《混凝土结构设计》课程设计__现浇整体式单向板肋梁楼盖设计

设计资料：

某设计使用年限为50年工业用仓库，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格图1所示。

图1结构平面布置图

(1)楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层，γ=0.65 KN/m2

15mm厚混合砂浆梁板天花抹灰。 (2)活荷载：标准值为5KN/m2。

(3)恒载分项系数为1.2；活载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖活载标准值大于4 KN/m2）。 (4)材料选用：

混凝土 采用C25（fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2）。 钢 筋 梁中受力纵筋才采用HRB335级（fy=300N/mm2）；

其余采用HPB235级（fy=210N/mm2）。

5板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm。

。 6二楼楼面结构平面布置图如图所示（楼梯间在此平面外）

7楼板厚度为,80mm次梁截面为bh200mm500mm主梁截面

bh250mm700mm，柱的截面尺寸bh350mm350mm（或400mm400mm）。

1板的计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）

板的l2/l1=5400mm/2000mm=2.7<3，按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。

板的厚度按构造要求取h=80mm﹥L1/40=2000mm/40=50mm。次梁截面高度取h=500mm﹥L2/15=5400mm/15=360mm，截面宽度b=200mm，板尺寸支撑情况如图2所示。

图2板的尺寸

1 荷载

恒载标准值

30mm面层 0.65KN/m2 80mm钢筋混凝土板 0.08m×25KN/m3=2.000KN/m2 15mm混合砂浆天棚抹灰 0.015m×17KN/m3=0.225KN/m2 gk=2.875KN/m2 线恒载设计值 g=1.2×2.875KN/m2=3.45KN/m 线活载设计值 q=1.3×5KN/m2=6.5KN/m 合 计 9.95KN/m 即每米板宽 g+q=9.95KN/m

2 内力计算

计算跨度

边跨 Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.82m

Ln+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m＞1.82m 取L0=1.82m 中间跨 L0=2m-0.2m=1.800m

计算跨度差（1.820m-1.800m）/1.800m=1.11%﹤10%,说明可按等跨连续计算内力（为简化

起见，统一取L0=1.820m）。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图3所示：

图3 1m宽板的计算简图

连续板各截面弯矩计算见表1。

连续板各截面弯矩计算

离端第二

截面

边跨跨内

支座

中间跨跨内 离端第二跨跨内、

中间支座

弯矩计算系数αm 1/11 -1/11 1/16 -1/14

M=αm(g+q)L0

/(KN·m)

2

3.00 -3.00

表1

2.06 -2.35

（3）截面承载力计算

b=1000mm，h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, α1=1.0,连续板各截面配筋计算见表2。

连续板各截面配筋计算

边区板带（①—②，⑤—⑥轴线间）

板带部位截面

边跨跨内

M/( KN·m)

2

离端第二跨跨内、中间

离端第二支座

跨跨内

3.00

-3.00

2.06

-2.35 中间支座

αs=M/α1fcbh0 0.070 0.070 0.048 0.056

ζ As= ζα1bh0fc/fy

/(mm)

2

0.073 0.073 0.049 0.058

248 248 167 197

φ8/10

选配钢筋

@180

实配钢筋面积/(mm)

2

φ8/10 @180 258

φ8/10 @180 179.5

φ8/10 @180 207.3

258

中间区板带（②—⑤轴线间）

板带部位截面

离端第二跨跨内、中间

边跨跨内

离端第二支座

跨跨内

-2.35×0.8=-1.8

M/( KN·m)

3.00

-3.00

2.06×0.8=1.65

8

2

中间支座

αs=M/α1fcbh0 0.070 0.070 0.038 0.045

ζ

As=ζα1bh0fc/fy

0.073 248

0.073 248 φ8/10 @200 248 表2

0.039 133 φ8 @200 151

0.046 156

/(mm)

φ8/10

选配钢筋

@200

实配钢筋面积/(mm)

2

2

φ10

@200 157

258

中间区板带②—⑤轴线间，各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%。 连续板的配筋示意图如图4所示。

（a）边区板带

(b)中间区板带

图4 板的配筋示意图

2次梁计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）

取主梁的梁高h=700mm﹥L1/12=6000mm/12=500mm,梁宽b=250mm,次梁有关尺寸及支撑

情况图5所示。

图5 次梁尺寸

（1） 荷载 恒载设计值

由板传来 3.45KN/m2×2m=6.9KN/m

次梁自重 1.2×25KN/m3×0.2m×(0.5m-0.08m)=2.52KN/m 梁侧抹灰 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.5m-0.08m)×2=0.257KN/m g=9.677KN/m 活载设计值

