《混凝土结构设计原理》课程设计任务书、指导书一

《混凝⼟结构设计原理》课程设计任务书、指导书

——单向板肋形楼盖设计（⼟⽊0902班）武汉理⼯⼤学⼟建学院

钢筋混凝⼟单向板肋形楼盖课程设计任务书——凡本任务书与⼤纲相左着以⼤纲为准⼀、设计⽬的

l、了解钢筋混凝⼟结构设计的⼀般程序和内容；2、了解单向板肋梁楼盖的荷载传递途径及计算简图；3、熟悉弹性理论和塑性理论的设计⽅法；4、了解内⼒包络图及材料图的绘制⽅法；5、掌握现浇钢筋混凝⼟结构施⼯图的表达⽅式。⼆、设计资料l、结构形式

某仓库为内框架承重体系的多层砖混结构，采⽤整体式钢筋混凝⼟单向板肋梁楼盖，结构平⾯布置图如图1-1所⽰。外墙为370mm厚砖砌体，内框架为400X400mm钢筋混凝⼟柱。图⽰范围内不考虑楼梯间。2、楼⾯构造

30mm厚⽔磨⽯地⾯(12mm厚⾯层，18mm厚⽔泥砂浆打底)，板底有15mm厚⽯灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝⼟楼板。3、荷载

永久荷载：包括梁、楼板及构造层⾃重。钢筋混凝⼟容重为25kN/m3，⽔泥砂浆容重＝1.2。

20 kN/m3，⽯灰砂浆容重17 kN/m3，⽔磨⽯地⾯容重0.65 kN/m2，分项系数γG＝1.4。

可变荷载：楼⾯均布活荷载标准值5 kN/m2或7 kN/m2，分项系数γQ4、材料

混凝⼟：C20（或C25、C30、C35）钢筋：板 HPB235级或HRB335级，

梁主筋HRB335级或HRB400级，箍筋HPB235级三、设计内容l、结构布置

确定柱⽹尺⼨，布置主、次梁，选择构件截⾯尺⼨，绘制楼盖结构平⾯布置图。

2、梁板的设计1）板的设计

按考虑塑性内⼒重分布的⽅法计算板的内⼒，进⾏板的正截⾯承载⼒计算，绘制板的配筋图。2）次梁设计

按考虑塑性内⼒重分布的⽅法计算次梁的内⼒。计算次梁的正截⾯、斜截⾯承载⼒，绘制次梁的配筋图。3）主梁设计

按弹性⽅法计算主梁的内⼒，绘制主梁的弯矩、剪⼒包络图，根据包络图计算主梁正截⾯、斜截⾯承载⼒，并绘制主梁的抵抗弯矩图及配筋图。3、绘制结构施⼯图

绘制楼盖结构平⾯布置图，板配筋布置图及主梁、次梁配筋详图，主梁的抵抗弯矩图，并作钢筋明细表，最后完成楼盖施⼯图两张。四、基本要求：

1、完成结构计算书⼀份。要求内容完整，书写整齐，计算成果尽量表格化，并装订成册。2、楼盖施⼯图采⽤2号图纸。要求内容完整，⽐例适当，表达规范，图⾯整洁。

3、⼀⼈⼀题的要求：本班每位同学根据⾃⼰的班级学号顺序在下表中选取⾃⼰的设计型式。

例如：名单排序12号的同学，设计型式：板 HPB235级，梁主筋HRB335级，混凝⼟采⽤C25，活荷载取6 kN/m2。注意：如果发现有两位同学在钢筋选⽤、混凝⼟选⽤和活荷载选取上完全⼀致，按抄袭作弊论处！

钢筋混凝⼟单向板肋形楼盖课程设计指导书⼀、基本思路

设计中要掌握受弯构件正截⾯、斜截⾯承载⼒计算，熟悉肋梁楼盖结构布置要点；理解钢筋混凝⼟塑性变形内⼒重分布的基本概念；掌握连续梁、板的设计⽅法，荷载取值及内⼒计算；熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图的绘制⽅法；掌握梁、板配筋的构造要求；同时要熟悉计算中的各项规定。⼆、设计步骤及⽅法

（⼀）、结构平⾯布置及构件尺⼨选择

1、柱⽹和梁格布置应⼒求协调，整齐划⼀，以简化设计、⽅便施⼯；但必须与建筑设计协调统⼀，满⾜建筑使⽤上的要求，并尽量做到经济合理。

板、梁的合理跨度为：单向板为1.7～2.7⽶；次梁为4.0～6.0⽶；主梁为5.0～8.0⽶，同时宜为板跨的3倍。

2、板和梁尽可能布置成等跨，如不易保证，可将中间各跨布置成等跨，⽽两边跨可布置稍⼩些，但跨度相差不宜超过l0％。3、板厚和梁⾼⼀般按刚度要求初步估算，再根据荷载⼤⼩及构造要求初步确定，初步确定的尺⼨必须经过正截⾯、斜截⾯承载⼒的计算并满⾜要求。

