建筑结构设计课设

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

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计实例

学号，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 = m2，

Q =。

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= N/mm2，f t= 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=×105 N/mm2

HRB400级钢筋：f y=360 N/mm2，E s=×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行设计。（以L1方向为纵向）

70003.8于3，按单向板肋形楼盖进1800

图 楼盖结构平面布置图

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=~ 取h=500mm；截面宽度按（h/3～h/2）初估，

b(13~12)h(13~12)500166.7~250.0mm

取b=200mm。 （3）主梁：截面高h=（1/14～1/8)l=（1/14～1/8)×5400=~675mm 取h=650mm；截面宽度按（h/3～

h/2）初估，

b(13~12)h(13~12)650216.7~325mm

取b=300mm。

4．2板的设计 (按考虑塑性内力重分布计算）

板的几何尺寸如图所示。

1.荷载计算

图 板的剖面图

板自重： 0.08252.0kN/m2水磨石楼面面层： 规范0.65kN/m2板底粉刷： 题中0.25kN/m2 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=－2－2)+2=

中跨：l02 = ln = 边跨与中间跨相差： 1.61.5551.6100%2.81%10%

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=m2

图 板的计算简图

3.弯矩设计值

部

M111(gq)l029.331.55522.05kNm 1111112(gq)l09.331.622.17kNm 1111 MB 支座处弯矩按相邻两跨较大跨长计算 max1.955,2.00 M2112(gq)l09.331.621.49kNm 1616112(gq)l09.33221.71kNm 1414 MC M34.配筋计算

11(gq)l029.33221.49kNm 1616 取h0＝80－20＝60mm，C30混凝土的强度f c= N/mm2;HPB300级钢筋f y=270N/mm2

板的配筋计算如表所示。

表 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 112as As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

图 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

图 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8.9kN/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8.910.5319.520kN/m

沿次梁跨度总的设计荷载取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，

6.7 计算简图如图所示。

图 次梁计算简图

3．内力计算

（1）弯矩计算 M1112(gq)l019.526.83282.78kNm 111111(gq)l0219.526.83282.78kNm 1111 MB M211(gq)l0219.526.7254.76kNm 1616（2）剪力计算

0.370.3)58.54kN 220.370.3VBl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l0 b'fl0ln70.32.23m

333 按梁的计算跨度l0 b'fbSn0.20(1.80.2)1.80m 按翼缘高度h'f bfb12hf0.20120.081.16m

' 故取 bf1.16m

'''

判别各跨中T形截面的类型：

取

h050035465mm

则 fcbf'h'f(h01'80hf)14.3116080(465)5kN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= N/mm2，f t= 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 Mfcbh0Mfbh0'cf221 B － 2 支座as跨内as 112as fcbh0fy 支座Asf跨内Ascbf'h0 fy 选配钢筋 218 214+118 312 339（超过%） 实配钢筋面积（mm2） 509(超过%） （超过%）

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cfcbh00.7ftbh0 A >V >V 按构造配筋 B左 >V >V 按构造配筋 B右 >V >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2 s297.62mm 2000.095% 取s200mm B支座左侧： B支座右侧：

0.7ftbh0V按构造配筋 按构造配筋

0.7ftbh0V 综上 取s200mm

最终各截面均为双肢箍筋6@200mm.

图 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所示。

图 主梁的几何尺寸与支承情况

1.荷载计算

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72.6kN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72.6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 4.5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)5.34m2222

ab0.370.40.370.4l01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，故一律用计算

计算简图如图所示。

图 主梁计算简图（应为五跨连续梁）

3.内力计算

（1）弯矩计算

Mam1Gl0am2Ql0

Gl072.65.4392.39kNm

Ql073.715.4398.03kNm

可由附录5查得各种情况下的am值。主梁弯矩计算如表所示。

表 主梁弯矩计算表

项 荷载简图 次 1 均布 amM1 0.240 94.170.287 114.23amMB 0.281 110.260.140 55.720.140 55.720.319 126.97amM2 0.100 39.24amMC 0.211 82.790.105 41.79amM3 0.122 68.102 活 — 0.216 85.970.10.209 75.2383.190.228 195.823 活 — 0.227 90.350.282 112.240.105 41.79— 4 活 0.118 46.970.054 21.49— 0.198 170.055 Mmin

活 组合值 组合值 0.093 37.020.172 68.46

（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。主梁剪力计算如表所示。

表 主梁剪力计算表

项 荷载简图 次 ① 恒均布 avVA 0.719 52.240.681 50.20-0.0936.86avVBl -1.2811.070 93.0877.75-1.3191.262 97.2293.02avVCl -0.9301.000 67.5772.66-0.7380.061 54.404.50avVDr -1.0000.930 72.6667.57-0.0610.981 4.5072.31avVDr 1.0701.281 77.7593.08-1.0190.137 75.1110.10avVDr 0.719 52.240.137 10.10② 活 活 Vmin 组合值 组合值 -0.0930.796 6.8658.671.2041.243 88.7591.62-0.7570.099 55.807.30-0.0991.153 7.3084.990.847 62.43

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l0 b'fl0lnb5.400.40.41.80m

333 按梁的净距Sn b'fbSn0.307.00.307.0m 按翼缘高度h'f bf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= N/mm2，f t= N/mm2

HRB400级钢筋：f y=360 N/mm2

表 主梁正截面配筋计算

计算截面 M（kN·m） Vbb2 'MbMb1 — Vbb 2B 2 — C 3 — 支座as跨内asMfcbh0Mfcbf'h022 112as 支座As跨内Asfcbh0fy fc'bfh0 fy 选配钢筋 实配钢筋面积616 1206 612 678 514 769 610 471 514 769 （mm2）

5.主梁斜截面承载力计算

表 主梁斜截面配筋计算

截面 V（kN） 0.25cfcbh0A >V B（左） B（右） C（左） C（右） D（左） D（右） E（左） E（右） F >V >V >V >V >V >V >V >V >V Vc0.7ftbh0 >V V >V >V >V >V >V >V >V 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 — 118 118 118 118 118 118 118 118 — 弯起筋 每道弯起筋面积（mm2） — — Vb0.8fyAsbsin45 S1.25fyvAsvh0VVcVb — — — — — — — — — — — — 实配箍筋间距（mm2） 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250

A支座：

0.7ftbh0V按构造配筋

1.43100%0.095% 360 取双肢8，sv,min0.2482()22 s352.74mm 3000.095% 取s250mmsmax250mm B支座左侧： 0.7ftbh0V按计算配筋 取

箍

筋双肢

6，弯起钢筋

sv,min0.24ftf0.241.43100%0.095%yv360 （1） 由公式Asvsvbssv,min 2(8)2 s23000.095%352.74mm （2） 查表 Smax250mm （3）由公式VVu0.7ftbh01.25h0sAsvfyv0.8fyAsbsinsb s1.25h0Asvfyv25600100.5360V0.7ftbh00.8fyAsbsin1.sb(190.3180.1851.83)1030mm 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

由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值：

F.2G*l1kQ1.252.44073.71136.kN

设附加8双肢箍筋。只设箍筋时FlmnfyAsv(优先选用附加箍筋）

18

，

136.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所示。

图 主梁配筋示意图