《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計——單向板肋梁樓蓋設(shè)計》計算書

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計計算書一、設(shè)計資料1、 建筑尺寸：縱向跨度 L仁2160mm,橫向跨度L2=2400mm。柱截面尺寸：400mmX 400mm。2、 樓面做法：水磨石面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰砂漿抹底。3、材料：混凝土強度等級為 C30,梁、板受力鋼筋采用 HRB400級鋼筋，梁箍筋、板構(gòu)造筋采用HRB335級鋼筋。4、荷載：鋼筋混凝土重度 25KN/m3，舞廳標(biāo)準(zhǔn)值4.0KN/m2，恒荷載分項系數(shù)為1.2，活荷載分項系數(shù)為1.4。二、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。主梁的跨度為5.4m，次梁的跨度為6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為1.8m, 12

2、/101=6/1.8=3.3 3,故按單向板設(shè)計。按跨高比條件，要求板厚 h昌800/40=45mm，對跨度大于等于1500mm，民用建筑樓板，h 60mm 故取板厚 h=60mm。次梁截面咼度應(yīng)滿足h=l 0/18l 0/12=6000/186000/12=333500mm。故截面高度取為h=450mm，截面寬度 b=(1/31/2)h=150225mm，故取 b為 b=200mm。主梁的截面咼度應(yīng)滿足h=l 0/15l 0/10=5400/155400/10=360540mm ,取 h=500mm。截面寬度 b=(1/31/2)h=167250mm，故取 b為=250mm。樓蓋建筑平面及樓

3、蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖見附圖1、附圖2。三、板的設(shè)計(按塑性內(nèi)力重分布計算)如樓蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單元板。1、荷載計算板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石面層0.65kN/m260m m鋼筋混凝土板20.06 25=1.5kN/ m 220mm石灰砂漿20.02 X 17=0.34 kN/ m小計2.49kN/m 2板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/ m2永久何載設(shè)計值g=2.49 x 1.2=2.988 kN/ m 2M2= (g+ q) 10/16=8.6 X6 /16=1.376kN m可變荷載設(shè)計值2q=4.0 x 1.4=5.6kN/ m何載總設(shè)計值22g+

4、 q=8.588kN/m近似取為 g+q=8.6kN/m2、計算簡圖次梁截面為200mm x 450mm ,現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于120mm ,取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨 |。=| n+ h/2=1800 - 200/2 - 120 + 60/2=1610mml n+ a/2=1640mm，取 l=1610mm 中間跨 l0= In =1800 - 200=1600mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算，取五跨。取1m寬板帶作為計算單元，從左到右節(jié)點編號依次為 A,B,C.C,B,A。單元中點處的編號1, 2, 3, 2, 1。計算簡

5、圖為：g-bq-8.6KN/MS A . A , A , A1610 . 1600 , 1600 . 1600 , 16103、彎矩設(shè)計值由調(diào)幅法，查表11-1可查得，板的彎矩系數(shù) a m分別為:支承情況截 面 位置端支座邊跨支 座離端第一支座離端第二跨 中中間支 座中間跨 中A1B2C3梁板擱支在墻 上01/11兩跨連續(xù)：-1/10三跨以上連續(xù)：-1/111/16-1/141/16板與梁整 澆連接-1/161/14梁-1/24梁與柱整澆連 接-1/161/14故：2 2M1= - Mb= (g+q) I0 /11=8.6 X61 /11= 2.02kN m22Mc= - (g + q) l0

6、 /14=-8.6 1/14= -1.57kN m -這是對端區(qū)單向板而言的，對中間區(qū)格單向板，其Mc=-1.57 區(qū)8=-1.256kN m-M2=0.8 為.376=1.1kN m4、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60mm , ho=6O-2O=4Omm ;板寬 b=1000mm。C30混凝土， ai=1.0 , fc=14.3N/mm2 ； HRB400 鋼筋， fy=360N/mm 2。則板的配筋計算的過程如下表。板的配筋計算截面1B2C彎矩設(shè)計值(KN m)2.02-2.021.376-1.57 s = M /(%2fcbh。)

7、0.0880.0880.0600.0691- J1-2%0.0920.0920.0620.071軸線，計算配筋人=iblhOfc / fy146.2146.298.51112.81實際配筋 6190S6190：卜6190並 6190(mm2)As =149As =149As =149As =149軸線姬計算配筋A(yù)s =力悅耳fc / fy146.2146.20.8*98.51=78.80.8*112.81=90.2實際配筋電 160業(yè) 5/6160訃 6160業(yè) 5160(mm2)As =177As = 123 /177As =123As =123計算結(jié)果表明，支座截面的E均小于0.35，符合

