钢筋混凝土肋梁楼盖课程设计,（单向板）.docx

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1、钢筋混凝土肋梁楼盖课程设计,（单向板） 东 华 理 工 大 学 课 程 设 计 院 系：建筑工程学院 课 程：钢筋混凝土结构课程设计 题 目：钢筋混凝土肋梁楼盖课程设计（单向板） 指导老师： 设 计 人： 专业班级： 二O一二年十二月 目 录 1、钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计任务书3 1.1、设计题目3 1.2、设计目的3 1.3、设计内容3 1.4、设计资料4 1.5、设计要求5 2、板的设计（按塑性内力重分布计算） 5 2.1、楼盖的平面布置和截面尺寸5 2.2、荷载计算6 2.3、计算简图7 2.4、弯矩设计值7 2.5、正截面受弯承载力计算7 3、次梁的设计8 3.1、荷载设计值8 3

2、.2、计算简图9 3.3、内力计算9 3.4、承载力计算11 3.4.1、正截面受弯承载力11 3.4.2、斜截面受剪承载力12 4、主梁设计（按弹性方法）13 4.1、荷载设计13 4.2、计算简图13 4.3、内力计算及包络图13 4.3.1、弯矩设计值14 4.3.2、剪力设计值14 4.3.3、弯矩包络图14 4.4、承载力计算15 4.4.1、正截面受弯承载力15 4.4.2、斜截面受剪承载力16 5、绘制施工图17 5.1、板的配筋图17 5.2、次梁的配筋图18 5.3、主梁的配筋图18 5.4、楼面梁平法施工图18 6、 致谢20 7、 参考资料20 1、钢筋混凝土单向板肋梁楼

3、盖设计任务书 1.1、设计题目 设计某多层工业建筑（某仓库）的中间楼面（采纳现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖） 1.2、设计目的 钢筋混凝土肋梁楼盖课程设计是混凝土结构设计原理课程的又一重要教学环节之一。通过本课程设计： （1）、可以使学生了解钢筋混凝土单向板设计的一般程序和内容； （2）、了解结构布置、结构选型、材料及强度等级确定方法，以及结构构造和构件间连接等基本要求； （3）、熟识并学会运用规范有关规定以及有关资料； （4）、驾驭单向板肋梁楼盖的荷载汇合方法、传递途径及计算简图； （5)、熟识弹性理论和塑性理论的设计方法； (6）、了解内力包络图及材料图的绘制方法； （7）驾驭现浇钢筋混凝土

4、结构施工图的表达方式。 1.3、设计内容 （1）课程设计计算书 结构布置 确定柱网尺寸，柱截面尺寸已给定，确定板、次梁及主的布置和截面 尺寸，并进行编号。 板的设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算内力，进行正截面极限承载力计算。 次梁设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算内力，进行正截面极限承载力及斜截面承载力计算。 主梁设计 按弹性方法计算主梁内力，绘制主梁的弯距、剪力包络图及反抗弯矩图，依据包络图计算正截面、斜截面的承载力。 （2）绘制结构施工图 结构平面布置图（1：200 或1：100)； 板的配筋图（1：50）（优先采纳分别式配筋方式）； 次梁的配筋图（1：50；1：25）（优先采纳分别

5、式配筋方式）； 主梁的配筋图（1：40；1：20）（包括弯矩包络图和剪力包络图并利用弯矩包络图和反抗弯矩图绘制主梁配筋图，要求用坐标格纸绘制弯矩包络图）。 1.4、设计资料 某多层工业仓库，采纳钢筋砼内框架承重，楼盖采纳钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖。 （1） 建筑尺寸见图1和表1，其中纵向尺寸为5L2，横向尺寸为3L1。 其中： L2= 6m ， L1=6m （2） 生产车间的四周外墙均为承重砖墙，墙厚为370mm，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm350mm。 （3） 荷载 楼面活荷载标准值，单位为kN/m2（见表一） q=7.5KN/m2 楼面层做法：20mm厚水泥砂浆找平层，后做1

