位置边支座QAB支座QBlB支座QBr剪力设计值V(kN)116.62-184.797162.7620.25fcbh0384.375384.375384.3750.07fcbh0107.625107.625107.625弯起钢筋-箍筋用量双肢双肢双肢29