钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计.docx
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钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计
.
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书
一、设计题目及目的
题目：
设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
目的：
1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。
2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法。
3、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的
绘制方法。
4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。
5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。
6、学会编制钢筋材料表。
二、设计内容
1、结构平面布置图：
柱网、主梁、次梁及板的布置
2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）
3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）
4、主梁强度计算（按弹性理论计算）
5、绘制结构施工图
（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
（5）、钢筋明细表及图纸说明
三、设计资料
1、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。
经查规范
资料：
板跨≥1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0KN/㎡；板跨≥2.0m时，楼面的活荷载标准值为10.0KN/㎡；次梁（肋梁）间距≥1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0KN/㎡；次梁（肋梁）间距≥2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0KN/㎡。
数据：
Lx=6000,Ly=6300。
L
L
L
2
楼面构造。
采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。
3
屋面构造（计算柱内力用）。
三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、
150厚（平均）炉
渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、
60厚钢筋混凝土屋面板、15
精选范本
.
厚混合砂浆天棚抹灰。
4
梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。
5
混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用
HRB335级钢筋，其他均采用
HPB235级钢筋。
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为6.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为
2.0m。
楼盖结构的平面布置图如图所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2000/40=50
㎜，对工业建筑的楼板，要求
h≥80
㎜，所以板厚取h=80㎜。
次梁截面高度应满足（1/18~1/12）l=（1/18~1/12）
×6300=350~525mm，取h=500mm，
截面宽b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）
×500=167~250mm，取b=200mm。
主梁截面高度应满足h=（1/14~1/8）l=（1/14~1/8）
×6000=429~750mm,取h=650mm，
截面宽度b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）
×650=217~325mm,取b=300mm。
3、板的设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）、荷载计算
恒荷载标准值
20mm厚水泥沙浆面层：
0.02
×20=0.4KN/㎡
80mm厚钢筋混凝土板：
0.08×25=2.0KN/
㎡
15mm厚混合沙浆天棚抹灰：
0.015×17=0.255KN/㎡
小计
2.655KN/㎡
活荷载标准值：
10.0KN/㎡
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于
4.0kN/m2
，所以活荷载分项系数取
1.3，
恒荷载设计值：
g=2.655×1.2=3.168KN/㎡
活荷载设计值：
q=10×1.3=13.0KN/
㎡
荷载设计总值：
g+q=16.186KN/㎡,
近似取16.2KN/㎡
（2）、计算简图
精选范本
.
取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：
次梁截面宽为b=200mm，
现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：
边跨按以下二项较小值确定：
l01=ln+h/2=（2000-120-200/2）+80/2=1820mm
l011=ln+a/2=（2000-120-200/2）+120/2=1840mm
故边跨板的计算跨度取lo1=1820mm
中间跨：
l02=ln=2000-200=1800mm
板的计算简图如图所示。
（3）弯矩设计值
因边跨与中跨的计算跨度相差（1820-1800）/1800=1.1%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：
板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表
板的弯矩设计值的计算
截面位置
1
B
2
C
边跨跨中
离端第二支座
中间跨跨中
中间支座
1/11
-1/11
1/16
-1/14
弯矩系数
M
计算跨度l0（m）
l01=1.82
l01=1.82
l02=1.80
l02=1.80
MM（g
q）l02
16.2×1.82×
-16.2×1.82×
16.2×1.80×
-16.2×1.80×
1.82/11=4.88
1.82/11=-4.88
1.80/16=3.28
1.80/14=-3.75
（kN.m）
（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算
板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2，HPB235钢
筋，fy=210N/mm2。
对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截
面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。
板配筋计算过程见表。
板的配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值（kNm）
4.88
-4.88
3.28
-3.75
精选范本
.
s
1c
2
0.114
-0.114
0.077
-0.088
0
α=M/αfbh
ξ1
1
2s
0.121
0.1<-0.121<0.35
0.08
0.1<-0.092<0.35
计算配筋（mm2）
-411
272
313
轴线
AS=ξbh0α1fc/fy
411
①~②⑤~
实
际配筋
10@190
10@190
8@180
8@160
⑥
（mm
2）
As=413
As=413
As=279
As=314
计算配筋（mm2）
411
0.8×272=218
0.8×313=250
AS=ξbh0α1fc/fy
411
轴线②~⑤
10@190
10@190
8@180
8@180
实际配筋（mm2）
As=413
As=279
As=279
As=413
配筋率验算
pmin=
P=As/bh
P=As/bh
P=As/bh
P=As/bh
0.45ft/fy=0.45×=0.52%
=0.52%
=0.47%
=0.47%
1.27/210=0.27%
（5）板的配筋图绘制
板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。
板
的配筋图如图所示。
4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）荷载设计值：
恒荷载设计值
板传来的荷载：
3.186×2.0=6.372KN/m
次梁自重：
0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52KN/m
次梁粉刷：
2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257KN/m
精选范本
.
