混凝土结构课程设计钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

《工程结构》课程设计

题目：钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

学 院：工 学 院 姓 名： 学 号：

班 级： 工程管理1201 指导教师：

二O 一五年五月

一、前言

《工程结构》作为一门实践性很强的课程，课程设计是教学中的重要环节。在专业课理论教学的基础上，通过课程设计进一步消化和巩固所学课程的内容，掌握结构设计的基本方法，培养学生思考、自己动手解决问题的能力。根据培养计划和《工程结构》教学大纲规定，江西农业大学工学院工程管理专业有1周《工程结构》课程设计。

课程设计的主要目的是巩固和运用课堂所学知识，通过简单工程实例的结构设计，加强对结构设计基本理论的掌握，进一步了解结构设计的主要过程、注意事项，掌握结构设计相关规范的内容和使用方法，加深学生对实际工程项目中对结构设计主要内容的了解，培养学生运用本课程设计的知识解决实际问题的能力，为今后从事专业工作打下良好基础。

二、设计目的

1、掌握单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定； 2、掌握板厚及梁系截面尺寸的确定方法；

3、通过板及次梁的计算，掌握按考虑塑性内力重分布分析内力的计算方法；

4、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的计算方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法； 5、掌握板、梁的配筋计算；

6、了解并熟悉现浇梁板结构的有关构造要求；

7、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方法、制图规定，进一步提高制图的基本技能； 8、学会编制钢筋材料表。

三、设计资料

某多层工业建筑楼盖平面图如图1所示，L1、L2尺寸见表1，环境类别为一类，楼梯采用室外悬挑楼梯。楼面均布可变荷载标准值如表1所示，楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。

1

图1 楼盖平面图

表1 楼盖柱网L1、L2取值（mm）序号L1序号L2A600016300B630026600C660036900D690047200E720057500F750067800G780078100 表2 楼面均布可变荷载标准值（kN/mm2）编号①4.5②5.0③5.5④6.0⑤6.5⑥7.0⑦7.5qk

四、设计资料

1、生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中纵墙厚370mm，横墙厚度240mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm。

2、材料：混凝土采用C30；主梁及次梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋采用HRB335

2

或HPB300级。

3、楼面面层：水磨石地面0.65kN/m2；楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值25kN/m3；天花板粉刷：

0.25kN/m2。

五、设计内容

1、按指定的设计号进行设计，提交纸质稿计算书。 2、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 3、板的强度计算（按塑性内力重分布计算） 4、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算） 5、主梁强度计算（按弹性理论计算） 6、用2号图纸2张绘制楼盖结构施工图： ①结构平面布置图（1：200） ②板的配筋图（1：50）

③次梁的配筋图（1：50；1：25）

④主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V的包络图 7、板和次梁采用塑性内力重分布方法计算；主梁采用弹性理论计算；

六、具体要求

计算书要求采用A4纸书写或打印，字迹要求工整，条理清楚，页码齐全，表格规范并编写表格序号，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。

图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标准。

提交全部成果时请附封面，并在封面上写明专业、姓名、学号等。图纸按照标准格式折叠。

七、参考文献

1、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），中国建筑工业出版社 2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），中国建筑工业出版社 3、《混凝土结构》（上册、中册）（第五版），东南大学、天津大学、同济大学合编，中国建筑工业出版社 4、《混凝土结构及砌体结构》（上册）（第二版），滕智明、朱金铨，中国建 筑工业出版社

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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

一、平面结构布置

梁格布置应根据建筑物使用要求确定，因本厂房在使用上无特殊要求，故结构布置应满足实用经济的原则，并注意以下问题。

1、柱网布置可为正方形或长方形。

2、板跨一般为1.7～2.5m，次梁跨度一般是4.0～6.0m，主梁跨度则为5.0～8.0m，同时宜为板跨的3倍（2道次梁）。

3、对于板、次梁和主梁，各跨宜布置成等跨，无法实现时各跨跨差不宜超过10%。 已知：

1、生产车间的四周外墙均为承重砖墙，其中纵墙厚370mm，横墙厚度240mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm。

2、材料：混凝土采用C30；主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋采用HPB300级。 3、楼面面层：水磨石地面0.65kN/m；楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值25kN/m3；天花板粉刷：

