钢筋混凝土肋梁楼盖设计课程设计.doc

成绩

课 程 设 计 说 明 书

题 目： 钢筋混凝土肋梁楼盖设计
课程名称： 混凝土与砌体结构设计
学 院： 土木与建筑工程学院
学生姓名： 白玉
学 号： 15041430147
专业班级： 土木工程（升）15-1
指导教师： 史永涛

2016年 6月 1日

目 录

1.板的计算 1
1.1计算简图 1
1.2荷载 2
1.3内力计算 2
2.次梁的计算 5
2.1计算简图 5
2.2 荷载计算 6
2.3 内力计算 6
2.4 截面承载力及配筋计算 7
3.主梁的计算 8
3.1 计算简图 8
3.2 荷载计算 9
3.3内力计算 10
3.4 承载力及配筋计算 12

某多层工业建筑楼盖平面如图2-23所示，采用钢筋混凝土现浇整体楼盖。四周支承在砖砌体墙上。楼面活荷载标准值为6kN/，组合值系数为0.7.环境类别为一类。要求设计此楼盖。
楼盖结构平面布置见图2-23.材料选用：C25梁中纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋（），其他钢筋均采用 级钢筋（）。
楼面面层为水磨石（底层20mm厚水泥砂浆），重力密度为20kN/
梁板底面及侧面用混合砂浆抹灰，厚度为20mm，重力密度为17 kN/
因楼面活荷载标准值为6kN/>4 kN/,故活荷载的分项系数应按1.3采用。
1.板的设计
由图2-23可见，板区格长边与短边之比6.6/2.4=2.74＞2.0但＜3.0，按规范［1］，宜按双向板计算，当按沿短边方向受力的单向板计算时，应按长边方向布置足够数量的构造钢筋。本例题按单向板计算，并采取必要的构造措施。
按表2.1.2小节的要求，板厚h≥l/30=2400/30=80mm＞70mm,，故取80mm。取1m宽板带为计算单元，按考虑塑性内力重分布方法计算内力。
（1）荷载计算
20mm厚水泥砂浆抹地坪 20×0.02=0.4kN/mm2
80mm厚钢筋混凝土板 25×0.08=2.00kN/mm2
20mm厚混合物砂浆抹灰 17×0.002=0.34kN/mm2
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
恒荷载标准值 2.74kN/mm2
活荷载标准值 6.0kN/mm2
总荷载设计值
由可变荷载效应控制的组合 g+q=（1.2×2.74+1.3×6）×1.0=11.09kN/m
由永久荷载效应控制的组合 g+q=（1.35×2.74+0.7×1.3×6）×1.0=10.07kN/m
可见，对板而言，由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大，所以板内计算时取g+q=11.09kN/mm2
（2）计算简图
次梁高度h=（1/18～1/12）×6600=（367～550）mm，可取h=450mm，h=（1/3～1/2）×450=（150～225）mm，取b=200mm。根据结构平面布置图，板的实际支承情况如图2-24（a）所示。
由表2-4的规定，板的计算跨度为
中间跨 l0=ln=2400-200=2200mm
边跨 l0=ln+h/2=(2400-100-120)+80/2=2220mm
≤ln+a=2180+120/2=2240mm
故边跨取l0=2240mm。 边跨与中间跨的跨度差（2400-2240）/2400=8.6%＜10%，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如图2-24（b）所示。
（3）弯矩设计值计算
对于图2-23中的1-1板带，板各控制截面的弯矩设计值按式（2-22）计算，即

(4) 截面配筋计算
板截面有效高度h0=80-20=60mm.因中间板带（图2-23中的2-2板带）的内区格四周与梁整体连接，故M2，M3，MC值可减低20%。板截面配筋计算过程见表2-7，板的配筋截面图见图2-25.
板截面配筋计算
表2-7
截 面
1
B
2,3
C

4.97
-5.81
3.99
（3.19）
-4.56
（-3.65）

0.116
0.136
0.093
（0.075）
0.106
(0.085)

0.124
0.147
0.089
(0.078)
0.112＞0.1取0.112
（0.089＜0.1，取0.1）

328
389
235
（206）
296
（264）
实配钢筋

边板带

中间板带

注：表中括号内的数据为中间板带的相应值；只做截面＜0.1时，取=0.1计算。
由表2-7可见，对于支座C截面，边板带和中间板带的相对受压区高度均小于0.1，故在计算配筋时均取0.1。
（5）板截面受剪承载力验算

板截面剪力设计值可按式（2-20）计算，最大剪力设计值发生在内支座，其值为
V = 0.55×11.09×2.4 = 14.64kN
对于不配箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：

