《混凝土结构课程设计》计算书

1 混凝土结构课程设计计算书 ——现浇单向板肋形楼盖设计 11 土木工程（专升本） 姓 名： 学 号： 完成日期： 混凝土结构课程设计  2 现浇单向板肋形楼盖设计 某多层工业建筑物平面如下图所示：采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖 一、设计资料 1）楼面构造层做法：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2） 钢筋混凝土现浇板（25kN/m2） ； 20mm 厚石灰砂浆抹底（17kN/m2） ； 2）可变荷载：Pk=6.0 kN/m2 3）永久荷载分项系数为 1.2，可变荷载分项系数为 1.4（当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2时,取 1.3)； 4）材料选用：混凝土：采用 C25； 钢筋：梁纵向受力钢筋采用 HRB400 级钢筋，其余采用 HPB235 级钢筋； 5）本建筑物位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别为一类。

二、楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置主梁的跨度为 6.3m,次梁跨度为 6.6m，主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为 2.1m ,l02/l01=6.6/2.1=3.14,因此安单向板设计 按跨高比条件，要求板厚 h≥2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板，要求 h≥80mm，取板厚 h=100mm 次梁截面高度应满足 h=l0/18~l0/12=6600/18~6600/12=366~550mm 考虑到楼面活荷载比较大，取 h=500mm截面宽度取为 b=200mm  3 框架梁截面高度应满足 h=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm，取 h=600mm截面宽度取为 b=300mm 楼盖结构平面布置图如下图所示： 三、板的设计 1）荷载 板的恒荷载标准值：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2） =0.65kN/m2 钢筋混凝土现浇板： 0.1*25=2.5kN/m2 20mm 厚石灰砂浆抹底： 0.020*17=0.34kN/m2 小计： 3.49 kN/m2取 3.5 kN/m2 板的活荷载标准值： 60.0kN/m2 永久荷载分项系数为 1.2， 可变荷载分项系数为 1.4， 因当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2,所以取 1.3。

于是板的恒荷载设计值：g=1.2*3.5=4.2kN/m2 活荷载设计值：q=1.4*6.0=8.4kN/m2 荷载总设计值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m2 1)计算简图 次梁截面为 200*500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm，取板在墙上的支承 4 长度为 120mm按内力重分布设计，板的计算跨度： 边跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.025ln=1950mm，取 l0=1950mm 中间跨：l0=ln=2100-200=1900mm 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，计算简图如下图所示： 2）弯矩设计值 查表得，板的弯矩系数αm分别为：边跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，中跨中：1/16，中间支座：1/14故 M1=-Mb=(g+q)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.m Mc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.m M2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m 3）正截面受弯承载力计算 板厚 100mm， h0=100-20=80mm； 板宽 b=1000mm。

C25 混凝土， α1=1.0， fc=11.9N/mm2，fy=210N/mm2 ；板配筋计算的过程如下表： 板的配筋计算表 截面 1 B 2 C 弯矩设计值（kN.m） 4.36 -4.36 2.85 3.25 αs=M/a1fcbh02 0.065 0.065 0.03 0.034 ξ=1-(1-2αs) 1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 轴线 ①~②， ⑤~⑥ 计算配筋(mm2) AS=ξbh0fc/fy 304 304 136 159 实际配筋(mm2) φ8@150 As=335 φ8@150 As=335 φ8@180 As=279 φ8@180 As=279 轴线 ②~⑤ 计算配筋(mm2) AS=ξbh0fc/fy 304 304 0.8*136=109 0.8*305=127 实际配筋(mm2) φ8@150 As=335 φ8@150 As=335 φ8@180 As=279 φ8@180 As=279 计算结果表明，ξ均小于 0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=279/(1000*80)=0.34%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同时大于 0.2%，符合要求。

