某现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书剖析.doc

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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖
课程设计

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2010年7月
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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖
课程设计

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目录
1、设计资料 4
1.1各层厚度及材料 4
1.2活荷载 4
1.3分项系数 4
1.4构件尺寸 5
1.5材料选用 5
2、梁板结构平面布置 5
3、板的计算 5
3.1荷载 6
3.2内力计算 7
3.3截面承载力计算 8
3.4板的 配筋率验算 9
3.5板中构造钢筋长度要求及长度计算 9
4、次梁计算 12
4.1荷载 12
4.2内力计算 12
4.3截面承载力计算 14
4.4对于箍筋的验算 16
5、主梁计算 17
5.1荷载 17
5.2内力计算 17
5.3截面承载力计算 21
6、梁中钢筋构造要求 24
6.1次梁钢筋构造要求 24
6.2主梁钢筋构造要求 25
7、楼梯设计 26
7.1示意图 26
7.2基本资料 26
7.3计算过程 27
7.4计算结果 28

1、设计资料
某轮胎厂准备车间多层厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其二层平面图如图T-1所示，材料及构造等设计资料如下：

图T- 1 柱网布置图
1.1各层厚度及材料
楼面面层20mm厚水泥砂浆打底（γ=20kN/m3），10mm厚水磨石地面（γ=0.65kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（γ=17kN/m3）；
1.2活荷载
标准值为9 kN/m3；
1.3分项系数
恒荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4 kN/m3）；

1.4构件尺寸
板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；柱的截面尺寸b×h=400 mm×400mm；
1.5材料选用
混凝土 采用C25（；）；
钢筋 受力钢筋全部采用HRB335级（）；
其余采用HPB235级（）。
2、梁板结构平面布置
现浇单向板肋梁楼盖梁格布置如图T-2所示。

图T- 2 梁板结构平面布置图
3、板的计算
板按考虑塑性内力重分布方法计算。
板的，宜按单向板设计。
板的厚度按构造要求取，对于工业建筑楼盖板要求，故可取板厚。次梁截面高度取，取h=500mm。次梁截面宽度，取b=250mm,板的尺寸及支撑情况如图T-3所示。

图T- 3 板的尺寸及支撑情况
3.1荷载
恒载标准值
10mm水磨石地面
20mm水泥砂浆
80mm钢筋混凝土板
15mm石灰砂浆抹底

线恒载设计值
线活载设计值

合计
即每米板宽
3.2内力计算
计算跨度
边跨

取。
中间跨
计算跨度差,说明可按等跨连续板计算内力。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图T-4所示。

图T- 4 板的计算剪图
连续板各截面的弯矩计算见表Q-1。
连续板各截面弯矩计算
表Q-1
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
弯矩计算系数

3.3截面承载力计算
b=1000mm,h=80mm,,,,连续板各截面的配筋计算见表Q-2。
板的配筋计算
表Q-2
板带部位
边区板带（①～②、⑤～⑥轴线间）
中间区板带（②～⑤轴线间）
板带部位截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座

4.72
-4.72
3.09
-3.53
4072
-4.72
3.09×0.8= 2.47
-3.53×0.8=-2.82

0.110
0.110
0.072
0.082
0.110
0.110
0.058
0.066
ξ
0.117
0.117
<0.35
0.075
0.086
<0.35
0.117
0.117
<0.35
0.060
0.068
<0.35

279
279
179
205
279
279
143
162
选配钢筋

实配钢筋面积

314
314
246
246
314
314
177
177

中间区板带2～5轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。
3.4板的 配筋率验算
支座截面ξ均小于0.35，支座截面符合塑性内力重分布条件（对于板ξ不用验算与0.1的比较）；跨中截面ξ均小于=0.550，截面不超筋。
实际最小配筋面积为

