混凝土梁板结构设计计算书

混凝土梁板结构课程设计计算书姓名：学号：专业：混凝土梁板结构设计课程设计计算书I目录1设计题目.................................................................................................................11.1基本条件.......................................................................................................11.2基本条件.......................................................................................................12结构布置及截面尺寸.............................................................................................12.1结构的布置...................................................................................................12.2板的截面尺寸确定.......................................................................................22.3次梁截面尺寸确定.......................................................................................23板的设计计算.........................................................................................................34次梁的设计计算.....................................................................................................55主梁的设计计算.....................................................................................................76施工图...................................................................................................................15混凝土梁板结构设计课程设计计算书1单向板肋梁楼盖设计（第4组）1设计题目本设计为第4组，题目为：整体式单向板肋梁楼盖1.1基本条件梁板结构是由梁和板组成的水平承重结构结构体系，其支承体系一般由柱或墙等竖向构件组成。梁板结构在工程中应用广泛，如房屋建筑中的楼盖、楼梯、雨篷、筏板基础等，桥梁工程中的桥面结构等。图1楼盖的结构类型1.2基本条件某企业多层工业厂房的楼盖，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式。其露面构造层自上而下的做法为：10mm厚水磨石面层（24kN/m3）、20mm厚水泥砂浆找平层（23kN/m3）、现浇混凝土楼板（厚度自定，25kN/m3）和20mm厚混合砂浆天棚抹灰（21kN/m3）。混凝土采用C30级，梁中的纵向受力钢筋和弯起钢筋采用HRB400，其他钢筋采用HPB300。活载组合值系数取0.7。楼面活荷载标准值为8.6kN／m2，建筑平面尺寸24.6m×36m，边墙墙厚为300mm，中柱尺寸为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm×400mm。2结构布置及截面尺寸2.1结构的布置混凝土楼盖设计对于建筑隔热、隔声和建筑效果有直接的影响，对于保证建筑物的承载力、刚度、耐久性以及抗风、抗震性能起着十分重要的作用。单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁构成。其中，次梁的间距决定板的跨度，主梁的间距决定次梁的跨度，柱网尺寸决定主梁的跨度。单向板、次梁和主梁的常用跨度为：单向板常用跨度：1.8～2.7m混凝土梁板结构设计课程设计计算书2次梁常用跨度：4～6m主梁：5～8m。根据图1所示的柱网布置，选取主梁横向布置次梁纵向布置的结构平面布置方法。主梁的跨度为6150mm，间距为6000mm；次梁的跨度为6000mm，间距为2050mm。图2楼盖结构平面布置图2.2板的截面尺寸确定板厚的确定：按跨高比要求，板厚h≥𝑙/40=2050/40=51.25mm，按构造要求，工业建筑楼板的最小厚度为80mm。故取板厚h=80mm。