煙臺大學土木工程學院本科課程設計計算書頁共25頁

目錄TOC\o"1-3"\u1．設計資料 32．樓蓋的結構平面布置 33．板的設計 53.1荷載 53.2計算簡圖 53.3彎矩計算值 63.4正截面受彎承載力計算 64.次梁設計 74.1荷載設計值 74.2計算簡圖 84.3內力計算 84.4承載力計算 94.4.1正截面受彎承載力 94.4.2斜截面受剪承載力 105.主梁設計 105.1荷載設計值 115.2計算簡圖 115.3內力組合及包絡圖 125.3.1彎矩設計值 125.3.2剪力設計值 125.3.3彎矩、剪力包絡圖 135.4承載力計算 155.4.1正截面受彎承載力 165.4.2斜截面受剪承載力 165.5主梁附加吊筋計算 176.雨篷設計 176.1雨棚板設計 176.1.1荷載計算 176.1.2正截面受彎承載力 186.2雨棚梁的設計 186.2.1荷載設計值 186.2.2正截面受彎承載力 196.2.3抗剪、扭承載力 196.3雨篷抗傾覆驗算 217.樓梯設計 217.1踏步板計算 217.1.1荷載 217.1.2內力計算 227.1.3配筋計算 227.2平臺板計算 227.2.1荷載計算 227.2.2內力計算 237.2.3配筋計算 237.3平臺梁計算 237.3.1荷載計算 237.3.2內力計算 237.3.3配筋計算 238.參考文獻 25現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計1．設計資料建設地點：煙臺市萊山區(qū)；樓面做法：水磨石地面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰砂漿板底抹灰；層高：4.5m；門：寬×高門口處雨蓬樓梯踏步墻體為磚砌體；建筑用途及樓面活荷載見表1，屋面雪荷載按煙臺地區(qū)考慮；混凝土強度等級及鋼材品種見表1。表1設計基本數據組別使用用途活荷載（kN/m2）L1（mm）L2（mm）混凝土強度等級鋼筋品種板梁3健身中心4.0/4.0/4.072006600C25HRB400HRB4002．樓蓋的結構平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁的跨度為7.2m，主梁每跨內布置兩根次梁，板的跨度為2.2m.板：/=7.2/2=3.27，因此按單向板設計。按《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）9.1.2的跨厚比條件，要求板厚h2200/73.33mm，對民用建筑的樓蓋板，要求h60mm，取板厚h=80mm。次梁：次梁截面高度應滿足h=（/20～/12）=（7200/20～7200/12）=（360～600）m取h=500mm。截面寬度取b=（1/3～1/2）h=（169～254）mm，故取b=200mm主梁：主梁截面高度應滿足h=（/14～/8）=（6600/14～6600/8）=（471.43～825）mm。取h=800mm。截面寬度為b=（1/3～1/2）h=（266.67～400）mm，故取b=300mm。

3．板的設計3.1荷載永久荷載標準值：鋼筋混凝土板0.08×25=2kN/樓面面層0.65kN/水泥砂漿板底抹灰0.02×17=0.34kN/小計2.99kN/可變標準荷載值4.0kN/永久荷載分項系數取1.35，因樓面可變荷載標準值等于4.0kN/，所以可變荷載分項系數應取1.4。于是板的永久荷載設計值g=2.99×1.35=4.04kN/可變荷載設計值q=4×1.3=3.92kN/荷載總設計值g+q=4.04+3.92=7.96kN/可變荷載分項系數取1.2。于是板的永久荷載設計值g=2.99×1.2=3.59kN/可變荷載設計值q=4×1.4=5.60kN/荷載總設計值g+q=5.60+3.59=9.19kN/由于永久荷載效應控制的組合小于由可變荷載效應控制的組合。故荷載總設計值取9.19kN/3.2計算簡圖（按塑性內力重分布設計）次梁截面為200mm×500mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內力重分布設計，板的計算跨度：邊跨=+h/2=2200-200/2-120+80/2=2020mm＜+a/2=2200-200/2-120+120/2=2040m，取=2020mm中跨==2200-200=2000mm跨度差=（2020-2000）/2000=1%＜10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示3.3彎矩計算值表2板的彎矩設計值的計算表截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2離端第二跨跨跨中C中間支座3中間跨跨中彎矩系數1/11-1/111/16-1/141/16計算跨度l0(m)l01=2.02l01=2.02l02=2.0l02=2.0l02=2.0(kN.m)3.41-3.412.30-2.632.30這是對端區(qū)單向板而言的，對于中間區(qū)格單向板，其和應乘以0.83.4正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一級，C25混凝土，板厚80mm，由《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）表8.2.1?？