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/怦；板跨》2.0m时，楼面的活荷载

标准值为10.0KN/叱次梁（肋梁）间距》1.2m时，楼面的活荷载标准值为10.0KN/叱次

梁（肋梁）间距》2.0m时，楼面的活荷载标准值为8.0KN/m2o数据：

Lx=6000,Ly=6300。

1

L

J

-

I

■

■

11

L

L

1

1

c

id

T

■

1

1

1

I

wl

L

L

L

1

L

1

II

—

7

~1

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

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。

楼納构半■置

按高跨比条件要求板的厚度h>1/40=2000/40=50伽，对工业建筑的楼板，要求h>80

伽，所以板厚取h=80mmo

次梁截面高度应满足（1/18~1/12）1=（1/18~1/12）X6300=350~525mm,取h=500mm,截面宽b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）X500=167~250mm，取b=200mm。

主梁截面高度应满足h=（1/14~1/8）1=（1/14~1/8）X6000=429~750mm,取h=650mm，截面宽度b=（1/3~1/2）h=（1/3~1/2）X650=217~325mm,取b=300mm。

3、板的设计一一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：

0.02X20=0.4KN/m

80mm厚钢筋混凝土板：

0.08X25=2.0KN/m

15mm厚混合沙浆天棚抹灰：

0.015X17=0.255KN/m

中间跨：

Io2=In=2000-200=1800mm板的计算简图如图所示。

板的计算简图

（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am,，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

边跨跨中

B

离端第一支座

2

中间跨跨中

C

中间支座

弯矩系数M

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度lo（m）

101=1.82

101=1.82

102=1.80

102=1.80

2

MM（gq）lo

（kN.m）

16.2X1.82X

1.82/11=4.88

-16.2X1.82X

1.82/11=-4.88

16.2X1.80X

1.80/16=3.28

-16.2X1.80X

1.80/14=-3.75

（4）配筋计算一一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

as=M/a1fcbh02

0.114

-0.114

0.077

-0.088

E1J12s

0.121

0.1<-0.121<0.3

5

0.08

0.1<-0.092<0.3

5

轴线

①~②⑤~

⑥

计算配筋（mm2）

As=Ebh0a1fc/fy

411

-411

272

313

实际配筋

（mm2）

申10@190

+10@190

*8@180

中8@160

As=413

As=413

As=279

As=314

计算配筋（mm）

As=Ebha1fc/fy

411

411

0.8X72=218

0.8313=250

实际配筋（mm2）

中10@1901

+10@190

申8@180

申8@180

As=413

As=413

As=279

As=279

配筋率验算pmin=

0.45ft/fy=0.45

P=As/bh

P=As/bh

P=As/bh

P=As/bh

X

=0.52%

=0.52%

=0.47%

=0.47%

1.27/210=0.27%

轴线②~⑤

（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、次梁设计一一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：

3.186X2.0=6.372KN/m

次梁自重：

0.2X（0.5-0.08）X25X1.2=2.52KN/m

次梁粉刷：

2X0.015X（0.5-0.08）X17X1.2=0.257KN/m

计算简图如图所示。

w

（T

300

1—

300

斷0

ESt®

ns

~%s

（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

边跨跨中

B

离端第二支座

2

中间跨跨中

C

中间支座

弯矩系数M

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0（m）

101=6.15

心=6.15

102=6.0

102=6.0

2

MM（gq）l0（kN.m）

35.15X

2

6.15/11=120.86

-35.15X

2

6.15/11=-120.86

35.15X

2

6.0/16=79.1

-35.15X

2

6.0/14=-90.4

次梁的剪力设计值的计算

截面位置

A

边支座

B（左）

离端第二支座

B（右）

离端第二支座

C

中间支座

剪力系数V

0.45

0.6

0.55

0.55

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:

bf=lo/3=6000/3=2000mm

bf=b+Sn=200+2000-2000=2000mm

故取bf=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

as=M/a1fcbh02

120.86x106/（1x11.9x2000x4652）=0.023

120.86x106/（1x11.9x200x4652）=0.235

79.1x106/（1x11.9x2000x4652）=

0.0154

90.4x106/（1x11.9x2000x4652）=0.176

E1J12s

0.023

0.1<0.272<0.35

0.0155

0.1<0.195<0.35

选配钢筋

计算配筋（mm2）

As=Ebh0a1fc/fy

0.023x2000x465x1x11.9/300=848.5

0.272x200x465x1x11.9/300=1003.4

0.0155x2000x465

x1x11.9/300

=571.8

0.195x2000x465

x1x11.9/300

=719.4

实际配筋（mm2）

2①18+1①22

2①22+1①18

1①22+2①12

2①20+1①12

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-bf=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

截面

A

B左

B右

C

V（kN）

95.38

127.17

116

116

0.25cfcbh°（kN）

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

276.7>V

截面满足

Vc0.7ftbh0（kN）

82.7

需配箍筋

82.7

需配箍筋

82.7

需配箍筋

82.7

需配箍筋

选用钢筋

2①8

2①8

2①8

2①8

AsvnAsv1

100.6

100.6

100.6

100.6

s1.25fyvASvh0/（VVc）

968.4

276.1

368.8

368.8

实配箍筋间距

200

200

200

200

Asv

144.1>V

144.1>V

144.1>V

144.1>V

VcsVc1.25fyv亠h。

s

满足

满足

满足

满足

（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=0.14X300X22/1.27=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.

