建筑结构设计课设

姓名： 赵炳琳 学号： 20120323 老师： 林拥军 专业： 土木工程 年级： 2012级10班

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钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计实例

学号20120323，故题号为25。其已知条件为：某多层工厂建筑，平面尺寸为21×27m，采用砖混结构，内框架承重体系。楼盖要求采用现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。外墙厚370mm，柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm×400mm。

可变荷载标准值：Q k = 4.5kN/m2，Q =1.3。

材料选用：C30混凝土；梁内纵向受力钢筋采用HRB400级热轧钢筋，其余钢筋采用HPB300级热轧钢筋。

4．1结构平面布置

查《混凝土结构设计规范》得：f c=14.3 N/mm2，f t=1.43 N/mm2，E c=3×104 N/mm2

查《混凝土结构设计规范》得：HPB300级钢筋：f y= f y′=270N/mm2，E s=2.1×105 N/mm2

HRB400级钢筋：f y=360 N/mm2，E s=2.0×105 N/mm2

按照考虑塑性内力重分布的方法设计板和次梁，按照弹性理论的方法设计主梁。

结构平面布置如图2.11所示，主梁为横向布置，跨度为5400mm,间距为7000mm；次梁为纵向布置，跨度为7000mm，间距为1800mm。区格长边与短边之比楼盖进行设计。（以L1方向为纵向）

70003.88大于3，按单向板肋形1800

图2.11 楼盖结构平面布置图

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截面尺寸

（1）板：根据设计要求，h>l/40=1800/40=45mm

又《规范》规定的最小板厚,工业建筑楼板：h≧80mm。(书127页） 故取板厚为80mm。

（2）次梁：截面高h=（1/18～1/12)l=（1/18～1/12)×7000=388.89~583.33mm 取h=500mm；截面宽度按（h/3～h/2）初估，取b=200mm。

（3）主梁：截面高h=（1/14～1/8)l=（1/14～1/8)×5400=385.7~675mm 取h=650mm；截面宽度按（h/3～h/2）初估，取b=300mm。

b(13~12)h(13~12)500166.7~250.0mm

b(13~12)h(13~12)650216.7~325mm

4．2板的设计(按考虑塑性内力重分布计算）

板的几何尺寸如图2.12所示。

图2.12 板的剖面图

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1.荷载计算

2板自重： 0.08252.0kN/m水磨石楼面面层： 规范0.65kN/m22板底粉刷： 题中0.25kN/m恒荷载标准值： gk2.00.650.252.90kN/m2 恒荷载设计值： g1.2gk1.22.903.48kN/m2活荷载标准值： qk4.5kN/m2活荷载设计值： q1.3qk1.34.55.85kN/m2设计总荷载： gq3.485.859.33kN/m2

2.计算简图

（1）次梁截面尺寸为bh200mm500mm，故各跨的计算跨度为 边跨：l01= ln＋h/2=(1.8－0.37/2－0.20/2)+0.08/2=1.555m 中跨：l02= ln=1.8-0.20=1.6m 边跨与中间跨相差：

1.61.555 100%2.81%10%

1.6故可按等跨连续梁计算,且近似取计算跨度。取1m宽板带作为计算单元，以代表该区间全 部板带的受力情况。故1m宽板带上沿跨度的总均布荷载设计值为g+q=9.33kN/m2

图2.13 板的计算简图

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3.弯矩设计值

M111(gq)l029.331.55522.05kNm 111111MB(gq)l029.331.622.17kNm

1111 支座处弯矩按相邻两跨较大跨长计算 max1.955,2.00

11(gq)l029.331.621.49kNm 161611MC(gq)l029.33221.71kNm

141411M3(gq)l029.33221.49kNm

1616M24.配筋计算

取h0＝80－20＝60mm，C30混凝土的强度f c=14.3 N/mm2;HPB300级钢筋f y=270N/mm2 板的配筋计算如表2.11所示。

表2.11 板的配筋计算

计算截面 平面图中的位置 设计弯矩/Nm Mfcbh021 A~D B A~D 2 A~D C A~D 3 A~D 2050 2171 1493 -1706 1493 as 0.040 0.042 0.029 0.033 0.029 112asAs 0.041 129.23 0.043 136.99 0.029 93.52 0.034 107.12 0.029 93.52 fcbh0 fy选配钢筋 实配钢筋面积（mm2） 6@170 166 6@170 166 5@170 115 5@170 115 5@170 115