满足最小配筋率要求。
板的配筋图见设计图纸。
3.5板中构造钢筋长度要求及长度计算
3.5.1分布钢筋长度
（1）板角构造钢筋：伸出墙体边缘的长度不小于,取500mm。每个角一米范围内布置。
（2）垂直于主梁的构造钢筋：伸出主梁的长度不小于,取500mm。布置。
（3）板边构造钢筋: 伸出墙体边缘的长度应小于,取250mm。布置。
（4）垂直于受力筋方向的分布筋：直径不小于6mm，间距不大于250mm。通长布置。
3.5.2受力钢筋计算长度
（1）1～4号：按构造要求，伸入墙体长度取100mm，；
（2）2～4号：；
（3）5～8号：按构造要求，钢筋弯出65mm,由于q/g=11.7/2.76=4.24>3,有。取a=650mm,得出l=2×500+300+2×65=1680mm；
（4）9号：伸出主梁长度l＇≥=1850mm/4=462.5mm，取l＇=500mm，l=2×500mm+300mm+2×65mm=1430mm；
（5）10号：根据板角构造要求l＇≥，取l＇=500mm，l=500mm+100mm+2×65mm=730mm；
（6）11号：伸出墙体长度l＇<=1895mm/7=271mm，取l＇=250mm，则l=250mm+2×65mm+100mm=480mm；
（7）12号：分布钢筋通长布置，6900mm×5-2×(120-100)mm=34460。
3.5.3板的钢筋表
板的钢筋表
表Q-1
编号
简图
直径
长度/mm
根数
总长/mm
钢筋用量/kg
①

2055
432
887.8
350.7
②

14650
43
630
248.9
③

14650
43
630
139.9
④

14650
130
1904.5
422.8
⑤

1680
432
725.8
286.7
⑥

1680
259
435.1
171.9
⑦

1680
259
435.1
96.6
⑧

1680
777
1305.4
289.8
⑨

1430
378
540.5
213.5
⑩

730
40
29.2
11.5
⑾

480
494
237.1
93.7
⑿

34460
76
2619
1034.5
合计：3360.5kg
注：受力钢筋均采用HRB335筋，构造钢筋均采用HPB235筋。

4、次梁计算
次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。
取主梁的梁高次梁有关尺寸及支撑情况如图T-5所示。

图T- 5 次梁尺寸及支撑情况

4.1荷载
恒载设计值
由板传来
次梁自重
梁侧抹灰

活载设计值
由板传来

合计

4.2内力计算
计算跨度
边跨

取。
中间跨
跨度差 (6.75m-6.6m)/6.6m=2.3%<10%
说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图T-6所示。

图T- 6 次梁的计算简图
连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表Q-4和表Q-5。
连续次梁弯矩计算
表Q-4
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
弯矩计算系数

连续次梁剪力计算
表Q-5
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
中间支座外侧、内侧
剪力计算系数
0.45
0.6
0.55
0.55

0.45×33.86×6.63=101.02
0.6×33.86×6.63=134.70
0.55×33.86×6.6=122.91
122.91

4.3截面承载力计算
次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：
边跨
离端第二跨、中间跨
梁高
翼缘厚
判别T形截面类型：跨内截面,属于第一类T形截面。
支座截面按矩形计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，。
连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表Q-6和表Q-7。

次梁正截面承载力计算
表Q-6
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座

140.25
-140.25
92.18
105.35
跨中

支座

0.024<0.172
0.244
0.016<0.172
0.164

0.024
0.284<0.35
0.016
0.18
跨中

支座

996
1065
649
830
选配钢筋(HRB335)

实配钢筋面积

1256
1256
942
942

由表中可知各跨内截面ξ均小于，且支座处截面有0.1＜＜0.35，满足内力重分布的要求。实际最小配筋面积=942 ，=0.45=0.19%<0.2%,所以=0.2%，=0.2%×250×500=250。因此，满足最小配筋率要求。
次梁斜截面承载力计算
表Q-7
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
中间支座外侧、内侧
V/kN
101.02
134.70
122.91
122.91
b
345800>V
327300>V
327300>V
345800>V

