钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.doc

1、目 录、设计任务书-（3）、设计计算书-（4）（1） 工程概况-（4）（2） 设计依据及参考资料-（4）（3） 平面结构布置-（5）四、设计计算-（6） 1、板的设计-（6） 2、次梁的设计-（11） 3、主梁的设计-（19） 4、楼梯的设计-（28） 5、雨篷的设计-（31）钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书 （一） 设计任务 烟台市某身中心(二层建筑物)，为现浇混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重）,试对楼盖,楼梯和雨蓬进行设计。 （二）设计资料 1、建设地点：烟台市区 2、楼面做法：水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底； 3、层高：4.5m；门：宽高=330

2、0mm3000mm；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定。 4、墙体为370mm砖砌体，柱截面尺寸为400mm400mm。雨篷悬挑长度为1200mm。 5、雨蓬悬挑长度为1200mm. 6、建筑用途：健身中心 楼面活荷载：楼板：4.0；次梁：4.0；主梁：4.0 6、材料选用： a.混凝土： C35 b.钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400钢筋，板内及梁内的其它钢筋采用HPB300钢筋。（三）设计要求1、楼盖、楼梯、雨篷的结构平面布置图。2、楼盖板的内力分析与配筋计算（考虑内力重分布）。次梁的内力分析与配筋计算（考虑内力重分布）。3、主梁内力分析与配筋计算。4、楼梯和雨篷的内力分析与配筋计算。现浇钢筋混

3、凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、工程概况 1、建筑功能 健身中心 2、建筑规模 面积 15*7200*6600=712800000=712.8 层数 2层 层高 4.5m 3、荷载 楼板 4.0 次梁 4.0 主梁 4.0 4、建筑做法 水磨石地面，钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆；二、设计依据及参考资料 1、东南大学等，混凝土结构，中国建筑工业出版社，北京：2001。 2、混凝土结构设计规范（GB500010-2001） 3、建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 4、混凝土结构设计手册。 5、混凝土结构构造手册。三、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

4、6.6m，次梁的跨度为7.2m，主梁每跨内布置2根次梁，板的跨度为2.2m，l02/l01=7.2/2.2=3.273，故应按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对民用建筑的楼盖板，要求h60mm，取h=60mm。 次梁截面高度应满足h=(1/181/12) l0=(1/181/12)7200=400600mm。取h=400mm，截面宽度取为b=200mm。 主梁的截面高度应满足h=(1/121/8) l0=(1/121/8)6600=550825mm，取h=700mm,截面宽度取为b=300mm。3600072007200720072007200四、设计计算1、

5、板的设计（按塑性内力重分布计算）：已如前述，轴线、的板属于端区格单元板；轴线的板属于中间区格单元板。1.1 荷载板的永久荷载标准值： 水磨石面层 0.65kN/m2 60mm钢筋混凝土板 0.0625=1.5kN/ m2 20mm石灰砂浆 0.0217=0.34 kN/ m2 小计 2.49kN/m2 板的可变荷载标准值 4.0kN/ m2 永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值=4.0 kN/ m2，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的 永久荷载设计值 g=2.941.2=2.988 kN/ m2 可变荷载设计值 q=4.01.3=5.2N/ m2 荷载总设计值 gq=8.188

6、/ m2 1.2 计算简图 次梁截面为200m400m，现浇板在墙上的支承长度不小于120m，取板在墙上的支承长度为a=120;性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨 l0=lnh/2=2200-100-120+60/2=2010mm ln +a/2=2200-100-120+120/2=2040mm,取l0=2010mm中间跨 l0= ln=2200200=2000mm 跨度差（2010-2000）/2000=0.5%10%，可按等跨连续板计算，取五跨。取1m宽板带作为计算单元，从左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A。单元中点处的编号1，2，3，2，1。计算简图如下1985.001950

7、.001950.001950.001985.00 G+Q=8.188G+Q=8.188G+Q=8.188G+Q=8.188ABCCBA( 1 )( 2 )( 3 )( 2 )( 1 )1.3 弯矩设计值由表11-1可查得，板的弯矩系数m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）l20/11=8.1882.012/11=3.01 kNmMC= -(gq)l20/14=-8.18822/14=-2.34kNmM2=M3=（gq）l20/16=8.18822/16=2.05 kNm以上均为端区隔单向板的弯矩设计值，对于

8、中间区隔单向板，考虑到板的内拱作用，其跨内截面2、3和支座C的弯矩设计值可折减20%，即MC、 M2、M3应乘以0.8。分别为：MC=0.8（-2.34）=-1.87kNm M2=M3=0.82.05=1.64 kNm1.4 正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C35混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚60mm，h0=6020=40mm；板宽b=1000mm。C35混凝土，1=1.0，fc=16.7N/mm2 ，=1.57N/mm2；HPB300钢筋，fy= 270N/mm2；板的配筋计算的过程如下表: 板 的 配 筋 计 算截面 1 B 2/3 C弯矩设计值（kNm）3.01-3.0