在本例中,=60mm＜800mm，故= 1.0；b=1000mm，=1.27kN/mm2，代入上式可得
= 0.7×1.0×1.27×1000×60 = 53.43kN＞V = 14.64kN
故板的斜截面受剪承载力满足要求
2.次梁设计
主梁截面高度h = (1/14～1/18) ×7200 = (514～900)mm，取h=700mm，主梁宽度b = 250mm。次梁的几何尺寸及支承情况见图2-26（a）。
（1）荷载计算
板传来的恒荷载 2.74×2.4=6.60kN/m
次梁自重 25×0.2×(0.45-0.08)=1.85kN/m
次梁粉刷 17×0.015×(0.45-0.08)×2=0.19kN/m
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 恒荷载标准值 8.64kN/m
活荷载标准值 6×2.4=14.4kN/m
总荷载设计值
由可变荷载效应控制的组合 g+q=1.2×8.64+1.3×14.4=29.09kN/m
由永久荷载效应控制的组
g+q=1.35×8.64+0.7×1.3×14.4=24.77kN/m
所以，次梁内力计算时取g+q =29.09kN/m
（2）计算简图
次梁按考虑塑性内重分布法计算内力，故由表2-4可得次梁的计算跨度，即
中间跨 l0 =ln=6600-250=6350mm
边跨 l0 =1.025ln =6509mm＞ln+a/2=（6600-250/2-12）+240/2=6475mm
故边跨l0 =6475mm
边跨与中间跨的跨度差（6475-6350）/6350=0.2％＜10％，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如图2-24（b）所示。
（3）内力计算
次梁各控制截面的弯矩设计值和剪力设计值分别按式（2-18）和式（2-20）计算，即
弯矩设计值：

剪力设计值。

（4）截面配筋计算
次梁跨中截面按T形截面进行正截面受弯承载力计算。翼缘计算高度，边跨及中间跨均按下面的较小值采用。
故取2117mm。
跨中及支座截面均按一排钢筋考虑，故取h0=410mm，翼缘厚度80mm
，此值大于跨中弯矩设计值M1、M2、M3, 故各跨跨中截面均属于第一类T形截面计算。次梁正截面受弯承载力计算结果见表2-8
次梁正截面受弯承载力计算 表2-8
截面
1
B
2,3
C

110.87
-110.87
73.31
-83.78

2117
200
2117
200

0.026
0.277
0.017
0.209

0.026
0.332＜0.35
＞0.1
0.017
0.232＜0.35
＞0.1

746
900
488
629

2C18（直）
1C18（弯）
（764）
2C20（直）
1C20（弯）
（942）
2C14（直）
1C16（弯）
（509）
2C16（直）
1C16（弯）
（603）
次梁斜截面受剪承载力计算见表2-9.按规定，考虑塑性内力重分布时，箍筋数量应增大20％，故计算时将乘以1.2;配箍率应大于或等于，各截面均满足要求。

次梁斜截面受剪承载力计算
表2-9
截 面

83.12
110.83
110.60

243.950＞V
243.950＞V
243.950＞V

72.898＜V
72.898＜V
72.898＜V

实配箍筋
双肢
双肢
双肢
配箍率
0.25%＞0.17%
0.25%＞0.17%
0.25%＞0.17%
由于次梁的q/g=14.4/8.64=1.67＜3,且跨度差小于20%，故可按图2-20所示的构造要求确定纵向受力钢筋的弯起和截断。次梁配筋图见图2-27。
3.主梁设计
主梁按弹性理论计算内力。设柱截面尺寸为350mm×350mm，主梁几何尺寸及支撑情况如图2-28（a）所示。
（1）荷载计算
为简化计算，主梁自重按集中荷载考虑。
次梁传来的荷载 8.64×6.6=57.02kN
主梁自重 25×0.25×(0.7-0.08)×2.4=9.3 kN
主梁粉刷 17×0.02×(0.7-0.08) ×2×2.4=0.76kN

恒荷载标准值 67.08kN
活荷载标准值 6.0×6.6×2.4=95.04kN
恒载设计值 G =1.2×67.08=80.5kN 或 G =1.35×67.08= 95.56kN
活载设计值 Q =1.3×95.04=123.55kN
或Q =0.7×1.3×95.04=86.49kN
（2）计算简图
由于主梁线刚度较柱线刚度大很多，故中间支座按铰支座考虑。主梁的支撑长度为370mm。计算跨度为
中间跨 l0 =6600mm
边跨 l0 =1.025ln+b/2=1.025×（6600-120-350/2）+350/2=6638mm
l0 = ln+a/2+b/2 = (6600-120-350/2)+370/2+350/2=6665mm
故边跨的计算跨度取 l0 = 6638mm
边跨与中间跨的平均跨度为=(6638+6600)/2=6619mm
边跨与中间跨的计算跨度相差(6638-6600)/6600=5.8%＜10%，故计算时可采用等跨连续梁的弯矩和剪力系数。计算简图如图2-28（b）所示。
（3）内力计算
对图2-28（b）所示的三跨连续梁，可采用附表1-2所示内力系数计算各控制截面内力，即
弯矩 M = k1Gl0+k2Ql0 剪力 V = k3G+k4Q
其中k1，k2，k3，k4为内力计算系数，由附表1-2查取。
下面以可变荷载效应控制的组合为例说明计算过程，即取和计算，永久荷载效应控制的组合计算过程从略（经计算不控制截面设计）。和计算如下：
边跨 Gl0 =80.5×6.64=534.52kN·m
Ql0 =123.55×6.64=820.37 kN·m
中间跨 Gl0 =80.5×6.6=531.3kN·m
Ql0 =123.55×6.6= 815.43kN·m
支座B Gl0 =80.5×6.62=532.91kN·m
Ql0=123.55×6.62=817.9kN·m
主梁弯矩、剪力计算分别见表2-10和表2-11。比较这两表可见，表2-10考虑了全部组合（4种组合），而表2-11没有考虑①+③组合，这是因为该组合所得剪力不起控制作用。

