鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(現(xiàn)澆整體式單向板肋梁樓蓋)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算書現(xiàn)澆整體式單向板肋梁樓蓋土木工程專業(yè)本科（四年制）適用指導(dǎo)教師： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算書1. 設(shè)計(jì)資料（1） 樓面做法：20厚水泥砂漿抹面；頂棚為15mm厚混合砂漿抹灰；梁用15mm厚水泥砂漿抹面。（2） 材料：鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，主、次梁受力鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，板中受力筋采用HRB300；其它用HRB300。2. 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁跨度為6.3m，次梁跨度為6.0m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板跨度為2.0m，l01 /l02=6.3/2.0=3.15，因此按單向板設(shè)計(jì)。按跨高比

2、條件要求板厚h2000/30=67mm，對(duì)工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/18l0/12=6000/186000/12=333500mm，考慮到可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/15l0/10=6300/156300/10=420630mm，取h=600mm。截面寬度取b=300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如下圖-1。3.板的設(shè)計(jì)已如前述，軸線、的板屬于邊區(qū)格單向板；軸線的板（除邊跨外）屬于中間區(qū)格單向板。（1） 荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值20厚水泥砂漿抹面 0.02*20=0.4 KN/m280m

3、m鋼筋混凝土板 0.08X25=2 KN/m215mm厚混合砂漿抹灰 0.015*17=0.255 KN/m2小計(jì) 2.655 KN/m2板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.5 KN/m2永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0 KN/m2 ，所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)因取1.3。于是板：永久荷載設(shè)計(jì)值 g = 2.99 X 1.2 = 3.19 KN/m2可變荷載設(shè)計(jì)值 q = 5.5 X 1.3 = 7.15 KN/m2 荷載總設(shè)計(jì)值 g + q = 10.34 KN/m2 (近似取為)q + q = 11 KN/m2（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖。次梁截面為200mm X 500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)

4、度不小于100mm，取板在墻上的支承長(zhǎng)度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力，板的計(jì)算跨度：邊跨：L0 = ln + h/2 = 2000-100-120-80/2 =1820 mm Ln + a/2 =2000-100-120+120/2 =1840 mm 取l0 = 1820 mm。 中間跨：l0 = ln = 2000-200 = 1800 mm。 因跨度相差小于10%，可按等跨度連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖-2所示。（3）彎矩設(shè)計(jì)值。由表2-2可查得，板的彎矩系數(shù)m分別為：邊跨跨中，1/11；中間支座，-1/14；中間跨跨中，1/16；中間支座，-1/14。故

5、M1 = - MB = ( g + q )l012/11 = 11*1.82*1.82/11 = 3.31 KN/m2MC = -( g + q )l012/14 = -11*1.8*1.8/14 = - 2.55 KN/m2M2 = M3 = ( g + q )l012/16 = 11*1.8*1.8/16 = 2.23 KN/m2這是對(duì)端區(qū)單向板而言的，對(duì)于中間區(qū)格單向板，MC和M2以及M3應(yīng)乘以0.8，分別為：MC=0.8*（-2.55）= 2.04 KN/m2 ；M2=M3=0.8*2.23=1.784 KN/m2。(4)正截面受彎承載力計(jì)算。 環(huán)境類別一級(jí)，C30級(jí)混凝土，板的最小保

6、護(hù)層厚度c=15mm。板厚80mm,h0=80-20=60mm；板寬b=1000mm；C30混凝土，1=1.0,fc=14.3KN/mm2；HRB400鋼筋，fy=360 KN/mm2。板配筋的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表-1。 表-1 板的配筋計(jì)算截面1B2(3)C彎矩設(shè)計(jì)值/（KN*m）3.31-3.312.23-2.55s=M/(1fcbh02)0.0640.0640.0430.050=1-（1-2*s)0.0660.0660.0440.051軸線計(jì)算配筋/ mm2As=bh0fc/fy209.7209.7139.8162.1實(shí)際配筋/ mm26/8180As=2186/8180As=2186/818

7、0As=2186170As=166軸線計(jì)算配筋/ mm2As=bh0fc/fy212.3 212.3111.8129.7實(shí)際配筋/ mm26/8180As=2186/8180As=2186/8180As=2186170As=166注：對(duì)軸線2-5間的板帶，其跨度內(nèi)截面2，3和支座截面都可以折減20%，為了方便，近似對(duì)鋼筋乘以0.8.計(jì)算結(jié)構(gòu)表明，支座截面的平均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的As/bh=166/100*80=0.21%0.45fc/fy=0.45*14.3/270=0.24% ,同時(shí)大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。4.次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力。根據(jù)車間樓蓋

