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课程设计答案

《混凝土结构与砌体结构》

课程设计

班级

学号：

姓名

整体式单向板肋梁楼盖设计

一、设计资料

（1）楼面做法：

30mm厚水磨石地面，（10厚面层，20厚水泥砂浆打底）板底15厚石灰砂浆抹灰，现浇钢混楼面梁板。

（2）恒荷载：

钢筋混凝土容重25KN/m3，水泥砂浆20KN/m3，水磨石容重0.65KN/m3，石灰砂浆抹灰17KN/m3，分项系数γG=1.2，楼面活荷载标准值8KN/m3，分项系数γQ=1.3

（3）材料：

混凝土采用C25，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，梁内受力钢筋为HRB335级，fy=300N/mm2，其余钢筋为HPB300级，fy=270N/mm2。

二、楼盖梁板结构平面布置及确定截面尺寸

（1）梁格布置：

楼盖的梁板结构平面布置见图1-1。

主梁、次梁的跨度都为6.0m，板的跨度为2.0m，跨长均处合理跨度范围内。

（2）截面尺寸

板厚按h=（1/40~1/30）l0=50~67mm

考虑到工业楼面最小板厚要求故取h=80mm

次梁h=（1/18~1/12）l0=334~500mm取h=450mm

b=（1/3~1/2）h=150~225mm取b=200mm

主梁h=（1/14~1/8）l0=429~750mm取h=700mm

b=（1/3~1/2）h=233-350mm取b=300mm

柱子截面尺寸为400×400mm

三、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：

水磨石面层

80mm钢筋混凝土板

15mm石灰砂浆抹灰

恒载：

活载：

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2，所以活荷载分项系数取1.3。

于是板的设计值总值：

=

（2）板的计算简图：

如图1-2所示

取1m宽板带作为计算单元，由于板两端与支撑构件整浇，所以跨度都为

==2000-200=1800mm

（3）内力计算及配筋

由于跨度差为零小于10%，故可按等跨连续板计算内力。

各截面的弯矩计算见表3-1。

表3-1

截面

边跨中

第一内支座

中间跨中

中间支座

弯矩计算系数

+1/11

4.1

-4.1

2.81

-3.21

（4）截面强度计算

由题知：

则

，

表3-2正截面强度计算

截面

边跨跨中

B支座

中间跨跨中

中间支座

M（）

4.1

-4.1

2.81×0.8

-3.21×0.8

0.114

0.114

0.063

0.071

0.939

0.939

0.967

0.963

（mm2）

294

294

141

178

实际配筋

（mm2）

～⑨轴线

8@160

AS=314

8@160

AS=314

8@250

AS=201

8@250

AS=201

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（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。

为了施工方便，在同一板中钢筋直径的种类不宜超过两种，且相邻跨跨中及支座钢筋宜取相同的间距或整数倍。

且由于q/g=2.98<3，所以取a=ln/4=450

计算结果表明：

相对受压区高度均小于0.35，符合塑性内力重分布原则；板的全截面配筋率As/bh=201/1000×80=0.25%，大于0.45ft/fy=0.45×1.27/270=0.21%，同时大于0.2%，满足受弯构件最小配筋率的要求。

（5）确定各种构造钢筋：

1）分布筋选用6@200。

2）板面附加钢筋选用8@200。

3）垂直于主梁的板面附加钢筋选用8@200。

4）板角构造钢筋:

选用8@200，双向配置板四角的上部。

（6）绘制板的配筋示意图：

如图1-3所示

四、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：

（1）荷载计算：

由板传来：

次梁肋自重：

次梁粉刷重

恒载：

活载：

设计值总值：

=

（2）确定计算跨度及计算简图。

塑性内力重分布计算时，由于次梁与支撑构件整浇，所以其计算跨度：

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如图1-4所示：

（3）内力计算：

由可计算出、、、，计算结果如下表：

截面位置

边跨跨中

第一内支座

中间跨跨中

中间支座

α

1/11

-1/11

1/16

-1/14

由可计算出、、、，计算结果如下表：

截面位置

A支座

B支座左

B支座右

C支座

0.45

0.60

0.55

0.55

（4）正截面承载力计算：

次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。

梁高：

翼缘厚：

判定T形截面类型：

故各跨中截面属于第一类T形截面。

次梁正截面承载力计算见下表：

截面

边跨跨中

B支座

中间跨跨中

中间支座

弯矩M

89.26

-89.26

61.37

-70.13

b或b（mm）

1900

200

1900

200

2

0.023

0.223

0.016

0.175

0.988

0.872

0.999

0.903

728

824

489.8

631.4

选用钢筋

318

418

218

416

实际钢筋截面面积（mm2）

763

1017

509

804

可知支座截面处的相对受压区高度均小于0.35，符合实现塑性内力重分布的要求，受拉区钢筋的全截面配筋率As/bh=509/200×450=0.56.6%大于=0.45ƒt/ƒy=0.45×1.27/300=0.19%,同时也大于0.2%，满足受弯构件最小配筋率的要求。

