《水工钢筋混凝土结构学》课程设计
海洋与土木工程学院
港工09—2
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整体式单向板肋梁楼盖计算书
设计基础资料：
某码头前方三层工业厂房（层高3.6米），拟采用整体式单向板肋梁楼盖，结构平面及柱网尺寸如下图所示（楼梯间在此平面外）；车间类型：三类金工车间。车间无腐蚀性介质，环境类别为一类；建筑物四周为承重砖墙（370mm厚），中间有钢筋混凝土柱，截面尺寸为350*350mm;安全级别为Ⅱ级。板的强度计算（按塑性内力重分布计算），次梁强度计算（按塑性内力重分布计算），主梁强度计算（按弹性理论计算）。
单位mm
环境类别为一级
保护层厚度：板、墙，20mm
梁、柱，30mm。
安全级别Ⅱ级：K=1.2。
三类金工车间楼面均布荷载标准值：
板 10.0，次梁 8.0，主梁 7.0.
梁格布置
主梁横向布置，跨度为6.9m，次梁的跨度为6.3m，在主梁的每跨内布置两根次梁。
板的设计（按塑性内力重分布法计算）
楼板选用C25混凝土，纵筋选用HRB335钢筋。板厚90mm。
由上图知道：L=2300mm，L=6300mm；则=2.74<3，可以按单向板来计算但是在L方向必须配置足够的构造筋。
1.荷载计算
取b=1m的单宽板条进行计算。
永久荷载标准值：90mm厚的钢筋混凝土板：g=0.09*1*25=2.25
20mm厚的水泥砂浆地面：g=0.02*20=0.4
15mm厚的混合砂浆天花抹面：g=0.255
故 g=2.905
一般可变荷载的标准值：q=10.0
荷载分项系数：γ=1.05，γ=1.2
于是
板的荷载设计值：g+q=1.05*2.905+1.2*10.0=15.05
2.确定板的计算简图
取单宽板条，板在次梁上的搁置情况：
当按塑性内力重分布法计算内力值时，计算弯矩用的计算跨度l，对于板，当两端与梁整体连接时，取l=l；当一端与梁整体连接，一端搁支在墩墙上时，取l=l+，且ll+。其中，h为板厚；a为板在墩墙上的搁置宽度。
板的计算边跨：l=l+=2080+40=2120mm 因计算跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。 计算简图： 3.内力计算及配筋 均布荷载作用下的等跨连续板的弯矩：M=α（g+q）l 因为梁搁置在墩墙上，所以边上支座处弯矩为零。 截面配筋 板的经济配筋率：0.4-0.8,配筋率亦合适。 次梁的设计（塑性内力重分布法） 次梁高度h=500mm， 宽度b=200mm，c=30mm，h=460mm。 拟布置一排纵筋。 1.荷载计算 恒载： 由板传来的荷载：2.905*2.3=6.68151 次梁自重：0.2*（0.5-0.09）*25=2.05 次梁粉底：2*0.015*（0.5-0.09）*17=0.2091 合计：g=8.9406 活载： q=8.0*2.3=18.4 荷载设计值：g+q=1.05*8.9406+1.2*18.4=331.468 2.计算简图 3.内力计算及配筋 （1）弯矩计算 计算公式：M=α（q+g）l 对于梁，两端与梁或柱整体连接时，l=l；当一端与梁或柱整体连接，另一端搁支在墩墙上时，l=1.025l且ll+。 边跨计算长度：（6300--120）+=6150<1.025ln=6181mm 故 选l=6150mm 中间跨计算长度：l=6300-300=6000mm （2）判断跨中T形截面类型： 翼缘高h=90mm，h=460mm， =0.196>0.1 按计算跨度考虑：b==2100mm 按肋净距考虑：200+2100=2300mm b不应大于受压翼缘的实有宽度，综上，b=2100mm。 次梁的弯矩计算 KMmax=104*1.2=124.8KN/m KMmax< f b h（h-），所以按第一类T形梁计算。 （3）正截面内力计算及配筋 =460/200=2.3<4.0 1.荷载的计算 恒载： 由次梁传来的荷载： GK1=8.9406*6.3=56.32578KN 主梁的自重（按集中荷载处理）： GK2=2.3*（0.7-0.09）*0.3*25=10.5225KN 主梁粉底抹灰： GK3=2.3*（0.7-0.09)*17*0.15*2=0.71553KN 活载：由次梁传来的： QK=7*6.3*2.3=101.43KN 故 G=67.56381KN 荷载设计值：G=1.05*67.56381=70.942KN Q=1.2*101.43=124.116KN 2.计算简图 当按弹性理论计算内力值时，计算弯矩用的计算跨度l一般取支座中心线的距离l。当支座的宽度较大时，对于梁，当b>0.05 l时，取l=1.05l。 主梁为三跨梁，柱截面尺寸b*h=350mm*350mm，主梁端部支撑在墙上的支撑长度a=370. 