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图2.14 单向板配筋图

4．3次梁的设计(考虑塑性内力重分布计算）

次梁的几何尺寸与支承情况如图2.15

图2.15 次梁的几何尺寸与支承情况

1. 荷载计算

板传来的恒荷载标准值： 2.901.85.22kN/m次梁自重标准值： 250.2(0.50.08)2.1kN/m次梁梁侧抹灰标准值： 按12mm计170.012（0.5-0.08）20.17136kN/m恒荷载标准值： gk5.222.10.171367.491kN/m恒荷载设计值： g1.2gk1.28.651368.989kN/m活荷载标准值： qk4.52.28.1kN/m活荷载设计值： q1.3qk10.53kN/m设计总荷载： gq8.98910.5319.520kN/m

沿次梁跨度总的设计荷载取19.52kN/m

2.计算简图

主梁截面尺寸bh300mm650mm 边跨计算跨长：

0.30.370.256.785m220.3l011.025 ln1.025(70.25)6.765m2 l017.0 故 l016.765m 中间跨计算跨长： l07.00.36.7m

跨度相差 为三跨次梁

6.836.7100%1.94%10% 故可按等跨计算内力，

6.76

计算简图如图2.16所示。

图2.16 次梁计算简图

3．内力计算

（1）弯矩计算

11(gq)l0219.526.83282.78kNm 111111MB(gq)l0219.526.83282.78kNm

111111M2(gq)l0219.526.7254.76kNm

1616M1（2）剪力计算

0.370.3)58.54kN220.370.3VBl0.6(gq)ln0.619.52(7)78.06kN22VA0.45(gq)ln0.4519.52(7VBr0.55(gq)ln0.5519.52(70.3)71.93kN

4.正截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面两者的较小值： 按梁的计算跨度l0b'fl0ln70.32.23m

333按梁的计算跨度l0b'fbSn0.20(1.80.2)1.80m 按翼缘高度h'fbfb12hf0.20120.081.16m

'故取 bf1.16m

'''

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判别各跨中T形截面的类型： 取

h050035465mm

180' 则 fcbfh'f(h0h'f)14.3116080(465)564kNm

22大于表中各弯矩值，故各跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处截面按矩形截面计算，支座与跨中截面均按一排钢筋考虑。

次梁的正截面承载力计算如下表：

C30 f c=14.3 N/mm2，f t=1.43 N/mm2

次梁内受拉纵筋 HRB400级钢筋：f y=360 N/mm2 次梁箍筋采用HPB300级钢筋：f y=270 N/mm2

次梁的正截面承载力计算表

计算截面 设计弯矩/kNm 支座as跨内asMfcbh0Mfbh0'cf221 82.78 B －82.78 2 54.76 0.012 0.134 0.008 112as 支座Asfcbh0fy0.012 0.144 0.008 f跨内Ascbf'h0 fy500.34 532.94 329.69 选配钢筋 实配钢筋面积（mm2） 218 509(超过2.3%）

214+118 562.5（超过5.3%） 312 339（超过3.2%）

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5.斜截面强度计算 次梁的斜截面承载力计算表

截 面 V（kN） 0.25cfcbh0 0.7ftbh0 A 58.54 332.475>V 93.09>V 按构造配筋 B左 -78.06 332.475>V 93.09>V 按构造配筋 B右 71.93 332.475>V 93.09>V 按构造配筋 箍筋方式

A支座：

0.7ftbh0V按构造配筋

取双肢6，sv,min0.241.43100%0.095% 36062()22s297.62mm 2000.095% 取s200mm B支座左侧： 0.7ftbh0V按构造配筋 B支座右侧： 0.7ftbh0V按构造配筋 综上 取s200mm

最终各截面均为双肢箍筋6@200mm.