6、0mm厚水磨石面层。板底（天棚处）及梁表面采纳15mm厚混合砂浆抹灰。 楼面面层：水磨石地面0.65 kN/m2； 钢筋混凝土容重为25 kN/m3，水泥砂浆容重为20 kN/m3，混合砂浆容重为17kN/m3； (4) 材料 混凝土： C25； 钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采纳HPB300级钢筋。 图1 建筑尺寸图 1.5、设计要求 （1）计算书所含内容： 一般由封面、任务书、书目、正文、参考文献、致谢、课程设计成果评价表和附图（如弯矩及剪力包络图）共8 部分组成，见附录。 计算书要求计算精确，步骤完整，内容清楚。 计算书要求采纳A4 纸打印，要求条理

7、清晰，页码齐全，表格规范并编写表格序号，详细排版格式见附录。 （2）图纸所含内容： 板的配筋图、次梁的配筋图、主梁的配筋图、主梁的弯矩包络图。 要求采纳A2 图纸，建议手工画图和计算机画图各占一半； 结构施工图可参照混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 (11G101-1)表达。 图标栏（统一格式）： 字体及图线：图纸上全部字体一律采纳仿宋字，全部图线、图例及尺寸标注均须符合制图标准。 （3）装订要求 课程设计按封面、任务书、书目、正文、参考文献、致谢、课程设计成果评价表和附图（如弯矩及剪力包络图）的依次装订成册。 提交全部成果时请自备档案袋（一个班打算一个档案袋），并在档案袋上

8、写明院系、课程、题目、指导老师、专业（土木工程专业）、班级等。图纸根据标准格式折叠。 2、板的设计（按塑性内力重分布计算） 2.1、楼盖的结构平面布置和截面尺寸 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。如图1所示： 主梁跨度为6m，次梁跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6m/3=2m。 l02/l01=6/2=3因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2000/30=67mm对于工业建筑楼板，要求h70mm取板厚h=70mm 次梁截面高度应满意h=334500mm考虑到楼面 可变荷载比较大，取h=450mm,截面宽度取为b=200mm 主梁的截面高度应满意h= 取h=600mm截面宽度为

9、b=300mm 2.2、荷载计算 板的永久荷载标准值 水磨石面层 0.65kN/m2 70mm钢筋混凝土板 0.0725=1.75 kN/m2 20mm水泥砂浆 0.0220=0.4 kN/m2 15mm混合砂浆0.01517=0.255 kN/m2 小计 3.055kN/m2 板的可变荷载标准值 7.5 kN/m2 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/m2所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的 永久荷载设计值： g=3.0551.2=3.666kN/m2 可变荷载设计值： q=7.51.3=9.75 kN/m2 荷载总设计值： g+q=13.46 kN/m2 近似

10、取为q+g=13.4kN/m2 2.3、计算简图 按塑内力重分布设计。次梁截面为200450mm。板的计算跨度： 边跨： 中间跨： 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。计算简图如图所示。 2.4、弯矩设计值 不考虑板拱作用截面弯矩的折减，由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边支座0，边跨中：，立端其次支座：，中跨中：，中间支座：， 离端其次跨跨中： 故： 2.5、正截面受弯承接力计算 环境类别一级，C25混凝土，板的最小爱护层厚度C=15mm。假设纵向钢筋直径d=10mm 板厚h=70mm.则截面有效高度h0=h-c-=70-15-5=50mm。板宽b=100

11、0mm。又C25混凝土，=1.0, fc=9.6N/mm2。HPB300级钢筋fy=270N/mm2。板配筋计算的过程列于表1 板的计算配筋计算 表1 截面 A 1 B 2 C 弯矩设计值（kNm） 0 4.47 -4.47 2.82 -3.22 0.186 0.186 0.118 0.134 0.208 0.208<0.35 0.126 0.144<0.35 计算配筋（mm2） As= 369.8 369.8 224.0 256.0 实际配筋（mm2） As=393 As=393 As=251 As=251 计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布原则； As/

12、bh=251/(100070)=0.36% 均大于 0.45ft/fy=0.451.10/270=0.18% 同时大于0.2% 满意最小配筋率的要求 3、次梁的设计。 依据本车间楼盖的实际运用状况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的荷载折减。3.1、荷载设计值 板传来永久荷载 3.6662=7.33kN/m 次梁自重 0.2（0.45-0.07）251.2=2.28kN/m 次梁粉刷 0.015（0.45-0.07）1721.2=0.23kN/m 小计 g=9.84kN/m 可变荷载设计值 q=9.752=19.50kN/m 荷载总设计值 g+q=29.34kN/m 3.2、计算简图

