19号钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书.docx

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19号钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

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

（1）、楼盖梁格布置：

根据任务要求，L1×L2=6.6m×6.0m，确定主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m。

按高跨比条件要求板的厚度h≥L/40=2200/40=55㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥80㎜，所以板厚取h=80㎜。

（2）、次梁截面高度:

次梁截面高度满足：

h=（1/18~1/12）l=（1/18~1/12）×6000=333~500mm，取h=500mm

截面宽：

b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）×500=167~250mm，取b=200mm。

次梁截面尺寸为：

200mm×500mm

主梁截面高度应满足：

h=（1/14~1/8）l=（1/14~1/8）×6600=6600/14=471~825mm,取h=650mm

截面宽度b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）×650=217~325mm,取b=300mm。

主梁截面尺寸为：

300mm×650mm

楼盖结构的平面布置图如图所示。

2、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/㎡

10mm厚水磨石面层：

0.65KN/㎡

80mm厚钢筋混凝土板：

0.08×25=2.0KN/㎡

20mm厚混合沙浆天棚抹灰：

0.02×17=0.34KN/㎡

小计3.39KN/㎡

活荷载标准值：

5.5KN/㎡

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=3.39×1.2=4.068KN/㎡

活荷载设计值：

q=5.5×1.3=7.15KN/㎡

荷载设计总值：

g+q=11.218KN/㎡

（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：

次梁截面宽为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=

，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：

边跨按以下二项较小值确定：

l01=ln+h/2=（2200-120-200/2）+80/2=2020mm

l011=ln+a/2=（2200-120-200/2）+120/2=2040mm

故边跨板的计算跨度取l01=2020mm

中间跨：

l02=ln=2200-200=2000mm

板的计算简图如图所示。

（3）、弯矩设计值

因边跨与中跨的计算跨度相差（2020-2000）/2100=1.3%<10%，可按等跨连续板计算。

由资料可查得：

板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表：

板的弯矩设计值的计算

截面位置

1

边跨跨中

B

离端第二支座

2

中间跨跨中

C

中间支座

弯矩系数

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0（m）

l01=2.02

l01=2.02

l02=2.00

l02=2.00

（kN.m）

11.218×2.02×2.02/11=4.16

-11.218×2.02×

2.02/11=-4.16

11.218×2.00×

2.00/16=2.80

-11.218×2.00×

2.00/14=-3.21

（4）、配筋计算——正截面受弯承载力计算

板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2，HPB235钢筋，fy=210N/mm2。

对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。

板配筋计算过程见下表

板的配筋计算

截面位置

1

B

2

C

弯矩设计值（

）

4.16

4.16

2.80

3.21

αs=M/α1fcbh02

0.097

0.097

0.065

0.075

0.102

0.102

0.068

0.078

轴线

①~②⑤~⑥

计算配筋（mm2）

AS=ξbh0α1fc/fy

348

348

230

265

实际配筋（mm2）

10@200

10@200

8@200

8@180

As=393

As=393

As=251

As=279

轴线②~⑤

计算配筋（mm2）

AS=ξbh0α1fc/fy

278

278

0.8×230=184

0.8×265=212

10@200

10@200

8@200

8@180

配筋率验算pmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%

0.51%

0.51%

0.45%

0.45%

（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。

板的配筋图如图所示。

3、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：

4.068×2.2=7.458KN/m

次梁自重：

0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52KN/m

次梁粉刷：

2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257KN/m

小计g=10.235KN/m

活荷载设计值：

q=7.15×2.2=15.73KN/m

荷载总设计值：

q+g=15.73+10.235=25.965KN/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b=300mm。

次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：

l01=ln+h/2=（6000-120-300/2）+240/2=5850mm；l01=1.025ln=1.025×6000=6150mm

故边跨板的计算跨度取l01=5850mm；中间跨：

l02=ln=6000-300=5700mm

计算简图如图所示。

（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）/5850=2.56%<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

1

边跨跨中

B

离端第二支座

2

中间跨跨中

C

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=6.0

l02=6.0

（kN.m）

25.965×5.852/11=80.78

-25.965×5.852/11=-80.78

25.965×6.02/16=55.54

-25.965×6.02/14=-63.47

次梁的剪力设计值的计算

截面位置

A

边支座

B（左）

离端第二支座

B（右）

离端第二支座

C

中间支座

剪力系数

0.45

0.6

0.55

0.55

净跨度ln

ln1=5.73

ln1=5.73

ln2=5.7

ln2=5.7

（kN）

0.45×25.965×6.03=66.95KN

0.6×25.965×6.03=89.27KN

0.55×25.965×6.0

=81.40KN

0.55×25.965×6.0

=81.40KN

（4）、配筋计算

①正截面抗弯承载力计算

次梁跨中正弯矩按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：

bf=l0/3=6000/3=2000mm；bf=b+Sn=2000+2000-2000=2000mm

故取bf＝2000mm

C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。

判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。

②斜截面受剪承载力计算（包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算）。

复核截面尺寸：

hw=h0-bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：

0.25bcfcbho=0.25×1.0×11.9×200×465=276.7KN>Vmax=89.27KN，故截面尺寸满足要求

次梁正截面受弯承载力计算

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（

）

80.78

80.78

55.54

63.47

αs=M/α1fcbh02

0.015

0.157

0.011

0.123

0.015

0.172

0.011

0.132

选

配

钢

筋

计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy

551

633

378

487

实际配筋（mm2）

3Ф18

3Ф18

2Ф16+1Ф18

2Ф16+1Ф18

As=763

As=763

As=656

As=656

次梁斜截面承载力计算见下表：

截面

A

C

V

66.95

89.27

81.40

81.40

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

82.7>V

箍筋按构造配筋

82.7

需配箍筋

82.7>V

箍筋按构造配筋

82.7>V

箍筋按构造配筋

选用钢筋

2Ф8@200

2Ф8

2Ф8@200

2Ф8@200

——

100.6

——

——

——

276.1

——

——

实配箍筋间距

——

200

——

——

——

144.1>V

满足

——

——

（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=0.14×300×22/1.27=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=5730/5+20x18=1506mm,取1550mm.