对于主梁 b=350mm，0.05l=0.05*6600=330mm 故 b>0.05 lz 边跨： L=1.05*ln=1.05*（6900-120-）=6935.25mm， 中间跨L=1.05*ln=1.05*(6900-350)=6877.5mm， 3.内力计算及配筋 内力设计值及包络图 1）弯矩设计值 弯矩 M=kGl+kQl 式中的系数由表查得。 M=0.244*70.94*6.935+0.2*124.12*6.935 =368.80KN·m M=-0.267*70.94*6.906-0.311*124.12*6.906 =-397.39 KN·m M=0.067*70.94*6.8775+0.2*124.12*6.8775 =203.42KN·m 2）剪力设计值 剪力 V=kG+kQ 式中的系数由表查得。 V=0.733*70.94+0.866*124.12=159.49KN V=-1.267*70.94-1.311*124.12=-252.60KN V=1.0*70.94+1.222*124.12=203.61KN 3）弯矩剪力包络图 弯矩包络图： 1第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载 支座吧B/C的弯矩值为： M=M=-0.267*70.94*6.935-0.133*124.12*6.935 =-245.84KN·m 第1跨内第一个和第二个集中荷载的作用点处弯矩值为： (G+Q)L+=368.83KN·m (G+G)L+=286.88KN·m 第二跨内 G=70.94KN, Q=0 .集中荷载作用点处弯矩值： GL+M=-83.07KN·m 2第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载 第一跨内， M=0,M=-397.39KN·m 得第一个和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别为： （71+124）*6.935-=318.36KN·m （69.968+109.296）*6.935-=185.95KN·m 第二跨内， G=70.94KN, Q=124.12KN MC=-0.267*70.94*6.8775-0.0*124.12*6.8775=-206.24 得两个集中荷载作用点处的弯矩值为： （G+Q）L+M+=113.5KN·m （G+Q）L+M+=177.22KN·m 3第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载 M=M=-0.267*70.94*6.8775-0.133*124.12*6.8775 =-243.8KN·m 第二跨两集中荷载作用点处的弯矩值为： （G+Q）L+M=203.375KN·m 第1、3跨两集中荷载的作用点处的弯矩值为： GL+=79.04KN·m GL+=0.096KN·m 弯矩包络图如下： 剪力包络图 第一跨 V=159.49KN，过第一个集中荷载后为159.49-70.94-124.12=-35.57KN;过第二个集中荷载后为 -35.57-70.94-124.12=-230.63KN。 V=-252.60KN;过第一个集中荷载后为 -250.60+70.94+124.12=-55.54KN；过第二个集中荷载后为 -55.54+70.94+124.12=139.52KN. 第二跨 V=203.61KN；过第一个集中荷载后为 203.61-70.94=132.67KN。 当可变荷载仅作用在第二跨时 V=1.0*70.94+1.0*124.12=195.06KN；过第一个荷载后为 195.06-70.94-124.12=0 剪力包络图： 主梁的内力计算及配筋 拟B支座处布置两排钢筋 梁高H=700mm,h0=700-60=0mm(B支座处为620mm),hf'=90mm 对于主梁来说跨中截面为T形截面，支座处为矩形截面。 判断跨中T形截面类型 =90/0=0.14>0.1 翼缘计算宽度： 边跨: mm 中间跨 < 所以截面为第一类T形截面。 斜截面承载力计算及配筋 hw =ho- b’f=0-90=550mm且hw/b=550/300=1.83<4,故截面尺寸按下式计算： 0.25fcbho=0.25x11.9x300x0=571.2kN > Vmax =252.6kN 故截面尺寸满足要求 斜截面配筋计算： 截面满足 截面满足 截面满足 由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为: F=1.05*56.32578+1.2x7*2.3*6.3=228.486kN 所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为: =6.35 mm2 选用 柱子的设计 柱子的保护层c=30mm，选用混凝土。 柱子的计算长度，，所以。 荷载计算： 恒载： 柱子承担的面积为：6.3*6.9=43.47 屋面板： 由板传来的荷载： 由次梁传来的荷载： 由主梁传来的荷载： 活载： 顶层： 楼板： 根据公式 先计算底层柱子： =238.95 由上式知： 不满足最小配筋率要求，所以以最小配筋率配筋。 柱子的合适配筋率在0.8%-2.0%之间。 故 柱子选用（AS=1256）的纵筋，箍筋为
