10土木工程（专升本）
混凝土结构课程设计计算书
——现浇单向板肋形楼盖设计
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混凝土结构课程设计 现浇单向板肋形楼盖设计
某多层工业建筑物平面如下图所示：采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
一、设计资料
1）楼面构造层做法：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2）
钢筋混凝土现浇板（25kN/m2）；
20mm厚石灰砂浆抹底（17kN/m2）； 2）可变荷载：Pk=6.0 kN/m2
3）永久荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.4（当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2时,取1.3)；
4）材料选用：混凝土：采用C25；
钢筋：梁纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余采用HPB235级钢筋； 5）本建筑物位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别为一类。 二、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6.3m,次梁跨度为6.6m，主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为2.1m ,l02/l01=6.6/2.1=3.14,因此安单向板设计。
按跨高比条件，要求板厚h≥2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取板厚h=100mm。
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次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6600/18~6600/12=366~550mm。考虑到楼面活荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。
框架梁截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm，取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。
楼盖结构平面布置图如下图所示：
三、板的设计 1）荷载
板的恒荷载标准值：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2） =0.65kN/m2 钢筋混凝土现浇板： 0.1*25=2.5kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底： 0.020*17=0.34kN/m2 小计： 3.49 kN/m2取3.5 kN/m2
板的活荷载标准值： 60.0kN/m2 永久荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.4，因当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2,所以取1.3。
于是板的恒荷载设计值：g=1.2*3.5=4.2kN/m2 活荷载设计值：q=1.4*6.0=8.4kN/m2
荷载总设计值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m2
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1)计算简图
次梁截面为200*500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度：
边跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.025ln=1950mm，取l0=1950mm 中间跨：l0=ln=2100-200=1900mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下图所示：
2）弯矩设计值
查表得，板的弯矩系数αm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)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.m Mc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.m M2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m 3）正截面受弯承载力计算 板厚100mm，h0=100-20=80mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，α1=1.0，fc=11.9N/mm2，fy=210N/mm2 ；板配筋计算的过程如下表：
板的配筋计算表 截面 1 B 2 C
4.36 2.85 3.25 弯矩设计值（kN.m） -4.36 0.065 0.065 0.03 0.034 αs=M/a1fcbh02
ξ=1-(1-2αs) 1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 轴线 计算配筋(mm2) 304 304 136 159 ①~②， AS=ξbh0fc/fy ⑤~⑥ 实际配筋(mm2) φ8@150 φ8@150 φ8@180 φ8@180
As=335 As=335 As=279 As=279
轴线 计算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305= ②~⑤ AS=ξbh0fc/fy 109 127
实际配筋(mm2) φ8@150 φ8@150 φ8@180 φ8@180
As=335 As=335 As=279 As=279
计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；
As/bh=279/(1000*80)=0.34%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同时大于0.2%，符合要求。 四、次梁设计
按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载
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不考虑梁从属面积的荷载折减。 1）荷载设计值
恒荷载设计值：板传来恒荷载： 4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重： 0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kN/m
次梁粉刷： 0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.32kN/m 小计： 11.6kN/m 活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m 荷载总设计值：g+q=29.3kN/m 2）计算简图
次梁在砖墙上的支承长度为270mm。主梁截面为250*650mm。计算跨度： 边跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025ln=6508mm，取l0=6475mm 中间跨：l0=ln=6600-250=6350mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁计算简图如下图所示：
3）内力计算 弯矩设计值：
M1=-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2 Mc=-(g+q)ln2/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2 M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2 剪力设计值：
VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.m VBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m VBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m 4)承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b'f=l/3=6600/3=2200mm，又b'f=b+sn=300+2000=2200mm，故b'f=2200mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。
C25混凝土，α1=1.0，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2 ，纵向钢筋采用HRB400钢，fy=360N/mm2，箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/m2。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。 次梁正截面受弯承载力计算 截面 1 B
111.68 弯矩设计值（kN.m） -111.68
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73.85
C 85.05
5
αs=M/α1fcbh02或 αs=M/α1fcb'fh02 ξ=1-(1-2αs)1/2
As=ξb'fh0fc/fy As=ξbh0fc/fy 选配配筋(mm2)
0.0122 0.012 529
0.0122 0.012 529
0.008 0.008 353
0.009 0.009 397
3φ18 3φ18 3φ16 3φ16 As=763 As=763 As=603 As=603
计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；
As/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同时大于0.2%，满足要求。
2）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：hw=h0-h'f=465-100=365mm，hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸按下式验算：0.25βcfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax=115.06kN。故截面尺寸满足要求。 0.7ftbh0=0.7*1.27*200*465=82.7kN>VA=73.34kN。仅需按造配置箍筋，选配φ8@200，ρSV=2*50.24/（250*150）=0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%，满足要求。 五、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。 恒荷载：次梁传来恒荷载： 11.6*6.6=76.6kN
主梁自重： 0.3*（0.60-0.1）*25*1.2*6.3=28.35kN
主梁粉刷： 0.02*（0.6-0.1）*2*17*1.2*6.3=2.142kN 小计： 取106.55kN 活荷载：17.64*6.6=116.45kN 取152.0kN 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400*400mm的混凝土柱子上，其计算跨度