混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖.docx

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混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖

混凝土结构课程设计

学生：

xxx

学

号：

xxxz

指导教师：

xxx

所在学院：

xxx

专

业：

土xxxx

中国·

2012年4月

1设计资料.1

2板的设计.1

2.1荷载.2

2.2力计算.3

2.3截面承载力计算.3

3次梁设计.4

3.1荷载.4

3.2力计算.5

3.3截面承载力计算.5

4主梁计算.7

4.1荷载.7

4.2力计算.8

4.3截面承载力计算.12

4.4主梁吊筋计算.14

参考文献.14

多层工业厂房单向板肋梁楼盖

1设计资料

某多层工业厂房设计使用年限为50年，安全等级为二级，环境类别为一类。

结构形式采用框架结构，其中梁柱线刚度比均大于3。

楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，厂房底层结构布置图见图1。

楼面做法、边梁、墙、及柱的位置关系见图2。

图1底层结构布置图

楼面活荷载标准值8kN/m2，楼面面层为20mm水泥砂浆，梁板的天棚抹灰为20mm厚混合砂浆。

材料选用混凝土：

采用C30（fc=14.3N/mm2）钢筋：

梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋（fy=300N/mm2），其余采用HRB300级钢筋（fy=270N/mm2）。

2板的设计

板按塑性力重分布方法设计。

按刚度条件板厚要求

图2节点详图

取h=L/30=2000/30≈67mm，工业厂房楼面最小厚度为70mm，取板厚h=80mm。

取次梁截面

高度h=450mm（L/18=6000/18=333mm～L/12=6000/12=500mm）,截面宽度b=200mm（h/2.5=450/2.5=180mm～h/2=450/2=225mm），主梁和次梁采用HRB335级，其余均采用HPB300级钢筋；板的L2/L1=6000/2000=3，宜按单向板设计。

