钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

土木工程学院《混凝土结构设计》

一、设计题目

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖

课 程 设 计 书

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

设计某多层工业厂房楼盖结构。 二、设计条件

（1）某多层工业厂房，采用内框架结构，标准层建筑平面图如图1所示，墙厚240mm，混凝土柱截面尺寸400mm×400mm。设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类，拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。

（2）楼面构造做法：采用水泥砂浆楼面：10mm厚1:2水泥砂浆面层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土楼面；20mm厚混合砂浆粉刷。

（3）柱网尺寸和楼面可变荷载标准值见表1，准永久值系数ψq=。 （4）材料要求：

1）混凝土：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20，当采用400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

2）钢筋：梁内受力主筋采用HRB335级钢筋，其余均采用HPB300级钢筋。 （5）该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部位。

表1 各学号的设计条件

柱网L1×L2 /mm 6000×6600 6600×6900 6600×7200 6600×7500 6900×7200 6900×7500 1 14 15 28 29 42 2 13 16 27 30 41 可变荷载标准值（kN/m2） 3 12 17 26 31 40 4 11 18 25 32 39 5 10 19 24 33 38 6 9 20 23 34 37 7 8 21 22 35 36

三、设计内容

1.确定结构平面布置图 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.绘制施工图，包括：

（1）结构平面布置图（1：200）

内容：轴线号、板（区格）、梁、柱的编号，截面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸等。 （2）板的配筋图（1：50）

内容：受力钢筋和构造筋的编号、形式、位置、直径和间距；正确表示钢筋及其弯钩的位置；

四种构造钢筋；分布钢筋（垂直于板底和板面的受力钢筋），垂直主梁及板边、边角的构造负筋，它们的直径、间距和面积要求详见《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。分布钢筋可不绘出，统一用文字注明。 （3）次梁的配筋图 立面图（1:30--1：50）

内容：轴线号，支承（砖墙、主梁的位置、尺寸），钢筋编号，纵向钢筋切断点至支座边缘的距离，箍筋的直径、间距，构造钢筋不用画。 断面图（1:20--1：30）

内容：钢筋的编号，纵向钢筋（受力、构造）的直径、根数、断面尺寸。 （4）主梁的配筋图

内容：在图中绘出弯矩包络图及材料抵抗弯矩图，确定纵向钢筋的布置，并画纵向钢筋大样图，其余参照次梁。 （5）施工说明

内容：混凝土强度等级、钢筋强度等级、构造钢筋、混凝土保护层厚度、板厚等。 四、成果要求

要求完成全部的设计内容，完成设计计算书一份，计算书要求计算准确，步骤完整，内容清晰。每人需完成1号图一张，用铅笔绘图，要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。课程设计时间为两周。

五、参考资料

1．混凝土结构设计规范[S]（GB 50010－2010） 2．建筑结构荷载规范[S]（GB 50009－2001） 3．建筑结构制图标准[S]（GB/T 50105－2010）

4．沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计[M].北京:高等教育出版社，2012第4版. 5．朱彦鹏，蒋丽娜.混凝土结构设计原理[M].重庆：重庆大学出版社，2013第4版.

活 载 学 L1*L2 m) 号 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 × × × × × × × × ×

1 8 15 22 29 36 43 50 57 2 9 16 23 30 37 44 51 58 3 10 17 24 31 38 45 52 4 11 18 25 32 39 46 53 5 12 19 26 33 40 47 54 6 13 20 27 34 41 48 55 7 14 21 28 35 42 49 56 1、某设计使用年限为50年工业厂房楼盖，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁布置如图所示。

2、材料选用：

（1）、混凝土：采用C25（ fc11.9N/mm,ft1.27N/mm)。

（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335级（fy300N/mm)，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300（fy270N/mm)。

2222二、板的计算

板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l2/l1=5920/2000=<3,宜按双向板设计，本例按单向板计算。