8、塑性內(nèi)力重分布原則；Aybh=123/(1000X 60)=0.205%，此值大于0.45ft./fy=0.18%，同時大于0.2 %，滿足最小配筋率的要求。5、確定各種構(gòu)造鋼筋：分布筋選用丄6250。嵌入墻內(nèi)的板面附加鋼筋選用 6200。垂直于主梁的板面附加鋼筋選用 二8200。板角構(gòu)造鋼筋：選用& 6200,雙向配置板四角的上部。6、板的配筋見圖紙。四、次梁設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)實際使用情況，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)計值永久荷載設(shè)計值板傳來永久何載2.988 1.8=5.39KN/m次梁自重0.2 ( 0.45-0.06) 325 X1.2

9、=2.34KN/m次梁粉刷0.02 X( 0.5-0.06) X2X17X1.2=0.33KN/m小計g=8.05KN/m可變荷載設(shè)計值q=5.6 XI.8=10.08KN/m何載總設(shè)計值g+q=18.13KN/m2、計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為 250mr3 500mm。計算跨度：邊跨 I。=ln a/2=6900-120-350/2+240/2=5875mm1.025 |n =1.025 3755=5898.875,取l0=5875mm中間跨 lo = In =6000 - 250=5750mm因跨度相差小于10%，可按等跨度連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖如g + q

10、 = 18.13KN/M今|令己仝令廠飛3、內(nèi)力計算由表11-1、11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：截面位置1B2Ca1/11-1/111/16-1/142M =ot(g +q)l111 x18.13X5.875211x18.13 X5.87521/16x18.13 X5.752-1 / 14漢18.13 匯 5.752(kN m)=5 6.89=-56.89=37.46= 42.82剪力設(shè)計值:截面位置ABiBrCa0.450.600.550.55v =a(g +q)ln045X18.13X5.7550.60X18.13X5.7550.55X18.13X5.7500.55X1

11、8.13 漢 5.750(kN)= 46.95= 62.6=57.34=57.344、承載力計算1 ）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，各支座計算按矩形截面，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度取 bf =10 /3 =5875/3=1958.3mm ；又 bf =b s200 1800- 20 1800mm，故取 bf=1800mm。各截面縱向鋼筋均布置一排。環(huán)境類別一級，C30混凝土，梁的最小保護層厚度c=20mm。一排縱向鋼筋h0 =450-40=410mm 。C30 混凝土，冷=1.0, :c =1, fc =14.3N/mm2, ft =1.43N/mm2 ；縱向鋼筋采用HRB400

12、鋼，fy=360N/ mm2，箍筋采用 HRB335 鋼，fyv 二 300N / mm2。正截面承載力計算過程如表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。截面1B2C彎矩設(shè)計值（KN.m ）56.89-56.8937.46-42.822 s = M /(m 1 fcbh)56.89咒106656.89漢103746 勺066-42.82X10或% =m/ fbh2)21漢14.3 漢 200 漢410=0.11821X14.3X 200410=0.0891 D4.3 匯1800 漢4102=0.0131 漢 14.3 漢 1800 漢 4102=0.0082匚=1-1- s0.0130.126

13、0.350.00870.0930.35As = 4bh0 fc / fy或388411.42255.04304.361As =?bf ho% fc / fy選配鋼筋(mm永久荷載設(shè)計值G=48.3+6.586=54.89KN可變荷載設(shè)計值Q=10.08X6 =60.48KN 計算簡圖)純16強14熾14獨14As = 402As = 462As = 308As = 308計算結(jié)果表明，支座界面的均小于0.35 ,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；/(bh) = 308/(200 450) = 0.342%，此值大于 0.45ft/ f 0.45 來43/360=0.18%，同時大于0.2%，滿足最小配

14、筋率的要求。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、腹筋計算和最小配箍率驗算。驗算截面尺寸：hv =h0 -hf =410-60=350mm ，因 hw / b = 350/200=1.75Vmax=62.6KN ,故截面 尺寸滿足要求。驗算各截面：0.7ftbh=0.7 X1.43 X200X410=82.02KN Vmax=62.6KN，故按構(gòu)造配置箍 筋，采用6200驗算配箍率下限值：Psv, min= 0.24=0.24X1.43/300=0.114%f yv實際配箍率：Psv=56.6/ (200X200 ) =0.142%0.114%，故滿足要求。五、主梁設(shè)計

15、主梁按彈性方法設(shè)計。1、荷載計算值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載8.05 X=48.3KN主梁自重(含粉刷)(0.5-0.06 X.25 X.8 X5X1.2+0.02 X0. 5-0.06) 2X1.8 X7X1.2=6.586KN400mm 400mm的混凝土柱上。其計算跨度ln =5400-200-120=5080mm因 0.025ln =127mm080+400/2=5407mm中跨：l0=5400mm主梁的計算簡圖如：G1GlG1GiGiGlGJGl.aA I(34#5 4105400 L 5400*5410,X7T3TJr3、內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖1）彎矩設(shè)計

