混凝土课程设计单向板设计完整.doc

温州大学 建筑工程学院 11土木本三 孙方耀 11113003190 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1、 设计资料（1）楼面构造做法：采用水泥砂浆楼面，即10厚1:2水泥砂浆面层；20厚1:3水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土楼面；20厚混合砂浆粉刷。（2） 材料：混凝土强度等级C30；梁钢筋采用HRB335级钢筋，板采用HPB300级钢筋。2、 楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为7.5m,次梁的跨度为6.9m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为7.5/3=2.5m， 2<<3按单向板设计，但适当增加沿长跨方向的分布钢筋。按跨高比条件，要求板厚h=（1/301/40)L即h=（83.362.5)m故取板厚h=80mm（查规范知工业建筑的楼盖板要求h70mm)次梁截面高度应满足h=。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度b=（1/21/3）h=200mm。主梁截面高度应满足 （横向） h=。 取h=650，截面宽度取为b=300。 楼盖结构布置图如下：KL1(5)200*500KL1(5)200*500KL1(5)200*500KL1(5)200*500L1(5)200*500L1(5)200*500L1(5)200*500KL2(3)300*650L1(5)200*500L1(5)200*500L1(5)200*500KL2(3)300*650KL2(3)300*650KL2(3)300*650KL2(3)300*650KL2(3)300*650 +4.500结构布置平面图 1:200注：板厚均为80mm。3、 板的设计(1) 荷载板的永久荷载标准值 取1m宽板带计算： 10mm厚1:2水泥砂浆面层 0.0120=0.2 20mm厚1:3水泥砂找平层 0.0220=0.4 80mm钢筋混凝土楼面 0.0825=2.0 20mm混合砂浆 0.0217 =0.34 恒载小计 板的可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变标准值大于，所以可变荷载分项系数应取1.3。故板的永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值 ，近似取为（2）计算简图按塑性内力重分布设计。次梁截面为200mm500mm，板的计算跨度：边跨 故取中间跨 计算跨度差（2.32-2.3）/2.3=0.87%<10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元计算简图如下图。g+q=12kN/m223202300230023002320（3）弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。根据连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数表可查得：边支座0； 边跨中1/11； 离端第二支座-1/11； 中间跨跨内1/16； 中间支座-1/14.故 （边支座） （边跨中） （离端第二支座） （中间支座） （中间跨跨内）（4） 正截面受弯承载力计算 环境类别一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径d为10mm，板厚80mm，则截面有效高度；板宽b=1000mm。C30混凝土，；HPB300级钢筋，。板配筋计算过程列于下表：表2.2 连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带（，轴线间）中间板带（轴线间）边跨中离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座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5.872-5.8723.9675-4.5345.872-5.8723.9675*0.8=3.174-4.534*0.8=3.6270.1140.1140.0770.0880.1140.1140.0620.07()0.1210.1210.080.0920.1210.1210.0640.073 385385254292385385203232选配钢筋130130150150130130200200实配钢筋面积/387387335335387387251 251中间区板带（轴线间），各内区格板四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；，此值大于，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。（5） 确定各种构造配筋1、 分布钢筋选用2、嵌入墙内的板面附加钢筋选用3、垂直于主梁的板面附加钢筋选用4、板角构造钢筋:选用,双向配置板四角的上部。（6）绘制板的配筋示意图采用弯起式筋,详见板的配筋图4、 次梁设计根据本厂房楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的荷载折减。（1） 荷载设计值永久荷载设计值 板传来的永久荷载 3.5282.5=8.82 次梁自重 次梁粉刷 小计 可变荷载设计值 荷载总设计值 （2） 内力计算按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm650mm。计算跨度： 边跨 故取 中间跨 计算跨度相差，说明可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见下图：67506600660066006750g+q=32.805kN/m2次梁的尺寸h=500h=650120300300主梁次梁由表连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数和表连续梁考虑塑性内力重分布的剪力计算系数可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值： （边支座） （边跨中） （离端第二支座） （中间支座） （中间跨跨内）剪力设计值： （端支座右侧） （离端第二支座左侧） （离端第二支座右侧） （中间支座左右侧）（3） 截面承载力计算正截面受弯承载力计算时，跨内按T型截面计算，翼缘宽度取、第二跨和中间跨 次梁高h=500mm，梁翼缘厚 应取上述四者中的最小值，故取。