主梁弯矩计算
表2-10
项次
荷载简图

①

0.244
130.42
-0.267
-142.29
0.067
35.60
-0.267
-142.29
②

0.289
237.09
-0.133
-108.79
-0.133
-108.45

③

-0.044
-36.10
-0.133
-108.79
0.200
163.09

④

0.229
187.86
-0.311
-254.37
0.170
138.62
-0.089
-72.79
⑤

-72.79
3 =-24.26
-0.089
-72.74
0.170
138.62
-0.311
-254.37
①+②
367.51
-251.08
-72.85

①+③
91.32
-251.08
198.69

①+④
318.28
-395.62
174.22
-215.08
①+⑤
106.16
-215.03
174.22
-396.97

主梁剪力计算
表2-11
项次
荷载简图

①

0.733
59.01
-1.267
-101.99
1.00
80.5
②

0.866
106.99
-1.134
-140.11
0
0
④

0.689
85.13
-1.311
-161.97
1.222
150.98
⑤

-0.089
-11.00
-0.089
-11.00
0.778
97.36
①+②
166
-242.1
80.5
①+④
144.14
-263.96
231.48
①+⑤
48.01
-112.99
177.86
(4) 内力包络图
将各控制截面的组合弯矩值和组合剪力值，分别绘于同一坐标值上，即得内力叠合图，其外包线即是内力包络图，如图2-29所示。图中括号内的数值表示按永久荷载效应控制的组合相应计算值。可见，对主梁而言，按可变荷载效应控制的组合所得的内力设计值控制截面配筋。
（5）配筋计算
在正弯矩作用下主梁跨中截面按T形截面计算配筋，边跨及中间跨的翼缘宽度均按下列两者中的较小值采用，即
故取，并取
因为
此值大于，故属第一类T形截面。
主梁支座截面及负弯矩作用下的跨中截面按矩形截面计算，取。支座B边缘截面弯矩按式（2-9）计算，即
其中支座剪力。主梁正截面及斜截面承载力计算结果分别见表2-12和表2-13。
主梁正截面弯矩承载力计算
表2-12
截 面
边跨跨中
B支座
中间跨中

367.51
-361.26
198.69
-72.85

0.032
0.316
0.017
0.064

0.033
0.393＜0518
0.017
0.066

1593
2013
821
339
实配钢筋As（mm2）
2C25（直）
2C22（弯）
=1742
3C22（直）
3C22（弯）
=2280
2C20（直）
1C22（弯）
=1008
2C22
=760

主梁斜截面受剪承载力计算
表2-13
截 面
边支座A
B支座（左）
B支座（右）

166
263.96
231.48

490.88＞V
461.13＞V
461.13＞V

146.69＜V
137.80＜V
137.8＜V
选用钢筋
双肢
双肢
双肢

236.68
222.33
250.51

-
240
-
实配弯起钢筋
-
鸭筋2C16（=402mm²）
双排各为1C22（=380mm²）
鸭筋2C16（=402mm²）
一排为1C22（=380mm²）
注：实配弯起钢筋中1C22为由跨中弯起的钢筋。
（6）附加横向钢筋
由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为
F=1.2×57.02+1.3×95.04=191.98kN
由式（2-23）得主梁内支撑次梁处附加横向钢筋面积为

则一侧所需附加吊筋的截面面积为，选2C16（）吊筋，见图2-30中的⑩号钢筋。
（7）主梁纵筋的弯起和截断
按相同比例在同一坐标图上绘出弯矩包络图和抵抗弯矩图（图2-30）。绘制抵抗弯矩图时，应注意弯起钢筋的位置：纵筋弯起点离该筋受弯承载力充分利用点的距离应不小于；相邻弯起钢筋上、下弯点之间的距离不应超过箍筋的最大允许间距。由于边跨跨中只允许弯起2C22的钢筋（分两次弯起），为满足受剪承载力和上述构造要求，在B支座处设置了专用于受剪的鸭筋（2C16）,其上弯折点距支座边缘的距离为50mm，见图2-30中的⑨号钢筋。
根据每根钢筋的受弯承载力水平直线和弯矩包络图的交点，确定支座上部受力钢筋（抵抗制作负弯矩）的理论截断点。钢筋实际截断点至理论截断点的距离应大于20d，且至充分利用点的距离应大于，本设计中大部分纵筋由后者控制钢筋的实际截断点，其中按确定，取40d（d为纵筋的直径）。但对⑦号纵筋，由所确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内，故从其充分利用截面伸出的长度应按确定，即1.2×40×22+1.7×620=2110mm。
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15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
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33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
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86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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