现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

1 钢筋混泥凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

一、设计目的

通过本课程的设计试件，使学生了解并熟悉有关钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和设计步骤，培养其独立完成设计和解决问题的能力，提高绘图能力。 二、设计资料 1、工程概况：

某内框架结构工业仓库，二层建筑平面图如下图所示（楼面标高4.00m），墙厚370mm，混凝土柱400 400mm。板伸入墙内120mm，次梁伸入墙240mm，主梁伸入墙内370mm。房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖。

图1 梁板结构平面布置

2、楼面构造层做法：20mm厚石灰砂浆粉刷，30mm厚水磨石楼面（标

准值0.65kN/m2）。

3、活荷载：标准值为7.5 kN/m2。

4、恒载分项系数为1.2；活荷载分项系数为1.3。

5、材料选用：混凝土 采用C25（fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2） 钢筋 梁中受力主筋采用HRB400级（fy=360N/mm2） 其余采用HPB235级（fy=210N/mm2） 三、设计内容

1、确定结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 2、板的设计（按塑性理论） 3、次梁设计（按塑性理论） 4、主梁设计（按弹性理论） 5、绘制结构施工图，包括： （1）、结构平面布置图 （2）、板、次梁、主梁的配筋图 （3）、主梁弯矩包络图及抵抗弯矩图 （4）、设计说明 （5）、次梁钢筋材料表 四、成果要求

1、课程设计在1周内完成。

2、计算书必须统一格式，并用钢笔抄写清楚（或打印）。计算书（施工图）装订顺序：封面、评语页、目录、任务书、设计说明、计算书正

文和施工图。

3、施工图统一为A3图纸。要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，严格按照建筑制图标准作图。

4、在完成上述设计任务后方可参加设计答辩及成绩评定。 五、参考资料

1、《混凝土结构设计》，梁兴文主编，中国建筑工业出版社 2、GB50010-2002，《混凝土结构设计规范》 3、GB50009-2001，《建筑荷载设计规范》

2 设计说明

1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。

2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用2#图纸，2张。 2、结构平面布置图：比例1：200。 3、板的配筋图：比例1：50 ⑴、分布筋选用： 6@250

⑵、与主梁垂直的附加负筋选用： 8@150，深入板中的长度为500mm。 ⑶、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用： 8@150，伸出墙边长度为300mm。

⑷、板角附加短钢筋双向布置 8@200，每一方向伸出墙边的长度为500mm。

4、次梁的配筋图：比例1：30 ⑴、箍筋选用： 6@150通长布置。

⑵、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。

⑶、②、⑤号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩，相当于1 16 ,在矩支座边缘1300mm处截断。

⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。

⑸、两根⑤号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩，相当于 1 16 ,在矩支座边缘1300mm处截断。

⑹、B支座第二批截断的⑥号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。 ⑺、③号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边缘2100mm处截断，与⑦号钢筋在600mm范围内搭接，兼作第二跨的架立筋。

⑻、⑦号钢筋在C支座右端通常兼作架立筋。 5、主梁的配筋图：比例1：30

⑴、箍筋选用：加密区选用 6@100，非加密区选用 6@150。 ⑵、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。

⑶、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋，选用 8@200,两边各布置三排,另加一根1 18吊筋.

⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。 ⑸、其余钢筋截断详见配筋图。

3 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

3.1、 平面结构布置：

1、确定主梁的跨度为6.3m,次梁的跨度为5.1m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.1m。楼盖结构布置图如下

：

２、按高跨比条件，当h≥

12100

l≈=52.5mm时，满足刚度要求，可不验40400

算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取板厚h=80mm 3、次梁的截面高度应满足h=(

11

)L=(284 425)mm，取h=400mm， 1218

则b=( )h=(134 200)mm，取b=200mm。 4、主梁的截面高度应该满足h=(

12

13

18

1

)L=(450 788)mm，h=600mm， 14

1213

则b=( )h=(200 300)mm，取b=250mm。 3.2、 板的设计：

（按塑性内力重分布计算，板的

l25100

=≈2.42

板设计，又可按双向板设计，此次设计按单向板设计。） 3.2.1、荷载计算： 板的恒荷载标准值： 取1m宽板带计算：

水磨石面层 0.65⨯1=0.65kN/m2 80mm钢筋混凝土板 0.08⨯25=2.0kN/m2 20mm石灰砂浆粉刷 0.020⨯17=0.34kN/m2 恒载： gk=2.99kN/m2

活载： qk=7.5⨯1=7.5kN/m2

恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于

4.0kN/m，所以活荷载分项系数取

1.3。于是板的

设计值总值： g+q=1.2gk+1.3qk=13.338kN/m2 3.2.2、板的计算简图：

h0.2m0.08m

=2.1m-0.12m-+=1.92m222

板的计算边跨： ，

a0.2m0.12mln+=2.1m-0.12m-+=1.94m>1.92m

222

ln+

取l01=1.92m (a=120mm)

中间跨： l02=ln=2.1m-0.20m=1.9m

计算跨度差(1.92m-1.9m)/1.9m=1.1%

q+g=13.338kN/m

板的计算简图

连续板各截面的弯矩计算见下图：

3.2.3、截面承载力计算

b=1000mm,h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm,α=1.0，连续板各截面的配筋计算见下表