判别T形截面类型： 故属于第一类T型截面。环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm。假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径20mm，则离端第二支座按布置二排纵向钢筋，其他中间支座按布置一排纵向钢筋。C30混凝土，；纵向钢筋采用HRB335级钢筋，。正截面承载力计算过程列于下表： 连续次梁正截面承载力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135.88-135.8889.31-102.07（）=0.039=0.251=0.025=0.1690.03980.2940.0250.1860.98010.8530.98750.907 =1004.6=1220.7=655.4=815.5选配钢筋418318+118+116116+218216+218实配钢筋面积/10181219.1710.1911.2 计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布原则；，此值大于，满足最小配筋率要求。 次梁的斜截面受剪承载力：斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：，因，截面尺寸按下式验算：故截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用HPB300级钢，双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由，可得到箍筋间距:调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距，截面高度在300500mm的梁，最大箍筋间距200mm最后取箍筋间距 。为方便施工，沿梁长不变。 验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：实际配箍率，满足要求。5、 主梁设计主梁按弹性理论设计（1） 荷载计算为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。永久荷载标准值： 次梁传来的永久荷载 主梁自重（折算为集中荷载） 主梁两侧15mm厚抹灰（折算为集中荷载） 26 可变荷载设计值： （2） 内力计算柱的截面尺寸为，因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算。主梁的截面几何尺寸及计算简图如下：h=650h=8071807100h=5002500250075007500=145.76KN=106.88KN75002500250025002500250025002500 主梁的计算简图计算跨度：中间跨 故取边跨故取较小值 故可按等跨设计。（3） 内力设计值及弯矩包络图1）弯矩设计值弯矩 式中系数由等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表相应栏内查得。2）剪力设计值剪力 式中系数由等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表相应栏内查得。主梁弯矩计算序号荷载简图边跨跨内中间支座中间跨跨内中间支座最不利组合+511.52-359.43-91.69-359.43+146.4-359.43272.35-359.43+445.93-554.02239.55-311.32主梁剪力计算序号荷载简图端支座中间支座最不利组合+204.57-300.71（106.88）-106.88（300.71）+178.77-326.51（285）-221.74（148.39）将以上最不利组合下的弯矩图和剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得到主梁的弯矩包络图。 弯矩包络图（kN·m)（4） 配筋计算 1）确定T形截面翼缘计算宽度主梁的跨内截面按T形截面计算，确定T形截面受压翼缘计算的宽度如下：边跨，故取。中间跨，故取。取。2） 判别T形截面类型 故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座按矩形截面计算，取。3） 主梁的正截面受弯和斜截面受剪承载力计算结果分别如下表所示：主梁的正截面受弯承载力计算截 面1（边跨跨中）B（中间支座）2（中间跨跨内）弯矩M511.52-554.02272.35-91.69=50.528-503.49或0.0380.3370.0200.057 0.0390.4290.0200.0590.9810.78550.990.97052826.23621.41491.1512.1选用钢筋625222+432325222实际钢筋截面面积（mm2）2945.439771472.7760主梁的斜截面受剪承载力计算截面端支座内侧离端第二支座左侧右侧204.57-326.51285632.8>V632.8>V632.8>V177.177<V177.177<V177.177<V 选配箍筋双肢箍筋双肢箍筋双肢箍筋101101101652.6119.7165.8实配箍筋间距/mm200200200 266.6266.6353108.4选配弯起钢筋122116实配弯起钢筋面积380.1201.1验算最小配箍率： 满足要求。4） 主梁支承次梁处吊筋计算由次梁传给主梁的集中荷载为吊筋计算： 故选220.5）次梁两侧附加横向钢筋计算：次梁传给主梁的集中荷载为，附加箍筋布置范围：。取附加箍筋双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，排，次梁两侧各布置3排。则由：主梁的配筋如下图所示：施工说明:1本工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。2 采用下列规范： 1 混凝土结构设计规范GB50010-2010 2 建筑结构荷载规范GB50009-20103 荷载取值：楼面可变荷载标准值7.5kN/。4混凝土强度等级C30，梁内钢筋受力筋采用HRB335级钢，其余采用HPB300级钢。板内钢筋采用HPB300级钢。5 板纵向钢筋的混凝土保护层厚度15mm，梁最外层钢筋的混凝土保护层厚度20mm。16