單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計計算書

1、課程設(shè)計計算書E課程名稱：現(xiàn)澆樓蓋課程設(shè)計題目:現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋 學(xué)院（直屬系） 年級/專業(yè)/班指導(dǎo)教開題時完成時號:師：間:年月日 間:年月日現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計 21 設(shè)計資料32 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 33 板的設(shè)計33.1荷載33.2計算簡圖43.3彎矩計算值43.4正截面受彎承載力計算 54. 次梁設(shè)計54.1 荷載設(shè)計值 54.2計算簡圖64.3內(nèi)力計算64.4承載力計算 64.4.1正截面受彎承載力 64.4.2斜截面受剪承載力 75. 主梁設(shè)計75.1 荷載設(shè)計值 75.2計算簡圖75.3內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖 85.3.1彎矩設(shè)計值 85.3.2剪力設(shè)計值8

2、5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖 85.4承載力計算105.4.1 正面受彎承載力 105.4.2斜截面受剪承載力 10現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計1. 設(shè)計資料1.建筑物安全等級：二級；2建筑物平面尺寸（L1 X L2）: 21.4X 48.5（24號）,墻厚370,鋼筋混凝土柱300 X 300;3荷載：1）樓面活載：6kn /m22）樓面面層：20厚水泥砂漿w =18k n/m3）鋼筋混凝土容重：c =25k n/m34）樓側(cè)面、樓底粉刷層：15厚混合砂漿n=17k n/m3;4.材料：1）混凝土 C30;2）鋼筋：受力鋼筋用HRB40C級鋼筋，其余采用HPB30C級鋼筋2. 樓蓋的結(jié)構(gòu)平

3、面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.0m、6.0m、6.0m,次梁的跨度為6.0m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，兩邊板跨度為2.4m,中間跨度為2.3m,則102/10仁6.0/2.3=2.6,按單向板設(shè)計。 «1廠 ¥聲甘釋科科f揖鑽擇就打算山舟聲辭盤釋誓酉隊幷崔幷武甘松卻朝強#科癢竇拝住*科戢晶料科拝醫(yī)癢亦釋拝*註債&700D690CB7000、A600(600(6000500(600(6000)00(6000123456789樓蓋建筑平面按跨高比條件，要求板厚 h>2400/40=60mm對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求 h>80mm取板厚為

4、h=80mm次梁截面高度應(yīng)滿足 h= 10/18 10/12=6000/18 6000/12=333 500mm,b=h/3- h/2=166 250mm 取 b=200mm主梁的截面高度應(yīng)滿足 h= 10/15 10/10=7000/15 7000/10=466 700mm取 h=650mm b=300mm3. 板的設(shè)計軸線，的板屬于端區(qū)隔單向板，軸線的板屬于中間區(qū)隔單向板3.1荷載X 25=2kN/m2X 18=0.36kN/ m2X 17=0.255kN/ m2板的永久荷載標準值80mn現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.0820mn厚樓面水泥砂漿面層0.0215mn板底混合砂漿抹灰0.015小計2.6

5、15kN/m2板的可變標準荷載值7kN/m2永久荷載分項系數(shù)取1.2，因樓面可變荷載標準值大于 4.0kN/m2，所以可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.3。于是板的永久荷載設(shè)計值 g=2.615 X 1.2=3.138 kN/ m2可變荷載設(shè)計值 q=7 X 1.3=9.1 kN/ m2 荷載總設(shè)計值 g+q=12.238 kN/m2，取 g+q=12.24kn/m23.2計算簡圖次梁截面為200X 500mm取板在墻上的支撐長度為120mm按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計， 板的計算跨度：邊跨：10=1 n+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm<1.025 In=2234.5mm，取 I

6、O=222Omm 中間跨：10= ln=2300-200=2100mm因跨度差(2220-2100) /2100=5%<10%可按等跨連續(xù)板計算，取1m板寬作為計算單元, 計算簡圖如下：1 >I-f Vf F 1f f -' '|f -F寸F r 1;-A12220B2, 2100C32100c22100B12220g+q=12.24kN/mA2A板計算簡圖3.3彎矩計算值用塑性內(nèi)力重分布理論計算，則有 a系數(shù)如下:-T/16一-:/丄A 1/11玄177；ZSlTTsmAM1=-MB= (g q)l(0!1 /11 =5.48 kN m M2=(g q)l02/1

