混凝土肋梁楼盖设计.docx

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混凝土肋梁楼盖设计

土木建筑学院

课程设计说明书

题目:

钢筋混凝土现浇平面楼盖设计

专业班级：

土木工程

学号：

学生姓名：

指导教师：

年月日

安徽理工大学课程设计（论文）任务书

系教研

学号

学生姓名

专业（班级）

设计题目

钢筋混凝土现浇平面楼盖设计

设计

技术

参数

1、某仓库，楼面标准使用活荷载为8.0kN/mm2。

2、楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰15mm厚混合砂浆。

3、材料选用

混凝土：

采用C30（fc=14.3N/mm2）

钢筋：

梁中受力纵筋采用HRB400普通热轧钢筋（fy=fy'3=60N/mm2）其它钢筋一律采用HPB300普通热轧钢筋（fy=fy'2=70N/mm2）

设计要求

一份完整的计算书，word排版、打印

板、主次梁配筋图，按11G101-1平法配筋，autocad制图、打印。

工作量

计算书部分：

1、梁板尺寸确定原则及方法2、计算简图及荷载计算3、内力分析4、截面配筋计算图纸部分：

1、梁格划分及梁板布置

2、板、次梁截面配筋图

3、抵抗弯矩图及主梁配筋图

工作

计划

1.确定现浇楼盖尺寸及梁板布置0.5天

2.绘制梁板布置草图0.5天

3.板的荷载、内力计算及配筋1天

4.次梁荷载、内力计算及配筋1天

5.主梁荷载、内力计算及配筋1天

6.正式成图0.5天

7.设计动员、整理资料、交图等0.5天

参考

资料

建筑结构荷载规范GB50009-2010；混凝土结构设计规范GB50010-2010；房屋建筑制图统一标准GB50001-2010；11G101-1平法配筋；结构构件设计选用手册；混凝土结构设计手册；全国通用图集及有关标准图。

指导教师签字

教研室主任签字

安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表学生姓名：

学号：

班级：

课程设计题目：

钢筋混凝土现浇平面楼盖设计指导教师评语：

成绩：

指导教师：

年月日

绪言.1

1设计资料.2

2楼盖的结构布置.2

2.1梁板结构布置2

2.2次梁的截面选定2

2.3主梁的截面选定2

3板的设计.2

3.1板的荷载计算2

3.2板的计算简图3

3.3板的弯矩设计值3

4次梁设计.4

4.1次梁荷载设计值5

4.1.1荷载计算.5

4.2次梁的计算简图5

4.3次梁的内力计算5

4.4次梁承载能力计算5

4.4.1判别截面类型6

4.5斜截面受剪承载力6

4.5.1验算截面尺寸.6

4.5.2验算配筋条件.6

4.5.3计算腹筋数量.6

5主梁设计.7

5.1荷载设计值7

5.2主梁的计算简图7

5.3主梁的内力计算7

5.3.1弯矩设计值.7

5.3.2剪力设计值.7

5.3.3主梁的弯矩包络图.8

5.3.4主梁的剪力包络图.9

5.4主梁的承载能力计算9

5.4.1判别主梁的截面类型9

5.5主梁斜截面受剪承载力计算11

5.5.1验算截面尺寸.11

5.5.2验算配筋条件.11

设计总结.12

参考文献.13

致谢.14

绪言此课程设计的题目为“钢筋混凝土现浇平面楼盖设计”，其设计内容包括楼盖的结构布置，板的设计，次梁及主梁的设计，并绘制板的配筋图，梁的平法施工图，主梁的包络图等内容。

