建筑工程管理建筑结构课程设计.docx
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建筑工程管理建筑结构课程设计
广东工业大学华立学院
建筑结构课程设计
《混凝土楼盖设计》
论文题目：
混凝土楼盖设计
学部：
建设学部
专业：
工程管理（工程造价与项目承包方向）
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
一、设计任务书…………………………………………………………1
二、计算说明书…………………………………………………………2
1、基本设计资料……………………………………………………2
（1）材料……………………………………………………………2
（2）荷载标准值……………………………………………………2
2、板的设计…………………………………………………………2
（1）确定板厚及次梁截面…………………………………………2
（2）板荷载计算…………………………………………………2
（3）板的计算简图…………………………………………………3
（4）板的弯矩及配筋计算…………………………………………3
3、次梁设计…………………………………………………………4
（1）次梁的计算简图………………………………………………5
（2）次梁的内力及配筋计算………………………………………6
4、主梁设计…………………………………………………………8
（1）主梁的计算简图………………………………………………8
（2）内力计算和内力包络图………………………………………9
（3）主梁截面配筋计算…………………………………………10
（4）附加横向钢筋计算…………………………………………11
（5）主梁配筋图…………………………………………………12
5、参考文献…………………………………………………………13
三、附表…………………………………………………………………14
6、附表1……………………………………………………………14
7、附表2……………………………………………………………15
8、附表3……………………………………………………………16
混凝土楼盖设计
一、设计任务书
某内框架结构轻工仓库，二层建筑平面如图所示，墙厚240mm，混凝土柱400×400mm。
房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土整浇楼盖，设计之。
1.设计资料
1．楼面面层为水磨石、梁板底面为15mm厚混合砂浆抹平。
2．柱网尺寸和楼面活荷载标准值见附表。
3．材料：
混凝土强度等级采用C25，梁内受力主筋采用HRB335钢，其余均采用HPB235钢。
4．该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部分。
（一类环境）
2.设计要求：
①板、次梁内力按塑性内力重分布计算；
②主梁内力按弹性理论计算；
③绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。
进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有：
（1）计算简图；
（2）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（5）施工图绘制
计算说明书
1、基本设计资料：
（1）材料：
C25混凝土：
fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2,ftk=1.78N/mm2
钢筋：
HPB235级：
fy=210N/mm2,HRB335级：
fy=300N/mm2,ζb=0.55
（2）荷载标准值
仓库活荷载标准值：
qk=5.0KN/mm2,水磨石地面：
0.65KN/mm2,钢筋混凝土：
25KN/m3，混合砂浆：
17KN/m3
（3）楼盖梁格布置及截面尺寸确定：
主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m
2、板的设计（按塑性理论方法）
（1）确定板厚及次梁截面
①板厚h
h≥l/40=2300/40=57.5mm,并应不小于工业建筑楼面最小厚度70mm，取h=80mm
②次梁截面b×h
次梁截面高h按（l/20—l/12）初估，选h=450mm，截面宽b（l/2—l/3）h,选b=200mm
（2）板荷载计算
楼面面层：
0.65KN/m2
板自重：
0.08×25=2.0KN/m2
板底抹灰：
0.015×17=0.255KN/m2
恒荷载g：
1.2×2.905=3.49KN/m2
活荷载q：
1.3×5.5=7.15KN/m2
g+q=10.64KN/m2，q/g=7.15/3.49=2.05<3
（3）计算简图
取板宽b=1000mm作为计算单元，由板和次梁尺寸可得板的计算简图（实际9跨，可按5跨计算），如图（a）、（b）所示。
其中中间跨的计算跨度l0=ln=2100mm，边跨的计算跨度l0=ln+h/2=2120mm，边跨与中间跨的计算跨度相差：