13、按塑性内力重分布设计，主梁截面为300mm600mm。计算跨度 边跨 中间跨 因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁计算简图见图3 3.3、内力计算 由表11-1，表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。 连续梁考虑塑性内力重分布的弯矩系数 表111 端支座 支承状况 截面 端支座 边跨跨中 离端其次支座 离端其次跨跨中 中间支座 中间跨中 A I B II C III 搁支在墙上 0 1/11 -1/10（用于两跨连续梁） -1/11（用于多跨连续梁） 1/16 -1/14 1/16 与梁整体连接 -1/24 1/14 与柱整体连接 -1/16 1/14 在均布荷载作用下，等跨连续梁

14、的剪力设计值可按下列公式计算： （11-3） 式中V剪力设计值； 考虑塑性内力重分布的剪力系数，按表11-3采纳； ln净跨度。 连续梁考虑塑性内力重分布的剪力系数 表11-3 荷载状况 端支座支承状况 截面 A支座内侧 B支座外侧 B支座内侧 C支座外侧 C支座内侧 Aln Box Bln Cox Cln 均布荷载 搁支在墙上 0.45 0.6 0.55 0.55 0.55 梁与梁或梁与柱整体连接 0.50 0.55 集中荷载 搁支在墙上 0.42 0.65 0.60 0.55 0.55 梁与梁或梁与柱整体连接 0.50 0.60 注：表中Aln、Box、Bln、Cox、Cln分别为支座内、

15、外侧截面的代号。 在间距相同、大小相等的集中荷载作用下，等跨连续梁的剪力设计值可按下列公式计算： 式中剪力系数，按表11-3采纳； n一跨内集中荷载的个数； G一个集中永久荷载设计值； Q一个集中可变荷载设计值。 由表中可查得： 弯矩设计值： 剪力设计值： 3.4、承载力计算 3.4.1正截面受弯承载力 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bf=2000mm bf=b+Sn=200+1835=2035mm bf=b+12hf=200+1270=1040mm 取三者较小值，故hf=1040mm,全部布置一排 环境类别以及，C25混凝土，梁的最小爱护层厚度C=20mm，假设箍筋直

16、径10mm，纵向钢筋d=20mm,则一排纵向钢筋h0=410-25=395mm。C25混凝土 纵向钢筋采纳HRB335钢筋：fy=300N/mm2 梁内的其它钢筋采纳HPB300级钢筋：fyv=270N/mm2 正截面承载力计算过程列于表2，经判别跨内截面均属于第一类T形截面。当M=92.03，b=1040时其它条件不变时，= 0.055 当M=-92.03,bf=200时其它条件不变时，=0.285 当M=62.61，b=1040时其它条件不变时，=0.037 当M=-71.77,bf=200时其它条件不变时，=0.222 次梁正截面受弯承载力计算 表2 截面 A 1 B 2 C 弯矩设计值

17、（kNm） 0 92.03 -92.03 62.61 -71.77 或 0.055 0.285 0.037 0.222 0.057 0.344<0.35 0.038 0.254<0.35 As=或 777.8 902.7 518.5 666.5 选配钢筋（mm2） As=763 As=1017 As=509 As=710 计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则， As/(bh)=710/(200450)=0.79% 此值大于 0.45ft/fy=0.451.1/300=0.17% 同时大于0.2% 满意最小配筋率的要求。 3.4.2斜截面受剪承载力 斜截面

18、受剪承载力计算包括：截面尺寸复核，腹筋计算和最小配筋率验算 （1）验算截面尺寸： hw=h0-hf=410-70=340mm hw/b=1.7<4 截面尺寸按下式验算。 =0.251.09.6200410=196.8103>Vmax=103.41kN 截面尺寸满意要求 （2）计算所需腹筋： As=101 采纳双肢箍筋，计算B支座左侧截面：VCS=0.7ftbh0+fyv 箍筋间距：S= 调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20% 或箍筋间距减小20%，现调整箍筋间距，S=0.8307.3=246mm 截面高度在300500mm的梁，最大箍筋间距为200mm，因此

