建构力学课程设计.docx
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建构力学课程设计
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为7.5m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.5m。
楼盖结构的平面布置图如附表1图所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2500/40=62.5㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥80㎜，所以板厚取h=80㎜。
次梁截面高度应满足（1/18~1/12）l=（1/18~1/12）×6000=333~500mm，取h=450mm，截面宽b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）×450=150~225mm，取b=200mm。
主梁截面高度应满足h=（1/14~1/10）=（1/14~1/10）×7500=535~750mm,取h=700mm，截面宽度b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）×700=233~350mm,取b=300mm。
3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）、荷载计算
恒荷载标准值
20mm厚水泥沙浆面层：
0.02×20=0.4kN/㎡
80mm厚钢筋混凝土板：
0.08×25=2.0kN/㎡
15mm厚混合沙浆天棚抹灰：
0.015×17=0.255kN/㎡
小计2.655kN/㎡
活荷载标准值：
6.5kN/㎡
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于
，所以活荷载分项系数取
，
恒荷载设计值：
g=2.655×1.2=3.168kN/㎡
活荷载设计值：
q=6.5×1.3=8.45kN/㎡
荷载设计总值：
g+q=11.635kN/㎡,近似取11.6kN/㎡
（2）、计算简图
取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：
则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为（按一端嵌入墙内另一端与梁整体连接计算）：
l0=ln+0.5h
结构如图：
（3）弯矩设计值
板的弯矩设计值的计算
截面位置
端支座
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中
中间支座
弯矩系数
0
1/11
-1/11
1/16
-1/14
（kN.m）
0
6.30
-6.30
4.54
-5.19
（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm，ho=80-20=60mm,b=1000mm，C30混凝土α1=1.0，fc=14.3N/mm2，HPB235钢筋，fy=210N/mm2。
对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其各内区隔板的四周与梁整体连接，故中间跨跨中和中间支座考虑版的内拱作用，弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。
板配筋计算过程见表。
板的配筋计算
截面位置
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中、中间跨跨中
中间支座
弯矩设计值（
）
6.30
-6.30
4.54
-5.19
αs=M/α1fcbh02
0.12
0.12
0.088
0.101
0.13
0.13
0.092
0.106
轴线
①~②⑤~⑥
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
535
535
378
435
实际配筋（mm2）
Φ8/10@120
Φ8/10@120
Φ8@120
Φ8/10@120
As=537
As=537
419
537
轴线②~⑤（离端第二跨跨中、中间跨跨中和中间支座弯矩设计值可折减20%）
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
535
535
299
344
实际配筋（mm2）
Φ8/10@120
Φ8/10@120
Φ6/8@120
Φ8@120
As=537
As=537
327
419
配筋率验算pmin=0.45ft/fy=0.45×1.43/210=0.3%
P=As/bh=0.9%
0.9%
0.55%
0.70%
（5）板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。
板的配筋图如附表2图所示。
4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）荷载设计值：
恒荷载设计值
板传来的荷载：
2.655×2.5=6.64kn/m
次梁自重：
25×0.2×（0.45-0.08）=1.85kn/m
次梁粉刷：
17×0.015×（0.45-0.08）×2=0.19kn/m
小计g=8.68kN/m
活荷载设计值（由板传来的）：
q=6.5×2.5=16.25kN/m
荷载总设计值：
q+g=31.54kN/m
（2）、计算简图
由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b0.m。
次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：
l01=ln+a/2=（6000-120-300/2）+240/2=5850mm
l011=1.025ln=1.025×（6000-120-300/2）=5873mm
故边跨板的计算跨度取lo1=5850mm
中间跨：
l02=ln=6000-300=5700mm
计算简图如附表2图所示。
（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差（5850-5700）/5700=2.6%小于10%，可按等跨连续梁计算。
由表可分别查得弯矩系数
和剪力系数
。
次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：
次梁的弯矩设计值的计算
截面位置
边跨跨中
离端第二支座
中间跨跨中
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0（m）
l01=5.85
l01=5.85
l02=5.7
l02=5.7
（kN.m）
98.13
-98.13
64.05
-73.20
次梁的剪力设计值的计算
截面位置
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
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
净跨度ln
ln1=5.63
ln1=5.63
ln2=5.7
ln2=5.7
（kN）
79.90
106.54
98.88
98.88
（4）配筋计算
①正截面抗弯承载力计算
次梁支座截面按矩形截面计算，跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：
b’f=lo/3=5850/3=1950mm
b’f=b+Sn=200+（2500-200）=2500mm（sn：
纵肋的净距，即板的净距）
故取b’f＝1950mm
C30混凝土：
α1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=450-35=415mm。
hf’=80mm
α1fcbf’hf’（h0-hf’/2）=1×14.3×1950×80×（415-80/2）=836.55kN.m＞M=98.13kN.m
判别跨中截面属于第一类T型截面。
次梁正截面承载力计算过程列于表。
截面
边跨跨中
离端第二支座
中间跨跨中
中间支座
弯矩设计值（
）
98.13
-98.13
64.05
-73.20
αs=M/α1fcbh02
b取b’f
b
b取b’f
b
0.020
0.224
0.140
0.161
选
配
钢
筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
796
888
553
640
实际配筋（mm2）
416
2
18+
216
316
214+216
As=804
911
603
710
次梁正截面受弯承载力计算
b：
矩形截面宽度（支座截面），b’f：
T形截面宽度（跨中截面）
②斜截面受剪承载力计算：
次梁斜截面承载力计算见下表：
截面
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
V
79.90
106.54
98.88
98.88
296.7＞V
296.7＞V
296.7＞V
296.7＞V
83＞V
83＜V
83＜V
83＜V
选用钢筋
双肢Ф8
双肢Ф8
双肢Ф8
双肢Ф8
101
101
101
101
按构造配箍
469
697
697
实配箍筋间距
200
200
200
200
（5）施工图的绘制
次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：
伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：
l=la=afyd/ft=0.14×300×22/1.43=727.6,取750mm.
伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：
l=12d=12
18=216mm,取250mm.
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12
22=264mm，取300mm.
纵筋的截断点距支座的距离:
l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm.
次梁配筋图如附表3所示。
5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：
（1）荷载设计值。
（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）
次梁传来的荷载：
8.68×6=52.08kN
主梁自重（折算为集中荷载）：
25×0.3×（0.7-0.08）×2.5=11.63kN
粉刷抹灰（折算为集中荷载）17×0.02×（0.7-0.08）×2.5×2=1.05kN
合计（恒荷载设计值）：
G=77.71kN
活荷载设计值（由次梁传来的）：
Q=126.79kN
总计：
77.71+126.79=204.5kN
（2）计算简图
主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:
边跨:
lo1=ln+a/2+b/2=（7500-120-150）+370/2+350/2=7490mm
Lo1=1.025ln+b/2=1.025×（7500-120-150）+175=7483mm
故lo1取7483mm
中跨lo2=7500mm
计算简图如附表2图所示。
（3）、内力设计值计算
因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。
①弯矩值计算：
，式中k1和k2由附表p491查得
主梁的弯矩设计值计算（
）
项次
荷载简图
边跨跨中最大弯矩
中间支座
中间支座
中间跨跨中最大弯矩
弯矩图示意图
1
恒载
0.244
-0.267
-0.267
0.067
2
活载
0.289
-0.133
-0.133
弯矩值与b、c支座相同
3
活载
无最大弯矩（1/3
Mb）42
-0.133
-0.133
0.2
4
活载
0.229
-0.311
-0.089
0.170
5
活载
无最大弯矩（1/3
Mb）28
-0.089
-0.311
0.170
最不利内力组合：
（kN·m）
1+②
417
-282
-282
-87
1+③
184
-282
-282
229
1+④
360
-451
-240
201
1+⑤
170
-240
-451
201
②、剪力设计值：
不同截面的剪力值经过计算如表所示。
主梁的剪力计算（kN）
项次
荷载简图
端支座
中间支座
中间支座
1恒载
0.733
57
-1.267
98
1.00
78
2活载
0.866
110
-1.134
-144
0
0
3活载
-0.133
-0.133
1
-17
-17
127
4活载
0.689
87
-1.311
-166
1.222
155
5活载
-0.089
-11
-0.089
-11
0.778
99
内力不利组合
1+②
167
-242
78
1+
40
-115
205
1+④
144
-265
233
1+⑤
46
-110
176
2矩、剪力包络图绘制
将以上最不利内力组合下的弯矩图和剪力图分别叠画在同一坐标上，即可得到主梁的弯矩图包络图和剪力包络图。
如附表4中所示。
（4）配筋计算承载力计算
C30混凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋HRB335，其中fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2.
①正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
跨中正弯矩按Ｔ形截面计算，因
翼缘计算宽度按lo/3=7.2/3=2.4m和b+Sn=0.3+5.7=6m，中较小值确定，取b’f=2400mm，支座截面按矩形截面计算。
判别跨中截面属于第一类T形截面
正截面受弯承载力的计算过程如下:
表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算
截面
边跨跨中
中间支座（MB）
中间跨跨中
弯矩设计值（kN.m）
417
-404
229
-87
αs=M/α1fcbh02
0.027
0.245
0.015
0.046
0.027
0.286
0.015
0.047
选配
钢筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
2120
2534
1157
447
实际配筋（mm2）
322+225
520+322
320+118
220
2122
2710
1197
628
②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算
验算截面尺寸：
斜截面配筋计算：
截面
支座A
支座
支座
V
167
265
233
665＞V
665＞V
665＞V
186＞V
186＜V
186＜V
箍筋肢数、直径
双肢Ф8
双肢Ф8
双肢Ф8
101
101
101
S=（1.25fyvAsvho）/（V-
）mm
按构造配箍
223
375
实配箍筋间距
250
250
250
Vcs=
+1.25
fyvAsvho/s（仅配箍筋时计算公式）
257
257
257
（该公式为同时配弯起钢筋和箍筋时弯起钢筋面积）
41
选配弯起钢筋
2Ф22
验算最小配筋率
Psv=Asv/bs>0.24ft/fyv,满足要求
说明
上面两项为验算项目
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