8、的實(shí)際使用情況。樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。（1）荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)永久荷載 3.59*2.0 = 7.18 KN/m 次梁自重 0.2*（0.5-0.08）*25*1.2 = 2.52 KN/m次梁粉刷 0.02*（0.5-0.8）*2*17*1.2 = 0.34 KN/m小計(jì) g = 10.04 KN/m可變荷載設(shè)計(jì)值 q = 7.15*2.0 = 14.3 KN/m荷載總設(shè)計(jì)值 g + q = 24.34 KN/m（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖。次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm，主梁截面為300*600mm,計(jì)算跨度： 邊跨：L0 = ln + h/2 = 630

9、0-120-300/2+240/2 = 6150 mm 1.025Ln = 1.025*（6300-120-150）= 6181 mm 取l0 = 6150 mm。 中間跨：l0 = ln = 630-300 = 6000 mm。因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算，次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖-3。（2） 內(nèi)力計(jì)算。由表2-2,表2-4可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計(jì)值：M1 = -MB = (g + q)l012/11 = 24.34*6.152/11 = 83.69 KN*m M2 = M3 = (g + q)l012/16 = 24.34*6.02/16 = 54.77 KN*m MC

10、 = -(g + q)l012/11 = 24.34*6.02/11 = 79.66 KN*m剪力設(shè)計(jì)值：VA = 0.45*（g + q）ln1 = 0.45*24.34*6.0 = 65.72 KN*m VB1 = 0.60*（g + q）ln1 = 0.60*24.34*6.0 = 87.62 KN*m VBr = VC = 0.55（g + q）ln2 = 0.55*24.34*6.0 = 80.32 KN*m（3） 承載力計(jì)算。1） 正截面受彎承載力。正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T型截面計(jì)算，翼緣寬度取bf=l/3=6300/3=2100mm。又bf=b+sn=200+1800=2

11、000mm。故取bf=2000mm。除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面布置一排。環(huán)境類別一級(jí)，C30混凝土，梁的最小保護(hù)層厚度c=25mm。一排縱向h0=500-35=465mm。C30混凝土，1=1.0，c=1,fc=14.3N/mm2；縱向鋼筋采用HRB400鋼筋，fy=360N/mm2箍筋采用HPB300鋼，fyv=270N/mm2,正截面承載力計(jì)算公式列于表-2。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。表-2 次梁正截面受彎承載力計(jì)算截 面1B2(3)C彎矩設(shè)計(jì)值/（KN/m）83.69-83.6954.77-79.66 = M/（fcbh02）或 = M/（fcbfh02）0.0

12、140.1510.0090.129 = 1-（1-2）0.0140.1650.0090.139As =bh0fc /fy或As =bfh0fc /fy517.18576.77332.48513.49選定鋼筋/ mm2216+116（彎）As=603.1216+116（彎）As=603.1212+112（彎）As=339.1216+116（彎）As=603.1計(jì)算結(jié)果，支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的要求。 As/bh=339.1/200*500=0.34%，此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/360=0.18%，同時(shí)大于0.2%，滿足最小配筋率要求。2） 斜截面受剪承

13、載力。斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核，腹筋計(jì)算和最小配筋率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸： hw=h0-hf=440-80=360mm，因hw/b=360/200=1.84，截面尺寸按下式驗(yàn)算： 0.25cfcbhc=0.25*1*14.3*200*440=314.60*103NVmax=130.19KN截面尺寸滿足要求。計(jì)算所需腹筋。采用6雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。0.7ftbh0=0.7*1.43*200*400=88.09KN*mVB1。所以按結(jié)構(gòu)配筋。查表選用箍筋6200。驗(yàn)算最小配筋率：p=Asv/(b*s)=56.6/(200*200)=0.14%0.24ft/fyv=0.24*

14、1.43/270=0.12%。滿足要求。5.主梁設(shè)計(jì)。主梁按彈性方法計(jì)算內(nèi)力。（1）荷載設(shè)計(jì)值。為簡(jiǎn)化計(jì)算，將梁自重等效為集中荷載次梁傳來(lái)的永久荷載 10.04*6.3=63.25 KN主梁自重（含粉刷） 【（0.60-0.08）*0.3*2.0*25+2*（0.6-0.08）*0.02*2.0*17】*1.2=10.21 KN永久荷載設(shè)計(jì)值 G=73.46 KN可變荷載設(shè)計(jì)值 Q=14.3*6.3=90.1 KN（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm，中間支承在400mm*400mm的混凝土柱上。其計(jì)算跨度：邊跨：l0=630-120-100+100+185=