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图2.17 次梁配筋示意图

4主梁的设计

由题目已知，柱的截面尺寸为400mm×400mm，主梁的几何尺寸及支承情况如图2.18所示。

图2.18 主梁的几何尺寸与支承情况

1.荷载计算

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次梁传来的集中荷载标准值Gk： 7.49136752.440kN主梁自重标准值： 25(0.650.08)0.31.87.695kN梁侧抹灰标准值： 170.0122(0.650.08)1.80.417kN恒荷载标准值： Gk52.439527.6950.418660.553kN恒荷载设计值： G1.2Gk1.260.55372.664kN活荷载标准值： Qk8.1756.7kN活荷载设计值： Q1.3Qk73.71kN设计总荷载： GQ72.66473.71146.37kN*

2.计算简图

0.30.65312 梁EI1.27103EI 5.40.40.4312 柱EI4.74104EI柱高取4.5m 4.5由于主梁线刚度较柱刚度大得多，故主梁中间支座按铰支承考虑。主梁支承在砖墙上，支承长度为370mm。计算跨度分别为

（1）边跨： l011.025 lnb0.40.370.41.025(5.4)5.34m2222ab0.370.40.370.4l01ln15.45.4m222222

故 取l015.34m

（2）中间各跨： l05.40.30.35.4m

5.45.34100%1.1%10%故可按等跨计算内力

5.4 又跨度相差甚少，故一律用5.4m计算

计算简图如图2.19所示。

图2.19 主梁计算简图（应为五跨连续梁）

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3.内力计算

（1）弯矩计算

Mam1Gl0am2Ql0

Gl072.6645.4392.39kNmQl073.715.4398.03kNm

可由附录5查得各种情况下的am值。主梁弯矩计算如表2.16所示。

表2.16 主梁弯矩计算表

项 次 1 2 3 4 5 Mmax Mmin

荷载简图 均布 活1.3.5 活2.4 活1.2.4 amM1 amMB amM2 amMC 0.211 82.790.105 41.790.105 41.79amM3 0.122 68.100.240 94.170.287 114.230.281 110.260.140 55.720.140 55.720.319 126.970.100 39.24— 0.216 85.970.1890.209 75.2383.190.228 195.82— 0.227 90.350.282 112.24— — 0.198 170.050.118 46.970.054 21.49活2.3.5 组合值 组合值 0.093 37.020.172 68.46208.41 94.17 16.71 -165.99 125.21 39.24 -104.29 -129.76 138.62 47.87

（2）剪力计算

Vav1Gav2Q72.66av173.71av2

可由附录5查得各种情况下的av值。主梁剪力计算如表2.17所示。

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表2.17 主梁剪力计算表

项 次 ① ② ③ 荷载简图 恒均布 活1.2.4 活2.3.5 avVA avVBl -1.2811.070 93.0877.75-1.3191.262 97.2293.02avVCl -0.9301.000 67.5772.66-0.7380.061 54.404.501.2041.243 88.7591.620.719 52.240.681 50.20avVDr -1.0000.930 72.6667.57-0.0610.981 4.5072.31-0.7570.099 55.807.30avVDr 1.0701.281 77.7593.08-1.0190.137 75.1110.10-0.0991.153 7.3084.99avVDr 0.719 52.240.137 10.10-0.093 -0.0930.796 6.866.8658.670.847 62.43Vmax 组合值 Vmin 组合值 102.44 -99.93 170.77 45.39 -121.97 164.28 -77.16 139.88 -128.46 60.28 70.45 178.07 2.64 103.18 -42.14 -114.68 -190.30 136.42 -156.32 68.16