（2120-2100）/2100×100%=0.95%，故可按等跨连续板计算内力。
（a）
（b）
板的计算简图
（4）弯矩及配筋计算
板的截面有效高度h0=h-as=80-20=60mm，并考虑用②~⑤与A1~C2轴线间的弯矩折减，可列表计算如下表：
表1板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
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0（m）
2.12
2.11
2.1
2.1
（kN.m）
4.35
-4.13
2.93
-3.35
表2板的配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值（）
4.35
-4.31
2.93
-3.35
αs=M/α1fcbh02
0.102
-0.101
0.068
-0.078
0.108
0.107
0.070
0.081
轴线
①~②⑤~⑥
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
367
364
238
275
实际配筋（mm2）
φ8@130
φ8@130
φ6@100
φ6@100
386
386
283
283
轴线②~⑤
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
295
291
190
220
实际配筋（mm2）
φ8@130
φ8@130
φ6@140
φ6@120
296
296
202
236
配筋率验算
ρmin=（45ft/fy）%
=（45×1.27/210）%=0.272%
ρ=296/
（1000×80）
=0.37%
ρ=296/
（1000×80）
=0.37%
ρ=202/
（1000×80）
=0.25%
ρ=236/
（1000×80）
=0.29%
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2
在一般情况下，楼面所受动力荷载不大，可采用分离式配筋见图纸。
3、次梁设计（按塑形理论计算）
（1）计算简图的确定
①荷载
板传来的恒荷载：
3.49×2.3=8.03KN/m
次梁自重：
1.2×25×0.2×（0.45-0.08）=2.22KN/m
次梁粉刷：
1.2×17×0.015×（0.45-0.08）×2=0.23KN/m
恒荷载：
g=10.48KN/m
活荷载：
q=1.3×5.5×2.3=16.445KN/m
g+q=10.48+16.445=26.925KN/m，q/g=16.445/10.48=1.569<3
②主梁截面尺寸选择
主梁截面高度h为（1/14—1/8）l0=493～863mm，选h=600mm；
由b=（1/2—1/3）h=220～325mm，选b=250mm，则主梁截面尺寸b×h=250×600
③计算简图
根据平面布置及主梁截面尺寸，可得出次梁计算简图，如图（c）、（d）。
中间跨的计算跨度l0=ln=5750mm；边跨的设计跨度l0=ln+a/2=5750+130/2=5875mm<1.025ln=5894mm，边跨和中间跨计算跨度相差（5880-5750）/5750=2.2%，可按等跨连续梁计算。
（c）
（d）
次梁计算简图
（2）内力及配筋计算
①正截面承载力计算
次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按课本P81表5-6，有
b`f≤l0/3=5750/3=1917mm
b`f≤b+Sn=200+1800=2000mm（Sn为梁净距）
取h0=h-as=450-35=415mm
h`f/h0=80/415=0.193>0.1，故取b`f=1917mm
且α1fcb`fh`f（h0-h`f/2）=1×11.9×1917×80×（415-80/2）
=684.4KN·m
以此作为判别T形截面类别的依据，次梁支座截面按b×h=200×450mm的矩形截面计算，并取h0=415mm，支座截面应满足ζ≤0.35，以下计算过程列表进行。
次梁受力纵筋采用HRB335级钢筋（ζb=0.55，fy=300N/mm2）
表3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
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
（m）
5.88
5.82
5.75
5.75
（kN.m）
84.63
-82.91
55.64
-63.59
②斜截面受剪承载力计算
表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
0.45
0.6
0.55
0.55
净跨度ln
5.755
5.755
5.75
5.75
（kN）
69.73
92.97
85.15
85.15
截面尺寸校核：