16、值彎矩： m= Gl。 k2Ql0,式中系數(shù) 心k2可由附表6-2查得。Gx.04QIQI415BA_lo_2405cArD3山45D415Max =0.286 X60.48 6.41+0.238 4.89 5.41=164.25KN mM 3,max =0.222 X60.48 6.4+0.11154.89 6.4=105.40KN m(ii)Q*QrLQ1Q1.12 yc 3 aE) 4 匚1 5 斗 1014叩1 5400 / B41U /M2,max = 0.111 為4.89 5.4+0.222 60.48 5.4=105.40KN m(iii)QIQIDA.o405BA_-Qlia

17、lA/Voo45MB,max=-0.286 爲(wèi)4.89 5.41-0.32160.48 5.4仁-189.96KNm（iv）A154QiQJQIQIo3 m544541M c,max =-0.286 0.48 .4-0.1914 4.89=-150.05KN m2）剪力設(shè)計值剪力： V= k3G k4Q ,式中系數(shù)均查附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)可得。由（i），VA, max = 0.714 匯 54.89+0.857漢 60.48= 91.02KN由（iii），VB|羽 =1.286 4.89-1.321 648= - 9.3KN由（iii），VBrxm =1.095 54.89+1.274 60.4

18、8=137.16KN由（iv）, Vcl,m =-0.905 54.89-1.190 60.48=121.65KN3）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、4跨沒有可變荷載由附表知，支座B或 C的彎矩值為：M B =-0.143 60.48 5.41-0.286 54.89 5.41= - 131.72KN mMc=-0.095 60.48 5.4-0.191 54（89 5.4=-87.64 KN m-Md=-0.143 60.48 5.41-0.286 54C89 5.41=-131.72 KN m-在第1跨內(nèi)以支座彎矩 Ma =0, MB二-131.72 KN-m的連

19、線為基線，作G=54.89KN ，Q=60.48KN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1m 1131 72-(G+Q) |。+ B= ( 54.89+60.48) X5.41-=164.144KN m333312 M1131 72-(G+Q) |0+ B = (54.89+60.48) X5.41-2 X131 72 =120.244KN m3333在第2跨內(nèi)以支座彎矩Mb=-131.72KN m , M C =-87.64KN m的連線為基線，作G=54.89.KN，Q=0的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：111Gl 0 Mb- (M

20、 b -M C) = X 54.89 X.4-117.03= - 18.228KN m333121-Gl0 Mb-(Mb -Mc)= X54.89 X.4- (-131.72+44.08 X2/3=117.03 KN m333在第3跨內(nèi)以支座彎矩Me =-87.64KN m , M d =-131.72KN.m 連線為基線，作G=54.89KN , Q=,60.48KN的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：11-(G Q) 10 MC(Md -MC) =105.33KN3312-(G Q) loMC(Md -Mc)=90.64KN在第4跨內(nèi)以支座彎矩 M D=-131.72K

21、N.m , M e =0連線為基線，作G=54.89KN , Q=,0KN的簡支彎矩圖，得第一個和第二個集中荷載作用點處的彎矩值：111Gl 0-Md =X 54.89X.41+2/3X-131.72)=11.17KN333121Gl o-Md =X 54.89X.41+1/3X-131.72)=55.08KN333第1、2、4跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載Mb=-0.32 1 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-189.96KN mMC=-0.048 X 5.4 X 60.48-0.191 X 54.89 X 5.4=-72.29KN mMd=-0.1

22、55 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-135.64KN m各跨的集中荷載處的彎矩值的計算方式與情形相同。因此：第1跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：1M B 1189 96(G+Q) |0+ B=(54.89+60.48 ) X5.41-=326.86KN m3333第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：1M B 12 189 96-(G+Q ) |0+ B = (54.89+60.48 ) X5.41-=81.41KN m3333第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：11-(G Q) 10 MB - (Mb - MC) =56.93KN m33第

23、2個集中荷載作用點處的彎矩值為：12-(G Q) 10 MB- (Mb - Mc)=96.15KN m33第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：11Gl0 Mc (Md - Mc) =5.40KN m33第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：12-Gl 0 Mc (Md-Mc) =-15.72KN m33第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：-(G+Q ) |0 +=117.62KN m33第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：-(G+Q ) |。+ 叫 =162.84KN m33 第2、4跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載(與情形相同，各彎矩值可參照情形得到) 第1、4跨沒有可變荷載，第2

24、、3跨有可變荷載Mb=-0.095 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-116.01KN mMc=-0.286 X 5.4 X 60.48-0.191 X 54.89 X 5.4=-150.02KN mMd=-0.095 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-116.01KN m 第1跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：1Mb 1116.01-G |0+ B = X54.89 X5.41-=60.31KN m3333第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：1 Mb 12 116.01-G |0+ B = X54.89 X5.