19、，取箍筋间距S=200mm。沿梁长不变。 （3）验算配筋率下限值。 弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3ft/fyv=0.31.1/270=0.122% 实际配筋率 满意要求 4、主梁的设计（按弹性方法设计） 4.1、荷载设计值。 为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载 次梁传来永久荷载： 9.846=59.04kN 主梁自重（含粉刷）(10.60-0.07)0.3225+0.015(0.60-0.07)2217 1.2=10.19kN 永久荷载设计值 G=59.04+10.19=69.23kN 可变荷载设计值 Q=19.506=117.00kN 4.2、计算简图 因主梁的线刚度与柱线刚度之比大

20、于5？竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度支承中心线之间的距离。 ，主梁的计算简图见图4 可利用附表6-2计算内力。 4.3、内力计算及包络图 4.3.1、弯矩设计值 弯矩,式中系数K1，K2由附表6-2相应栏内查得 M1,max=0.24469.236+0.2891176=304.23kNm MB,max=-0.26769.236-0.3111176=-329.23kNm M2,max=0.06769.236+0.2001176=168.23kNm 4.3.2、剪力设计值 剪力V=K3G+K4Q,式中系数K3,K4由附表6-2相应栏内查得 VA,max=0.73369

21、.23+0.866117=152.07kN VBl,max=-1.26769.23-1.311117=-241.10kN VBr,max=1.069.23+1.222117=212.20kN 4.3.3、弯矩包络图 （1）第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。 由附表6-2知，支座B或C的弯矩值为： MB=MC=-0.26769.236-0.1331176=-204.27kNm 在第1跨内：以支座弯矩MA=0，MB=-204.27kNm的连线为基线 G=69.23kN,Q=117kN的简支梁弯矩图，得知第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为： （与前面计算的M1，max=304

22、.23kNm接近） 在第2跨内，以支座弯矩MB=-204.27kNm MC=-204.27kNm 的连线为基线，作G=69.23，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： （2）第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载。 第1跨内：在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-329.23kNm的连线为基线，作G=69.23kN ，Q=117kN。的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为： 第2跨内：MC=-0.26769.236-0.08911.76=-173.38kNm 以支座弯矩，MB=-329.23kNm Mc=-173.38kNm的连线为基线，作G=69.

23、23kN,Q=117kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别问： （3）第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载 MB=MC=-0.26769.236-0.1331176=-204.27kNm 第2跨的集中荷载作用点处的弯矩分别为： （与前面计算的M2,max）=168.23kNm接近） 第1、3跨的集中荷载作用点处的弯矩分别为： 弯矩包络图见附图1。 4.4、承载力计算 4.4.1、正截面受弯承载力 跨内按T型截面计算，因跨内没有间距小于主梁距的次梁，翼缘计算宽度按，和b+Sn=6m中较小值确定，取bf=2m。 假定主梁上部纵筋直径25mm，则一排钢筋时 两排时

24、：h0=545-25=520mm 除B支座为2排其余纵向受力钢筋均为一排，跨内截面经判别都属于第一类T型截面，B支座边的弯矩设计值MB=MBmax=V0b/2=-329.23+186.230.35/2=-296.64kN.m 正截面受弯承载力的计算过程列于表3. 当M=304.23，b=2000时其它条件不变时，= 当M=-296.64,bf=300时其它条件不变时，= 当M=168.23，b=2000时其它条件不变时，= =0.029 当M=-65.81,bf=300时其它条件不变时，= =0.077 主梁正截面承载力计算 表3 截面 1 B 2 弯矩设计值 （kNm） 304.23 -29

25、6.64 168.23 -65.81 或 0.053 0.381 0.029 0.077 0.973 0.744 0.985 0.960 1912.4 2555.8 1044.6 419.3 选配钢筋 （mm2） As=2010 As=2502 As=1140 As=260 主梁纵向钢筋的弯起和截断按弯矩包络图确定。 4.4.2、斜截面受弯承载力 （1）验算截面尺寸：hw=h0-hf=250-70=450mm hw/b= =1.5 < 4 截面尺寸按下式验算： 0.25 >Vmax=241kN 满意截面尺寸要求 （2）计算所需腹筋：采纳双肢箍筋 VCS=0.7ftbh0+fyv =