9、12.05(1.64)-2.34(-1.87)s=M/(1fcbh02)0.1130.1130.077 (0.061)0.088(0.070)=10.1200.1200.080 (0.063)0.092(0.073) s=1-0.50.940.940.96(0.969)0.954(0.964)轴线 计算配筋（mm2）As=M/(fysh0)296.5296.5197.7227.1实际配筋（mm2）8170AS=2968170AS=2966140AS=2026120AS=235.8计算配筋（mm2）As=M/(fysh0)296.5296.5156.7179.6实际配筋（mm2）8170AS=2

10、968170AS=2966170AS=1666150AS=189计算结果表明：支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；=As/（bh）= 166/（100060）=0.277%，此值大于0.45ft/fy=0.451.57/270=2.62%，2、次梁设计2.1 荷载设计值按考虑塑性内力重分布设计。据实际使用情况，该健身中心书库将长期有活载的存在，故楼盖次梁的可变荷载可按不考虑从属面积折减计算：永久荷载设计值 ： 板传来永久荷载 2.9882.2=6.57kN/m次梁自重 0.2（0.40.06）251.2=2.04kN/m次梁粉刷 0.02（0.40.06）2171.2=0.28

11、1kN/m 小计 g=8.89kN/m 可变荷载设计值 q =41.32.2=11.44kN/m 荷载总设计值 gq =8089+11.44=20.33kN/m 2.2 计算简图 次梁在砖墙上的承重长度为a=240mm。主梁截面为300mm700mm。计算跨度：边跨 ： l0=lna/2=7200120300/2240/2=70501.025ln=7103mm，故取 l0=7050mm中间跨 ：l0=ln=7200300=6900mm跨度差（72006900）/6900=2.17%0.1因而取最小值b/f=2200mm。纵向受力钢筋布置一排：一类环境,C35混凝土，梁的保护层厚度为20mm，单

12、排钢筋截面有效高度取h0=40040=360mm， 1=1.0，c=1，fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2，纵向钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，箍筋采用HPB300级钢筋，fyv=270N/mm2；经判别跨内截面类型：1 fc b/f h/f（h0h/f/2）=1093.015 kNm=104.51kNm，则跨内截面均属于第一类T形截面正截面承载力计算过程列于下表 次 梁 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算截面 1B2/3C弯矩设计值（kNm）91.86-91.8660.49-69.14S=M/(1fcbh02)或S=M/(1fcbfh02)91.861

13、06/（116.722003602）=0.01991.86106/（116.73003602）=0.14160.49106/（116.722003602）=0.01369.14106/（116.73003602）=0.106=1-0.0190.1530.0130.112s=1-0.50.9910.9240.9940.944As=M/(fysh0)715.2767.1476.2565.1选配钢筋（mm2）120+216AS=716.3120+216AS=763118+212AS=479.5316AS=562.5 计算表明：支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则，配筋率 = AS/bh

14、0=0.48%h/ h0 =0.215% ,满足最小配筋率的要求。5.4.2斜截面受剪承载力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：，因，截面尺寸按下式验算： 截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8双肢箍筋，计算支座B左侧截面。由，可得到箍筋间距将s代入VCS中,求得V因为,箍筋间距不能大于200mm。故取s=200mm。为了施工方便，沿梁长不变。验算最小配箍率：。而最小配箍率。满足最小配箍率要求。5、 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。次梁传来的永久荷载 主梁自重 梁侧抹灰 永久荷载设计值 可变荷载设

15、计值 （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400mm400mm的混凝土柱上。其计算跨度边跨，取较小值，中跨主梁的计算简图如图。因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力。 主梁计算简图（3） 内力设计值及包络图 弯矩设计值弯矩 式中系数、由附表6-2相应栏内查得。 剪力设计值剪力 式中系数、由附表6-2相应栏内查得。 弯矩、剪力包络图弯矩包络图： 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由附表6-2知，支座B或C的弯矩值为：在第1跨内以支座弯矩，的连线为基线，作G=77.83kN，Q=70kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷

16、载作用点处弯矩值分别为：（于前面计算的接近）在第2跨内以支座弯矩，的连线为基线，作G=77.83kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩，的连线为基线，作G=77.83kN，Q=82.37kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：在第2跨内：。以支座弯矩，的连线为基线，作G=77.83kN，Q=82.27kN的简支梁弯矩图，得 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载 第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：（与前面计算的接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为： 综上弯矩包络图

17、如下： 剪力包络图： 第1跨 ；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。 ；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。 第2跨 ；过第1个集中荷载后为。当可变荷载仅作用在第2跨时；过第1个集中荷载后为。剪力包络图如下： （4） 承载力计算 正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因，翼缘计算宽度按和中的较小值确定，取。B支座边弯矩设计值。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程如下表。主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值（kNm）284.03-307.94143.14-38.44或=0.018=0.141=0.009=

