混凝土结构课程设计单向板肋梁楼盖.docx

混凝土结构课程设计

目录

1 设计资料 1
2 板的设计 1　　
2.1 荷载 2
2.2 内力计算 2
2.3 截面承载力计算 3　
3 次梁设计 3
3.1 荷载 4　
3.2 内力计算 4　
3.3 截面承载力计算 5
4 主梁计算 6　
4.1 荷载 7
4.2 内力计算 7
4.3 截面承载力计算 11　　
4.4 主梁吊筋计算 13　　
参考文献 13　　

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=14.3 N/mm2）钢筋：梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋（fy=300 N/mm2），其余采用HRB300级钢筋（fy=270 N/mm2）。
2 板的设计　
图2 节点详图　　　
板按塑性内力重分布方法设计。按刚度条件板厚要求取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　　
恒载标准值　　
板自重： 0.08×25 kN/m2=2.0 kN/m2　　
楼面面层： 0.02×20 kN/m2=0.4 kN/m2　
天棚抹灰: 0.02×17 kN/m2=0.34 kN/m2　　
=2.74 kN/m2 　　
使用活荷载 =8 kN/m2　　
荷载组合值：=1.3　
=1.2+1.3=1.2×2.74+1.3×8=13.69 kN/m2
=1.35+1.3×0.7=1.35×2.74+1.3×0.7×8=10.98 kN/m2　
取=13.69 kN/m2 　

图3 板的几何尺寸和计算简图（单位：mm）　　
2.2 内力计算
取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为：
中间跨：==2.0m-0.2m=1.80 m　
边 跨：==2.0-0.20/2+0.025=1.925 m　　
边跨和中间跨的计算跨度相差：　
故可按等跨连续板计算内力，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
第一内支座
中间跨中　　
中间支座　　
弯矩计算系数　　

3.62
-4.61　
2.77　　
-3.17　
2.3 截面承载力计算　
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　　
第一内
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　

0.062　
0.070　　
0.090
0.054　
0.043　
0.062
0.049　

0.064　　
0.073　
0.094
0.056　　
0.044　
0.064　　
0.050　

203.5　
232.0
298.7　　
178.0　
139.8
203.5　　
158.9
选配钢筋　
φ8　　
@200　
φ8
@200
φ8
@160
φ8
@200
φ8　　
@200　　
φ8　
@200　
φ8　　
@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内拱作用，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
恒载
由板传来 2.74×2=5.48 kN/m　
次梁自重 25×0.2×(0.45-0.08)=1.85 kN/m　
梁侧抹灰 17×(0.45-0.08)×2×0.02=0.25 kN/m　　
=7.58 kN/m　
楼面使用活荷载 =8.0×2=16.0 kN/m　
荷载组合设计值　
=1.2+1.3=1.2×7.58+1.3×16.0=29.90 kN/m
=1.35+1.3×0.7=1.35×7.58+1.3×0.7×16.0=24.79 kN/m
取=29.90 kN/m　
3.2 内力计算
按塑性内力重分布方法计算次梁内力。计算跨度为：　　
图5 次梁计算简图　
表3 次梁弯矩计算　
截 面　
边支座
边跨跨内
支座　　
中间跨中　　
中间支座　　
弯矩计算系数　　

-44.11　
73.84　　
-96.23　　
60.34　　
-70.61　　
表4 次梁剪力计算　
截 面
边支座
第一内支座（左）　
第一内支座（右）　
中间支座
剪力计算系数
0.50　
0.55
0.55　　
0.55　　
V=　　
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：　
表5 次梁正截面承载力计算　
截 面　　
边支座
边跨中　
第一内支座　
中间跨中　
中间支座

-44.11　　
73.84　
-96.23
60.34　　
-70.61

0.092　
0.016
0.2　
0.013　　
0.147　

0.097<　
0.016<
0.225<　
0.013<
0.159<

0.952
0.992　　
0.887　
0.993　
0.920

376.6　
605.2　
882.0
494.0　　
624.0　　
选配钢筋
216　
220
220+118　　
218
216+118
实配钢筋面积/　
402　　
628　
882.5　　
509
656.5
注： ,均大于，考虑塑性内力重分布要求，满足　　
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（内）
中间支座　　

88．95　
97.85　
94.56　　
94.56　　

293150>V
293150>V
293150>V　　
293150>V

82082<V　
82082<V　　
82082<V　
82082<V　　
选用箍筋　
2Φ8　　
2Φ8
2Φ8
2Φ8　

100.6　　
100.6　　
100.6　　
100.6
S=　
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内力，不考虑塑性内力重分布。已知柱截面尺寸为，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
恒荷载
由次梁传来
主梁自重（折算为集中荷载） 　
梁侧抹灰（折算为集中荷载） 2

活荷载 　　
荷载组合设计值
+=1.2+1.3=1.2×+1.3×96.0=188.63 kN　　
+=1.35+1.3×0.7=1.35×+1.3×0.7×96.0=159.17 kN
取=1.2×53.19=63.83 kN =1.35×96.0=124.8 kN
4.2 内力计算
计算跨度如下：

图7主梁计算简图（尺寸单位m）
各种荷载工况下的主梁内力计算见表7
表7 各种荷载工况下主梁内力计算 　　
荷载工况　
计算简图　
内力图

M：　　　

V：　　

V：　
M：　　

M:　

V：　　　

V：　　
M:　

内力计算过程见表8
表8内力计算　　

最不利内力组合见下图8所示。　

图(a)

图(b)　　

图(c)　
图8主梁最不利内力组合图(a)、图(b)及图(c)
主梁的包络图与剪力图见下图9。

图9 主梁的弯矩及剪力包络图
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：
判别T形截面类型：

故属于第一类T形截面。　
主梁支座截面按矩形截面计算，取（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

0.985　
0.849　　
0.992　　
0.966
（mm）　　
1719．0
2034．0　　
966.30　　
451.5　

2

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）

154.89　　
244.47　　
216.33　　

545186>V
504969>V　
504969>V　　

152653<V　　
141391<V
141391<V　　
选用箍筋
Φ　
Φ　
Φ　

100.6　　
100.6　　
100.6

7437

实配箍筋间距s/mm
250　
250　
250　

202777
202777　

254.7　
79.9　　
选配弯筋　

218　　
218　
实配弯筋面积/mm　

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:　　

则故218　

参 考 文 献　

[1] 吴培明主编．混凝土结构（第2版）．武汉：武汉理工大学出版社，2002　
[2] 《建筑结构荷载规范》（2006版）（GB50009—2001 ）　　
[3] 《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001）　　
[4] 《混凝土结构设计规范》（GB/50010—2010）