103300>V
97790<V
977900<V
103300<V
选用箍筋

101
101
101
101

按构造要求配筋
316
465
582
实际钢筋间距

200
200
200
200
4.4对于箍筋的验算

d=8mm>=6mm
s=200mm≤=200mm
满足构造要求。
5、主梁计算
主梁按弹性理论计算。
柱高H=4.5m，设柱截面尺寸为400mm×400mm。主梁的有关尺寸及支撑情况如图T-7所示。
图T- 7 主梁尺寸及支撑情况

5.1荷载
恒载设计值
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）

活载设计值
由次梁传来

合计
5.2内力计算
边跨

4m/2=3.63m
中间跨

取
跨度差 （6.36m-6.20m）/6.20m=2.58%<10%，可按等跨连续梁计算。
由于主梁线刚度与柱的线刚度之比，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图T-8所示。

图T- 8 主梁的计算简图

在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则，。
计算结果以及最不利荷载组合见表Q-8和表Q-9。将最不利荷载组合下的四种弯矩图以及三种剪力图叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图T-9。

主梁弯矩计算
表Q-8
序号
计算简图
边跨跨中
中间支座
中间跨跨中

①

②

③

④

⑤

-95.51(-333.74)
181.57
最不利荷载组合
①+②
429.31
-270.92
-110.71
①+③
70.13
-270.92
245.63
①+④
364.62
-461.93(-223.7)
213.59
①+⑤
85.87
-223.7(-461.93)
213.59

主梁剪力计算
表Q-9
序号
荷载简图及弯矩图
端支座
中间支座

①

②

0
④

⑤

==-15.09
-15.09(-207.17)
131.89(222.25)
 最不利荷载组合
①②
202.41
-288.35
75.85
①④
172.41
-318.35(-207.74)
283.02(111.19)
①⑤
40.51
-111.19(-283.02)
207.74(318.35)

图T- 9 主梁的弯矩包络图及剪力包络图

5.3截面承载力计算
主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：
，并取。
判别T行截面类型：
跨内截面,属于第一类T形截面。
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，并布置在次梁主筋下面）。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取。
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见 表Q-10及 表Q-11。
主梁正截面承载计算
表Q-10
截面
边跨跨中
中间支座
中间跨跨中
M/(kN·m)
429.31
-461.93
245.63
-110.71

45.40

M-
/

416.53

跨中

支座

0.046
0.359

0.047
0.469
0.026
0.093
跨中

支座

0.047×2066mm×615mm×11.9/300=
2369
0.469×300mm×570mm×11.9/300=
3182
0.026×2066mm×615mm×11.9/300=
1311
0.093×300mm×590mm×11.9/300=
653
选配钢筋HRB335

实际钢筋面积

2463
3203
1520
760
 验算：且0.6%<1.21%<1.5%，满足经济配筋率的要求。25钢筋排成一行时梁的最小宽度，3根时上部200mm，下部120mm，均小于等于主梁的宽度300mm，钢筋的近距满足要求。
主梁斜截面承载力计算
表Q-11
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
V/kN
202.41
318.35
283.02
b
548880>V
508725>V
508725>V

164020<V
152019<V
152019<V
选用箍筋

101
101
101

(HRB335)

实际钢筋间距

130
130
130

6、梁中钢筋构造要求
6.1次梁钢筋构造要求
(1)搭接长度为150mm。
(2)锚固长度：梁端锚固长度≥34d=34x22=748mm，取748mm。申入梁端长度，取120mm。向下弯折长度为。中间支座锚固长度≥34d=34x22=748mm，取750mm。
(3)截断长度:,
取1850mm。

