学士单向板肋形楼盖课程设计土木毕业设计计算书+CAD图纸.docx
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学士单向板肋形楼盖课程设计土木毕业设计计算书+CAD图纸
湖南农业大学课程设计
课程名：
《水工钢筋混凝土结构学》
题目：
单向板肋形楼盖设计
班级：
07级水利水电工程一班
学号：
200740616118
姓名：
xx
单向板肋形楼盖设计
1.设计任务书
1.1设计资料
某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
1楼层平面
L1=18mL2=30m墙体厚度：
370mm
板搁置长度：
120mm次梁搁置长度：
240mm主梁搁置长度：
240mm
2.建筑位于非地震区
3.结构安全级别为Ⅱ级
4.结构环境类别为一类
5.建筑材料等级：
混凝土：
梁、板C20
钢筋：
板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋Ⅰ级梁中受力筋Ⅱ级
6.荷载：
钢筋混凝土重力密度：
25kN/m3
水磨石面层：
0.65kN/m2
石灰砂浆抹面15mm：
17kN/m3
楼面活荷载：
4kN/m2
（建议尺寸：
柱=350mm×350mm）
1.2设计要求
板的设计：
按考虑塑性内力重分布方法计算
次梁的设计：
按考虑塑性内力重分布方法计算
主梁的设计：
按弹性理论分析方法计算
1.3设计成果
（1）设计计算书一份，包括封面，设计任务书，目录，计算书等
（2）图纸A3
（3）结构平面图布置及板配筋图
（4）次梁配筋图
（5）主梁配筋图
2.计算书
2.1.结构平面图布置
确定主梁的跨度为10m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置3根次梁，板的跨度为2.5m，柱350mmX350mm。
楼盖结构的平面布置图如图2-1所示。
按高跨比条件要求板的厚度
，对工业建筑的楼板，要求
，所以板厚取
。
次梁截面高度应满足
，取h=450mm，截面宽
，取b=200mm。
主梁截面高度应满足
取h=700mm，截面宽度取为
，柱的截面尺寸b×h=350×350mm2。
图2-1楼盖结构平面布置
Fig.2-1Floorsystemplan
2.2板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
2.2.1荷载计算
恒荷载标准值
15mm石灰砂浆抹面：
0.015*17=0.255KN/m2
80mm钢筋混凝土：
0.08*25=2KN/m2
水磨石面层：
0.65KN/m2
qk=2.905KN/m2
活荷载标准值：
gk=4KN/m2
总荷载g+q=1.05qk+1.2gk=7.85KN/m2
2.2.2计算简图
取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图2-2（a）所示，由图可知：
次梁截面为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：
边跨l1：
ln+a/2=（2500-120-100）+120/2=2340
1.1*ln=1.1（2500-100-120）=2508
取l1=2340mm
中跨l2：
ln+h/2=（2500-100-100）+100/2=2350
1.1*ln=1.1（2500-100-100）=2530
取l2=2350mm
图2-2（a）板的实际结构
Fig.2-2Therealsituationofthefloor
图2-2（b）板的计算简图
Fig.2-2Boardcalculationdiagram
2.2.3弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相（2350-2340）/2350<10%，可按等跨连续板计算
由表12-2可查得板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见表2-3
表2-3板的弯矩设计值的计算
Tab2-3Boardrightsectionsupportingcapacitycomputation
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=2.34
l01=2.34
l02=2.35
l02=2.35
（kN.m）
3.91
-3.91
2.71
-3.10
（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算
h0=80-20=60mmb=1000mmC20fc=10N/mmИ级钢fy=210N/mm
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%。
板配筋见表2-4
表2-4板的配筋计算
Tab.2-4Theboardcalculationreinforcingsteelbar
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值M（
）
3.91
-3.91
2.71
-3.10
αs=γdM/fcbh02
0.1303
0.1303
0.0903
0.1033
0.1401
0.1401
0.0948
0.1093
轴线
①~②
⑤~⑥
计算配筋（mm2）
AS=fcξbh0/fy
400.2
400.2
270.9
312.3
实际配筋（mm2）
8@125
8@125
6/8@140
8@160
As=402
As=402
As=280
As=314
轴线②~⑤
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0fc/fy
400.2
400.2
0.8×270.9=216.7
0.8×312.3=249.8
实际配筋（mm2）
8@125
8@125
6@130
8@200
As=402
As=402
As=217
As=251
配筋率验算
ρmin=0.12%
0.503%
0.503%
0.271%
0.31%
2.3次梁的设计——按考虑塑性内力重分布设计
