XFL钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书.doc

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1、N3.塑性剪力系数4.计算跨度l05.可变荷载最不利布置的规律：(1)求跨内最大正弯矩时，应在本跨布置可变荷载，然后隔跨布置；(2)求跨内最大负弯矩时，本跨不布置可变荷载，而在其左右邻跨布置，然后隔跨布置；(3)求支座绝对值最大的负弯矩时，或支座左、右截面最大剪力时，应在该支座左右两跨布置可变荷载，然后隔跨布置。6.板配筋规定：一、受力筋 主要用来承受拉力。悬臂板及地下室底板等构件的受力钢筋的配置是在板的上部。当板为两端支承的简支板时，其底部受力钢筋平行跨度布置；当板为四周支承并且其长短边之比值大于2时，板为单向受力，叫单向板，其底部受力钢筋平行短边方向布置；当板为四周支承并且其长短边之比值小

2、于或等 于2时，板为双向受力，叫双向板，其底部纵横两个方向均为受力钢筋。 1、板中受力钢筋的常用直径：板厚h150mm时为1216mm；采用现浇板时受力钢筋不应小于6mm,预制板时不应小于4mm。 2、板中受力钢筋的间距，一般不小于70mm，当板厚h150mm时间距不宜大于200mm，当h150mm时不宜大于1.5h或250mm。板中受力钢筋一般距墙边或梁边50mm开始配置。 3、单向板和双向板可采用分离式配筋或弯起式配筋。分离式配筋因施工方便，已成为工程中主要采用的配筋方式。 当多跨单向板、多跨双向板采用分离式配筋时，跨中下部钢筋宜全部伸人支座；支座负筋向跨内的延伸长度a应覆盖负弯矩图并满足

3、钢筋锚固的要求。 4、简支板或连续板跨中下部纵向钢筋伸至支座的中心线且锚固长度不应小于5d(d为下部钢筋直径)。当连续板内温度收缩应力较大时，伸入支座的锚固长度宜适当增加。对与边梁整浇的板，支座负弯矩钢筋的锚固长度应为La 5、在双向板的纵横两个方向上均需配置受力钢筋。承受弯矩较大方向的受力钢筋，布置在受力较小钢筋的外层。 二、分布钢筋 它主要用来使作用在板面荷载能均匀地传递给受力钢筋；抵抗四温度变化和混凝土收缩在垂直于板跨方向所产生的拉应力；同时还与受力钢筋绑扎在一起组合成骨架，防止受力钢筋在混凝土浇捣时的位移。 1、单向板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积15

4、%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm。对集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。 2、在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜为150200mm，并应在板的配筋表面布置温度收缩钢筋。板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。 三、构造钢筋 为了避免板受力后，在支座上部出现裂缝，通常是在这些部们上部配置受拉钢筋，这种钢筋称为负筋。 1、对与支承结构整体浇筑或嵌固在承重砌

5、体墙内的现浇混凝土板，应沿支承周边配置上部构造钢筋，其直径不宜小于8mm，痩距不宜大于200mm，并应符合下列规定： (1)该构造钢筋的截面面积：沿受力方向配置时不宜小于跨中受力钢筋截面面积的1/3，沿非受力方向配置时可根据实践经验适当减少。 (2)该构造钢筋伸入板内的长度：对嵌固在承重砌体墙内的板不宜小于板短边跨度的1/7，在两边嵌固于墙内的板角部分不宜小于板短边跨度的1/4(双向配置)；对周边与混凝土梁或墙整体浇筑的板不宜小于受力方向板计算跨度的1/5(单向板)、1/4(双向板)。 2、当现浇板的受力钢筋与梁平行时，应沿梁长度方向配置间距不大于200mm且与梁垂直的上部构造钢筋，其直径不宜

6、小于8mm，且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1/3。该构造钢筋伸人板内的长度不宜小于板计算跨度Lo的1/4。二板、主梁、次梁的设计1、设计资料 (1)楼面做法:20mm水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。 (2)楼面荷载:均布活荷载标准值5kN /。 （3）材料:混凝土强度等级C30;钢筋直径小于12m,HRB300级，钢筋直径大 于等于12m，HRB335级。2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.3m，次梁的跨度为4.5m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m，楼盖结构的平面布置图如图所示: 柱： 500mm500mm板:

7、按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2100/40=52.5，对工业建筑的楼板，要求h80，所以板厚取h=80。次梁: 截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)4500=250 375mm，取h=300mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 300=100 150mm，取b=150mm。主梁: 截面高度应满足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) 6300=450787.5mm,取h=600mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 600=200 300mm,取b=300mm。3、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷

8、载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 20=0.4 kN/80mm厚钢筋混凝土板：0.0825=2.0 kN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.0217=0.34 kN/小计 2.74 kN/ 活荷载标准值： 5.0 kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0 kN/，所以活荷载分项系数取1.3， 恒荷载设计值：g=2.741.2=3.29 kN/ 活荷载设计值：q=5.01.3=6.5kN/ 荷载设计总值：g+q=9.79kN/, 近似取9.8kN/ （2）、计算简图 次梁截面为150mm300mm，因板两端都与梁固接，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度都取净跨： l

9、0= ln=2.1-0.15=1.95计算简图如图所示。 （3） 弯矩设计值由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置A端支座1边跨跨中B第一内支座2、3中间跨跨中C中间支座弯矩系数-1/161/14-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)1.9501.9501.9501.9501.950(kN.m) -2.33 2.66 3.39 2.33 -2.66（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm, h0=80-20=60mm,b=1000mm,C30混凝土(1=1.0,fc=14.3N/ mm2, ft=1.43N/ mm2 )，HRB

10、335钢筋(fy=300 N/ mm2)，HPB300钢筋(fy=270 N/ mm2)。 考虑起拱作用，其中间支座截面和中间跨跨中截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。 板的配筋计算截面位置 A1B 2、3 C弯矩设计值（）-2.33 2.663.39 2.33 -2.66s=M/1fcbh020.045 0.0520.066 0.045 0.0520.046 0.053 0.068 0.046 0.053计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy146.18168.42216.09146.180.8 =116.94168.420.8 =134

11、.74实际配筋（mm2）6/82006/820082006/8200 6/8200 As=196 As=196 As=251 As=196 As=196配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.238%P=As/bh =0.245%P=As/bh =0.245%P=As/bh =0.314% P=As/bh =0.245% P=As/bh =0.245%4、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载设计值：恒荷载设计值 板传来的荷载：3.292.1=6.909kN/m次梁自重： 0.15（0.3-0.08）251.2=0.99 kN/m次梁粉刷： 20.015（0.3-0.08）171.

12、2=0.135 kN/m小计 g=8.034 kN/m活荷载设计值： q=6.52.1=13.65 kN/m荷载总设计值： q+g=13.65+8.034=21.684 kN/m，近似取荷载21.68 kN/m（2）、计算简图 主梁截面为300mm600mm，因次梁两端都与主梁整体连接，故次梁的计算跨度都取净跨： l0= ln=4.5-0.3=4.2计算简图如图所示。（3）、弯矩设计值和剪力设计值的计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置A 端支座1边跨跨中B 第一内支座2中间跨跨中弯矩系数-1/241/14-1/111/16计算跨

13、度l0(m)4.24.24.24.2(kN.m)-21.684.22/24 = -15.9321.684.22/14 =27.32-21.684.22/11 = -34.7721.684.22/16 =23.90次梁的剪力设计值的计算截面位置A端支座内侧 B(外) 离端第二支座B(内) 离端第二支座剪力系数 0.500.550.55净跨度lnln1=4.2ln1=4.2ln1=4.2(kN)0.50x21.68x4.2=45.53kN0.55x21.68x4.2=50.08kN0.50x21.68x4.2=50.08kN（4）、配筋计算 正截面抗弯承载力计算 a.次梁跨中正弯矩按T形截面进行承

14、载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值： bf=lo/3=4200/3=1400mm bf=b+Sn=150+2100-150=2100mm 故取bf1400mm C30混凝土(1=1.0,fc=14.3N/ mm2, ft=1.43N/ mm2 )，HPB335钢筋(fy=300 N/ mm2)， h0=300-35=265mm。 b.判断次梁的截面类型: 1fcbfhf(h0-hf/2)=1.014.3140080(255-80/2)=344.34kN.m27.32kN.m 故边跨中和中间跨跨中均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表截面 A 1 B 2 弯

15、矩设计值（） -15.93 27.32 -34.77 23.90 s=M/1fcbfh02 或s=M/1fcbh020.1060.019 0.2310.017 0.1120.019 0.2670.017选配钢筋计算配筋 AS（mm2） 212.2 336.0 505.9 300.6实际配筋（mm2） 212 312 216+ 112 214 As=226 As=339 As=515.1 As=308 bh0或 bfh0 150265 1400265 150265 1400265 次梁正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw=h