18、0.0180.0180.1530.0090.0180.9910.9240.9960.9911206.31402.6604.9163.3选配钢筋（）18+320322+18316210主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。 斜截面受剪承载力验算截面尺寸：，因，截面尺寸按下式验算：，截面满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，、验算最小配筋率：，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力，附加箍筋布置范围。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋116，满足要求。由于主梁腹板高度大于，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋

19、的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且间距不大于200mm，现每侧配置116钢筋，,，满足要求。6、 楼梯设计 楼梯平面布置 层高4.5m,踏步尺寸150mm300mm,采用C35混凝土，板采用HPB300钢筋，梁纵筋采用HRB400钢筋。楼梯上均布活荷载标准值为(1)梯段板的设计 板厚，取板厚，板的倾斜角。取1m宽的板带计算。 1） 荷载计算。其荷载计算如下表。 荷载种类 荷载标准值 （kN/m) 恒 荷 载 水磨石面层 三角形踏步 混凝土斜板 板 底 抹灰 小 计 7.71 活 荷 载 3.5 恒荷载分项系数；活荷载分项系数。总荷载设计值2） 截面设计 踏步板的计算跨度，跨中截面弯矩设计值

20、为。板的有效高度。 ，则选配120 ，。验算最小配筋率= AS/bh0=654/(1000140)=0.47%0.2h/h0=0.27%且大于满足要求。分布钢筋每级踏步1根8。 （3）平台板设计 设平台板厚70mm, 取1m宽板带计算。1） 荷载计算 平台板的荷载计算列于下表 荷载种类 荷载标准值 （kN/m) 恒 荷 载 水磨石面层 0.65 70mm厚混凝土板 板 底 抹灰 小 计 2.74 活 荷 载 3.5 总荷载设计值2） 截面设计 平台板的计算跨度，弯矩设计值，板的有效高度。则：选用（4）平台梁计算。设平台梁截面尺寸为。平台梁计算跨度为1） 荷载计算 荷载种类 荷载标准值 （kN/

21、m) 恒 荷 载 梁 自 重 梁侧粉刷 平台板传来 梯段板传来 小 计 20.79 活 荷 载 总荷载设计值2） 截面设计。 弯矩设计值 弯矩剪力设计值 正截面受弯承载力计算：截面按倒L形计算，梁的有效高度 3） 应按第一类T型截面计算，则 选配320， 大于且大于 满足要求。 配置,箍筋,则斜截面受剪承载力 满足要求。七、雨篷设计 1、雨篷板设计 雨篷板挑出长度为，根部板厚，板端板厚为80mm，雨篷板宽度取为3800mm。取1米板宽为计算单元，按悬壁板进行载力计算。 雨篷结构布置（1） 荷载计算 恒荷载的标准值 板自重（取平均板厚90mm） kN/m 板上面20mm厚水泥砂浆 kN/m 板下

22、面20mm厚石灰砂浆 kN/m 小 计 2.99kN/m 活荷载标准值 0.5kN/m 施工和检修中荷载 （每隔1m计算一个集中荷载） 总荷载设计值， 板的计算跨度=1200mm，则板固端弯距为 （2）正截面受弯承载力计算。雨篷板根部板厚。选用，分布钢筋采用2、雨篷梁设计梁截面尺寸为,设则（1）荷载及内力计算 梁自重 kN/m 20mm厚梁粉刷重 kN/m 梁上砖砌体重 kN/m 楼板上传来的均布荷载 kN/m 雨篷板传来的均布荷载 kN/m 小 计 23.57 雨篷传来的集中荷载 1.4kN雨篷梁的计算跨度取弯矩：剪力： 雨篷板均布荷载恒荷载对雨篷梁产生的力矩为： 雨篷板集中荷载对雨篷梁产生

23、的力矩为： 扭矩： （2)截面承载力计算：由于雨篷梁承受弯，剪，扭共同作用，故先验算其截面尺寸所以截面尺寸符合要求验算是否按构造配筋按构造配筋。选用选配 ，满足要求。受弯纵向钢筋计算： 腹板受扭纵筋计算梁底所需弯曲和受扭纵筋截面面积选用314mm，。梁每侧边所需受扭纵筋截面面积选用112mm,。梁顶面所需受扭纵筋截面面积选用28mm，。3、雨篷抗倾覆验算（1）倾覆力矩由图可知，雨篷总长度为3800mm。荷载设计值对计算倾覆点O产生的倾覆力矩按式计算，其中取：。 （2）抗倾覆力矩: 雨篷梁（包括粉刷）自重标准值： 雨蓬梁上砌体自重标准值：（ 恒荷载标准值总和： 雨篷的抗倾覆力矩设计值为： 所以满足要求。