由板传来 q=6.5KN/m2×2m=13KN/m 合 计 g+q=22.68KN/m (2)内力计算 计算跨度

边跨 Ln=5.4m-0.12m-0.25m/2=5.155m Ln+a/2=5.155m+0.24m/2=5.275m 1.025 Ln=1.025×5.155m=5.284m﹥5.275m 取L0=5.275m

中间跨 L0= Ln=5.4m-0.25m=5.150m

跨度差（5.275m-5.150m）/5.150m=2.4%﹤10%,说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图6所示

图6 次梁的计算简图

连续次梁各截面弯矩及剪力计算见表3和表4。

连续次梁弯矩计算

离端第二跨跨内、中间

截面 弯矩计算系数αm M=αm(g+q)L0

/(KN·m)

表3

2

边跨跨内 1/11 60.86

离端第二支座

跨跨内

-1/11 -60.86

1/16 41.84

中间支座 -1/14 -47.82

连续次梁剪力计算

中间支座外侧、

截面 剪力计算系数αv V=αv(g+q)Ln

/(KN)

表4

端支座内侧

0.45 55.81

离端第二支座外侧 离端第二支座内侧

内侧

0.6 74.42

0.55 68.22

0.55 68.22

（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: bf`=L0/3=5275mm/3=1758mm﹤b+S0=200mm+1800mm=2000mm 离端第二跨、中间跨: bf`= L0/3=5150mm/3=1717mm 梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm

翼缘厚 hf`=80mm 判别T形截面类型：

跨内截面ζ=0.010﹤hf`/h0=60mm/465mm=0.172,故各跨内截面均属于第一类T形截面。 支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h0=450mm-60mm=440mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=465mm，连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5和表6。

连续次梁正截面承载力计算

离端第二跨跨内、

截面 M/( KN·m)

边跨跨内 60.86

离端第二支座

中间跨跨内

-60.86

41.84

-47.82 中间支座

sM

1fcbh020.013 0.132 0.009 0..097

(b=bf`)

112s

As=ζ α1bh0fc/fy(b=bf`)

/(mm)

2

0.013 0.142 0.009 0.097

422 497 292 340

2

选配钢筋

1

16+

2

18+

1

16

308

14

2

14

2

12 1

14+

实配钢筋面积/(mm)

2

455.6

表5

509.1 379.9

连续次梁斜截面承载力计算

离端第二支

截面

端支座内侧

座外侧

V(kN)

55.81

74.42 261.8

276.675﹥V

﹥V

82.677﹥V 2φ8 101 按构造 200 表6

78.232﹥V 2φ8 101 按构造 200

﹥V 78.232﹥V 2φ8 101 按构造 200

82.677﹥V 2φ8 101 按构造 200

侧 68.22 261.8

276.675﹥V 侧、内侧 68.22

离端支座内

中间支座外

0.25cfcbh0/(kN) Vc0.7ftbh0/(kN)

选用箍筋

AsvnAsv1/(mm2)

s1.25fyvAsvh0/(VVc)/(mm)

实配箍筋间距S/(mm)

次梁配筋示意图见图7。

图7 次梁配筋示意图

3主梁计算（按弹性理论计算）

柱高H=4.5m，柱截面尺寸350mm×350mm,主梁的有关尺寸及支撑情况见图8。

图8 主梁尺寸

（1） 荷载 恒载设计值

由次梁传来 9.76KN/m×5.4m=52.70KN

主梁自重（折合为集中荷载） 1.2×25KN/m3×0.25m×(0.7m-0.08m) ×2m=9.3KN

梁侧抹灰(折合为集中荷载) 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.7m-0.08m) ×2m×2=0.760KN

G=62.80KN

活载设计值

由次梁传来 Q=14.3KN/m×5.4m=77.2KN 合 计 G+Q=140KN （2）内力计算

边跨 Ln=6m-0.12m-0.3m/2=5.730m

L0=1.025Ln+b/2=1.025×5.730m+0.35m/2=6.020m ﹤Ln+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.35m/2=6.090m

中间跨 Ln=6m-0.35m=5.65m

L0= Ln+b=5.65m+0.35m=6.000m

跨度差（6.020m-6.000m）/6.000m=0.33%﹤10%,可按等跨连续梁计算。

由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图见图9。

图9 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进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则

M=KGL0+KQL0 V=KG+KQ

式中系数K值由附录7查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7和表8，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图10和图11所示。