16、0-h f=265-80=185mm且hw/b=165/150=1.1 Vmax =50.08kN故截面尺寸满足要求。次梁斜截面承载力计算见下表：截 面 A B(外) B(内)V45.5350.0850.08142.10V截面满足142.10V截面满足142.10V截面满足39.79V计算配箍39.79V计算配箍39.79V满足73.78V满足73.78V满足配箍率=57/150150=0.253%0.3ft/fyv=0.31.43/270=0.159%满足要求。5、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 8.034 4.5

17、=36.15kN主梁自重（含粉刷）：（0.6-0.08）0.32.125+2（0.6-0.08）0.02172.1 1.2 =10.72kN恒荷载设计值： G=36.15+10.72=46.87kN活荷载设计值： Q=13.654.5=61.425kN荷载总设计值： G+Q=46.87+61.452=108.295 kN/m ,近似取荷载108.3 kN/m（2）计算简图主梁与柱整浇，计算跨度取两端柱中距：l0= lc=6300mm，计算简图如图所示。 按端支座固定的五跨等截面连续梁，用弯矩分配系数计算。求B支座截面最大负弯矩,其步骤见下图： 分配系数 0.50.5 0.50.5 0.50.5

18、 0.50.5 固端弯矩-151.62 151.62-151.62 151.62-65.62 65.62-151.62 151.62-65.62 65.62CD传递分配-21.5 -43-43 4321.5 -21.543 21.5BE传递分配 5.4 10.810.8 5.4 -26.9 -53.8-53.8 -26.9CD传递分配 -6.8 -13.5-13.5 24.212.1 -6.824.2 12.1BE传递分配1.7 3.43.4 1.7-3 -6.0-6.0 -3CD传递分配-3.4 -6.9-6.9 4.92.4 -3.44.9 2.4BE传递分配 0.8 1.71.7 0.8

19、-0.6 -1.2-1.2 -0.6CD传递分配 -1.6-1.6 22 支座弯矩-143.7 167.5-167.5 94.5-94.5 108.0-108.0 126.6-126.6 35.1（3）各种最不利内力组合的内力计算：主梁的支座处弯矩设计值（永久荷载布置在各跨）：kN/mQ作用 跨荷载简图 Ma Mb Mc Md Me Mf 备注 1,2,4-143.7-167.5-94.5-108.0 -126.6-35.1MBmax=MEmax= -167.5VBlmax=112.1VBRmax=119.92,3,5 -44.32-108.12-175.92 -95.0 -95.0180.0

20、2MCmax=MDmax= -175.9VClmax=119.1VCRmax=121.11,3,5182.689.6112.0112.0 89.6182.6M1max=M5max=243.9M3max=252.5MAmax=MFmax=-182.6VAmax=123.12,4 -34.6-127.6-105.2 -105.2 -127.6 -34.6M2max=M4max =251.9主梁的支座处剪力设计值（永久荷载布置在各跨）：kN活载位置 AB左B右C左C右D左D右E左E右F1 2 4 104.5-112.1119.9 -96.744.7-49.0105.3-111.361.4-32.32

21、 3 536.7-57.097.5-119.1121.1-95.546.9-46.994.8-121.81 3 5123.1-93.543.3-50.4108.3-108.350.4-43.393.5-123.12 432.1-61.6111.9-104.746.9-46.9104.7-111.961.6-32.1集中力作用点处弯矩、剪力包络图绘制活载布置在1、2、4跨时，此时，MA=-143.7kN . m， MB=-167.5 kN . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G+Q=108.3kN作用下的简支梁弯矩图：第一跨：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)

22、l0 -1/3(2MA+MB)= 75.8kN . m, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(MA+2MB)=106.8kNm。第二跨：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(2MB+MC)= 84.3kN . m, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(MB+2MC）=108.6kNm。第三跨：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3Gl0 -1/3(2MC+MD)= -0.6kN . m, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3Gl0 -1/3(MC+2MD)= -5.1kNm。第四跨：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l