板的厚度按构造要求曲h=l1/30=2000/30=67<80,取h=80mm。次梁截面高度取 h=450mm>

l2/15=5920/15=395mm ，截面宽度b=200mm，板尺寸及支撑情况如图所示。

（a）

（1）、荷载 荷载标准值

20mm水泥砂浆面层 ×20kN/m3=m

2 80mm钢筋混凝土板 ×25kN/m3=m2 三夹板顶棚 kN/m2 gk=m2

线恒荷载设计值 g=×kNm=kNm 线活荷载设计值 q=×5kNm=kNm 合计 kNm （2）、内力计算 计算跨度：

22222 边跨 ln+h/2=1630+80/2=1670= ln+a/2=1630+120/2=

取l0=。 中间跨 l0==

跨间差（）/=%<10%，说明可按等跨连续板计算内力（为简化起见0统一取）。取1m板宽作为计算单元，计算简图如上。

连续板截面弯矩的计算

l截面 弯矩计算系数m 2/(KN·m) Mm(gq)l0边跨跨内 离端第二支座 -离端第二跨跨内及中间跨跨内 中间支座 -1 11 1 11 1 16 1 14

（3）、连续板各截面配筋计算

b =1000mm，h =80mm，有效高度h0=80mm-20mm =60mm，α0=；连续板各截面的配筋计算如下表：

连续板各截面配筋计算

边区板带（①~②、⑤~⑥轴线间） 离端第二支座 离端第二跨跨内及中间跨跨内 中间区板带（②~⑤轴线间） 离端离端第二第二跨跨内、中支座 间跨跨内 板带部位截面 边跨跨内 中间支座 边跨跨内 中间支座 M / KN·m   sM 21fcbh0 ASbh0fc/fy/mm2 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2 156 156 124 140 156 156 98 114 Φ6 Φ6 @170 @170 166 166 φ6 @200 141 Φ6 Φ6 Φ6 @200 @170 @170 141 166 166 φ6 @200 141 φ6 @200 141

中间区格板带（②~⑤轴线间）存在内拱作用，其弯矩值需折减20%。 连续板的配筋示意图如图：

板的配筋图和钢筋下料表如下图：

三、次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

取主梁高度h=650mm>6000/12=500mm，梁宽b=250mm。次梁有关尺寸及支撑情况如图所示。 （1）、荷载 恒载设计值

由板传来的荷载 kN/m×2m=kN/m 次

梁

自

重

×

25

2kN/m3××

kN/m

g=kN/m

活载设计值

板传来的活载 q =kN/m×2m=13kN/m

合计 g + q =kN/m （2）、内力计算 计算跨度

边跨 ln+a/2=+2=

2 ln=×=

取 l0=

中间跨 l0=ln= 跨度差 （）/=2%<10% 可以按等跨计算内力。统一取l0=

计算简图如图所示。

连续次梁各截面弯矩及剪力计算：见表

连续次梁弯矩计算表 截面 弯矩计算系数m 2/(KN·m) Mm(gq)l0边跨跨内 离端第二支座 -离端第二跨跨内及中间跨跨内 中间支座 -1 11 1 11 1 16 1 14

连续次梁剪力计算

截面 弯矩计算系数v 端支座内侧 离端第二支座外侧 离端第二支座内侧 中间支座外侧、内侧 Vv(gq)ln/KN （3）、连续次梁各截面承载力计算

次梁跨内截面按T形截面计算。T形截面翼缘计算宽度为：

' 边跨： bf=l0=1/3×5795mm=1932mm1313 梁高 h=450mm，h0=450mm-35mm=415mm， 翼缘厚（即板厚） hf=80mm 判别T形截面类型：

'h'f=689 KN·m 故各跨内截面属于第一类T形截面 则1fcbhh02'f'f支座处截面按矩形截面计算。第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h0=450mm-60mm=390mm，

其他中间支座按布置一排纵筋考虑，取h0=450mm-35mm=415mm。 连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表：

连续次梁正截面承载力计算表 截面 M / （KN·m） 边跨跨内 离端第二支座 M/1fcb'fh02 2(M/1fcbh0)  ASb'fh01fc/fy < 478 658 （ASbh01fc/fy）/mm 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2 截面 M / KN·m 316 603 离端第二跨跨内及中间跨跨内 218+114 663 中间支座 2M/1fcb'fh02 2(M/1fcbh0)  ASb'fh01fc/fy < 342 428 （ASbh01fc/fy）/mm2 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2