次梁的配筋图

5、主梁设计一一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：

9.149X6.3=57.64KN

主梁自重（含粉刷）：

[（0.65-0.08）X0.3X2.0X25+2X（0.65-0.08）X0.015X17X2.0]X1.2=10.958KN

恒荷载设计值：

G=57.64+10.958=68.6KN

活荷载设计值：

Q=26X100.86.3=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

X400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：

边跨：

Io仁In+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。

400

2SCiL1120

匕梁的实际结构

（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

弯矩图示意图

组合项次

①+②

①+⑤

①+③

①+④

Mmax（kN•m）

385.9

-197.9

224.2

-197.9

2、剪力设计值：

剪力：

Vk3GK4Q,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）

项次

荷载简图

k

兀

k

VBl

k

VBr

①恒载

ABdD

0.733

-1.267

1.00

50.3

-86.9

68.6

②活载

卩i°片［Q

▲Jh#；1鼻

ABC0

0.866

-1.134

0

141.9

-185.7

0

④活载

^3fjJLa

ABCD

0.689

-1.311

1.222

112.9

-214.7

200.2

⑤活载

钉］Q

為］j丄TTcT

-0.089

-0.089

0.788

-14.6

-14.6

127.4

组合项次

Vmax（kN）

①+②

192.2

①+⑤

-101.5

①+④

268.8

组合项次

Vmin（kN）

①+⑤

35.7

①+④

-301.6

①+②

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=O,

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）I01-1/3XMb=386.1KN.m^Mmax,

第二集中荷载作用下弯矩值为1/3（G+Q）l01-2/3XMb=305.7KN•m。

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1/3GIo2—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=192.2KN，至第二跨荷载处剪力降为192.2-232.4=—40.2kN;

Vbi=-301.6KN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）163.2KN,—69.2KN,其余剪力值可按此计算。

主梁的剪力包络图见图。

主梁剪力包络图单位：

n.m

（4）配筋计算承载力计算

C25混凝土，a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋HRB335，其中

fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2.

①正截面受弯承载力计算及纵筋的计算

跨中正弯矩按T形截面计算，因

hf/h080/6150.1300.10

取b'=2000mm

翼缘计算宽度按lo/3=6.0/3=2.0m和b+Sn=0.3+6-0.3=6.0m,中较小值确定,

E支座处的弯矩设计值:

。

Mb=Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02KN•m

判别跨中截面属于哪一类T形截面

a1fcbfhf（ho-hf/2）=1.0x11.9x2000x80x（615-40）=1094.8KN.m>M1>M2.属于第一类T形截面.

正截面受弯承载力的计算过程如下：

表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算

截面

1

B

2

弯矩设计值（kN.m）

385.9

—370

224.2

—103.1

2

as=M/a1fcbh0

0.047

0.308

0.025

0.08

1J12s

0.048<0.518

0.380<0.518

0.025<0.518

0.083<0.518

选配

钢筋

计算配筋（mm2）

As=Ebh0a1fc/fy

2246.7

3622.8

1219.8

592.6

实际配筋（mm2）

6①22

6①22

1①20

4①20

2①20

As=2281

As=2595.2

As=1256

As=628

②箍筋计算一一斜截面受剪承载力计算

验算截面尺寸：

hw=ho-bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算:

0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x500=446.25KN>Vmax=301.6KN

故截面尺寸满足要求

斜截面配筋计算：

截面

A

B左

B右

V（kN）

192.2

-301.6

368.8

0.25cfcbh0（kN）

548.9>V

截面满足

517.7>V

截面满足

517.7>V

截面满足

Vc0.7ftbh0（kN）

164.02

需配箍筋

254.69

需配箍筋

254.69

需配箍筋

箍筋肢数、直径

2^8

2^8

2中8

AsvnAsv1

100.6

100.6

100.6

Vcs=Vc0.7ftbh0+1.25

fyvAsvho/s

272.3>V

256.8

307.85>V

实配箍筋间距

150

150

100

AVVcs

Asb

0.8fySina

264

选配弯起钢筋

1©20

（As=314.2）

验算最小配筋率

Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224〉0.24ft/fyv=0.00145,

满足要求

说明

为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150mm

5、两侧附加横向钢筋的计算：

由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为

F=1.2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97KN

所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为：

As=F/2fysina=232970/（2x300xsin45°）=549.2mm2

选用220（As=628）

（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断

1按比列绘出主梁的弯矩包络图

2按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：

弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的

距离应大于等于h°/2。

按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的

交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。

当VcO.7ftbho时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于ho或20d,

钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.21ho。

若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点

的距离不应小于等于1.3ho或20d。

钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于

1.2l1.7h0

。

C

主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：

梁顶面纵筋的锚固长度：

1=1a=afyd/ft=0・14X300x22/1.27取880mm.

梁底面纵筋的锚固长度：

12d=1222=264mm，取300mm

3检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。