23、0 -1/3(2MD+ME)= 113.2kN . m, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(MD+2ME)=107.0kNm。第五跨：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(2ME+MF)= 2.3kN . m, 第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l0 -1/3(ME+2MF)=32.8kNm。 主梁的集中力截面处弯矩设计值计算（永久荷载布置在各跨）kN/m 跨数 第一跨 第二跨 第三跨 第四跨第五跨集中力所在 点 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右1,2,4 75.867.984.3108.6-0.6-5.1113.2107.02

24、.332.82,3,5161.811.696.774.178.5105.53.43.4104.175.81,3,575.8106.81.4-6.1115.4115.4-6.11.4106.875.8 2,432.81.8107.3114.8-6.8-6.8114.8107.31.832.8(4)正截面受弯承载力计算及配筋(支座负弯矩按支座边取值)正截面抗弯承载力计算 a.主梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值： bf=lo/3=6300/3=2100mm bf=b+Sn=250+4500-250=4500mm 故取bf2100mm C30混凝土(1=1.0,fc=

25、14.3N/ mm2, ft=1.43N/ mm2 )，HPB335钢筋(fy=300 N/ mm2) b.判断次梁的截面类型: 1fcbfhf(h0-hf/2)=1.014.3210080(565-80/2)=1261.3kN.m252.5kN.m 故边跨中和中间跨跨中均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。Rdshdsr41trd截面 A 1 B2 C 3 弯矩设计值（）-182.6+123.10.125=-167.2243.9-167.5+112.10.125=-153.5251.9-175.9+119.10.125=-161.0252.5s=M/1fc

26、bfh02s=M/1fcbh02 0.122 0.025 0.112 0.0260.118 0.026 0.131 0.025 0.119 0.0260.126 0.026选配钢筋计算配筋 AS（mm2） 1058.41413.9 961.4 1470.5 1018.0 1470.5 选配 实际配筋 （mm2） bh0或 bfh0300565210056530056521005653005652100565（5）斜截面受弯承载力计算及配筋hw=ho-hf=565-80=485mm, ho/b= 485/300=1.62 Vmax=123.1kN,故不需配弯起钢筋。（6）附加钢筋计算： 次梁两侧

27、附加箍筋：由次梁传给主梁的集中荷载为Fl=36.15+61.425=97.58kN,hl=600-300=300mm,附加箍筋布置范围s=2h1=3b=2300+3150=1050mm.取附加箍筋8200双肢，则在长度s 内可布置附加箍筋的排数m=1050/200+1=7,次梁两侧各布置4排. 主梁吊筋： 由次梁传给主梁的集中荷载为Fl=36.15+61.425=97.58kN，则Asv1=FL/2fysin45。=97.58103/（23000.707）=230.0mm2，选用214（As=308mm2）,满足配筋要求。构造钢筋： 因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置构造钢筋，每侧纵

28、向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300565）=0.18%0.1%,满足要求。 弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0， MB=-110.3-130.95=-241.25 kN . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G+Q=68.6+163.8=232.4kN作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q) l01 -1/3MB=386.1 kN . m Mmax ,第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l01 -2/3MB=3

29、05.7 kNm。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为241.25kNm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 G l02 MB =-104.05 kNm.荷载组合+时支座最大负弯矩MB=-416.5 kNm其它两个支座的弯矩为MA=0， MC=-197.9 kNm，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为327.7kNm，188.8kNm。同理，当最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时MB= MC=-241.25 kNm，第一跨在

30、集中荷载G作用下的弯矩值分别为857.3kNm，-23.1kNm,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为224.2 kNm +5情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，VAmax=192.2kN，至第二跨荷载处剪力降为192.2-232.4=40.2kN；至第二集中荷载处剪力降为 40.2232.4=272.6 kN，荷载组合+时，最大，其VBl=-301.6 kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）163.2kN,69.2kN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。（4）配筋计算承载力计算C

31、25混凝土，a1=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用HPB235 ，fyv=210 N/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m，中较小值确定，取bf=2000mm支座处的弯矩设计值：。MB= Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 kNm判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x

32、(615-40)=1094.8kN .m M1 M2 .属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:表1-15 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）385.9370224.2103.1s=M/1fcbh020.0470.3080.0250.080.0480.5180.3800.5180.0250.5180.0830.518选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy2246.73622.81219.8592.6实际配筋(mm2)622622120420220As=2281As=2595.2As=1256As=628箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺

33、寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7 Vmax =301.6kN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区

34、，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.1430022/1.27取880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm，取300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图所示。（5）板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。（5）施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.1430022/1.27=727.6,取750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm, 取1650mm.