7、6=3.37kN m Mc=-(g q)l03/14=-3.86 kN m這是對端區(qū)隔單向板而言的，對于中間區(qū)隔單向板，其Me和M2應(yīng)乘以0.8，分別為：Mc=0.8X( -3.86) =-3.09 kN m M2=0.8 X 3.37=2.70 kN m3.4正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一級，C30混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm板厚80mmho =80-20=60mm 板寬 b=1000mm C30混凝土，a1 =1.0，fc=14.3kN/m2 ; HRB40C鋼岡筋，fy =360N/m2。板配 筋計算的過程于下表：樓面板的配筋計算截面1B2C彎矩設(shè)計值(kN - m)5.48

8、P -5.483.37-3.86:as = M / ( a1 fcbh0)0.1060.1060.0650.075匕=1- j1-2as0.1130.1130.0670.078軸線、計算配筋(mm2)A = ©bh° 3 fc/ fy269.3269.3159.7185.9實際配筋(mm2)©8180A, =280壘180A,=280亞 6150 A,=189 6150 A, =189軸線計算配筋(mm2)AS = b ho a1fc/fy269.3269.30.8 X 159.7=127.80.8 X 185.9=148.7實際配筋(mm2)®8180

9、 A, =280壘180A,=280©6180A,=157©6180 A, =157*對軸線間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設(shè)計值都可折減20%為了方便，近似對鋼筋面積乘以0.8.計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；As/bh=157/(1000X 80) =0.20%,此值大于 0.45 ft/ fy=0.45 X 1.43/360=0.18%，同時不小于 0.2%, 滿足最小配筋率。4. 次梁設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變何載不考慮梁從屬面積的荷載折減。4.1何載設(shè)計值由板傳來的

10、恒載：3.14X 2.4=7.54 kN/2 m次梁自重：25X 0.2 X( 0.5-0.08)X 1.2=2.52 kN/ m2次梁粉刷：17X 0.015 X( 0.5-0.08 )X 2X 1.2=0.26 kN/ m210.32kN/q=9.1 g+q=32.16kN/2mX 2.4=21.84kN/ m22m小計板的可變荷載設(shè)計值 荷載總計算值4.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為 240mm主梁截面為300mrX 650mm計算跨度：邊跨 lo=ln +a/2=6000-120-150+120=5850mm<1.025n =1.025 X 5730=5873mr取 l

11、76;=5850mm中間跨lo =:l n =6000-300=5700mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)板計算。計算簡圖如圖所示f Il/ 1 f1 1J1LfJ1f f l'f .A1匚5850口2C357005700- 2 C”5700 15850g+q=32.16kN/mA2A次梁計算簡圖4.3內(nèi)力計算 由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：M1=- M B = (g+q) l；/11=32.16 X 5.852/11=100.05kN mMC=- (g+q) lo/14=-32.16 X 5.72/14=-74.63kN mM2= (g+q) 1

12、(2/16=32.16 X 5.72/16=65.30kN m 剪力設(shè)計值：VA =0.45 (g+q) ln1 =0.45 X 32.16 X 5.73=82.92kNVBl =0.60 (g+q) ln1 =0.60 X 32.16 X 5.73=110.57kNVBr =Vc =0.55 (g+q) % =0.55 X 32.16 X 5.7=100.82kN4.4承載力計算4.4.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度去bf=l /3=6000/3=2000mm 又bf=b+Sn=200+2100=2300故取bf =2000mm各截面縱向鋼筋均布置一排

13、。環(huán)境類別為一級，C30混凝土，梁的最小保護厚度c=25mm截面有效高度h。=500-35=465mmC30 混凝土，a =1.0 , fc=14.3N/ mm2 , ft=1.43N/mm2 ;縱向鋼筋采用 HRB400I 岡，fy =360N/mm2，箍筋采用HPB235鋼筋，fyv=210N/mm2。正截面承載力計算過程列于下表。a1 fc bf hf ( ho- hf /2 ) =1.0 X 14.3 X 2000X 80X( 465-80/2 ) =972.4 kN m>IMax 故跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。次梁正截面受彎承載力計算截面1B2C彎矩設(shè)計值(kN - m100