25、41-=21.64KN m3333第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：11-(G Q) 10 M B (Mc 一 Mb)=80.32KN m33第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：12-(G Q) 10 Mb (Mc 一 Mb)=60.89KN m33第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：11-(G Q) 10 M C - (Mc -Md)=60.98KN m33第2個集中荷載作用點處的彎矩值為：12-(G Q) 10 M C - (Mc -Md)=80.32KN m33第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點處的彎矩值為：3Glo+2M d3=21.64KN m第2個集中荷載作用點處的彎矩值為:

26、-G 10 + 1 =60.31KN m33 第1、3、4跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載（與情形相同，各彎矩值可參照情形 得到）所得彎矩包絡(luò)圖見附圖 3剪力包絡(luò)圖：第1跨i 由圖（i ）, VAxn =91.02KN過第1個集中荷載后為91.02-54.89-60.48=-24.35KN過第 2個集中荷載后為-24.35-54.89-60.48=-139.72KNii 由圖（iii）Vb, ,max = - 9.3KN過第1個集中荷載后為-9.3+54.89+60.48=106.07KN過第 2個集中荷載后為 106.07+54.89+60.48=221.44KNiii 由圖（iv ） v

27、=-0.095 60.48+0.714 54.89=33.45 KNA過第1個集中荷載后為33.45-54.89=-21.44KN過第2個集中荷載后為-21.44-54.89=-76.33KN 第2跨i 由圖（iii ） VBr,max=137.16KN過第1個集中荷載后為 137.16-54.89-60.48=21.79KN過第2個集中荷載后為21.79-54.89-60.48=-93.58KNii 由圖（i） VBr =0.048 60.48+1.095 54.89=63KN過第1個集中荷載后為 63-54.89=8.11KN過第2個集中荷載后為8.11-54.89=-46.78KNiii

28、 由圖（iv） Vci , max =-121.65KN過第1個集中荷載后為-6.28KN過第2個集中荷載后為109.09KN 第3跨i 由圖（iv）Ver, max = = 1.190 60.48+0.905 5棗89=121.65KN過第1個集中荷載后為 121.65-54.89-60.48=6.28KN過第2個集中荷載后為6.28-54.89-60.48=-109.09KNii 由圖（i ） Ver =0.952 60.48+0.905 54.89=107.25KN過第1個集中荷載后為 107.25-54.89-60.48=-8.12KN過第 2個集中荷載后為-8.12-54.89-60

29、.48=-123.49KNiii 由圖（iii ） Ver = -0.107 60.48+0.905 54.89=43.20KN過第1個集中荷載后為 43.2-54.89=-11.69KN過第2個集中荷載后為-11.69-54.89=-66.58KN 第4跨i 由圖（iv） VDr =0.095 60.48+1.286 54.89=76.33KN過第1個集中荷載后為76.33-54.89=21.44KN過第2個集中荷載后為21.44-54.89=-33.45KNii 由圖（i） VDr =0.143 60.48+1.286 54.89=79.24KN過第1個集中荷載后為79.24-54.89=

30、23.34KN過第2個集中荷載后為23.34-54.89=-30.54KNiii 由圖（iii ） VDr =1.155 60.48+1.286 54.89=140.44KN過第1個集中荷載后為 140.44-54.89-60.48=25.07KN過第2個集中荷載后為25.07-54.89-60.48=-90.3KN第1,3,4跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載的情況下，剪力值可參照圖（ iii ）。第2、4跨有可變荷載，1、3跨沒有可變荷載，即圖（ii）的情況下，剪力值可參照圖（i）。 所得剪力包絡(luò)圖見附圖 44、承載力計算1）正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因hf / ho二60/465

31、=0.130.1，翼緣計算寬度按l / 3=5.4/3 =1.8m和b sn =0.4+5.4-0.4=5.4m 中較小確定，取 bf =1.8m。經(jīng)判別，跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。B支座邊的彎矩設(shè)計值MB=MBmsx-V0b/2 = - 189.96+9.3 0）2= - 188.1KN m。C支座邊的彎矩設(shè)計值 M c= M cmsx-V0b/2 =-150.02-43.20 0.2=-141.38KN m?？v向受力鋼筋除B、D支座截面為2排外，其余均為1排。主梁正截面受彎承載力的計算如表：截面1BC2彎矩設(shè)計值（KN- m）164.25-188.1-141.38105.4-22.222Gs =M /（c（1fcbhb）164.25 x106-188.1 X106-141.38 X106105.4X106-22.22 X106或1 14 .1800 :465 21 X14.3X250