2.3次梁截面尺寸确定根据经验，多跨连续次梁的截面高度h=𝑙/18～𝑙/12=（6000/18）～（6000/12）=333.33~500mm并且h≥𝑙/25=6000/25=240mm取h=450mm截面宽度b=h/3~h/2=(450/3)~(450/2)mm=150~225mm取b=200mm混凝土梁板结构设计课程设计计算书32.4主梁截面尺寸确定根据经验，多跨连续次梁的截面高度h=𝑙/14～𝑙/8=（6150/14）～（6150/8）=439.29~768.75mm并且h≥𝑙/15=6150/15=410mm取h=700mm截面宽度b=h/3~h/2=(700/3)~(700/2)mm=233.33~350mm取b=300mm3板的设计计算板的设计(按考虑塑性内力重分布的方法计算)(1)荷载计算10mm厚水磨石面层：24×0.01=0.24kN/m220mm厚水泥砂浆找平层：23×0.02=0.46kN/m280mm厚现浇混凝土楼板：25×0.08=2.00kN/m220mm厚混合砂浆天棚抹灰：21×0.02=0.42kN/m2恒荷载标准值：gk=0.24+0.46+2+0.42=3.12kN/m2活荷载标准值：qk=8.6kN/m2根据《建筑结构荷载规范》（GB50010-2010）的规定，荷载设计值为按可变荷载控制考虑：𝑞1=𝛾𝐺g𝑘+𝛾𝑄𝑞𝑘=1.2×3.12+1.3×8.6=14.924kN/m按永久荷载控制考虑：𝑞2=𝛾𝐺g𝑘+𝜓𝑐𝛾𝑄𝑞𝑘=1.35×3.12+0.7×1.3×8.6=12.038kN/m取q=14.924kN/m(2)计算简图取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为：中间跨：𝑙0=𝑙𝑛=2050-200=1850mm边跨：𝑙0=𝑙0+a/2=2050-100-120+120/2=1890mm≥𝑙𝑛+h/2=2050-100-120+80/2=1870mm取小值𝑙0=1870mm平均跨度：𝑙=(1850+1870)/2=1860mm边跨与中间跨的跨度差（1870-1850）/1850=1.1%10%,且板的实际跨数为9跨，大于5跨，故可按5跨等跨连续板计算内力。板的计算简图如图3所示。混凝土梁板结构设计课程设计计算书4图3板的计算简图(3)内力计算各截面的弯矩计算见表3-1。表3-1板的弯矩计算截面1B2、3C弯矩系数111+𝑙021/11×14.92×1.872=4.74-1/11×14.92×2=-4.741/16×14.92×2=3.19-1/14×14.92×2=-3.65(4)正截面承载力计算板的钢筋采用HPB300级，混凝土为C30,查表知，𝑓y=270N/mm2,𝑓c=14.3N/mm2,𝛼1=1.0,h0=80－20=60mm。因中间板带的内区格四周与梁整体连接，故M2、M3和Mc值可降低20%。板截面配筋计算过程见表3-2。表3-2板截面配筋计算截面1B2、3CM(kN∙m)4.74-4.743.19(2.552)-3.65(-2.92)𝛼=0.0920.0920.062(0.050)0.071(0.057)1-√0.0970.0970.064(0.051)(0.074＜0.1，取0.1)(0.058＜0.1，取0.1)As=(mm2)307.47307.47203.42(161.64)317.78(317.78)实配钢筋边板带AAs=314mm2AAs=314mm2AAs=209mm2AAs=335mm2混凝土梁板结构设计课程设计计算书5(mm2)中间板带AAs=314mm2AAs=314mm2AAs=164mm2AAs=335mm24次梁的设计计算次梁的设计（按考虑塑性内力重分布的方法计算）(1)荷载计算板传来的荷载：3.12×2.05=6.396kN/m次梁的自重：25×0.2×（0.45-0.08）=1.85kN/m恒荷载标准值：gk=6.396+1.850=8.246kN/m活荷载标准值：qk=8.6×2.05=17.63kN/m根据《建筑结构荷载规范》（GB50010-2010）荷载的设计值为按可变荷载控制考虑：𝑞1=𝛾𝐺g𝑘+𝛾𝑄𝑞𝑘=1.2×8.246+1.3×17.63=32.81kN/m按永久荷载控制考虑：𝑞2=𝛾𝐺g𝑘+𝜓𝑐𝛾𝑄𝑞𝑘=1.35×8.246+0.7×1.3×17.63=27.18kN/m取q=32.81kN/m(2)计算简图中间跨：𝑙0=𝑙𝑛=6000-300=5700mm边跨：𝑙0=𝑙0+a/2=5820-150-120+180/2=5820mm＜1.025𝑙𝑛=5842.5mm取小值𝑙0=5820mm平均跨度：𝑙=(5820+5700)/2=5760mm边跨与中间跨的跨度差（5820-5700）/5700=2.1%10%,故可按等跨连续梁计算内力。剪力计算时，跨度取净跨。如图4所示。图4次梁的计算简图(3)内力计算次梁的内力计算见表4-1和表4-2。表4-1次梁的弯矩计算截面1BC2、3混凝土梁板结构设计课程设计计算书6弯矩系数++𝛼𝑙021/11×32.81×5.822=101.03-1/11×32.81×5.822=-101.03-1/14×32.81×5.702=-76.141/16×32.81×5.702=66.62表4-2次梁的剪力计算截面A支座B支座左B支座右C支座剪力系数𝑙𝑛0.45×32.81×5.73=84.60.6×32.81×5.73=112.80.55×32.81×5.7=102.860.55×32.81×5.7=102.86(4)正截面承载力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。翼缘计算宽度，边跨及中间跨均按下面的较小值采用。边跨：𝑏f′=𝑙0/3=5820/3=1940mm𝑏f′=b+𝑆𝑛=200+1830=2030mm取较小值𝑏f′=1940mm中间跨：𝑏f′=𝑙0/3=5700/3=1900mm𝑏f′=b+𝑆𝑛=200+1850=2050mm取较小值𝑏f′=1900mm支座截面按矩形截面计算。跨中及支座截面均按一排钢筋考虑；故取h0=410mm，翼缘厚度ℎf′=80mm。1fcbf′hf′(h0hf′2)=1.0×14.3×1900×80×(410-80/2)=804.2399.48故属于第一类T形截面。次梁纵向受力钢筋采用HRB400（fy=360N/mm2），箍筋采用HPB300（fyv=270N/mm2）次梁正截面承载力计算见表4-3。表4-3次梁正截面承载力计算截面1BC2、3M(kN∙m)101.03-101.0366.62-76.14b或bf′(mm)19402001900200𝛼=0.0220.2100.0150.1581-√0.0220.2390.0150.173As=(mm2)692777455565混凝土梁板结构设计课程