扇“宓谋Ｗo層厚度為20mm，故=80-25=55mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9kN/；HRB400鋼筋，=360。板配筋計算的過程于下表。表3樓面板的配筋計算表板帶部位截面邊區(qū)板帶（①~②、⑤~⑥軸線間）中間區(qū)板帶（②~⑤軸線間）邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內及中間跨跨內中間支座邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座M/KN·m3.41-3.412.30-2.633.41-3.412.300.8=1.84-2.630.8=-2.100.09470.09470.06390.07310.09470.09470.05110.05830.09970.09970.06610.07590.09970.09970.05250.0601/18118112013818118195109選配鋼筋C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150C6@150實配鋼筋面積/189189189189189189189189計算結果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內力重分布的原則；ρmin=/bh0=189/（1000×55）=0.34%，＞0.45/=0.45×1.27/300=0.191%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率。4.次梁設計（按考慮塑性內力重分布設計）4.1荷載設計值永久荷載標準值由板傳來的恒載：2.99×2.2=6.58kN/m次梁自重：25×0.2×（0.5-0.08）=2.10kN/m平頂粉刷：0.02×17×（0.5-0.08）×2=0.28kN/m小計gk=8.96kN/m由可變荷載效應控制的組合永久荷載設計值：g=8.96×1.2=10.76kN/m可變荷載標準值qk=4.0×2.2=8.80kN/m可變荷載設計值q=8.8×1.4=12.32kN/m荷載總計算值g+q=10.76+12.32=23.08kN/m由永久荷載效應控制的組合永久荷載設計值：g=8.96×1.35=12.11kN/m可變荷載標準值qk=4.0×2.2=8.80kN/m可變荷載設計值q=8.8×1.4×0.7=8.62kN/m荷載總計算值g+q=12.11+8.62=20.73kN/m由于永久荷載效應控制的組合小于由可變荷載效應控制的組合。故荷載總設計值取23.08kN/4.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為250mm。主梁截面為300mm×800mm，計算跨度：邊跨=+a/2=7200-120-150+250/2=7055mm>1.025=1.025×(7200-120-150)=7103mm，故取=7055mm中跨==6900mm跨度差（7055-6900）/6900=2.2%＜10%，可按等跨連續(xù)板計算。計算簡圖如圖所示4.3內力計算由表可分別查得彎矩系數和剪力系數。次梁的彎矩設計值和剪力設計值見表：表4次梁的彎矩設計值的計算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2離端第二跨跨中C中間支座3中間跨跨中彎矩系數1/11-1/111/16-1/141/16計算跨度l0(m)l01=7.055l01=7.055l02=6.90l02=6.90l02=6.90(kN.m)104.37-104.3768.68-78.4968.68

表5次梁的剪力設計值的計算截面位置A端支座內側離端第二支座外側離端第二支座內側C中間支座外側、內側剪力系數0.450.60.550.55凈跨度lnln1=7.055ln1=7.055ln2=6.90ln2=6.90(kN)71.9795.5487.5987.594.4承載力計算4.4.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內按T形截面計算，翼緣寬度為：邊跨：=/3=7055/3=2351.7mm；又=b+=200+2000=2200；故取=2200mm。離端第二跨、中間跨：=3/=3/6900=2300mm環(huán)境類別為一級，C25混凝土，梁的最小保護厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-45=455mm。翼緣厚（即板厚）=80mmC25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；縱向鋼筋采用HRB400鋼，=360N/，箍筋采用HPB300鋼，=270N/。又因為：跨內截面均屬于第一類T形截面。表6次梁的配筋計算表截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內及中間跨跨內中間支座彎矩設計值（kN·m）104.37-104.3768.68-78.49=/（b）或=/（）0.01930.16950.01270.1274=1-0.01940.18960.01280.1368=b/或=/642703422514選配鋼筋（）3C16=6032C16+1C20=716.22C16+1C12=5752C16+1C14=555.9計算結果表明，支座截面的均小于0.35；ρmin==555.9/（200×455）=0.610%，＞0.45/=0.45×1.27/360=0.159%，0.2%。