根据刚度要求，并应考虑建筑模数：板厚：h≥80mm，且≥(1/35～1/40) L次梁：h＝(1/12～1/18) L，b＝(1/2 ～l/3)h主梁：h＝(1/8～1/14) L，b＝(1/2～1/3)h。（⼆）、单向板的设计l、荷载计算

对单向板取lm单位宽板带进⾏设计，计算每⽶宽板带沿板跨度的均布活荷载设计值和恒载设计值（板⾃重、⾯层及板底粉刷重）。2、计算简图

单向板的跨数如多于5跨，且各跨跨度相等（或相差≯10％），可简化为5跨等跨连续板进⾏计算。其计算跨度的取值为：边 跨：L 0l ＝L nl ＋h ／2 中间跨：L 0＝L n3、内⼒计算（按考虑塑性内⼒重分布⽅法计算）

⑴、 ⽤均布荷载作⽤下的5跨等跨连续梁的设计弯矩计算公式20L )q +g (α=M 计算各跨跨中截⾯和⽀座截⾯的最⼤弯矩。⑵、 当各跨计算跨度相差不超过l0％时，可按等跨计算。但应注意：求⽀座弯矩时，L 0取相邻两计算跨度的较⼤值；求跨中弯矩时，L 0取本跨的计算跨度。4、配筋计算

⑴、 对周边与梁整体相连的多跨连续板的中间跨中和中间⽀座，可按计算所得弯矩降低20％采⽤；但对边跨跨中的计算弯矩则不应折减。

⑵、 建议采⽤表格⽅式进⾏计算。 5、选配钢筋及绘制板的配筋图 ⑴、 受⼒钢筋

同⼀板内钢筋直径不宜超过两种，且⾄少相差2mm ；板中受⼒钢筋直径d 宜选⽤6～12 mm ，间距s 在70~200mm 之间。选筋时，相邻两跨跨中和⽀座受⼒钢筋的间距必须相等或成倍数关系。为便于施⼯时架⽴，⽀座负钢筋直径不宜太细。板受⼒钢筋的切断、弯起位置如图1.2⽰。

⑵、构造钢筋

分布钢筋其间距不应⼤于250mm，放在受⼒钢筋内侧；嵌⼊墙内及板⾯附加钢筋要求板上部钢筋间距不应⼤于200mm，直径不应⼩于8mm，其伸出墙边长度不应⼩于L1/7（L1为单向板跨度）；对两边均嵌固在墙内的板⾓部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边长度不应⼩于L1/4。垂直于主梁梁肋的板⾯附加钢筋，沿主梁梁肋⽅向间距不应⼤于200mm，直径不应⼩于8mm，伸⼊板中的长度从肋边算起每边不应⼩于L0/4（L0为板计算跨度）。（三）、次梁设计l、荷载计算

次梁承受宽度等于次梁间距的板带传来的恒载和活载，以及次梁的⾃重和粉刷层重量。2、计算简图

根据结构平⾯布置．次梁的跨数多于五跨时，可简化成五跨等跨（跨度相差≯l0％）连续梁进⾏计算，其边跨L 1＝1.025Ln1≤L n +a ／2（a 为梁的⽀承长度）。

3、内⼒计算（按考虑塑性内⼒重分布的⽅法计算）

⽤公式20L )q +g (α=M 和n L q g V ）（+=β分别计算各跨中截⾯和各⽀座截⾯的弯矩、剪⼒。求⽀座弯矩时，L 0取相邻两计算跨度的较⼤值；求各跨跨中弯矩时，L 0取各跨的计算跨度。

4、正截⾯配筋计算

⑴、 跨中截⾯应按T 形截⾯设计，T 形截⾯的翼缘计算宽度'f b 的取值应按教材中相应表格取值确定。⽀座截⾯应按矩形截⾯设计。

⑵、 计算过程宜采⽤表格⽅式进⾏。

⑶、选配钢筋：纵筋直径⽤10～25mm ．最⼤不宜超过28mm ；同⼀梁内纵筋不宜超过两种，直径⾄少相差2mm ，不⼤于4mm ；每排宜⽤3～4根；根据计算出的纵筋截⾯⾯积，⼀般先选跨中正弯矩钢筋，⽽⽀座负弯矩钢筋可由两边跨中⼀部分钢筋弯起，如不⾜，再另加直筋。5、斜截⾯承载⼒计算