主梁弯矩计算

边跨跨内

序号

计算简图

K

/( KN·m)

①

②

③

-20.56

-0.133

-61.71

0.200

92.64

0.289

134.31

-0.133

-61.71

-61.71

0.244

92.25

-0.267

M1

K

/( KN·m) -100.77

0.067

中间支座

MB（MC）

K

/(KN·m) 25.251 中间跨跨内

M2

-0.311

④

⑤

最不利荷载组合

①+② ①+③ ①+④ ①+⑤

225.56 71.69 198.68 219.59

表7

0.274

127.34

(0.044)

0.229

106.43

(-0.089) -0.178

-144.30

0.170

(-41.29) -82.59

--

(20.41)

-36.46 112.84 103.99 --

-- 78.24

-162.48 -162.48 -245.97(-142.06) -183.36(-80.36)

主梁剪力计算 端支座内侧

序号

计算简图

K

/(KN)

0.733

①

②

③

④

⑤

最不利荷载组合

①+⑤

114.93(-49.43)

-170.71(-45.66)

①+② ①+③ ①+④

(-0.044)

(-3.40)

(0.222)

(17.14)

(0.089) 0.822

(6.87) 68.9

(-0.778) -1.178

(-60.06) -90.94

(0.133) 0.689

(10.27) 53.19

(-1.000) -1.311

(-77.2) -101.21

(-0.866) -0.133

(-66.86) -10.27

(0) -0.133

(0) -10.27

(-0.733) 0.866

(-46.03) 66.86

(-1.000) -1.134

(-62.8) -87.54

46.03

-1.267

VA/ VD

K

/(KN) -79.77

中间支座（左）

VB左（VC左）

112.89(-112.89) 35.76(-35.76) 99.49(-39.16)

-167.31(-62.8) -90.44(-140) -180.98(-122.86)

中间支座（右）

序号

计算简图

K 1.000

①

②

③

④

⑤

最不利荷载组合

①+⑤

表8

79.94(76.17)

①+② ①+③ ①+④

(-0.044)

62.80 (167.11) 140(89.84) 161.14(86.44)

(-3.40)

(0.089) 0.222

(6.87) 17.14

(0.133) 1.222

(10.27) 94.34

(1.134) 1.000

(87.54) 77.20

(1.267) 0

(79.57) 0

VB右（VC右）/(KN)

62.80

（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：

bf`=L0/3=6000mm/3=2000mm﹤b+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm

判断T形截面类型：跨内截面ζ=0.053﹤hf`/h0=80mm/665mm=0.120,故各跨内截面均属于第一类T形截面。

跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面计算，取h0=700m-80mm=620mm（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）。

主梁正截面及斜截面承载力计算表见表1-15和表1-16。

主梁正截面承载力计算

截面 M/( KN·m) V0·b/2

/( KN·m) （M- V0·b/2）

/( KN·m)

220.57

边跨跨内 225.56

中间支座 -245.07 24.5

112.84

中间跨跨内

-36.46

sM 21fcbh00.0214 0.2143 0.0107 0.0318

(b=bf`) ζ As=ζ α1bh0fc/fy(b=bf`)

/(mm)

2

选配钢筋

2

实配钢筋

25

2

25

2

18 910

628

20+

4

18+

2

16+

2

20

2

0.022 0.244 0.011 0.032

1585 1973 880 405

1610 2000 表9

主梁斜截面承载力计算

离端第二支座外

截面

端支座内侧

侧

V(kN)

112.89 494.594>V 147.796>V 2φ8 101

180.98 461.125>V 137.795161.14 461.125>V 137.795离端第二支座内侧

0.25cfcbh0/(kN) Vc0.7ftbh0/(kN)

选用箍筋

AsvnAsv1/(mm2)

s1.25fyvAsvh0/(VVc)/(mm)

实配箍筋间距S/(mm)

构造 200

构造 200 219.984 <0 1

25

构造 200 219.984 <0 1

18

Vcs Asb

选配弯筋 实配弯筋面积/(mm)

2

表10

490.9 254.5

（4）主梁吊筋计算

由次梁传至主梁的全部集中力为：

G+Q=52.704KN+77.2KN=129.904KN

则 As =（G+Q）/(2fysin) =129.904×10^3N/(2×300N/mm2×0.707)=306m2 选2φ14（As=308m2）。

主梁的配筋示意图如图1-18所示。

图1-18 主梁配筋示意图

4施工图

板、次梁配筋图和主梁配筋分别见图12、图13、图14

图11、板配筋图

`

图13、次梁的配筋图

图14、主梁的配筋图