2.3.1荷载设计值：
恒荷载设计值
板传来的恒荷载：
1.05*2.905*2.5=7.626KN/m
次梁自重：
1.05*0.20*（0.45-0.08）*25=1.94KN/m
次梁粉刷：
1.05*2*0.015*（0.45-0.08）*17=0.198KN/m
小计g=9.764KN/m
活荷载设计值：
q=1.2*4*2.5=12KN/m
荷载总设计值：
q+g=10.072+12=21.764KN/m
2.3.2计算简图
由次梁实际结构图（2-5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：
边跨l1：
ln+a/2=（6000-120-300/2）+240/2=5850mm
1.05ln=6017mm
取l1=5850mm
中跨l2：
l2=ln=6000-300=5700mm
图2-5（a）次梁的实际结构
Fig.2-5（a）Therealsituationofsecondarygirder
图2-5（b）次梁的计算简图
Fig.2-5（b）Secondarygirdercalculationdiagram
2.3.3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<10%，可按等跨连续梁计算。
由书P200表9-3，9-4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2-6和表2-7
表2-6次梁的弯矩设计值的计算
Tab.2-6Bendingcalculation
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
计算跨度l0
（m）
l01= 5.850
l01=5.700
l02=5.700
（kN.m）
67.71
-64.28
44.19
表2-7次梁的剪力设计值的计算
Tab.2-7Shearingforcecalculation
截面位置
A
边支座
B（左）
离端第二支座
B（右）
离端第二支座
剪力系数
0.45
0.6
0.55
净跨度ln
ln1=5.850
ln1=5.700
ln2=5.700
（kN）
57.29
74.4
68.2
2.3.4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=2000ORb+Sn=2500
取bf，=2000mm
C2Ofc=10；二级钢fy=310；一类环境a=35ho=450-35=415mm
判别跨中截面属于哪一类T形截面
fcbf，hf（ho-hf/2）=10*2000*80*（415-40）=600KNm>M
支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表2-8。
表2-8次梁正截面受弯承载力计算
Tab.2-8Secondarygirderrightsectionsupportingcapacitycomputation
截面
1
B
2
弯矩设计值（
）
67.71
-64.28
44.19
αs=γdM/fcbf，h02
0.0236
0.0224
0.0154
0.0239
0.0227
0.0155
选
配
钢
筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbf，h0fc/fy
640.0
607.8
415.0
实际配筋（mm2）
2Ф16+1Ф14
3Ф 16
2Ф16
As=656
As=607
As=402
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=ho=415mm,fc=10
hw/b=415/200<4.0
0.25fcbho=0.25*10*200*415=415KN>γdV
故截面尺寸满足抗剪要求。
表2-9次梁斜截面计算
Tab.2-9Secondarygirderobliquesectionstrengthcalculation
截面位置
A
边支座
B（左）
离端第二支座
B（右）
离端第二支座
V（kN）
57.29
74.4
68.2
0.07fcbho=58.1
<58.1，截面尺寸合适，构造配箍
>58.1，截面尺寸合适，按计算配箍
>58.1，截面尺寸合适，按计算构造配箍
1.25fyv
ho
16.3
10.1
箍筋间距S（用Ф6双肢箍）
381>200mm
587>200mm
综合以上，全梁采用
6@200双肢箍筋。
2.3.5施工图的绘制
次梁配筋图如1-35（c）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：
伸入墙支座时，梁纵筋的锚固长度按确定：
l=12d=12
16=192mm
次梁布筋图见附图
2.4主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：
2.4.1荷载设计值。
（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）
次梁传来得恒载9.764*6.000=58.58KN
主梁自重（含粉刷）：
[（0.70-0.08）*0.3*2.5*25+2*（0.7-0.08）*0.015*2.5*17]*1.2=14.9KN
恒荷载：
G=73.5KN
活荷载：
Q=12*6.000=72KN
2.4.2计算简图
主梁得实际结构如图示，由图可知，主梁端部支承在墙上得支承长度a=370mm，中间支承在350mm*350mm的混凝土住上，其跨度按以下方法确定：
边跨lo=ln+a/2+b/2=10000-350/2-120+370/2+350/2=10065mm
lo=1.025ln+b/2=1.025*（10000-350/2-120）+350/2=10123mm
取lo=10065mm
中跨lo=ln+b=10000-350+350=10000mm
图2-10（a）主梁的实际结构
Fig.2-10（a）Therealsituationofkingpost
图2-10（b）主梁的计算简图
Fig.2-10（b）Kingpostcalculationdiagram
