1、混凝土結構設計實驗計算書題目：重慶市永川區某工業廠房第一車間樓蓋設計（兩層跨柱網：6.6m×6.6m樓面活荷載4.0kN/）院 系： 建筑工程系 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2011年2月1.設計題目與設計條件1.1設計題目：重慶市永川區某工業廠房第一車間樓蓋，采用現澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋形式。混凝土采用C30級，梁中的縱向受力鋼筋采用HRB335，其他鋼筋采用HPB300。根據該工廠的使用要求，樓面活荷為8.0kN/，橫向柱網尺寸取為：6.6m，縱向柱網尺寸與橫向柱網相同。1.2設計條件：1.2.1結構類型：砌體結構1.2.2建筑材料：1.2.2.1樓面做法：（自上

2、而下）10mm厚耐磨地磚（重度22kN/）；1：3水泥砂漿找平20mm厚現澆鋼筋混凝土樓板，板底混合砂漿抹灰20mm厚樓蓋建筑平面2.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6.6m，主梁每跨內布置兩根次梁，板的跨度為2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按單向板設計。按跨高比條件，要求板厚h2200/40=55mm，對工業建筑的樓蓋板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應滿足h=/18/12=6600/186600/12=367550mm。考慮到樓面可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm主梁截面高度應滿足h=/15

3、/10=6600/156600/10=440650mm。截面寬度為b=300mm樓蓋板結構平面布置圖3.板的設計3.1樓蓋板的設計已如前述，軸線、的板屬于端區格單向板；軸線的板屬于中間區格單向板。3.1.1荷載板的永久荷載標準值10mm厚耐磨地磚 0.01×22=0.22kN/80mm現澆鋼筋混凝土板 0.08×25=2kN/20mm1：3水泥砂漿找平 0.02×20=0.4kN/20mm板底混合砂漿抹灰 0.02×17=0.34kN/小計 2.96kN/板的可變標準荷載值 4kN/永久荷載分項系數取1.2或1.35，因樓面可變荷載標準值等于8.0kN/

4、，所以可變荷載分項系數應取1.4。于是板的荷載總計算值q=+=1.35×2.96+0.7×1.4×4=7.916kN/q=+=1.2×2.96+1.4×4=9.152kN/由于>，所以取q=9.152kN/，近似取q=9kN/3.1.2計算簡圖次梁截面為200mm×500mm，現澆板在墻上的支承長度不小于100mm，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=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025=2030mm，取=2020mm中間跨=2200-200=200

5、0mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示3.1.3彎矩計算值由表11-1可查得，板的彎矩系數分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。故=-=（g+q）/11=9.2×/11=3.34kN·m=-（g+q）/14=-9.2×/14=-2.57kN·m=（g+q）/16=9.2×/16=2.25kN·m這是對端區單向板而言的，對于中間區格單向板，其和應乘以0.8，=0.8×-2.57=-2.06kN·m；=0.8

6、15;2.25=1.80kN·m3.1.4正截面受彎承載力計算環境類別為一級，C30混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板寬b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB235鋼筋，=210N/。板配筋計算的過程于下表。樓面板的配筋計算截 面1B2或3C彎矩設計值（kN·m）3.34-3.342.25-2.57=/（b）0.0650.0650.0440.050=1-0.0670.0670.0450.051軸 線、計算配筋（）=b/273.7273.7183.9208.4實際配筋（）8160=314.08160=3

7、14.06/8160=246.06/8160=246.0軸 線計算配筋（）=b/273.7273.7147.1166.7實際配筋（）8160=314.08160=314.06/8160=246.06/8160=246.0*對軸線間的板帶，其跨內截面2、3和支座截面的彎矩設計值都可折減20%。為了方便，近似對鋼筋面積乘以0.8.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；/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值大于0.45/=0.45×1.43/210=0.306%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率。屋面板結構平面布置圖4.次梁設計按考慮塑

8、性內力重分布設計。根據本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變和在不考慮梁從屬面積的荷載折減。4.1荷載永久荷載設計值板傳來永久荷載 3.522×2.2=7.81kN/m次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m小計 g=10.67kN/m可變荷載設計值 q=5.6×2.2=12.32kN/m荷載總設計值 g+q=22.99kN/m4.1.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為