板的几何尺寸和计算简

图见图3

2.1荷载

2.2

恒载标准值

③荷载组合值：

Q=1.3

gq=1.2gk+1.3qk=1.2×2.74+1.3×8=13.69kN/m2

2

gq=1.35gk+1.3×0.7qk=1.35×2.74+1.3×0.7×8=10.98kN/m2

图3板的几何尺寸和计算简图（单位：

mm）

取g

q=13.69kN/m

2

2.3力计算

取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为：

中间跨：

l0=ln=2.0m-0.2m=1.80m

边跨：

l0=ln=2.0-0.20/2+0.025=1.925m

1.9251.8

边跨和中间跨的计算跨度相差：

1.9251.8100%6.9%10%

1.8

故可按等跨连续板计算力，各截面的弯矩计算见表1。

表1板各截面弯矩计算

截面

边支座

边跨中

第一支座

中间跨中

中间支座

弯矩计算系数m

1

1

1

1

1

16

14

11

16

14

Mm（gq）l02（kNm）

-3.17

3.62

-4.61

2.77

-3.17

2.4截面承载力计算

取板的截面有效高度h0=80-20=60mm（环境类别为一类）,各截面配筋计算见表2

表2板的各截面承载力计算

截面

边支座

边跨中

第一

支座

中间跨中

中间支座

在平面图位置

①～⑧轴间

①～⑧轴间

①～⑧轴间

①～②

⑦～⑧轴间

②～⑦轴间

①～②

⑦～⑧轴间

②～⑦轴间

M（kN/m）

-3.17

3.62

-4.61

2.77

2.22

-3.17

-2.54

Ms1fcbh02

0.062

0.070

0.090

0.054

0.043

0.062

0.049

112s

0.064

0.073

0.094

0.056

0.044

0.064

0.050

1fcbh0

203.5

232.0

298.7

178.0

139.8

203.5

158.9

A

fy

φ8

φ8

φ8

φ8

φ8

φ8

φ8

选配钢筋

200

200

160

200

200

200

200

实配钢筋面积（mm2）

251

251

314

251

251

251

251

注：

表中对于②～⑦轴间板带的中间跨中和中间支座考虑板的拱作用，故弯矩降低0.2

3次梁设计

取主梁的梁高h=650mm（L/12=6000/12=429mm～L/8=6000/8=750mm）,宽b=250mm次,

梁的截面尺寸及支撑情况见下图4。

图4次梁几何尺寸及支承情况（单位：

mm）

3.1荷载

1

恒载

2

②楼面使用活荷载

③荷载组合设计值

gk=7.58kN/m

qk=8.0×2=16.0kN/m

gq=1.2gk+1.3qk=1.2×7.58+1.3×16.0=29.90kN/m

gq=1.35gk+1.3×0.7qk=1.35×7.58+1.3×0.7×16.0=24.79kN/m

取gq=29.90kN/m

3.2力计算

按塑性力重分布方法计算次梁力。

计算跨度为：

中间跨：

l0ln6.00.255.75m

边跨：

l0ln6.00.25/20.0255.85m

5.855.75

边跨和中间跨的计算跨度相差：

5.855.75100%3.48%10%

5.75故可按等跨连续次梁计算。

剪力计算时跨度取净跨，计算简图如图5所示

图5次梁计算简图

次梁力计算见下表3、表4：

表3次梁弯矩计算

截面

边支座

边跨跨

支座

中间跨中

中间支座

弯矩计算系数m

1

1

1

1

1

24

14

11

16

14

Mm（gq）l02/（kNm）

-44.11

73.84

-96.23

60.34

-70.61

表4次梁剪力计算

截面

边支座

第一支座（左）

第一支座（右）

中间支座

剪力计算系数

0.50

0.55

0.55

0.55

V=gqln/（KN）

88.95

97.85

94.56

94.56

3.3截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面进行计算，翼缘计算宽度取以下三者较小值：

'15.75

①按计算跨度l0考虑：

b'f1l05.751.92m

f303

3按梁肋净距sn考虑：

b'fsnb1.21.82.0m

`h`f

4按翼缘高度hf`考虑：

f0.1950.1可不考虑此种情况,

fh0

故取b`f=1.92m

判别各跨中截面属于哪一类形：

取h0=450-40=410mm

b'fh'ffc（h0h'f/2）19208014.3（41080/2）812.7kNm73.84kNm

故属于一类倒T形截面

支座截面按矩形截面计算，跨中及支座截面均按一排筋考虑，取h0=450-40=410mm.

次梁正截面承载力见下表5，斜截面承载力见下表6。

表5次梁正截面承载力计算

截面

边支座

边跨中

第一支座

中间跨中

中间支座

M/（kNm）

-44.11

73.84

-96.23

60.34

-70.61

Ms1fcbfh20

0.092

0.016

0.2

0.013

0.147

0.097<

0.016<

0.225<

0.013<

0.159<

112s

0.35

b0.55

0.35

b0.55

0.35

rs0.5（112s）

0.952

0.992

0.887

0.993

0.920

AM

376.6

605.2

882.0

494.0

624.0

As2

rshofy（mm2）

选配钢筋

216

220

220+118

218

216+118

2

实配钢筋面积/mm

402

628

882.5

509

656.5

注：

pmin（0.2,45fft）%min0.2%,p均大于pmin，考虑塑性力重分布要求，满足0.35fy

表6次梁斜截面承载力计算

截面

边支座

第一支座（外）

第一支座（）

中间支座

V/kN

88．95

97.85

94.56

94.56

0.25cfcbh0/N

293150>V

293150>V

293150>V

293150>V

0.7ftbh0/N

82082

82082

82082

82082

选用箍筋

2Φ8

2Φ8

2Φ8

2Φ8

2

AsvnAsv1/mm2

100.6

100.6

100.6

100.6

fyvAsvh0S=

V0.7ftbh0

1621.5

706.3

892.5

892.5

实配箍筋间距（mm）

200

200

200

200

4主梁计算

主梁按弹性理论计算主梁力，不考虑塑性力重分布。

已知柱截面尺寸为450mm×450mm，主梁的梁高h=650mm，宽b=250mm，主梁的几何尺寸与支承情况如图6所示。

图6主梁几何尺寸及支承情况（单位：

mm）

4.1荷载

①恒荷载

由次梁传来7.586.042.27kN

主梁自重（折算为集中荷载）0.25（0.650.08）2.0257.13kN梁侧抹灰（折算为集中荷载）2×0.015×（0.65-0.08）×2.0×17=0.58kN