14、.05-100.0565.30-74.63as = M / ( a1 fcbh0 )或6100.05106100.051066530x10674.63x10' 2as=M / ( a1 fc bf h°)21x143x200046521x143x200x4651x143x2006 465"1x143x206 46$=0.016=0.162=0.011=0.121-=1- 2a$0.0160.1780.0110.129As=Ebh°a1 仁/ fy或 As=Eb； hod fc/ fy591.1657.6406.4476.5選配鋼筋滋16+116彎3亞18魚

15、14+114彎理14+116(mm2)人=603As=763As=461乓=509計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35 ; A/bh=461/ (200X 500) =0.461%,此值大 于 0.45 ft/ fy=0.45 X 1.43/360=0.179%，滿足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截 面尺寸：hw=ho- h'f =465-80=385mm 因 hw/b=385/200=1.925 v4,截面按下式驗算：0.25 仏 fcbho=0.25 X 1 X 14.3 X 200X465=332.

16、48 X 103N> Vmax =110.57kN,截面滿足要 求。驗算是否需要按計算配置箍筋0.7 ftbho=0.7 X 1.43 X 200 X 465=93.093 X 103 N<V max =110.57 X 103N,需按計算配箍 筋。采用：6 雙肢箍筋，計算支座 B 左側(cè)截面。S=1.25 fyv ASv ho/ ( VBl-0.7 ftbho) =1.25 X 210X 56.6 X465/ (110.57 X 103-0.7 X 1.43 X 200X 465) =395.3mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%現(xiàn)調(diào)

17、整箍筋間距s=0.8 X 395.3=316mm取箍筋間距s=250mm為了方便施工，沿梁長 度不變。驗算配筋率下限值：彎矩彎矩調(diào)幅時要求的配筋率下限為：0.3 fr fyv=0.3 X 14.3/210=0.20%。實際配筋率 ：d = nASvv bs=56.6/ (200X 250) =0.11%<0.20% 不滿足要求。取0.20%,最后取 s=120mm5. 主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(shè)計5.1荷載設(shè)計值為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載10.32X 6.0=61.92kN主梁自重(含粉刷)(0.65-0.08 )X 0.3 X 2.4 X 25+0.015

18、X( 0.65-0.08 )X 2X 2.4 X 17) X 1.2=13.15kN永久荷載設(shè)計值G=61.92+13.15=75.07kN取 G=75kN可變荷載設(shè)計值Q=21.84 X 6.0=131.04kN取 Q=131kN5.2計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm中間支承在350mX 350mm 的混凝土柱上，其計算跨度：邊跨 ln=7000-350/2-120=6705mm因 0.025 ln=168mva/2=185mm取 I。=1.025 ln+b/2=1.025 x 6705+350/2=7048mn近似取 l0=7O5Omm 中跨 l0=6900

19、mm10%故可利用附表6-2計算內(nèi)力主梁的計算簡圖如下，因跨度相差不超過G GG GG GA 1B 2C 3D7050I 6900I 7050|主梁的計算簡圖5.3內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖5.3.1彎矩設(shè)計值彎矩M=kiGl0 + k2Ql0式中系數(shù)ki、k2由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得M 1,max =0.244 x 75x 7.05+0.289 x 131X 7.05=395.93kN mM B,max=-0.267 X 75X 7.05-0.311 X 131X 7.05=-428.40kN mM 2,max =0.067 X 75 X 6.90+0.200 X 131X 6.90=215.45k

20、N m5.3.2剪力設(shè)計值剪力V=ksG+k4Q式中系數(shù)ka、k4由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得VA,max =0.733 X 75+0.866 X 131=168.43kNVBl,max =-1.267 X 75-1.311 X 131=-266.77kNVBr,max =1.0 X 75+1.222 X 131=235.08kN5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖： 第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。 由附表6-2知支座B或C的彎矩值為M b=M c =-0.267 X 75X 7.05-0.133 X 131X 7.05=-264.01kN m在第1跨內(nèi)以支座彎矩 Ma=0, MB=-