四、次梁设计 按考虑内力重分布设计 根据本车间楼盖的实际使用情况， 楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减 1）荷载设计值  5 恒荷载设计值：板传来恒荷载： 4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重： 0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kN/m 次梁粉刷： 0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.32kN/m 小计： 11.6kN/m 活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m 荷载总设计值：g+q=29.3kN/m 2）计算简图 次梁在砖墙上的支承长度为 270mm主梁截面为 250*650mm计算跨度： 边跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025ln=6508mm，取 l0=6475mm 中间跨：l0=ln=6600-250=6350mm 因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算，次梁计算简图如下图所示： 3）内力计算 弯矩设计值： M1=-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2 Mc=-(g+q)ln2/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2 M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2 剪力设计值： VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.m VBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m VBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m 4)承载力计算 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 b'f=l/3=6600/3=2200mm，又 b'f=b+sn=300+2000=2200mm，故 b'f=2200mm。

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 C25 混凝土，α1=1.0，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2 ，纵向钢筋采用 HRB400 钢，fy=360N/mm2， 箍筋采用 HPB235 钢， fyv=210N/m2 经判别跨内截面均属于第一类 T 形截面 次梁正截面受弯承载力计算 截面 1 B 2 C 弯矩设计值（kN.m） 111.68 -111.68 73.85 85.05 αs=M/α1fcbh02或 αs=M/α1fcb'fh02 0.0122 0.0122 0.008 0.009  6 ξ=1-(1-2αs)1/2 0.012 0.012 0.008 0.009 As=ξb'fh0fc/fy As=ξbh0fc/fy 529 529 353 397 选配配筋(mm2) 3φ18 As=763 3φ18 As=763 3φ16 As=603 3φ16 As=603 计算结果表明，ξ均小于 0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同时大于 0.2%，满足要求。

2）斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配箍率验算 验算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm，hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸按下式验算：0.25βcfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax=115.06kN故截面尺寸满足要求 0.7ftbh0=0.7*1.27*200*465=82.7kN>VA=73.34kN仅需按造配置箍筋，选配φ8@200，ρSV=2*50.24/（250*150）=0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%，满足要求 五、主梁设计 主梁按弹性方法设计 1、荷载设计值 为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载 恒荷载：次梁传来恒荷载： 11.6*6.6=76.6kN 主梁自重： 0.3*（0.60-0.1）*25*1.2*6.3=28.35kN 主梁粉刷： 0.02*（0.6-0.1）*2*17*1.2*6.3=2.142kN 小计： 取 106.55kN 活荷载：17.64*6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、计算简图 主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为 370mm，中间支承在 400*400mm 的混凝土柱子上，其计算跨度 边跨：ln=6300-120-200=5980mm，因 1.025ln=150mm

） 1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kN.m 在第 2 跨内以支座弯矩 MB=MC=-287kN.m 的连接为基线，作 G=86kN，Q=152kN 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：1/3Gl0+MB=1/3*86*6.6-287=-97.8kN.m ②第 1、2 跨有活荷载，第 3 跨没有活荷载 第 1 跨内：在第 1 跨内以支座弯矩 MA=0，MB=-287kN.m 的连线为基线，作 G=86kN，Q=152kN 的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点处弯矩值分别为： 1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m 1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m 在第 2 跨内以支座弯矩 MC=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m以支座弯矩MB=-287kN.m,MC=-242.3kN.m 的连接为基线，作 G=86kN，Q=152kN 的简支弯矩图，得第 1个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为： 1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m 1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kN.m ③第 2 跨有活荷载，第 1、3 跨没有活荷载 MB=MC=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m，第 2 跨两集中荷载作用点处的弯矩：1/3(G+Q)l0+MB=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m 第 1、3 跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为： 1/3Gl0+1/3MB=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m 1/3Gl0+2/3MB=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m 弯矩包络图如图：  8 剪力包络图： ①第 1 跨 VA，max =0.733*86+0.822*152=187.9kN；过第 1 个集中荷载后为：187.9-86-152= -50kN；过第 2 个集中荷载后为：-44.1-86-119=-249.1kN。