Gk=53.19kN

②使用活荷载Qk16.06.096.00kN

③荷载组合设计值

G+Q=1.2Gk+1.3Qk=1.2×53.19+1.3×96.0=188.63kN

G+Q=1.35Gk+1.3×0.7Qk=1.35×53.19+1.3×0.7×96.0=159.17kN

取G=1.2×53.19=63.83kNQ=1.35×96.0=124.8kN

4.2力计算

计算跨度如下：

中间跨：

l0ln6.0m

边跨：

l0ln6.0m

中间跨跨度和边跨跨度相等，故可按等跨连续次梁计算。

计算简图见下图7。

各种荷载工况下的主梁力计算见表7

力计算过程见表8

表8力计算

荷载工况

弯矩（KN.m）

剪力kN

M1

KGl

0.24463.836.0093.45

VA

K1G

0.73313.8346.79

MB

KGl

0.26763.836.00102.26

V1右

VAG

46.79

63.8317.04

①

M2

KGl

0.06763.836.0025.66

VB左

K1G

1.267

63.8380.87

Ma*

63.83

2.02/3

102.2654.49

VB右

K1G

1.063.8363.83

V2左

VB右

G0

M1

0.289

124.86

216.40

VA

0.866

124.8108.1

MB

0.133

124.86

99.59

V1右

108.1

124.8

16.7

②

M2

99.59

VB左

1.134124.8

141.5

Ma*

124.8

2.02/3

99.59182.21

VB右

0

M1

0.133/3124.8632.95

VA

0.133

124.8

16.6

③

MB

0.133

124.86

99.59

V1右

VB左

16.6

M2

0.2124.86149.76

VB右

1.0

124.8

124.8

Ma*

2/3（

99.59）

66.39

MB

0.311

124.86

232.88

VA

0.689

124.886.0

MC

0.089

124.861.866.64

V1右

86.0

124.8

38.8

M1

124.8

2.01/3

232.88171.97

VB左

1.33

124.8

163.6

④

Ma

124.8

2.02/3

232.8894.35

VB右

1.222

124.8

152.5

M2

124.8

2.02/3

232.881/366.64

V2右

152.5

124.8

27.7

72.13

V2右

0.089

124.8

11.1

M2

0.170

124.86

127.30

最不利力组合见下图8所示

图（a）

图（b）

图（c）

图8主梁最不利力组合图（a）、图（b）及图（c）

主梁的包络图与剪力图见下图9

4.3截面承载力计算

主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度取以下三者较小值：

①按计算跨度l0考虑：

b'f1l06.02.0m

33

1按梁肋净距sn考虑：

b'fsnb6.0m

2按翼缘高度hf`考虑：

hf800.13110.1可不考虑此种情况

fh0610

故取b`f=2000mm,h0=650-40=610mm

判别T形截面类型：

1b'fh'ffc（h0h'f/2）1.020008014.3（61080/2）1304.2kNmM173.32kNm

故属于第一类T形截面。

主梁支座截面按矩形截面计算，取h0650mm85565mm（因支座弯矩较大考虑布

置两排纵筋，布置在次梁主筋下面）。

主梁截面承载力及配筋计算分别见表9及表10。

表9主梁正截面承载力计算

截面

边跨跨

中间支座

中间跨中

M/（KN·m）

309.85

-335.14

175.42

-73.93

Q0×b/（KN·m）

2

－

42.44

－

－

（M-Q0×b/2）/（KN·m）

－

244.2

－

－

sM/1fcb'fh02

0.029

0.256

0.016

0.065

112s

0.029

0.301

0.016

0.067

s0.5（112s）

0.985

0.849

0.992

0.966

2

AsM/Sh0fy（mm2）

1719．0

2034．0

966.30

451.5

选配钢筋

222+225

422+218

418

222

实配钢筋面积

2/mm

1742

2029

1017

760

表10主梁斜截面承载力计算

截面

边支座

端支座B（左）

端支座B（右）

V/kN

154.89

244.47

216.33

0.25Cfcbh0/N

545186>V

504969>V

504969>V

0.7ftbh0/N

152653

141391

141391

选用箍筋

2Φ8

2Φ8

2Φ8

AsvnAsv1/mm2

100.6

100.6

100.6

sfyvAsvh0/（V0.7ftbh0）

7437

实配箍筋间距s/mm

250

250

250

VCS0.7ftbh0fyvAsvh0/s（N）

202777

202777

2

AsbVVcs/0.8fysin（mm2）

254.7

79.9

选配弯筋

218

218

2

实配弯筋面积/mm2

509

509

4.4主梁吊筋计算

由次梁传至主梁的全部集中荷载

按可变效应:

G+Q=1.245.581.396.0179.38kN

故选218（As=509mm2）

参考文献

[1]吴培明主编．混凝土结构（第2版）．：

理工大学，2002

[2]《建筑结构荷载规》（2006版）（GB50009—2001）

[3]《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001）

[4]《混凝土结构设计规》（GB/50010—2010）