4、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：

10.235×6.3=64.48KN

主梁自重（含粉刷）：

[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.2]×1.2=11.158KN

恒荷载设计值：

G=64.48+11.158=75.64KN

活荷载设计值：

Q=7.15×2.2×6.0=94.38KN

荷载总设计值：

G+Q=75.64+94.38=166.95KN

（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400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:

边跨:

l0=ln+a/2+b/2=（6600-200-120）+400/2+400/2=6430mm

l0=1.025ln+b/2=1.025×（6600-200-120）+200=6480mm

故l0取6430mm

中跨l0=6600mm

计算简图如图所示。

（3）、内力设计值计算及包络图绘制

因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。

为方便计算，取l0=6600mm

①弯矩值计算：

，式中k1和k2由附表1查得。

 Gl=64.48×6.6=499.2

；Ql=94.38×6.6=622.91

主梁的弯矩设计值计算（

）

项次

荷载简图

弯矩图示意图

1

恒载

0.244

-0.267

0.067

-0.267

116.864

-128.071

32.090

-128.071

2

活载

0.289

-0.133

-0.133

-0.133

180.020

-82.847

-82.847

-82.847

3

活载

-0.044

-0.133

0.200

-0.133

-27.408

-82.847

124.582

-82.847

4

活载

0.229

-0.311

0.096

-0.089

142.646

-193.724

59.799

-55.439

5

活载

-0.030

-0.089

0.170

-0.311

-18.482

-55.439

105.894

-193.724

组合项次

Mmin（kN·m）

①+③

①+④

①+②

①+⑤

89.46

-321.80

-50.76

-321.80

组合项次

Mmax（kN·m）

①+②

①+⑤

①+③

①+④

296.88

-183.51

156.67

-183.51

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

①

恒载

0.733

-1.267

1.000

53.192

-91.944

72.568

②

活载

0.866

-1.134

0.000

81.733

-107.027

0.000

④

活载

0.689

-1.311

1.222

65.028

-123.732

115.332

⑤

活载

-0.089

-0.089

0.788

-8.400

-8.400

74.371组合项次

Vmax（kN）①+②①+⑤①+④134.93-100.34187.90组合项次

Vmin（kN）①+⑤①+④①+②44.79-215.6872.57③弯矩、剪力包络图绘制

EMBEDAutoCAD.Drawing.17

（4）、配筋计算承载力计算

C25混凝土，a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/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=6.6/3=2.2m和b+Sn=0.3+6.6-0.3=6.6m，中较小值确定，取b’f=2200mmＢ支座处的弯矩设计值：

MB=Mmax-Vob/2=-301+210.75×0.4/2=-342.26KN·m

判别跨中截面属于哪一类T形截面

a1fcb’fh’f（ho-h’f/2）=1.0×11.9×2200×80×（615-40）=1421.8KN.m>M1>M2.

属于第一类T形截面。

正截面受弯承载力的计算过程如下：

主梁正截面受弯承载力及配筋计算

截面

1

B

2

弯矩设计值（kN.m）

296.88

－321.80

156.67

αs=M/α1fcbh02

0.030

0.238

0.016

0.030<0.518

0.277<0.518

0.016<0.518

选配

钢筋

计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy

1634

2024

856

实际配筋（mm2）

6

20

6

22

4

18

As=1885

As=2285

As=1018

②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算

验算截面尺寸：

hw=ho-b’f=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4

=0.25×1.0×11.9×300×500=446.25KN>Vmax=215.68KN故截面尺寸满足要求

斜截面配筋计算：

主梁斜截面配筋计算

截面

A

V

134.93

-215.68

187.9

548.9>V

截面满足

517.7>V

截面满足

517.7>V

截面满足

164.02>V

构造配筋

154.69

需配箍筋

154.69

需配箍筋

箍筋肢数、直径

2

8

2

8

2

8

——

100.6

100.6

Vcs=

+1.25

fyvAsvho/s

272.3>V

256.8>V

256.8>V

实配箍筋间距

150

150

150

_____

_____

_____

选配弯起钢筋

_____

_____

_____

验算最小配筋率

Psv=Asv/bs=100.6/300×150=0.00224>0.24ft/fyv=0.00145,满足要求

说明

为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150

5、两侧附加横向钢筋的计算：

由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为:

F=1.2×64.48+1.3×8×2×6.3=208.04KN

所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:

As=F/2fysina=215680/（2×300×sin45°）=491.0mm2

选用2

20（As=628）

（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断

①按比列绘出主梁的弯矩包络图

②按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：

弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。

按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。

当

时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于

。

若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。

钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于

。

主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：

梁顶面纵筋的锚固长度：

l=la=afyd/ft=0.14×300×22/1.27取880mm.

梁底面纵筋的锚固长度：

12d=12

22=264mm，取300mm

③检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。

主梁的材料图和实际配筋图如图所示。