20.25kN/m2。

4、L16900mm，L26900mm，楼面均布可变荷载标准值Qk7.5KN/m2。

二、板的设计（按塑性内力重分布计算）

1、板、次梁、主梁的截面尺寸确定。

板厚 h板80mm，（当h板次梁 hc(1l时，满足刚度要求，可不验算挠度）。 4011)Li1812bC()hc

1213主梁 hz(1111)Libz()hx 151023确定板厚h=80mm。 1荷载 ○

取1m宽板带计算：

面层 水磨石每平方米重×1 = 0.65kN/m 板自重 板厚××1 = 2kN/m

4

平顶粉刷每平方米重×1 = 0.25 kN/m 恒载：gk 2.9kN/m

活载：qk标准值×1 =7.7kN/m

设计值总值： 1.2gk1.3qk = 13.23kN/m

1AB2C3C2B1A

计算简图2、内力计算： ○计算跨度

板厚h=80mm，次梁（CL）截面=b×h=200mm×450mm

边跨 l01=（2300-100-120+80/2）=2120mm, ln1=(2300-200/2-120)=2080mm 中间跨 l02=2300-200=2100mm，ln2=2100mm

跨度差=（2120-2100）/2300=8.7%<10%,可按等跨连续梁查表计算

弯矩设计值计算表

截面位置 边跨跨内 弯矩系数 弯矩设计值M（(1.2gk1.3pk)l02） 1 11-12×13.23×2.12=5.14 11-B支座 1 1112×13.23×2.12=-5.14 1112×13.23×2.1=3.65 16中间跨跨内 1 161 14中间C支座 12×13.23×2.1=-4.17 14

3、配筋计算： ○

B=1000mm，h=80mm，as=（15+5）=20mm，h0=h-as=60mm，fc=14.3N/mm，ft=1.43 N/mm，fy=270N/mm.

222配筋表

截面位置 M/(kN•m) s=M/1fcbh02 5

 AS(=1fcbh0/fy) 实配钢筋

边跨内 B支座 1～○2，○4～○5轴○5.14 -5.14 0.105 0.105 0.111 0.111 353.57 353.57 Ф6/8@110，357mm Ф6/8@110，357mm2 2中间 跨内 3.65 0.071 0.074 233.97 Ф6@110，257mm2 线间 2～○4轴○线间 1～○2，○3.65×0.8 0.057 0.059 185.75 Ф6@110，257mm2 中间C 4～○5轴○-4.17 0.081 0.085 268.83 Ф6/8@110，357mm2 线间 -4.17×0.8 0.065 0.067 213.06 Ф6@110，257mm2 2～○4轴支座 ○线间 表中值均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。 板的配筋图如附加图纸所示。

三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）

1、确定计算跨度及计算简图。

主梁a

lnbzlnbz b×h=200mm×450mm，按塑性内力重分布方法计算内力。 2、荷载计算： ○

2由板传来：板恒载（2.9KN/m）×次梁间距(2.3m) = 6.67kN/m

次梁肋自重： b(hchB)×钢筋混凝土容重 = 1.85kN/m 次梁粉刷重2(hchB)×粉刷层每平米重 =0.185kN/m

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hC次梁恒载：gk8.075kN/m

活载：pk活载标准值×次梁间距=17.25kN/m

设计值总值： 1.2gk1.3pk =32.871kN/m

2、内力计算： ○

主梁截面（ZL）b×h=200mm×600mm

边跨 净跨度 ln1=（6900-120-150）=6630mm

计算跨度 l01=(6630-250/2=6755mm

中间跨 净跨度 ln2=6900-300=6600mm，

计算跨度 l02=6600mm

跨度差=（6755-6600）/6600=2.3%<10%,可按等跨连续梁查表计算

弯矩设计值计算列表

截面位置 边跨跨内 弯矩系数M 弯矩设计值M（Mpl0）/(KN•m) 21 11-1×32.871×6.7552=136.355 11-B支座 1 1112×32.871×6.755=-136.355 1112×32.871×6.6=.491 16中间跨跨内 1 161 14中间C支座 12×32.871×6.6=-102.276 14