hw/b=415/200<4，0.25fcbh0=0.25×11.9×200×415=246.9KN>V,故截面尺寸满足要求。
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（）
84.63
-82.91
55.64
-63.59
αs=M/α1fcbh02
0.018
-0.172
0.012
-0.132
0.018
0.190
0.012
0.142
选
配
钢
筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
616
678
411
507
实际配筋（mm2）
2Φ16+1Φ18
1Φ14+2Φ18
3Φ14
3Φ14
As=656
As=663
As=462
As=462
截面类别及截面尺寸
一类T形
b×h=1917×500
矩形
b×h=250×500
一类T形
b×h=1917×500
矩形
b×h=250×500
表5次梁正截面受弯承载力计算
箍筋设计（如下表）
表6箍筋计算表
截面
A
B左
B右
C
V（KN）
69.73
92.97
95.15
85.15
0.7ftbh0（N）
73787
73787
73787
73787
ftbh0（N）
105410
105410
105410
105410
箍筋肢数、直径
2φ6
2φ6
2φ6
2φ6
ASV/S=0.24ftb/fyv
V<0.9ftbh0
0.290
V<029ftbh0
V<0.29ftbh0
S（mm）
190
200
200
200
根据计算结果，画出次梁配筋图，详见图纸。
中间支座负钢筋分别在l0/3处及l0/5+20d处截断。
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=α×（fy/ft）×d=0.14×300×10/1.27=330.7mm，取335mm
伸入墙支座时，次梁的支承长度不应小与240mm，故取240mm
梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12×16=192mm,故取200mm
4、主梁设计（按弹性理论计算）
（1）计算简图的确定
①荷载
次梁传来恒荷载：
10.48×6=62.88KN
主梁自重：
1.2×25×2.3×0.25×（0.6-0.08）=8.97KN
梁侧抹灰：
1.2×17×2.3×0.015×（0.6-0.08）×2=0.73KN
恒荷载G：
=72.58KN
活荷载Q：
16.445×6=98.67KN
G+Q=171.25KN
②计算简图
假定主梁线刚度与钢筋混凝土柱线刚度比大于5，则中间支承按铰支座考虑，边支座为砖砌体，支承长度为370mm。
按弹性理论计算时，各跨计算跨度均可取支座中心线间距离，则中间跨l0==6m，边跨l0=6.06m,计算简图如下：
（e）
（f）
主梁计算简图
（2）内力计算和内力包络图
包络图详见图纸（在同一坐标下，画出①+②、①+③、①+④、①+⑤的荷载组合下的内力图，其外包线是弯矩包络图和剪力包络图）
表7主梁的弯矩设计值计算（）
项次
荷载简图
弯矩图示意图
1
恒载
0.244
123.26
-0.267
-134.88
0.067
33.55
-0.267
-134.88
2
活载
0.289
198.47
-0.133
-91.34
-0.133
-90.55
-0.133
-91.34
3
活载
-0.045
-30.90
-0.133
-213.58
0.200
136.16
-0.133
-9134
4
活载
0.229
157.26
-0.311
-213.58
0.17
115.71
-0.089
-61.12
5
活载
-0.030
-20.60
-0.089
-61.12
0.17
115.74
-0.311
-213.58
组合项次
Mmin（kN·m）
①+③
92.36
①+④
-348.46
①+②
-57
①+⑤
-348.46
组合项次
Mmax（kN·m）
①+②
321.73
①+⑤
-196
①+③
169.71
①+④
-196
表8主梁的剪力计算（kN）
项次
荷载简图
1
恒载
0.733
53.20
-1.267
-91.96
1.000
72.58
2
活载
0.866
85.45
-1.134
-111.89
0
0
4
活载
0.689
67.98
-1.311
-129.36
1.222
120.57
5
活载
-0.089
-8.78
-0.089
-8.78
0.778
76.77
组合项次
Vmax（kN）
①+②
138.65
①+⑤
-100.74
①+④
193.15
组合项次
Vmin（kN）
①+⑤
44.42
①+④
-221.32
①+②
72.58
（3）截面配筋计算
跨中截面在正弯矩作用下，为T形截面，其翼缘宽度按课本P81表5-6取用
b`f≤l0/3=6000/3=2000mm
b`f≤b+Sn=6000mm
故取b`f=2000mm
跨中钢筋按一排考虑，h0=h-as=600-35=565mm