15、6325mm，0.025ln=152mma/2=185mm。 所以取l0=1.025ln+b/2=6332mm，近似取l0=6340mm。中跨：l0=6300mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖-4。因跨度相差不超過(guò)10%，故可以利用附錄表1-1計(jì)算內(nèi)力。（3）內(nèi)力值計(jì)算及包絡(luò)圖。 1）根據(jù)附錄9計(jì)算彎矩、剪力設(shè)計(jì)值。彎矩設(shè)計(jì)值 M=k1Gl0+k2Ql0 式中系數(shù)k1,k2由附表9-1相應(yīng)欄內(nèi)查得。M1，max=0.244*73.46*6.34+0.289*90.1*6.34=278.73 KNMB,max=-0.267*73.46*6.34-0.311*90.1*6.34=-302 KNM2,max=0

16、.067*73.46*6.34+0.200*90.1*6.34=145.45 KN剪力設(shè)計(jì)值 V=k3G+k4Q式中系數(shù)k3,k4由附表9-1相應(yīng)欄內(nèi)查得。VA，max=0.733*73.46+0.866*90.1=131.87 KNVB1,max=-1.267*73.46-1.311*90.1=211.19 KNVBr,max=1.0*73.46+1.222*90.1=183.56 KN3）繪制彎矩、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(méi)有可變荷載：由附表1-2可知，支座B或C的彎矩值為 MB=MC=-0.267*73.46*6.34-0.133*90.1*6.3=-200.3

17、3KN第一跨內(nèi)以支座彎矩MA=0,MB=-200.33KN*m的連線為基線，作G=73.46KN,Q=90.1KN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：(G+Q)L0/3+MB/3=(73.46+90.1)*6.34/3-200.33/3=278.88 KN*m(G+Q)L0/3+2MB/3=(73.46+90.1)*6.34/3-2*200.33/3=206.65 KN*m在第2跨內(nèi)以支座彎矩MB=-200.33KN*m, MC=-200.33KN*m的連線為基線，作G=73.46KN，Q=0的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值。GL0/3+MB=73.

18、46/3-200.33=-46.06 KN*m第1、2跨有可變荷載，第3跨沒(méi)有可變荷載。第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩MA=0,MB=-302KN*m的連線為基線，作G=73.46KN，Q=0的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為。（76.46+90.1）*6.34/3-302/3=239.54 KN*m（76.46+90.1）*6.34/3-2*302/3=138.87 KN*m 在第2跨內(nèi)：MC=-0.267*73.46*6.30-0.089*90.1*6.30=-174.09KN*m，以支座彎矩MB=-302KN*m，MC=-174.09KN*m的連線為基線，作G=73.46K

19、N，Q=0的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為：(G+Q)L0/3+MC+1/3*（MB-MC）=84.11 KN*m(G+Q)L0/3+MC+2/3*（MB-MC）=126.75 KN*m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒(méi)有可變荷載： MB=MC=-0.267*73.46*6.34-0.133*90.1*6.34=-200.33 KN*m第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩為：(G+Q)L0/3+MB=（73.46+90.1）*6.30/3-200.33=143.15 KN*m 第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩為：(G+Q)L0/3+MB/3=73.46*6.34/3-200.33/3=

20、88.47 KN*m(G+Q)L0/3+2MB/3=73.46*6.30/3-200.33/3=21.69 KN*m彎矩包絡(luò)圖如圖-5（a）所示。 剪力包絡(luò)圖 第1跨：VA,max=131.87KN，過(guò)第1個(gè)集中荷載后為131.87-73.46-90.1=-31.69KN；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-31.69-73.46-90.1=-195.25KN。VB,max=-211.19KN，過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-211.19+73.46+90.1=-47.63KN；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-47.63+73.46+90.1=115.93KN。第2跨：VBr,max=183.56KN，過(guò)第1個(gè)集中荷載后為18

21、3.56-73.46-90.1=20KN當(dāng)可變荷載反作用在第2跨時(shí)VBr=1.0*73.46+1.0*90.1=163.56 KN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為163.56-73.46-90.1=0。剪力包絡(luò)圖如圖-5（b）所示。（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力：跨內(nèi)按T形截面計(jì)算。因bf/h0=80/565=0.140.1，翼緣計(jì)算寬度按l/3=6.3=2.1m。和b+sn=6.6mm中較小者確定，取bf=2.1m。B支座邊的彎矩值MB=MB，max-V0b/2=-302+163.56*0.4/2=-269.29 KN*m?？v向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均為1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判斷都屬于第一類T形截面，正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程列于表-3. 表-3 主梁正截面承載力計(jì)算截 面1B2彎矩設(shè)計(jì)值/（KN*m）278.73-302145.45-46.06 = M/（fcbh02）或 = M/（fcbfh02）0.0290.2510.0150.034s=(1+(1-2)/20.9850.8530.9920.983As=M/(fyh0)1391.21855.6720.9230.4選配鋼筋/ mm2220+322（彎）As=1768222+322（彎）As