剪力设计值计算列表

截面位置 边支座A B支座左 B支座右 C支座左/右 剪力系数V 0.45 0.60 0.55 0.55 剪力设计值V（Vpln）/KN 0.45×32.871×6.63=98.07 0.60×32.871×6.63=130.76 0.55×32.871×6.6=119.32 0.55×32.871×6.6=119.32

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3配筋 ○（1）

正截面受弯承载力计算

‘b=200mm，h=450mm，as=（25+10）=35mm，h0=h-as=450-35=415mm，hf=80mm 翼缘计算宽度

边跨 bf=6755mm/3=2252mm<2300mm 中跨 bf=6600mm/3=2200mm<2300mm

‘‘fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，fy=360/ N/mm2

‘‘‘fcbfhf（h0-hf/2）=14.3×2200×80×（415-40）=943kN/m>136.355 kN/m

故次梁跨内截面按第一类T型截面梁计算，支座截面按矩形截面计算。

纵向钢筋配筋表

'截面位置 M/(KN•m) b或bf/mm s =M/1fcbh 0.025 0.277 0.0165 0.208 20 0.025 0.0332 0.017 0.236 AS (=1fcbh0/fy) 928 1095 617 778 实配钢筋 边跨跨内 B支座 中间跨跨内 C支座 136.355 -136.355 .491 -102.276 2252 200 2200 200 1C16+2C20，1030mm2 4C20，1256mm2 2C20，628mm 4C16，804mm 22 (2)斜截面受剪承载力

b=200mm，h0=415mm，fyv=270N/mm，则

0.25fcbh0=0.25×14.3 N/mm×200mm×415mm=296.725kN>130.76kN(支座左边) 截面尺寸满足要求。

0.94 ftbh0=111.57kN，箍筋采用双肢A6，

22Asv1=28.3mm2。

箍筋配筋表

截面位置 边跨跨内 B支座 V/KN V/ftbh0 箍筋 S[=(1.25fyvnAsv1h0)/(V-0.7ftbh0)] 276 实配钢筋 A6@180 A6@180 98.07 0.826<0.94 构造配筋 130.76 1.102>0.94 计算配筋 8

中间跨跨内 119.32 1.005>0.94 计算配筋 C支座 119.32 1.005>0.94 计算配筋 242 242 A6@180 A6@180 实配钢筋间距s=180mmsv= nAsv1/(bs)=(2×28.3)/(200×180)=0.157%>sv,min=0.24ft/fyv=0.145% 满足构造要求。次梁

（CL）详图如附加图所示。

根据计算结果和构造要求，绘制次梁配筋示意图。

四、主梁设计（内力按弹性理论计算）

1、计算简图：

板120lnab柱次梁主梁lnb柱

柱截面350mm×350mm，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370mm。 主梁截面（ZL）b×h=200mm×600mm

边跨 净跨度 ln1=（6900-120-175）=6605mm

计算跨度 l01=(6605+175+370/2=6955mm

中间跨 净跨度 ln2=6900-350=6550mm，

计算跨度 l02=6900mm

2、荷载计算：

为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。

次梁传来的荷载：次梁恒载（8.075kN）×主梁间距=60.06kN 主梁自重： bz(hzh板)×次梁间距×= 8.97kN

9

主梁粉刷重： 2(hzh板)×次梁间距×每平米粉刷层重= 0.598kN 恒载：Gk69.628kN

则：G1.2Gk83.55kN

活载：Qk 17.25 kN 则Q=次梁活载×1.3×主梁间距 154.73kN Q + Q = 238.28 kN

G+QA1B2B1A

1)Mk1GLk2QL

其中，k1 k2 可由书中表查取，L计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。 2）Vk3Gk4Q

其中，k3 、 k4 可由书中表查取， 3、内力计算：

主梁弯矩计算

项次 G荷载简图 k/M1 0.244 140.66 0.2 308.5 -0.044 -46.98 0.229 244.49 -0.030 -32.03 1+○2 ○-295.92 k/MB -0.267 -153.92 -0.133 -142 -0.133 -142 -0.311 -332.04 -0.0 -95.02 1+○3 ○-295.92 k/M2 0.067 38.63 -0.133 -142 0.2 213.53 0.096 102.5 0.170 181.5 1+○4 ○-485.96 ∕ ∕ ① Q② Q∕ ③ Q∕ ④ Q∕ ⑤ 组合项次 组合值 ∕ 1+○5 ○-248.94 Mmin（kNm) 10