26、0.71.1300520+270570=267.07103N=2670.07kN>Vmax=240kN 不须要配置弯起钢筋 验算最小配筋率 满意要求 （3）次梁两侧附加横向钢筋计算 次梁传来的集中力F1=59.04+117=176.04kN h1=600-450=150mm 附加箍筋布置范围S=2h1+3b=2150+3200=900mm 取附加箍筋双肢，则在长度S内布置附加箍筋的排数。M=900/150+1=7排，次梁两侧各布置3排 mnfyvAsv1=7227078.5=296.7kN>满意要求 因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，两侧纵向构造钢筋的截面面

27、积不小于腹板面积的0.1%且间距不大于200mm，现每侧配置，308/(300530)=0.19%>0.1% 满意要求。 5、绘制施工图 5.1、板的配筋图： 板配筋采纳分别式，板面钢筋从支座边伸出长度取=500mm 板的配筋图见附图2. 5.2、次梁的配筋图： 次梁支座截面上部的钢筋的第一批截断面断点要求离支座边=5843/5+2018=1529mm,现取1550mm切断面积要求小于总面积的，B支座切断1根。254.5/1017=0.25<0.5。C支座切断，201.1/710=0.28<0.5,均满意要求， 端支座上部钢筋的锚固长度la=0.7688=481mm la=4

28、81-120+20=380mm 下部纵向钢筋在中间支座的高估长度las12d=1218=216mm 次梁的配筋图及支座处的配筋图见附图3. 5.3、主梁配筋图 主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定，底部纵向钢筋全部伸入支座，不配置弯起钢筋，所以只需确定B支座上部钢筋的切断点，截取负弯矩包络图见图（5）b将B支座的号钢筋按钢筋面积比确定的反抗弯矩，号筋的反抗弯矩为409.9760/2433.8=128kNm抓紧的充分利用点和不须要点的位置可按几何关系球的，见图（5）b第一批截断号筋，因位于受拉区，离充分利用点距离应大于 1.2+1.7h0=1.21.14,截断点面离该钢筋不须要点的距离应大

29、于1.3h0=676mm和20d=500mm，号钢筋截断点离B支座中心线距离：2029+116=2145mm 676+500=1176mm取2145mm，号筋截断位置可同理确定，hw=h0-hf=545-70=475>450,需在梁两侧配置纵向构造钢筋每侧配置212，配筋率226/(276475)=0.18%>0.1%满意要求 主梁的配筋图及支座处的配筋图见附图4. 5.4、楼面梁平法施工图 见图5. 致 谢 混凝土结构设计任务最终完成了。在这里特殊要感谢张丽娜老师的指导，老师对混凝土结构设计仔细具体的讲解，才使我们最终能够完成此次设计。 这次的结构设计既检验了我对所学专业学问的驾

30、驭程度，又使我对专业学问有了更深刻的理解。回顾整个设计过程，由于时间较为惊慌，又是初次尝试独立完成整个工业楼的设计，由于考虑不周而造成的误算，错算时有发生。尽管现在毕业设计已基本完成，但仍旧存在许多不完善，不详尽甚至不当之处，希望各位老师能够谅解。 我在做混凝土设计期间做到了系统所学学问，中间我温习了以前所学的结构力学、砼结构设计原理、基础设计等书；学习了从图书馆和资料室借到的书，学到了好多东西，学习了CAD作图，再就是除了驾驭自己所学的课本外，要更多的了解规范，它是我们工作的准绳。 通过本次设计，我真正体会到了一名建筑工程人员所肩负的责任，作为一名即将毕业的高校生，只有认仔细真的，踏踏实实地从最基本的小事做起，才可能真正的做好大事。这也是这几个星期最大的收获和感受。 此致 敬礼！ 参考文献 混凝土结构设计原理（第四版）.中国建筑工业出版社 混凝土结构设计原理（第五版）.中国建筑工业出版社 混凝土结构设计规范GB50010-2010.中国建筑工业出版社 民用建筑设计规范.中国建筑工业出版社 东hua理工高校