混凝土单向板肋梁楼盖课程设计

课程设计某工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计学生姓名：学院：专业班级：专业课程：指导教师：20XX年 6 月27 日某工业厂房现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书某工业厂房的建筑平面如图1所示，环境类别为一类，楼梯设置在旁边的附属房屋内。

楼面均布可变荷载标准值为6.5 kN/m2，楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。

试进行设计，其中板、次梁按考虑塑性内力重分布设计，主梁内力按弹性理论计算。

图1 建筑平面一、设计资料1. 楼面做法水磨石面层，钢筋混凝土现浇板，20mm混合砂浆抹底。

2. 材料混凝土强度等级C30；梁钢筋采用HRB400级钢筋，板采用HPB300级钢筋。

二、楼盖的结构平面布置1.主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。

主梁的跨度为6.6 m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.6/3=2.2 m，l02/l01=6.0/2.2=2.7，因此可按单向板设计。

2. 板厚按跨高比条件，要求板厚h≥2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥70mm，取板厚=80mm。

3. 次梁截面次梁截面高度应该满足h=l0/18~l0/12=6000/18~6000/12=334~500mm。

考虑到楼面的可变荷载比较大，取h=450mm。

截面面宽度取b=200mm。

4. 主梁截面主梁截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm，取h=650mm。

截面面宽度取b=300mm。

楼面结构平面布置图如图2所示。

图2 结构平面布置图三、板的设计1. 荷载板的永久荷载标准值水磨石面层0.65 kN/m280mm钢筋混凝土板0.08×25＝2.0 kN/m220mm混合砂浆0.02×17＝0.34 kN/m2 小计 2.99 kN/m2板的可变荷载标准值 6.5 kN/m 2永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0 kN/m 2，所以可变荷载分项系数应取1.3。

于是板的永久荷载设计值 g ＝2.99×1.2＝3.59 kN/m 2 可变荷载设计值 q ＝6.5×1.3＝8.45 kN/m 2 荷载总设计值 g ＋q ＝12.04 kN/m 2 2. 计算简图按塑性内力重分布设计。

次梁截面为200 mm ×500 mm ，板的计算跨度： 边跨 01l ＝n l ＝2200－200/2＝2100 mm 中间跨 02l ＝n l ＝2200－200＝2000 mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。

取1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图3所示。

图3 板的计算简图 3. 弯矩设计值不考虑板拱作用截面弯矩的折减。

查表可知，板的弯矩系数m α分别为：边支座－1/16；边跨跨中，1/14；离端第二支座，－1/11；中间支座，－1/14；中间跨跨中，1/16。

故32.316/1.204.1216/)(2201-=⨯-=+-=l q g M A kN •m 79.314/1.204.1214/)(22011=⨯=+=l q g M kN •m 83.411/1.204.1211/)(2201-=⨯-=+-=l q g M B kN •m01.316/0.204.1216/)(220232=⨯=+==l q g M M kN •m 44.314/0.204.1214/)(2202-=⨯-=+-=l q g M C kN •m4. 正截面受弯承载力计算环境类别一类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c ＝15mm 。

假定纵向钢筋直径d 为10mm,板厚80mm ，则截面有效高度20dc h h --== 80－15－10/2=60mm ；板宽b=1000mm 。

C30混凝土，0.11=α，3.14=c f N/mm 2 ；HPB300钢筋，270=y f N/mm 2。

板配筋计算的过程见表1。

表1 板的配筋计算截面A 1B 2C 弯矩设计值（kN ·m ）-3.32 3.79 -4.83 3..01 -3.44 )/(201bh f M c s αα=0.065 0.074 0.094 0.059 0.067 s αξ211--=0.067<0.350.0770.099<0.350.0610.069<0.35计算配筋（mm 2）y c S f f bh A /10αξ=213.1 244.9 314.8 194.0 219.4实际配筋（mm 2）A8@200251=S AA8@200251=S AA8/10@200322=s AA8@200251=S AA8@200251=S A计算结果表明，支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；=bh A S /251/(1000×80)＝0.32%，此值大于=y t f f /45.00.45×1.43/270＝0.24%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