Mmax（kNm) 组合项次 组合值 1+○2 ○449.16 1+○3 ○252.16 1+○4 ○385.15 1+○5 ○220.12 由此可作出下列几种情况下的内力图： ① +②； ①+③； ①+④； ①+⑤

以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。

主梁剪力计算

项次 ① 荷载简图 Gk/VA 0.733 61.24 0.866 134 -0.133 -20.58 k/VB左 -1.267 -105.86 -1.134 -175.46 -0.133 -20.58 -1.311 -202.85 1+○3 ○26.44 1+○3 ○238.3 k/VB右 1.000 83.55 0 0 1.000 154.75 1.222 1.08 1+○4 ○-308.71 1+○4 ○272.63 ② Q○3 ④ Q 组合项次 0.6 106.6 1+○2 ○-281.32 1+○2 ○195.24 Vmin(kN) 组合值 组合项次 Vmax(kN)

同样可绘出剪力包络图。 4、配筋

（1）正截面受弯承载力计算

组合值 b=300mm，h=600mm，as=40mm，h0=h-as=560mm，hf=80mm 翼缘宽度bf=6900mm/3=2300mm

‘‘fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，fy=360/ N/mm2

‘‘‘fcbfhf（h0-hf/2）=1368.2kN/m>449.16kN/m

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截面 位置 边跨内 B支座 中间 跨内 -248.94 300 545 0.195 0.219 1422.3 1520mm2 故主梁跨内截面按第一类T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。 385.15 2300 560 0.038 0.039 1995.3 2082mm2 4C22，252.16 300 520 0.217 0.248 1536.8 1520mm2 3C20+3C22，449.16 2300 560 0.044 0.045 2302.3 4C20+3C22，2396mm2 b或M(kNm) 2/mm hhf0s=M/1cb0 bf'/mm  AS(=1fcbh0/fy) 实配钢筋 4C22，纵向钢筋配筋表

（2） 斜截面受剪承载力计算

b=300mm，h0= 560mm，fyv=270N/mm2，0.25fcbh0=557.7kN>252.8kN 截面尺寸满足要求。

0.94 ftbh0=209.7kN，箍筋采用双肢A8，Asv1=50.3mm。

2箍筋配筋表

截面位置 边跨跨内 B支座左 B支座右 V/kN 195.24 238.3 272.63 V/ftbh0 0.875<0.94 1.07>0.94 1.22>0.94 箍筋 构造配筋 计算配筋 计算配筋 实配箍筋 A8@220 A8@220 A8@220

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5、与次梁相交处附加横向钢筋面积

由次梁传于主梁的集中荷载FGQ=60.06kN×1.2+119.025×1.3=226.8kN

采用双肢A8箍筋，Asv1=50.3mm2，需配置的附加横向钢筋总面积Asv=F/（sinα）=226.8×

103/270=840mm2

箍筋个数m=840/(2×50.3)=8.3个。应配置9个。一侧4根，一侧5根。 6、钢筋布置

1）弯起钢筋的弯起点距该钢筋强度的充分利用点大于h0/2。前一排钢筋弯起点至后一排钢筋弯终点的距离小于smax。

2）B支座负弯矩纵向钢筋的截断点位置

V>0.7ftbh0，钢筋的延伸长度从按正截面受弯承载力计算不需要截面伸出不应小于h0且不小于20d，同时，从充分利用点伸出的长度应不小于1.2（

la+h0）

3）跨内正弯矩纵向钢筋伸入支座的长度las≥12d

钢筋锚固和伸出长度

钢筋直径 labC22 C20 C16 lalaba按计算不需要截充分利用截面伸lasff=αyd/t = 面长度（不小于） （不小于） 出长度（不小于） 873 794 635 873 794 635 720 720 720 1690 1690 1690 270 250 200

4）支座A处按构造要求配置的副弯矩纵向钢筋面积应不小于1/4跨内下部纵向受力钢筋计算截面面积，配置2C12+1C16，As=427mm2>1633mm2/4=408mm2。

主梁（ZL）正截面受弯承载力图及结构详图如附加图纸所示。

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