滿足最小配筋率。4.4.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：=-=455-80=375mm，因/b=375/200=1.875＜4，截面按下式驗算：0.25b=0.25×1.0×11.9×200×455=270.725kN＞=95.97kN， 截面滿足要求。驗算是否需要按計算配置箍筋：=0.7×1.27×200×455=88.90kN<Vmax=95.97kN需要按計算配筋,采用A6雙肢箍筋，計算支座B左側截面。=1.25×270×56.6×455/（95.97×1000-0.7×1.27×200×455）=576.71mm調幅后受剪承載力應加強梁局部范圍內將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%。現(xiàn)調整箍筋間距s=0.8×576.71=461.37mm最后取箍筋間距s=200mm。為了方便施工，沿梁長度不變。此時=124.36kN＞Vmax=95.97kN驗算配筋率下限值：彎矩調幅時要求的配筋率下限為：0.24=0.24×1.27/270=0.1129%。實際配筋率==56.6/（200×200）=0.1415%＞0.1129%滿足要求。5.主梁設計主梁按彈性方法設計柱高H=4.5m，柱截面尺寸為400mm×400mm。主梁的有關尺寸和支撐情況如圖所示。5.1荷載設計值永久荷載標準值Gk次梁傳來的永久荷載值8.96×7.2=64.54kN主梁自重平頂粉刷小計可變荷載標準值Qk由可變荷載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合5.2計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其計算跨度:邊跨又取中跨=6600mm跨度差=(6640-6600)/6600=0.606%＜10%，故可按等跨連續(xù)梁計算內力。C25混凝土的彈性模量5.3內力組合及包絡圖采取等跨連續(xù)梁的內力系數表進行計算，跨內和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算：，（邊跨?。?.3.1彎矩設計值表7連續(xù)主梁彎矩計算表（KN·m）序號計算簡圖邊跨跨內中間支座中間跨跨內①②③④最不利荷載組合①+②320.89-242.48-36.74①+③124.64-242.48158.21①+④285.55-347.01（-216.64）140.655.3.2剪力設計值表8連續(xù)主梁剪力計算表（KN）序號計算簡圖端支座中間支座①②0④最不利荷載組合①+②144.99-218.4293.00(117.83)①+④129.29-234.12（-162.01）201.04（100.89）5.3.3彎矩、剪力包絡圖彎矩包絡圖：第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。支座B或C的彎矩值為==-0.267×93×6.62-0.133×88.70×6.62=-242.48kN·m第1跨內：以支座彎矩=0，=-242.48kN·m的連線為基線。作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=（93+88.70）×6.64-=321.34kN·m（與前面計算的=320.89kN·m接近）（G+Q）+=（93+88.70）×6.64-=240.51kN·m第2跨內：以支座彎矩=-242.248kN·m，=-243.21kN·m的連線作為基線，作G=93kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：G+=×93×6.6-243.21=-38.61kN·m②第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內：在第1跨內以支座彎矩=0，=-347.01kN·m的連線為基線。作。作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（93+88.70）×6.64-=286.49kN·m（93+88.70）×6.64-=170.82kN·m第2跨內：=-0.267×93×6.62-0.311×88.70×6.62=-347.01kN·m以支座彎矩=-242.48kN·m，=-347.01kN·m的連線為基線，作G=93kN，Q=88.70kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）++（-）=（93+88.70）×6.6-347.01+（-242.48+347.01）=122.42kN·m（G+Q）++（-）=（93+88.70）×6.6-216.64+（-243.21+216.64）=87.57kN·m③第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載==-0.267×93×6.62-0.133×88.70×