9、300mm×650mm。計算跨度：邊跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025=6488mm，取=6450mm中間跨=6600-300=6300mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續梁計算。次梁計算簡圖如圖所示。4.2內力計算由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數和剪力系數。彎矩設計值：=-=（g+q）/11=22.99×/11=86.95kN·m=-（g+q）/14=-22.99×/14=-65.18kN·m=（g+q）/16=22.99×/16=57.03kN·m剪力設計值

10、：=0.45（g+q）=0.45×22.99×6.33=65.49kN=0.60（g+q）=0.60×22.99×6.33=87.32kN=0.55（g+q）=0.55×22.99×6.3=79.66kN4.3承載力計算4.3.1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，翼緣寬度去=/3=6600/3=2200mm；又=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。環境類別為一級，C30混凝土，梁的最小保護厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-35=465m

11、m二排縱向鋼筋=5000-60=440mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，=300N/，箍筋采用HPB235鋼，=210N/。正截面承載力計算過程列于下表。經判別跨內截面均屬于第一類T形截面。次梁正截面受彎承載力計算截 面1B2C彎矩設計值（kN·m）86.95-86.9557.03-65.18=/（b）或=/（）=0.013=0.157=0.008=0.105=1-0.0130.1720.350.0080.111=b/或=/633.9721.5390.1492.1選配鋼筋（）218+114彎=622.9220+112彎=741.

12、1214+112彎=421.1216+112彎=515.1計算結果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=421.1/（200×500）=0.42%，此值大于0.45/=0.45×1.43/300=0.21%，滿足最小配筋率。4.3.2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：=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.9254，截面按下式驗算：0.25b=0.25×1×14.3×200×465=332.48×N=87.32×N，截面滿足要求。

13、驗算是否需要按計算配置箍筋0.7b=0.7×1.43×200×465=93.093×N=87.32×N構造配筋，選用6160=0.17% =0.24×=0.24×=0.16%采用6雙支箍筋，計算支座B左側截面。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%。現調整箍筋間距s=0.8×160=128mm最后取箍筋間距s=130mm。為了方便施工，沿梁長度不變。驗算配筋率下限值：彎矩彎矩調幅時要求的配筋率下限為：0.3=0.3×14.3/210=0.20%。實際配筋率=56.

14、6/（200×130）=0.22%0.20%滿足要求。5.主梁設計主梁按彈性方法設計5.1荷載設計值為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載 10.67×6.6=70.42kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）×1.2=12.31kN永久荷載設計值 G=70.42+12.31=82.73kN 取G=83kN可變荷載設計值 Q=12.31×6.6=81.31kN 取Q=81kN5.2計算簡圖

15、主梁按連續梁計算，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 =6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨 =6600mm主梁的計算簡圖如下，因跨度相差不超過10%，故可利用附表6-2計算內力5.3內力設計值及包絡圖彎矩設計值彎矩M=G+Q式中系數、由附表6-2相應欄內查得=0.244×83×6.64+0.289×81×6.64=134.47+1

16、55.44=289.91kN·m=-0.267×83××81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·m=0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m剪力設計值剪力V=G+Q式中系數、由附表6-2相應欄內查得=0.733×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kN=-1.267×83-1.311×81=-105.16-106.19=-211.35k

17、N=1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN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。由附表6-2知支座B或C的彎矩值為=-0.267×83××81×6.64=-218.68kN·m在第1跨內以支座彎矩=0，=-218.68kN·m的連線為基線。作G=83kN，Q=81kN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）+=（83+81）×6.64-=290.09kN·m（與前面計算的=289.91kN·

18、;m接近）（G+Q）+=（83+81）×6.64-=217.2kN·m在第2跨內以支座彎矩=-218.68kN·m，=-218.68kN·m的連線作為基線，作G=83kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：G+=×83×6.60-218.68=-36.08kN·m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，=-314.42kN·m的連線為基線。作G=83kN，Q=81kN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：（83+81）×6.6