6.2主梁钢筋构造要求
(1)锚固长度：梁端锚固长度≥34d=34x22=748mm，取750mm。伸入梁端长度，取200mm。向下弯折长度为>6.5d=6.5×22=143mm。中间支座锚固长度≥34d=34x28=952mm，取960mm。
(2)附加箍筋：范围s=3b+2h=3×250+2×200=1150m，间距取50mm，直径为8mm。两侧各10道，共24道。
(3)梁侧向钢筋：梁腹板高度大于450mm，每排侧向构造钢筋间距不大于200mm。因此，取2排。直径为12mm。

7、楼梯设计
7.1示意图

7.2基本资料
7.2.1依据规范
《建筑结构荷载规范》（GB 50009－2001）
《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）
7.2.2几何参数
楼梯净跨: L1 = 2860 mm 楼梯高度: H = 2000 mm
梯板厚: t = 120 mm 踏步数: n = 12(阶)
上平台楼梯梁宽度: b1 = 240 mm 下平台楼梯梁宽度: b2 = 240 mm

7.2.3荷载标准值
可变荷载：q = 3.50kN/m2 面层荷载：qm = 1.70kN/m2
栏杆荷载：qf = 0.20kN/m
7.2.4材料信息
混凝土强度等级: C25 fc = 11.90 N/mm2
ft = 1.27 N/mm2 Rc=25.0 kN/m3
钢筋强度等级: HRB335 fy = 300.00 N/mm2
抹灰厚度：c = 20.0 mm Rs=20 kN/m3
梯段板纵筋合力点至近边距离：as = 20 mm
支座负筋系数：α = 1.00
7.3计算过程
7.3.1楼梯几何参数
踏步高度：h = 0.1667 m
踏步宽度：b = 0.2600 m
计算跨度：L0 = L1＋(b1＋b2)/2 = 2.86＋(0.24＋0.24)/2 = 3.10 m
梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα = 0.842
7.3.2荷载计算
( 取 B = 1m 宽板带)：
梯段板：
面层：gkm = (B＋B·h/b)qm = (1＋1×0.17/0.26)×1.70 = 2.79 kN/m
自重：gkt = Rc·B·(t/cosα＋h/2) = 25×1×(0.12/0.84＋0.17/2) = 5.65 kN/m

抹灰：gks = RS·B·c/cosα = 20×1×0.02/0.84 = 0.48 kN/m
恒荷标准值：Pk = gkm＋gkt＋gks＋qf = 2.79＋5.65＋0.48＋0.20 = 9.11 kN/m
恒荷控制：
Pn(G) = 1.35gk＋1.4·0.7·B·q = 1.35×9.11＋1.4×0.7×1×3.50 = 15.73 kN/m
活荷控制：Pn(L) = 1.2gk＋1.4·B·q = 1.2×9.11＋1.4×1×3.50 = 15.83 kN/m
荷载设计值：Pn = max{ Pn(G) , Pn(L) } = 15.83 kN/m
7.3.3正截面受弯承载力计算
左端支座反力: Rl = 24.54 kN
右端支座反力: Rr = 24.54 kN
最大弯矩截面距左支座的距离: Lmax = 1.55 m
最大弯矩截面距左边弯折处的距离: x = 1.55 m
Mmax = Rl·Lmax－Pn·x2/2
= 24.54×1.55－15.83×1.552/2
= 19.02 kN·m
相对受压区高度：ζ= 0.175181 配筋率：ρ= 0.006949
纵筋(1号)计算面积：As = 694.88 mm2
支座负筋(2、3号)计算面积：As'=αAs = 1.00×694.88 = 694.88 mm2
7.4计算结果
(为每米宽板带的配筋)
7.4.1①号钢筋计算结果
(跨中)
计算面积As: 694.88 mm2

采用方案：D10@100
实配面积：785.40 mm2
7.4.2②③号钢筋计算结果
(支座)
计算面积As': 694.88 mm2
采用方案：D10@100
实配面积：785.40 mm2
7.4.3④号钢筋计算结果
采用方案：d6@200
实配面积：141.37 mm2

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