6.62=-242.48kN·m第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（G+Q）+=（93+88.70）×6.62–242.48=158.47kN·m（與前面計算的=158.21kN·m接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：G+=×93×6.64-×242.48=125.01kN·mG+=×93×6.64-×242.48=-44.19kN·m剪力包絡圖：第1跨=144.99kN；過第1個集中荷載后為144.99-93-88.70=-36.71kN；過第2個集中荷載后為-36.71-93-88.70=-218.41kN=-234.12kN；過第1個集中荷載后為-234.12+93+88.70=-52.42kN；過第2個集中荷載后為-52.42+93+88.70=129.28kN②第2跨=201.04kN；過第1個集中荷載后為201.04-93=108.04kN。當可變荷載僅作用在第2跨時=1.0×93+1.0×88.70=181.7kN； 過第1個集中荷載后為181.7-93-88.7=0。由上述計算表可繪出連續(xù)主梁的彎矩包絡圖和剪力包絡圖，如下圖所示：5.4承載力計算主梁跨內截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度為：邊跨：==1/3×6640mm=2213.3mm<=300mm+6280mm=6580mm；另離端中間跨：==1/3×6600mm=2200mm梁高h=800mm，=800mm-45mm=755mm，翼緣厚=80mm判別T形截面類型：彎矩設計值取M=320.89KN·m，翼緣計算寬度取=2200mm則=1.0×11.9×2200mm×80mm×（755mm-80mm/2）=1497.50KN·m>M=320.89KN·m（邊跨跨中）且>158.21KN·m（中間跨跨中）。故各跨內截面屬于第一類T形截面?？鐑蓉搹澗匕淳匦谓孛娌贾靡慌趴v筋考慮，取=800mm-60mm=740mm。支座處截面按矩形截面計算。支座負彎矩考慮按布置兩排縱筋考慮，取=800mm-80mm=720mm，5.4.1正截面受彎承載力表9連續(xù)主梁正截面承載力計算表截面邊跨跨內中間支座M/KN·m320.89-347.0135.12/KN·m311.890.02150.16850.02170.1858（）/11911327選配鋼筋4C204C20實配鋼筋面積/12561256截面中間跨跨內M/KN·m158.21-36.740.01060.01880.01070.0190（）/585139選配鋼筋4C142C12實配鋼筋面積/6152265.4.2斜截面受剪承載力表10連續(xù)主梁斜截面承載力計算表截面端支座內側離端第二支座外側離端第二支座內側V/KN144.99234.12201.046738.8>V642600>V642600>V201359>V192024<V192024<V選用箍筋2φ82φ82φ8101101101-3554532037實配箍筋間距200200200驗算最小配筋率5.5主梁附加吊筋計算由次梁傳至主梁的全部集中力為：則選2C20（）6.雨篷設計6.1雨棚板設計已知門口寬3.3m，現(xiàn)取雨篷板寬3.3+0.5=3.8m。雨蓬板根部板厚取110mm，端部板厚取90mm，平均板厚100mm。取1m板寬為計算單元。如下圖所示。6.1.1荷載計算永久荷載標準值150mm砼板自重20mm水泥砂漿小計可變荷載標準值，煙臺地區(qū)積雪荷載0.4kN/m2，取0.7kN/m2。檢修荷載為沿板寬每米1kN的集中荷載。永久荷載效應控制的組合恒載設計值活載設計值荷載總設計值可變荷載效應控制的組合恒載設計值活載設計值荷載總設計值取最大值，即取6.1.2正截面受彎承載力采用HRB400級鋼筋，。板的計算跨度：取選配C8@150（），并配置C8@200分布鋼筋。6.2雨棚梁的設計梁截面尺寸，則，梁的計算跨度6.2.1荷載設計值墻體荷載：梁上墻體高1.2m，故應按墻體的均布自重采用。墻體重量：墻兩側粉刷：小計：梁、屋面板傳至雨篷梁上的荷載梁自重：梁側粉刷雨篷板傳來的均布荷載小計活載設計值：雨篷板傳來維修和檢修集中荷載設計值6.2.2正截面受彎承載力彎矩設計值計算：彎矩計算如下：故取抗彎縱筋計算6.2.3抗剪、扭承載力剪力計算故取扭矩計算梁在均布荷載作用下沿跨度方向每米長度的彎矩為：故梁在支座邊的扭矩為：驗算截面尺寸以及確定是否需要按計算配置剪、扭鋼筋；故截面尺寸滿足要求。需要按照計算配置鋼筋。所以剪力可以忽略，不需考慮剪扭的相關性。計算受扭鋼筋受扭箍筋的計算取受扭的縱向鋼筋與箍筋的配筋強度比例，并設計為雙肢箍筋;;箍筋選用A8的HPB300級鋼筋，其截面面積為，則箍筋間距為取受扭縱筋的計算選配縱筋。梁的抗扭縱筋應沿截面核芯周邊均勻布置,可將抗扭鋼筋分為上、中、下,將彎、扭縱筋疊加可得截面所需縱筋面積為：下部：上部、中部：下部選配3C14（）上部、中部選配2C12()驗算梁配箍率實有配箍率滿足要求驗算梁縱筋配筋率，受彎縱筋的最小配筋率截面底層的縱向受力鋼筋最小配筋量為截面頂層和中間層的縱向受力鋼筋最小配筋量均為實配鋼筋滿足要求。6.3雨篷抗傾覆驗算雨篷埋入砌體墻中的長度，雨篷的截面高度故雨蓬的荷載設計值對計算傾覆點產生的傾覆力矩：雨篷的抗傾覆荷載雨篷的抗傾覆荷載故滿足要求。7.樓梯設計7.1踏步