支座截面在负弯矩作用下，为矩形截面，按两排钢筋考虑，取h0=h-as=600-90=510mm
主梁中间支座为整浇支座，宽度b=350mm.则支座边Mc=M-V0×b/2,V0=G+Q=143.02KN，配筋计算结果如下表：
表9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）
320.67
-316.40
-57
169.71
αs=M/α1fcbh02
0.037
-0.409
0.060
0.019
截面尺寸（mm）
b=b`f=2000
h0=565
b=250
h0=510
b=250
h0=565
b=2300
h0=565
0.038
0.540
0.062
0.019
选配
钢筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
1958
2731
347
979
实际配筋（mm2）
2Φ22+2Φ25
6Φ25
2Φ16
3Φ20
As=1742
As=2945
As=402
As=942
表10主梁斜截面受剪计算
截面
边支座边
B支座左
B支座右
V（KN）
138.65
22.32
193.15
0.25fcbh0（KN）
420.22>V
379.31>V
379.31>V
0.7ftbh0（N）
122571
113347
113347
ftbh0（N）
179387>V
161925>V
161925>V
箍筋肢数、直径
n=2,φ8
n=2,φ8
n=2,φ8
Asv/S
0.135
0.807
0.596
计算值S（mm）
744
125
169
实配箍筋间距（mm）
250
120
150
注：
抗剪计算时的b均为腹板宽度b=250mm
（4）附加横向钢筋计算
由次梁传至主梁的集中荷载设计值：
F=次梁传来恒荷载+活荷载=62.88+98.67=167.55KN
附加横向钢筋应配置在S=3b+2h1=3×200+2×（600-450）=900mm的范围内。
方案一：
仅选择箍筋
由F≤mnfyvAsvl，并取
m≥F/nfyvAsvl=161550/（2×210×50.3）=7.65个
取m=10个，在主次梁相交处的主梁内，每侧附加4φ8@70箍筋
方案二：
选择吊筋
由F≤2fyAsbsinα,并选用HRB335级钢，则
Asb≥F/2fysinα=161550/（2×300×sin45。
）=381mm2
可选用2Φ14（Asb=308mm2）吊筋，
由于集中荷载不大，故可按方案一配附加箍筋。
（5）主梁配筋图
①按比例画出主梁的弯矩包络图
②按同样比例（长度方向）画出主梁纵向配筋图。
但本课程设计不需纵向钢筋弯起抗剪，故纵向钢筋弯起时只需要满足正截面受弯承载力要求（材料图覆盖弯矩图）及斜截面受弯承载力要求（弯起钢筋弯起点距该钢筋充分利用截面距离不小于h0/2）
③作材料图，确定纵向钢筋的弯起位置和截断位置，切断钢筋应在“理论断点”以外，当V>0.7ftbh0时，从该钢筋充分利用截面伸出的长度≥1.2la+h0；当V≤0.7ftbh0时，从该钢筋充分利用截面伸出的长度≥1.2la，纵筋伸入支座大于等于两根，且面积不得少于钢筋面积的50%，并且伸入支座要有一定的锚固长度。
以上图均详见图纸。
参考文献：
（1）熊丹安.建筑结构（第4版）.广州：
华南理工大学出版社，2009.
（2）重庆大学等编.土木工程施工（上册）.中国建筑工业出版社，2008
（3）刘元芳.建筑工程计量与计价.中国建材工业出版社，2009
附表1
钢筋配料单
构件名称
钢筋编号
钢筋简图
符号
直径（mm）
下料长度（mm）
数量
重量（kg）
板
（A~B
-①~②）
①
φ
8
2400
225
213.3
③
φ
6
390
150
12.98
④
φ
6
2375
410
216.17
⑤
φ
8
1230
221
107.37
⑥
φ
8
1230
573
278.39
⑦
φ
6
6075
23
12.2
⑧
φ
6
1200
34
4.32
附表2
钢筋配料单
构件名称
钢筋编号
钢筋简图
符号
直径（mm）
下料长度（mm）
数量
重量（kg）
次梁
①~③
①
Φ
16
6220
2
15.66
②
Φ
14
8295
1
10.06
③
Φ
18
4090
2
16.36
④
Φ
14
6140
2
14.86
⑤
Φ
14
9760
1
11.81
⑥
Φ
14
4090
2
9.89
⑦
Φ
10
4695
2
5.79
⑧
Φ
10
2755
2
3.39
⑨
φ
6
21
62
289.04
附表3
钢筋配料单
构件名称
钢筋编号
钢筋简图
符号
直径（mm）
下料长度（mm）
数量
重量（kg）
主梁
（主梁配筋图所示部分）
①
Φ
22
6220
2
37.07
②
Φ
20
9275
1
22.9
③
Φ
20
8745
1
21.6
④
Φ
20
6000
3
44.46
⑤
Φ
12
3700
2
6.57
⑥
Φ
20
11950
2
59.03
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