小计g=9.149KN/m
活荷载设计值：
q=13×2.0=26KN/m
荷载总设计值：
q+g=26+9.149=35.149KN/m近似取荷载35.15KN/m
（2）、计算简图
由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。
次梁
的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：
l01=ln+h/2=（6300-120-300/2）+240/2=6150mm
l011=1.025ln=1.025×6300=6181mm
故边跨板的计算跨度取lo1=6150mm
中间跨：
l02=ln=6300-300=6000mm
计算简图如图所示。
（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算
因边跨和中间跨的计算跨度相差（6150-6000）/6000=2.5%小于10%，可按等跨连续梁
计算。
由表可分别查得弯矩系数
M和剪力系数V。
次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：
次梁的弯矩设计值的计算
截面位置
1
B
2
C
边跨跨中
离端第二支座
中间跨跨中
中间支座
弯矩系数
M
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0（m）
l01=6.15
l01=6.15
l02=6.0
l02=6.0
MM（g
2
35.15
×
-35.15
×
35.15×
-35.15×
q）l0（kN.m）
2
2
2
2
6.15/11=120.86
6.15/11=-120.86
6.0/16=79.1
6.0/14=-90.4
次梁的剪力设计值的计算
截面位置
A
B（左）
B（右）
C
边支座
离端第二支座
离端第二支座
中间支座
剪力系数
V
0.45
0.6
0.55
0.55
精选范本
.
净跨度ln
ln1=6.03
ln1=6.03
ln2=6.0
ln2=6.0
VV（gq）ln
0.45x35.15x6.03
0.6x25.15x6.03
0.55x25.15x6.0
0.55x25.15x6.0
（kN）
=95.38KN
=127.17KN
=116KN
=116KN
（4）配筋计算①正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：
b’f=lo/3=6000/3=2000mm
b’f=b+Sn=200+2000-2000=2000mm
故取b’f＝2000mm
C25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/
mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。
判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。
次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（
kNm）
120.86
-120.86
79.1
-90.4
6
6
6
6
120.86x10/（1x11.9
120.86x10/（1x11.9
79.1x10/（1x11.9
90.4x10/（1x11.9
αs=M/α1fcbh02
x2000x4652）=
x200x4652）=
x2000x4652）=
x2000x4652）=
0.023
0.235
0.0154
0.176
ξ11
2s
0.023
0.1<0.272<0.35
0.0155
0.1<0.195<0.35
0.023x2000x465
0.272x200x465
0.0155x2000x465
0.195x2000x465
x1x11.9/300
选
计算配筋（mm2）
x1x11.9/300
x1x11.9/300
x1x11.9/300
AS=ξbh0α1fc/fy
=719.4
配
=848.5
=1003.4
=571.8
钢
筋
实际配筋（mm
2Ф18+1Ф22
2Ф22+1Ф18
1Ф22+2Ф12
2Ф20+1Ф12
2）
As=889.1
As=1014.5
As=606.1
As=741.1
②斜截面受剪承载力计算（包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算）。
复核截面尺寸：
hw=ho-b’f=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：
0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7KN>Vmax=127.17KN
故截面尺寸满足要求
次梁斜截面承载力计算见下表：
精选范本
.
截
面
A
B左
B右
C
V（kN）
95.38
127.17
116
116
0.25
cfcbh0（kN）
276.7>V
276.7>V
276.7>V
276.7>V
截面满足
截面满足
截面满足
截面满足
Vc
0.7ftbh0（kN）
82.782.782.782.7需配箍筋
需配箍筋
需配箍筋
需配箍筋
选用钢筋
2Ф8
2Ф8
2Ф8
2Ф8
AsvnAsv1
100.6
100.6
100.6
100.6
s
1.25fyvAsvh0/（V
Vc）
968.4
276.1
368.8
368.8
实配箍筋间距
200
200
200
200
Vcs
Vc
1.25fyv
Asvh0
144.1>V
144.1>V
144.1>V
144.1>V
满足
满足
满足
满足
s
（5）施工图的绘制
次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：
伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：
l=la=afyd/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,
取750mm.
伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：
l=12d=1218=216mm,取250mm.
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm，取300mm.
纵筋的截断点距支座的距离:
l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm.
5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：
（1）荷载设计值。
（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）
次梁传来的荷载：
9.149×6.3=57.64KN
主梁自重（含粉刷）：
[（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0]×
精选范本
.
1.2=10.958KN
恒荷载设计值：
G=57.64+10.958=68.6KN
活荷载设计值：
Q=26×100.86.3=163.8KN
（2）计算简图
主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在
400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:
边跨:
lo1=ln+a/2+b/2=（6000-200-120）+400/2+400/2=6080mm
Lo1=1.025ln+b/2=（600-200-120）+200=6022mm
故lo1取6022mm
中跨lo2=6000mm
计算简图如图所示。
（3）、内力设计值计算及包络图绘制
因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。
①弯矩值计算：
弯矩:
Mk1Glk2Ql，式中k1和k2由附表1查得
主梁的弯矩设计值计算（
kNm）
项
k
k
k
k
M1
MB
M2
MC
荷载简图
次
弯矩图示意图
1
0.244
-0.2674
0.067
-0.2674
————————————————
恒载
100.8
-110.3
27.6
-110.3
2
0.289
-0.133
-0.133
-0.133
————————————————
活载
285.1
-130.95
-130.7
-130.95
精选范本
.
3
-0.044
-0.133
0.200
-0.133
————————————————
活载
-43.4
-130.95
196.6
-130.95
4
0.229
-0.311
0.096
-0.089
————————————————
活载
225.9
-306.2
94.3
-87.6
5
-0.089/3
-0.089
0.17
-0.311
————————————————
活载
-29.3
-87.6
167.1
-306.2
组合项次
①+③
①+④
①+②
①+⑤
Mmin（kN·m）
57.4
-416.5
-103.1
-416.5
组合项次
①+②
①+⑤
①+③①+④
Mmax（kN·m）
385.9
-197.9
224.2
-197.9
②、剪力设计值：
剪力:
V
k3GK4Q,式中系数k3
k4,由附录1中查到，
不同截面的剪力值经过计算如表所
示。
主梁的剪力计算（
kN）
k
k
k
项次
荷载简图
VBl
VA
VBr
①
0.733
-1.267
1.00
恒载
50.3
-86.9
68.6
②
0.866
-1.134
0
活载
141.9
-185.7
0
④
0.689
-1.311
1.222
活载
112.9
-214.7
200.2
⑤
-0.089
-0.089
0.788
活载
-14.6
-14.6
127.4
组合项次
①+②
①+⑤
①+④
Vmax（kN）
192.2
-101.5
268.8
组合项次
①+⑤
①+④
①+②
Vmin（kN）
35.7
-301.6
68.6
③弯矩、剪力包络图绘制
荷载组合①+②时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0，
MB=-110.3-130.95=-241.25KN.m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷
载G+Q=68.6+163.8=232.4KN作用下的简支梁弯矩图：
则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3（G+Q）l01-1/3×MB=386.1KN.m≈Mmax,
第二集中荷载作用下弯矩值为1/3（G+Q）l01-2/3×MB=305.7KN·m。
精选范本
.
中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为－241.25KN·m，以此支座弯矩连线叠
加集中荷载。
则集中荷载处的弯矩值为1/3Gl02－MB=-104.05KN·m.
荷载组合①+④时支座最大负弯矩MB=-416.5KN·m其它两个支座的弯矩为MA=0，
MC=-197.9KN·m，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：
则集中荷载处的弯矩值依次为327.7kN·m，188.8kN·m。
同理，当MC最大时，
集中荷载下的弯矩倒位排列。
荷载组合①+③时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。
此时MB=
MC=-241.25KN·m，，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为857.3KN·m，
-23.1kN·m,第二跨在集中荷载Ｇ＋Ｑ作用下的弯矩值为224.2KN·m
①+5情况的弯矩按此方法计算。
所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。
主梁
的弯矩包络图见下图。
荷载组合①+②时，VAmax=19
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