⑴、 为施⼯⽅便，建议沿梁全长采⽤相同直径及间距的箍筋，取⽀座最⼤剪⼒值进⾏计算。

⑵、 也可根据各⽀座不同的剪⼒值计算各跨的箍筋⽤量，但同⼀跨度内宜采⽤相同直径及间距的箍筋。6、绘制次梁配筋草图

⑴、 根据规定：当次梁相邻跨度相差不超过20％，且均布活荷载与均布恒荷载设计值之⽐p/g ≤3时，纵筋的切断与弯起可直接按构造要求确定。否则应按弯矩包络图确定。

⑵、跨中正弯矩钢筋⾄少要有两根伸⼊⽀座．并放在两边⾓上；⽀座上另加的直钢筋应放在上⾯⼀排，并宜先放在上排⾓上，兼做箍筋的架⽴筋。

⑶、架⽴筋的选⽤应符合构造规定。（四）、主梁的设计1、荷载计算

根据结构平⾯布置图，主梁承受的荷载是通过次梁以集中荷载的⽅式传来的，⽽主梁的⾃重是均布荷载．为了计算⽅便，将主梁⾃重简化成集中荷载，作⽤于主、次梁相交处。

⑴、恒载G：为次梁传来的恒载和主梁⾃重（主梁每⽶的⾃重乘上次梁间距转化成集中荷载）以及主梁梁侧的抹灰重。⑵、活载Q：为作⽤在次梁上每⽶的活载乘以次梁跨度化成的集中荷载。2、计算简图

按等跨度连续梁计算，其计算跨度的取值为：边跨：L01＝L n1+b/2＋a／2≤b/2＋1.025L n1；中跨：L0＝L0＋b（即取⽀座中⼼线间的距离）。3、内⼒计算（按弹性理论计算）

⑴、弯矩计算公式：M＝（K1G＋K2Q）L0；剪⼒计算公式：V ＝K3G＋K4Q。求⽀座M时，取相邻两跨计算跨度的平均值；计算跨中M时，取本跨的计算跨度。

⑵、绘制主梁弯矩和剪⼒包络图：将各种最不利荷载作⽤下所得的弯矩图（剪⼒图）以同⼀⽐例绘制在同⼀图上，其外包线就是弯矩（剪⼒）包络图。包络图表⽰梁的各截⾯可能产⽣的最⼤及最⼩弯矩（剪⼒）值。4、正截⾯的配筋计算

⑴、 跨中截⾯应按T 形截⾯设计；⽀座截⾯应按矩形截⾯设计。 注意：在计算主梁⽀座钢筋时，其截⾯有效⾼度h 0应较⼀般取值减⼩。 单排筋时h 0＝h －（55～60）mm ；双排筋时h 0＝h －（80～90）mm 。 ⑵、求⽀座钢筋时⽀座计算M 应修正⾄⽀座边缘，即按公式2/0/b V M M b b ?-= 计算。

⑶、 配筋计算应采⽤表格⽅式进⾏。

⑷、配跨中⽀座钢筋的⽅法同次梁。但应注意受⼒筋的切断与弯起必须根据抵抗弯矩图确定，弯起筋应在此钢筋的充分利⽤点以外⼤于h 0/2的地⽅起弯，⽀座处钢筋的切断应在此钢筋的不需要点（即理论切断点）以外要求的延伸长度处。

5、斜截⾯承载⼒计算 ⑴ 、可只配箍筋抗剪。

⑵、 当剪⼒较⼤且纵向受⼒筋多于两根时，可利⽤靠近⽀座处对抵抗弯矩不需要的纵向钢筋弯起，承担⼀部分剪⼒，但梁两侧的下部纵向受⼒筋不得弯起，且必须满⾜第⼀排弯筋的上弯点距⽀座边缘的距离S ≤S max ，同时距充分利⽤点（即⽀座边缘）的距离a ≥h 0/2。若两条要求发⽣冲突，可先满⾜斜截⾯抗弯，⽽斜截⾯抗剪要求可⽤加鸭筋的⽅法来解决。 6、附加箍筋计算

在主次梁相交处（不包括⽀座截⾯），应在3b ＋2h 1的范围内设附加横向钢筋。附加横向钢筋应优先采⽤附加箍筋。三、补充说明

l 、绘制施⼯图前须进⾏图⾯布置，选择适当的⽐例。因连续梁、板对称，可只绘出⼀半。2、次梁和主梁应分别截取各⽀座和跨中截⾯的剖⾯，绘制配筋详图。截⾯编号和钢筋编号均不得重复。

3、施⼯图上应有必要的说明和附注（尺⼨单位，混凝⼟强度，钢筋级别，保护层的厚度以及其它施⼯图中应注意的事项等）。

4、主梁应根据抵抗弯矩图配置钢筋。