4.主梁的正截面承载力计算

主梁跨中截面在正弯矩作用下按T形截面计算，其翼缘宽度取下列值的较小值： 按梁的计算跨度l0b'fl0lnb5.400.40.41.80m

333按梁的净距Snb'fbSn0.307.00.307.0m 按翼缘高度h'fbfb12hf0.30120.081.26m 故取b'f1.26m

取h065050600mm 判别各跨中T形截面的类型：

h'f80 a1fcbf(h0)14.3126080(600)840.59kNm22

''''该值大于表中任一弯矩值，故属于第一类T形截面。

主梁支座截面及在负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面来计算。取h0=650－50=600mm。

C30 f c=14.3 N/mm2，f t=1.43 N/mm2

HRB400级钢筋：f y=360 N/mm2

表2.18 主梁正截面配筋计算

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计算截面 M（kN·m） 1 208.41 — Vbb 2B -165.99 42.94 -123.05 2 125.21 — 125.21 C -129.76 42.94 -86.82 3 138.62 — 138.62 Vbb2 Mb'Mb208.41 支座as跨内asMfcbh0Mfbh0'cf220.032 0.080 0.019 0.056 0.021 112as 支座Asfcbh0fy0.033 0.083 0.019 0.058 0.022 f跨内Ascbf'h0 fy980.87 594.36 585.40 413.93 648.78 选配钢筋 实配钢筋面积（mm2） 616 1206 612 678 514 769 610 471 514 769

5.主梁斜截面承载力计算

表2.19 主梁斜截面配筋计算

截面 V（kN） A B（左） B（右） C（左） C（右） D（左） D（右） E（左） E（右） F 170.77 643.5>V 180.18>V 102.44 190.30 643.5>V 180.18>V 156.32 643.5>V 180.18>V 164.28 128.46 139.88 70.45 643.5>V 180.18>V 178.07 114.68 643.5>V 180.18>V 0.25cfcbh0643.5>V 180.18V 180.18>V 643.5>V 180.18>V 643.5>V 180.18>V 643.5>V 180.18>V Vc0.7ftbh0 箍筋肢数、直径 AsvnAsv128 28 28 28 28 28 28 28 28 28 100.5 — — 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 118 254.5 100.5 — — 弯起筋 每道弯起筋面积（mm2） Vb0.8fyAsbsin45 — 51.83 51.83 51.83 51.83 51.83 51.83 51.83 51.83 — 14

VVcVb 实配箍筋间距S1.25fyvAsvh0— 250 — 250 — 250 — 250 — 250 — 250 — 250 — 250 — 250 — 250 （mm2）

A支座：

0.7ftbh0V按构造配筋

取双肢8，sv,min0.241.43100%0.095% 36082()22s352.74mm 3000.095% 取s250mmsmax250mm B支座左侧：

0.7ftbh0V按计算配筋

t 取箍筋双肢6，弯起钢筋18， sv,min0.24f0.24360100%0.095%

yvf1.43 （1） 由公式svAsvsv,min bs82()22s352.74mm 3000.095% （2） 查表 Smax250mm （3）由公式VVu0.7ftbh01.25h0Asvfyv0.8fyAsbsinsb ss1.25h0AsvfyvV0.7ftbh00.8fyAsbsinsb1.25600100.53600mm 3(190.3180.1851.83)10 综上 B支座按构造配筋 s250mm 其余支座截面计算过程同上，计算结果见上表

5.主梁吊筋计算

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由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值：

*Fl1.2GkQ1.252.44073.71136.64kN

设附加8双肢箍筋。只设箍筋时FlmnfyAsv(优先选用附加箍筋）

136.641033.78 则m236016 此箍筋的有效分布范围s2h13b215033001200mm 取 6个8@150 ,次梁两侧各3个

主梁配筋示意图如图2.21所示。

图2.21 主梁配筋示意图

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