四、次梁设计根据本厂房楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

1. 荷载设计值永久荷载设计值板传来永久荷载 3.59×2.2 = 7.90kN/m次梁自重 0.2×(0.45-0.08)×25×1.2 = 2.22 kN/m 次梁粉刷 0.02×(0.45-0.08)×2×17×1.2 = 0.30kN/m 小计 g =10.42kN/m 可变荷载设计值q=8.45×2.2 = 18.59 kN/m 荷载总设计值g ＋q = 29.01 kN/m 2. 计算简图按塑性内力重分布设计。

主梁的截面为300mm ×650mm 。

计算跨度： 边跨：01l ＝n l ＝6000－100－300/2＝5750mm 中间跨：02l ＝n l ＝6000－300＝5700mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。

次梁计算简图如图4所示。

图4 次梁的计算简图 3. 内力计算弯矩设计值：=⨯-=+-=24/75.501.2924/)(2201l q g M A －39.96 kN •m =⨯=+=14/75.501.2914/)(22011l q g M 68.51 kN •m =⨯-=+-=11/75.501.2911/)(2201l q g M B －87.20kN •m=⨯=+==16/7.501.2916/)(220232l q g M M 58.91 kN •m =⨯-=+-=14/7.501.2914/)(2201l q g M C －67.32 kN •m剪力设计值：=⨯⨯=+=75.501.2950.0)(50.01n A l q g V 83.40 kN =⨯⨯=+=75.501.2955.0)(55.01n Bl l q g V 91.74kN =⨯⨯=+==7.501.2955.0)(55.02n C Br l q g V V 90.95 kN 4. 承载力计算 （1）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T 形截面计算，翼缘宽度取==3/'l b f 6000/3 = 2000 mm 、=+=n f s b b '200 + 2000 = 2200 mm ，=+'12f h b 200 + 12×80 = 1160mm 三者的较小值，故取='f b 1160mm 。

除支座B 截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。

环境类别一类，C30混凝土，梁的最小保护层厚度=c 20mm 。

假定箍筋直径为10mm ，纵向钢筋直径为20mm ，则一排纵向钢筋=---=2/2010204500h 410 mm ，二排纵向钢筋=-=254100h 385mm 。

C30混凝土，11=α，1=c β，3.14=c f N/mm 2 ，43.1=t f N/mm 2 ；纵向钢筋采用HRB400钢筋，360=y f N/mm 2 ，360=yv f N/mm 2 。

正截面承载力计算过程见表2。

表2 次梁正截面受弯承载力计算截面 A1B2C弯矩设计值（kN ·m ）-39.9668.51-87.2058.91-67.32)/(201bh f M c s αα=或)/(20'1h b f M fc s αα=264102003.1411096.39⨯⨯⨯⨯=0.083 2641011603.1411051.68⨯⨯⨯⨯=0.025 263852003.1411019.87⨯⨯⨯⨯=0.206 2641011603.1411091.58⨯⨯⨯⨯=0.021 264102003.1411032.67⨯⨯⨯⨯=0.140s αξ211--=0.087<0.35 0.025 0.233<0.35 0.021 0.151<0.35yc S f f bh A /10αξ=或yc f S f f h b A /10'αξ=283.4 472.3 712.7 396.7 491.8选配钢筋（mm 2）2C14308=s A2C14+1C161.509=s A5C14769=s A3C14461=s A2C14+1C161.509=s A跨内截面：)280410(8011603.140.1)2(01-⨯⨯⨯⨯='-''f f f c h h h b f α= 491kN •m >u M =68.51kN •m 经判别跨内截面均属于第一类T 形截面。

计算结果表明，支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；=bh A S /308/(200×450)＝0.34%，此值大于=y t f f /45.00.45×1.43/360＝0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

（2）斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配箍率验算。

验算截面尺寸：'0f w h h h -==385-80=305mm ，因b h w /=305/200=1.53<4,截面按下式验算：025.0bh f c c β=0.25×1×14.3×200×385=275.28 kN >max V = 91.74 kN 截面尺寸满足要求。

计算所需腹筋：采用C6双肢箍筋，计算支座B 左侧截面。

由007.0h s A f bh f V sv yv t cs +=，可得到箍筋间距53538520043.17.01074.913856.563607.030=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=bh f V h A f s t Bl sv yv mm 调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。