B=1000mm, h=90mm, h=90-20=70mm连续板各面弯矩计算 截面 边跨跨中1 支座B 中间跨跨中2、3 支座C α - - M{} 6.15 -6.15 4.15 -4.74
对于板来说ρ=0.15%，所以满足最小配筋率。边区板带 截面 1 B 2、3 C M 6.15 -6.15 4.15 -4.74 α= 0.1266 0.1266 0.085 0.098 Ξ=1- 0.136 0.136 0.0 0.103 A= 539.5 539.5 353 408.6 选配钢筋 Φ8/10@120 φ8/10@120 φ8@120 φ8@120 实际A 537 537 419 419 ρ=（%） 0.767 0.767 0.6 0.6 中间板带（拱效应） 截面 1 B 2、3 C M 6.15 6.15 3.32 3.792 α= 0.1266 0.1266 0.057 0.068 ξ=1- 0.136 0.136 0.059 0.071 A= 539.5 539.5 234 281.6 选配钢筋 Φ8/10@120 φ8/10@120 Φ6@120 Φ6/8@120 实际A 537 537 236 327 ρ=（%） 0.767 0.767 0.337 0.467
f b h（h-）=11.9*2100*90*（460-45）=933.38KN.m 截 面 边跨跨中1 支座B 跨中2·3 支座C 弯矩系数αmb - - M=αmb（g+q）lo2 108.2 -108.2 70.8 -80.92
次梁剪力的计算次梁正截面承载力计算 截面 1 B 2、3 C M 108.2 -108.2 70.8 -80.92 α= 0.0246 0.258 0.0134 0.193 ξ=1- 0.0249 0.304 0.0135 0.216 A= 952.7 1110.5 517.3 788.3 配筋 实际配筋As 942 1143.1 509.1 829.1 ρ(%) 1.02 1.24 0.55 0.90
==460mm截面 A支座 B支座左 B支座右 C支座 α 0.45 0.6 0.55 0.55 V=α（G+Q）l 83.69 111.59 103.84 103.84
主梁的设计（按弹性理论计算） 斜截面承载力的计算 截 面 A支座 B支座左 B支座右 C支座 V（KN） 83.69 111.59 103.84 103.84 KV(KN) 100.428 133.908 124.608 124.608 0.25fcbho(KN) =0.25*11.9*200*460*10-3=273.7KN>KVmax满足要求 0.7ftbho(KN) =0.7*1.27*200*460*10-3=81.788 选用箍筋 2Φ8@200 Asv=101mm2 S= 654.3 234 293 293 实际箍筋间距s 200 ρsv= =0.25%>ρsv,min=0.15%满足最小配筋率要求
对于梁，经济配筋率为 0.9—1.8，所以配筋满足要求。截面 1 B 2 弯矩设计值M 368.83 -397.39 203.375 -83.07 0.039 0.347 0.0218 0.068 0.040 0.448 0.0221 0.071 2347.4 3305.3 1286.2 538.2 配筋 实际面积 2463 3436 1388 628 1.28 1.85 0.72 0.33
5、两侧附加横向钢筋的计算：截 面 A V 159.49 -252.6 203.61 KV(KN) 191.388 -303.12 244.332 571.2>KV 553.35>KV 553.35>KV 170.688 165.354 165.354 箍筋肢数、直径 28 28 28 100.6 100.6 100.6 283.306>KV 274.505 274.505>KV 实配箍筋间距 150 150 150 <0 134.9 <0 选配弯起钢筋 _____ _____ 验算最小配筋率 Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224>0.24 ft/fyv=0.00145,满足要求 说明 为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150
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