2.4.3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。
①弯矩值计算：
，式中k1和k2由附表1查得
表2-11主梁的弯矩设计值计算（
）
Tab.2-11Bendingcalculation
荷载布置
K
M1
K
M2
K
M3
K
MB
K
M4
K
M5
G1
0.2637
195.1
0.314
232.3
0.11315
83.7
-0.372
-274.3
0.00145
1.1
0.128
94.1
Q2
0.32885
238.3
0.407
294.9
0.25255
183.0
-0.186
-134.4
-0.18235
-131.3
-0.186
-133.9
Q3
-0.06515
-47.2
-0.093
-67.4
-0.1394
-101.0
-0.186
-134.4
0.1838
132..3
0.314
226.1
Q4
0.24285
176.0
0.283
205.1
0.07575
55.0
-0.434
-313.5
0.01685
12.1
0.221
159.1
Q5
-0.0443
-32.1
-0.062
-44.9
-0.102
-73.9
-0.124
-89.6
0.1684
121.2
0.221
159.1
组合形式
1+2
433.4
527.2
266.7
-408.7
-130.2
-39.8
1+3
147.9
164.9
-17.3
-408.7
1.1
320.2
1+4
371.1
437.4
138.7
-587.8
13.2
253.2
1+5
163
187.4
9.8
-363.9
122.3
253.2
最不利组合
Mmax组合
1+2
1+2
1+2
1+5
1+5
1+3
Mmax组合值
433.4
527.2
266.7
-363.9
122.3
320.2
Mmin组合
1+5
1+3
1+3
1+4
1+2
1+2
Mmin组合值
163
164.9
-17.3
-587.8
-130.2
-39.8
②、剪力设计值：
不同截面的剪力值经过计算如表2-22
表2-12主梁的剪力计算（kN）
Tab.2-12Shearingforcecalculation
项次
荷载简图
①
恒载
1.2587
92.5
-1.872
-137.6
1.5
110.3
②
活载
1.4447
104.0
-1.686
-121.4
0
0
活载
-0.186
-13.4
-0.186
-13.4
1.5
108
④
活载
1.066
76.8
-1.934
-139.2
1.81
130.3
⑤
活载
0.0067
0.5
-0.124
-8.9
1.19
85.7
①+②
196.5
-259
110.3
①+
79.1
-151
218.3
①+④
169.3
-276.8
240.6
①+⑤
93
-146.5
196
Vmax
组合项次
①+②
①+⑤
①+④
组合值
196.5
-146.5
240.6
Vmin
组合项次
①+
①+④
①+②
组合值
79.1
-276.8
110.3
③弯矩、剪力包络图绘制
图2-13主梁弯矩包络图和剪力包络图
Fig.2-13Theenvelopdiagramofbendingandshearingaboutthekinggirder
2.3.4配筋计算承载力计算
C20fc=10；混凝土纵向钢筋二级钢,fy=310；复筋一级钢fy=210
1正截面受弯承载力计算及纵筋的计算
确定跨度
边跨：
bf，=lo/3=10065/3=3355
bf，=b+sn=300+（10000-350/2+370/2）=9940
取bf=3355mm
中跨：
bf，=lo/3=10000/3=3333
bf，=b+sn=300+（10000-350）=9950.
取bf，=3333mm
跨中正弯矩按Ｔ形截面计算，判别跨中截面属于哪一类T形截面
双排钢筋ho=h-80=620mm
fcbf，hf（ho-hf/2）=10*3355*80*（620-80/2）=1556.7KN.m>γdMmax
属于第一类T形截面。
正截面受弯承载力的计算过程如下，见表2-23
表2-14主梁正截面受弯承载力及配筋计算
Tab.2-14Kingpostrightsectionisbentthesupportingcapacity
截面
边跨中
B支座（M-V*bz/2）
中间跨
弯矩设计值（kN.m）
527.2
-532.4
122.3
320.2
αs=γdM/fcbf，h02
0.050<0.544
0.051<0.544
0.012<0.544
0.0030<0.544
选配
钢筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0fc/fy
3355
3422
800
2000
实际配筋（mm2）
6Ф25
1Ф22
7Ф25
1Ф25
1Ф20
4Ф25
As=3325
As=3436
As=805
As=1964
②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算
验算截面尺寸：
hw/b=（620-80）/400=1.35<4.0
0.25fcbho=0.25*10*300*620=465KN
γdV=1.2*240.6=288.7<0.25fcbho
故截面满足抗剪要求
表2-15主梁斜截面强度计算表
Tab.2-15Kingpostobliquesectioniscutthesupportingcapacitycomputation
支座
A
BL
BR
V
196.5
-276.8
240.6
108.5
实配箍筋
初配
8@200双肢箍
（130.2+46.4）/1.2=147.2
实配弯起筋
1Ф22
2Ф25
1Ф25
Vsb=
69.4
179.4
82.2
Vc=Vcs+Vsb
216.6
326.6
229.4
主梁配筋详细见附图
参考文献：
河海大学等编，《水工钢筋混凝土结构学第三版》，中国水利水电出版社，1996
江见鲸主编《钢筋混凝土基本构件设计》，清华大学出版社，1988
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