连续次梁斜截面承载力计算

截面 V / KN 端支座内侧 246925>V 73787>V 离端第二支座外侧 232050>V 69342V 69342>V 2φ8 101 3075 200 中间支座外侧、内侧 246925>V 73787>V 2φ8 101 实配箍筋间距s/mm 0.25cfcbh0/N 0.7ftbh0/N 选用箍筋 AsvnAsv1/mm2 s1.25fwAsvh0/mm V0.7ftbh0<0 200 <0 200 实配箍筋间距s/mm 次梁的配筋示意图如下图：

次梁配筋图如下图;

1:50

1:25

钢筋下料表如图：

六、主梁计算

主梁按弹性理论计算。

柱高H = 4m，柱截面尺寸为300mm×300mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图所示。 （1) 荷载 恒载设计值

由次梁传来的荷载 kN/m×=kN 主梁自重 ×25kN/m××kN （折算为集中荷载） G=kN 活载设计值

次梁传来的活载 Q =13kN/m×=kN

合计 G+Q =kN (2) 内力计算 边跨

3ln1.025lnb0.3ab1.0255.5805.870ln5.91 2222

取 l05.870

中间跨 l0lc6m1.05ln5.985

取 lo5.895

计算跨度差：（）/=2%<10% ，可按等跨连续梁计算。 （3）计算简图

由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上是连续梁，其计算简图为：

(4）内力组合及内力计算

采取等跨连续梁的内力系数表进行内力计算，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算：

MKGl0KQl0，

VKGKQ。

（边跨取l0=，中跨取l05,985，支座B取l0=）

连续主梁弯矩计算表（KN·m）

边跨跨内 序号 计算简图 中间支座 中间跨跨内 K M1K MB(MC)0.267 92.350.133 60.670.133 60.67K M2① ② ③ 0.244 83.570.289 130.561MB20.23 30.229 103.450.067 23.4-MB -60.670.200 92.120.170 78.3078.3 ④ 0.311(0.089) 141.87(40.60)⑤ 最不利荷载组合 ①+② ①+③ ①+④ ①+⑤ 1MB13.53 40.60(141.87) 3 （） （）

连续主梁剪力计算表（KN）

端支座 序号 计算简图 中间支座 K VAinK VBex(VCex)1.267(1.000) 73.93(58.35)K VBin① 0.733 42.771.000(1.267) 58.35(73.93)0 ② 0.866 66.650.689 53.031.134 87.271.311(0.778) 100.89(59.87)6.85(94.05) （） （） ④ 1.222(0.089) 94.05(6.85)59.87(100.89) （） （） ⑤ 最不利荷载组合 ①+② ①+④ ①+⑤ VBex6.85

由上述计算表可绘出连续主梁的弯矩包络图和剪力包络图，如下图所示：

(5）截面承载力计算

主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为： 边跨：bf=l0=1/3×5870=1957mm离端中间跨：bf=l0=1/3×5985mm=1995mm判别T形截面类型：弯矩设计值取M=·m，翼缘计算宽度取bf=2100mm

''''1313h'f=×N/mm2×1995mm×80mm×（615mm-80mm/2） 则1fcbhh02'f'f =1092 KN·m>M=·m 故各跨内截面属于第一类T形截面。

跨内负弯矩按矩形截面布置一排纵筋考虑，取h0=650mm-60mm=590mm。

支座处截面按矩形截面计算。支座负弯矩考虑按布置两排纵筋考虑，取h0=650mm-80mm=570mm，

连续主梁正截面承载力计算表

截面 M / KN·m 边跨跨内 中间支座 bKNm 2bMV0/ KN·m 2VoM/1fcb'fh02 (M/1fcbh) 20 ASb'fh01fc/fy 1168 1413 （ASbh01fc/fy）/mm2 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2 截面 M / KN·m 420 1256 中间跨跨内 320+218 1451 M/1fcb'fh02 2(M/1fcbh0)  ASb'fh01fc/fy 632 182 （ASbh01fc/fy）/mm 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2

连续主梁斜截面承载力计算 截面 V / KN 端支座内侧 457406>V 136683>V 2φ8 101 离端第一支座外侧 离端第二支座外侧 423940>V 126680V 126680由次梁传至主梁的全部集中力为：G+Q=+=，

GQ126.76103则 m4.6 取m=5

nfyvASV227050.5附加箍筋的范围 s3b2h13250250800mm 主梁的配筋示意图：

主梁的配筋图和钢筋下料表分别如下图：

1:50

1:25