课程设计的有关设计资料为：

某仓库，楼面标准使用活荷载为8.0kN/mm2。

楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰15mm厚混合砂浆。

材料选用为：

混凝土：

采用C30（fc=14.3N/mm2）钢筋：

梁中受力纵筋采用HRB400普通热轧钢筋（fy=f′y=360N/mm2）其它钢筋一律采用HPB300普通热轧钢筋（fy=f′y=270N/mm2）。

1设计资料

1）某仓库，楼面标准使用活荷载为8.0kN/mm2。

2）楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面，梁板为天花板抹灰15mm厚混合砂浆。

3）材料选用：

混凝土：

采用C30（fc=14.3N/mm2）。

钢筋：

梁中受力纵筋采用HRB400普通热轧钢筋（fy=fy'=360N/mm）2其它钢筋一律采用HPB300普通热轧钢筋（fy=fy'=270N/mm）2

（4）楼面梁格布置如图1所示。

2楼盖的结构布置

2.1梁板结构布置主梁沿着横向布置，次梁沿着纵向布置。

主梁的跨度为6m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2m，按单向板设计。

按跨厚比条件，单向板不大于30，要求板厚2000/h≤30,得h≥66.67mm，取板厚h=120mm，满足条件。

楼盖的布置如图1所示。

2.2次梁的截面选定

次梁的截面高度应该满足h=l0/18~l0/12=6000/18mm~6000/12mm=333.3mm~500mm考,虑到楼面的可变荷载较大，取h=450mm。

b=（1/3~1/2）h=450/3~450/2=150mm~225m

m，取b=200mm。

图1楼盖布置图

2.3主梁的截面选定

主梁的截面高度应该满足h=l0/15~l0/10=6900/15mm~6900/10mm=460mm~690m取mh,=

600mm。

b=（1/3~1/2）h=600/3~600/2=200mm~300m，m取b=300mm。

3板的设计

由楼盖的结构平面布置图知，轴线①~②、⑤~⑥的板属于端区格单向板；轴线②~

⑤的板属于中间区格单向板。

3.1板的荷载计算

（1）荷载

板的永久荷载标准值

20mm厚水泥砂浆：

0.02×20=0.4kN/m2

15mm厚混合砂浆：

0.015×20=0.3kN/m2

120mm厚钢筋混凝土板：

25×0.12=3kN/m2

则恒载标准值：

gk=3.7kN/m2

活载标准值;qk=8.0kN/m2

若按活载控制考虑，则荷载的设计值为：

1.3×8+1.2×3.7=14.84kN/m2若按恒载控制考虑，则荷载的设计值为：

1.35×3.7+0.7×1.3×8=12.28kN/m2则应取按活载控制的效应组合，即荷载总设计值g+q=14.84kN/m2。

3.2板的计算简图

次梁的截面尺寸为200mm×450mm，板在墙上的支撑长度为120mm。

板的设计考虑到塑性内力重分布的方法计算，板的计算跨度为

边跨l0=ln1+h/2=2000-100-120+100/2=1840>1.025ln1=1825mm取,L0=1825mm。

中间跨l0=ln=2000-200=1800mm。

因跨度相差（1825-1800）/1800=1.4%<10%,可按等跨连续板计算。

取1m板宽带作为计算单元，计算简图如图2所示。

图2板的计算简图

3.3板的弯矩设计值

板的弯矩系数αm分别为：

边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14.故

22

M1=-MB=（g+q）l201/11=1/11×14.84×1.8252=4.49kN·M

22

MC=-（g+q）l01/14=-1/14×14.84×2=-4.24kN·M

22

M2=（g+q）l201/16=1/16×14.84×22=3.71kN·M这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其MC和M2应该乘以0.8，分别

为MC=0.8×4.24=3.39kN·M，M2=0.8×3.71=2.97kN·M

3.4正截面受弯承载力计算

环境类别为2级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm，板厚120mm，取as=25mm，h0=h-as=120-25=95mm；HPB300级钢筋，fy=fy′=270N/mm，2ξb=0.576。

板的配筋计算过程列于下表1。

4次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。

楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁的从属面积的荷载折减。

表1:

板的正截面受弯承载力计算

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（kN·M）

4.49

-4.49

3.71

-4.24

x=h0-（h20-2M/α1fcb）1/2

3.36

3.36

2.77

3.17

ξbh0

均小于ξbh0=0.576×95=54.72mm

轴线①~②，

⑤~⑥

计算配筋As=α1fcbx/fy单位（mm）2

177.962

177.96

146.7

167.89

选用配筋

4Φ8

4Φ8

3Φ8

4Φ8

实际配筋As单位（mm）2

201

201

151

201

验算配筋率ρmin=Max{0.45ft/fy,0.2%}=0.