中间区板带② ⑤轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。

计算2 计算2实配2 实配2 10@300（左跨弯来) 8@300（左跨弯来) 8@300（右跨弯来) 计算22

实配2实配2

8 10@150（隔一弯一） 8@150（隔一弯一）

计算2 计算2实配2 实配

2

10@300（左跨弯来)

8@300（左跨弯来)

8@300（右跨弯来)

8@300（右跨弯来)

计算22

实配2实配2

10@150（隔一弯一） 8@150（隔一弯一）

3.3、次梁设计

次梁按塑性内力重分布计算： 3.3.1、次梁的支撑情况

3.3.3、荷载计算：

由板传来： 2.99⨯2.1=6.279kN/m 次梁肋自重： 0.2⨯(0.4-0.08)⨯25=1.6kN/m 次梁粉刷重 0.02⨯(0.4-0.08)⨯2⨯17=0.2176kN/m 恒载： gk=8.0966kN/m 活载： qk=7.5⨯2.1=15.75kN/m 设计值总值： g+q=1.2gk+1.3qk=30.20 3.3.3、内力计算。 其计算跨度：

0.25m

=4.855m 2

a0.24m

=4.975m ln+=4.855m+

22

边跨： ln=5.1m-0.12m-

1.025ln=1.025⨯4.855m=4.976m>4.975m 取l01=4.975m

中跨： l02=ln=5.1m-0.25m=4.85m

跨度差 (4.975m-4.85m)/4.85m=2.6%

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：

q+g=30.20kN/m

次梁的计算简图

连续次梁弯矩计算

连续次梁弯矩计算 3.3.4、截面承载力计算：

⑴、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度b'f， 按b'f≤l=⨯4975=1658mm

α1fcb'fh'f(h0-

h'f2

)=1.0⨯11.9⨯1658⨯80⨯(365-

80

)=513.0⨯106N⋅mm 2

13

13

⎧79.95kN⋅m(边跨中)

=513.0kN⋅m>⎨

⎩52.23kN⋅m(中间跨中)

故各跨中截面属于第一类T形截面。

⑵、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取h0=400-60=340mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑， 取h0=365mm

⑶、次梁正截面承载力计算见下表：

⑷、次梁斜截面承载力计算见下表：

3.3.5、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。 3.4、主梁设计 主梁按弹性理论计算： 3.4.1、支承情况：

柱截面400×400mm，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。 3.4.2、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： 8.0966⨯5.1=41.29266kN 主梁自重： (0.6-0.08)⨯0.25⨯2.1⨯25=6.825kN 主梁粉刷重： 2⨯(0.6-0.08)⨯0.02⨯2.1⨯17=0.74256kN 恒载：Gk=48.86kN 恒载设计值：G=1.2Gk=58.63kN

活载设计值：Q=7.5⨯2.1⨯5.1⨯1.3=104.42kN 合计 G+Q=163.05kN 3.4.3、确定计算跨度及计算简图 主梁计算跨度： 边跨： l0=6.3m-0.12m-

l01=1.025ln+

0.4m

=5.98m 2

b柱400=1.025⨯5980+=6329.5mm 22

≤ln+

ab柱370400+=5980++=6365mm， 2222

近似取l01=6330mm 中跨： ln=6.3m-0.4m=5.9m

l0=ln+b柱+b柱=5900+

12

12

400400

+=6300mm 22

跨度差(6.33m-6.3m)/6.3m=0.5%

因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：

QQ

QQG=58.63kN/m主梁的计算简图

3.4.4、内力计算： 1)、弯矩设计值：M=k1GL+k2QL

其中，k1 k2 可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。

2）、剪力设计值：V=k3G+k4Q，其中，k3 k4 可由书中表查可知。

主梁弯矩计算

由此可作出下列几种情况下的内力图：①+②； ①+③； ①+④

将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

同样可绘出剪力包络：

剪力包络图

3.4.5、主梁正截面和斜截面承载力计算：

⑴、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度b'f，按

11

b'f≤l=⨯6300=2100mm

33

梁高： h=600,h0=600-35=565mm（边跨），h0=600-35=565mm（中间跨） 翼缘厚： h'f=80mm 判定T形截面类型：

α1fcb'fh'f(h0-

h'f2

)=1.0⨯11.9⨯2100⨯80⨯(565-

80

)=1049.58⨯106N⋅mm 2

⎧281.58kN⋅m(边跨中)

=1049.58kN⋅m>⎨

⎩156.32kN⋅m(中间跨中)

故各跨中截面属于第一类T形截面。

⑵、支座截面按矩形截面计算，取h0=600mm-80mm=520mm（因制作弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=600-60=540mm。

正截面配筋计算。

斜截面配筋计算：

混凝土设计原理课程设计

3.4.6、主梁吊筋计算：

由次梁传至主梁的全部集中力为：

G+Q=49.55kN+104.42kN=153.97kN

G+Q153.97⨯103kN

则 As===302.5mm2 2

2fysinα2⨯360N/mm⨯0.707

选2

20（As=402mm2）

21