19、4-=258.18kN·m（83+81）×6.64-=153.37kN·m在第2跨內：=-0.267×83××81×6.64=-195.02kN·m以支座彎矩=-314.42kN·m，=-195.02kN·m的連線為基線，作G=83kN，Q=81kN的簡支梁彎矩圖，得（G+Q）+（-）=（83+81）×6.64-195.02+（-314.42+195.02）=88.37kN·m（G+Q）+（-）=（83+81）×6.64-195.02+（-314.42+195.02

20、）=128.17kN·m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載=-0.267×83××81×6.64=-218.68kN·m第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（G+Q）+=（83+81）×6.64-218.68=144.31kN·m（與前面計算的=144.27kN·m接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：G+=×83×6.64-×218.68=110.81kN·mG+=×83×6.64-×218.68=37.92kN&

21、#183;m在第1跨內有可變荷載，在第2、3跨內沒有可變荷載由附表6-2知支座B或C的彎矩值=-0.267×83××81×6.64=-242.88kN·m=-0.267×83×6.64+0.044×81×6.64=-123.48kN·m在第2跨內以支座彎矩=0，=-242.88kN·m的連線為基線，作G=83kN，Q=81kN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）+=×（83+81）×6.64-×218.68=282

22、.03kN·m（G+Q）+=×（83+81）×6.64-×218.68=201.07kN·m在第2跨內以支座彎矩=-242.88kN·m，=-123.48kN·m的連線作為基線，作G=83kN，Q=0的簡支梁彎矩圖，得第1個和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：G+（-）+=×83×6.6+（-242.88+123.48）-123.48=-20.48kN·mG+（-）+=×83×6.6+（-242.88+123.48）-123.48=-19.32kN·m彎矩包絡圖如

23、下（a）所示。剪力包絡圖：第1跨=130.99kN；過第1個集中荷載后為130.99-83-81=-33.01kN；過第2個集中荷載后為-33.01-83-81=-197.01kN=-211.35kN；過第1個集中荷載后為-211.35+83+81=-47.35kN；過第2個集中荷載后為-47.35+83+81=116.65kN第2跨=181.98kN；過第1個集中荷載后為181.98-83=98.98kN。當可變荷載僅作用在第2跨時=1.0×83+1.0×81=164kN；過第1個集中荷載后為164-83-81=0。剪力包絡圖如下（b）所示主梁的內力包絡圖（a）彎矩包絡圖

24、；（b）剪力包絡圖5.4承載力計算正面受彎承載力跨內按T形截面計算，因=0.130.1。翼緣計算寬度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中較小值確定取=2.2mB支座邊的彎矩設計值=-b/2=-314.42-164×0.4/2=-347.22kN·m。縱向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均1排。跨內截面經判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。截 面1B2彎矩設計值（kN·m）289.91-314.42144.27-36.08=/（b）或=/（）=0.024=0.03=0.012=0.022=（1+）/20.9880.9850.9940.

25、989=/1590.41834.5786.7197.7選配鋼筋（）220+322彎=1768320+322彎=2081220+120彎=942.2220=628主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡圖確定。斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式驗算：0.25b=0.25×1×14.3×300×580=622.05×kN=211.35kN，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用8200雙肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置彎起鋼筋。驗算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，滿

26、足要求。次梁兩側附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來集中力=70.42+81.31152kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范圍s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋8200雙肢，則在長度s內可布置附加箍筋的排數，m=900/200+1=6排，次梁兩側各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2×210×254.5×0.707+6×2×210×50.3=202.3×kN，滿足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁側設置縱向構造筋，每側縱向構造鋼筋的截面面

27、積不小于腹板面積的0.1%，且其間距不大于200mm。現每側配置214，308/（300×570）=0.18%0.1%，滿足要求主梁邊支座需設置梁墊，計算從略。次梁配筋圖7.對主梁撓度與裂縫寬度的計算7.1對主梁撓度的計算簡化將梁為簡支梁來計算，綜合其有矩形截面與T型截面的計算，故有7.1.1對支座B的配筋面積計算由已知可得=2081，按矩形截面進行計算，=0.5由計算可求得=13.6kN/m，=8.8kN/m求和=+=×13.6×+×8.8×=75+48.5=123.5kN·m=+=×13.6×+×0.5×8.8×6.64=75