次梁斜截面承载力计算见下表：

截面

A支座

C支座

V

77.5

103.4

94.74

94.74

截面满足

需按计算配箍筋

箍筋肢数、直径

6双肢

（mm2）

56.6

56.6

56.6

56.6

1362

205

287

287

实配箍筋间距（mm）

150

150

150

150

验算最小配箍率：

sv=Asv/bs=56.6/200×150=0.19%>sv,min=0.24×1.27/270=0.11%符合要求

（5）根据计算结果及次梁的构造配筋要求，绘次梁配筋图，见图2-1。

架立钢筋，lo=6m，应≥10mm,选用216

梁侧构造钢筋，ho=410mm<450mm，故不需要设置。

五、主梁设计（按弹性理论计算）：

（1）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：

主梁自重：

主梁粉刷重：

恒载：

恒载设计值：

活载设计值：

（2）确定计算跨度及计算简图

主梁计算跨度：

由于主梁两端都支撑在柱子上，则

边跨：

，

取

中跨：

平均跨度：

=（6000-5940）/2=5970mm

跨度差：

（6000-5940）/6000=0.1%<10%

计算简图如下：

（3）内力计算：

1）、弯矩设计值：

其中，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。

边跨G=68.43×5.94=407kN·mQ=124.8×5.94=741.3kN·m

中间跨G=68.43×6=410.58kN·mQ=124.8×6=748.8kN·m

平均跨G=68.43×5.97=408.5kN·mQ=124.8×5.97=745.1kN·m

主梁弯矩计算

项次

荷载简图

①

62.93

②

181.03

-99.1

-99.1

③

-33.03

-66.1

④

92.6

73.03

⑤

-22.1

-44.2

73.03

内力组合

①+②

313.5

244

-208.2

-71.6

-71.6

-208.2

①+③

66.27

-3.17

-208.2

177.3

177.3

-208.2

①+④

269.17

155.53

-340.8

100.53

154.8

-175.4

①+⑤

77.2

19

-175.4

154.8

100.53

-340.8

组合项次

①+③

①+③

①+④

①+②

①+②

①+⑤

组合值

66.27

-3.17

-340.8

-71.6

-71.6

-340.8

组合项次

①+②

①+②

①+⑤

①+③

①+③

①+④

组合值

313.5

244

-175.4

177.3

177.3

-175.4

注、分别为第一、第二跨跨中对应于第二个集中荷载作用点处的弯矩值。

2）、剪力设计值：

，其中，可由书中表查可知。

主梁剪力计算

项次

荷载简图

①

②

③

④

⑤

组合项次

①+③

①+④

①+⑤

（）

33.6

-250.3

165.53

组合项次

①+②

①+⑤

①+④

（）

158.3

-97.8

221

主梁弯矩及剪力包络图如下

（4）主梁正截面和斜截面承载力计算：

1）确定翼缘宽度。

主梁跨中按T形截面计算：

边跨，故取

中间跨，故取。

支座截面仍按矩形截面计算

2）判断截面类型。

截面有效高度：

跨中截面，支座截面取

翼缘厚：

判定T形截面类型：

故各跨中截面属于第一类T形截面。

3）截面承载力计算

主梁正截面承载力计算

截面

边跨跨中

B支座

中间跨跨中

弯矩M

313.5

-340.8

177.3

-71.6

—

—

—

313.5

-296.6

177.3

-71.6

0.031

0.220

0.017

0.007

0.984

0.874

0.991

0.997

1621

1839

910.5

365.5

选用钢筋

425

818

225

216

实际钢筋截面面积（mm2）

1964

2036

982

402

（5）斜截面承载力计算：

截面

A支座

V

158.3

-250.3

221

截面尺寸按下面式验算

截面满足要求

按构造配筋

按计算配箍筋

箍筋肢数、直径

双肢8

100.6

—

194

293

实配箍筋间距

150

150

150

验算最小配筋率

满足要求

（6）主梁吊筋计算。

：

次梁传来的的集中荷载：

，

选用218（As=509mm2）

（7）根据构造要求选择构造筋

架立钢筋：

=6m，应≥12mm，为了施工方便选用218

梁侧构造钢筋：

=655mm>4