21、264.01kN m的連線為基線。作 G=75kN Q=131kN的 簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：1M 1264 01(G+Q l0 +B =( 75+131) X 7.05-.=396.10kN m(與前面計算的3333M1,max=395.93kN m接近)12M b 12 264.01-(G+Q l0 + B = ( 75+131)X 7.05-=308.10kN m3333在第2跨內(nèi)以支座彎矩 MB=-264.01kN m, MC=-264.01kN m的連線作為基線，作G=75kN Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：11-GI0+M

22、b= - X 75X6.90-264.01=-91.51kN m33 第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩M A=0, M B=-428.40kNm的連線為基線。作G=75kN Q=131kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：1428 40丄(75+131)X 7.05- 428.40 =341.30kN m3312 x 428 40(75+131)X 7.05-=198.50kN m33在第 2 跨內(nèi)：Mc=-0.267 X 75 X 7.05-0.089 X 131X 7.05=-223.37kN m 以支座彎矩 M b

23、=-428.40kN m M c =-223.37kN m 的連線為基線，作 G=75kN Q=131kN的簡支梁彎 矩圖，得1212丄(G+Q Io + Mc+工(Mb-Mc )=丄(75+131)X 7.05-223.37+ 土 (-428.40+223.37 )3333=124.04kN m1111-(G+Q Io + Mc + ( Mb-Mc ) = (75+131) X 7.05-113.77+ (-428.40+223.37 )3333=192.39kN m 第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載Mb = Mc =-0.267 X 75X 7.05-0.133 X 131X 7.

24、05=-264.01kN m第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：111 ( G+Q Io + Mb=丄(75+131) X 7.05-264.01=220.09kN m (與前面計算的33M2,ma>=215.45kN m接近)第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：1 1 1 1Gl0+ Mb= X 75 X 7.05-X 264.01=88.25kN m33331212Gl0+ Mb= X 75 X 7.05-X 264.01=0.24kN m3333彎矩包絡(luò)圖如下(a)所示。剪力包絡(luò)圖： 第1跨VA,max=168.43kN;過第1個集中荷載后為168.43-75-131=-

25、37.57kN ;過第2個集中荷 載后為-37.57-75-13仁-243.57kNVBi,max =-266.77kN ;過第 1 個集中荷載后為-266.77+75+131=-60.77kN ;過第 2 個集中 荷載后為-60.77+75+131=145.23kN 第2跨VBr,max=235.08kN;過第 1 個集中荷載后為 235.08-75=160.08kN。當可變荷載僅作用在第2跨時VBr =1.0 X 75+1.0 X 131=206kN 過第 1 個集中荷載后為 206-75-131=0。剪力包絡(luò)圖如下(b)所示(b)-428.40-264.01(a)0.24B124.048

26、8.25198.50192.39308.10220.09341.30396.10235.08168.43160.08206.00145.23-37.570A-223.37-91.57-60.77-243.57 -266.77主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖(a)彎矩包絡(luò)圖；(b)剪力包絡(luò)圖5.4承載力計算5.4.1正面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因bf h0 =80 615=0.13 > 0.1。翼緣計算寬度按l3=6.9/3=2.3mm 和 b+sn=0.3+6.705=7.005m 中較小值確定取 bf =2.3m。B 支座邊的彎矩設(shè)計值 M B = M B,max - V。b/2=-428.40

27、-206.00 X 0.35/2=-464.45kN m 縱向受力鋼筋除B C支座截面為2排外，其余均1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類 T形 截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。主梁正截面承載力計算截面1B2彎矩設(shè)計值(kN - m396.10-428.40220.09-91.57as = M / (印 fcbh0 )或639610D0642840勺06220.09M0691.57 10' 2as = M / ( a1 fcbfh°)1F4.3 漢 230061521D4.3匯 300匯5802仔143 漢 2300漢 6152仔 143P0&6152=0.032=0.297=0.018=0.0564 = (1 + - 2as ) /20.9840.8190.9910.971As = M / fy ho1818.22505.21003.1425.9選配鋼筋滋25+熾25彎蠱22+強25熾22+褲22彎熾2