238%,

均小于ρminbh=0.238%×1000×120=285.6mm2，故取

2

As=ρminbh=285.6mm2

x=fyAs/α1fcb

5.4mm<ξbh0=0.576×95=54.72mm

重新计算的As

2

256.6mm2

实际配筋

2

Φ8@170,As=296mm2

轴线②~⑤

计算配筋As=α1fcbx/fy单位（mm2）

2

0.8×285.6=228.48mm2

实际配筋

22

Φ8@170，As=296mm2>ρminbh=285.6mm2

注：

对于轴线②~④间的板带，其跨内截面2、3和支座的弯矩设计值都可折减20%。

为了计算方便，近似对钢筋的面积乘以0.8。

4.1次梁荷载设计值

4.1.1荷载计算

板传来的永久荷载：

3.7×2=7.4kN/m

次梁自重：

25（0.45-0.12）×0.2=1.65kN/m

次梁粉刷：

20（0.45-0.12）×0.015×2=0.20kN/m

则恒载标准值：

gk=9.25kN/m

活载标准值：

qk=8.0×2=16kN/m

若按活载控制考虑，则荷载的设计值为：

1.3×16+1.2×9.25=31.9kN/m若按恒载控制考虑，则荷载的设计值为：

1.35×9.25+16×1.3×0.7=27.05kN/m则应取按活载控制的效应组合，即荷载总设计值g+q=31.9kN/m。

4.2次梁的计算简图

次梁在墙上的支撑长度为360mm。

主梁的截面尺寸为300mm×600mm。

计算跨度：

边跨l0=ln+a/2=6900-360/2-300/2+360/2=6750mm>1.025ln=1.025×6595=6760mm。

取l0=6760mm。

中间跨l0=ln=6900-250=6650mm，因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。

次梁的计算简图见下图3。

图3次梁的计算简图

4.3次梁的内力计算

弯矩设计值：

M1=（g+q）l20/14=1/14×31.9×6.762=104.13kN·M

M2=M3=（g+q）l20/16=1/16×31.9×6.652=88.17kN·M

Mc=-（g+q）l20/14=-1/14×31.9×6.652=-100.76kN·M

MB=-（g+q）l20/11=-1/11×31.9×6.762=-132.52kN·M

MA=-（g+q）l20/24=-1/24×31.9×6.762=-60.746kN·M

剪力设计值：

VA=0.50（g+q）ln=0.50×31.9×6.76=107.82kN

VBl=0.55（g+q）ln=0.55×31.9×6.76=118.60kN

VBr=0.55（g+q）ln=0.55×31.9×6.65=116.67kN

4.4次梁承载能力计算

正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=L/3=6900/3=2300mm；又b′f=b+Sn=200+1800=2000mm取,b′f=2000mm。

环境类别为2级，C30混凝土，fc=14.3N/mm2。

次梁的最小保护层厚度c=25mm，次梁截面受拉区钢筋按双层布置，取as=25+10+20+10m，mh0=h-as=450-65=385mm；箍筋采用HPB300级钢筋，fy=fy′=270N/mm2，ξb=0.576。

次梁纵筋采用HRB400级钢筋，fy=fy′=360N/mm2，ξb=0.518。

次梁的配筋计算过程列于下表2。

4.4.1判别截面类型

α1fcb′fh′f（h0-h′f/2）=1.0×14.3×2000（385-120/2）×120=1115.4kN·M>Mmax=132.52kN·M,知跨内截面均属于第一类T型截面。

表2：

次梁的承载能力计算

截面

A

1

B

2

C

弯矩设计值单位：

（kN·M）

-60.74

104.13

-132.52

88.17

-100.76

x=h0-（h20-2M/α1fcb′f）1/2单位：

（mm）

5.56

9.58

12.23

8.09

9.26

ξbh0

均小于ξbh0=0.518×385=199.43mm

As=α1fcb′fx/fy

（单位：

mm）

441.7

761.07

971.61

642.71

735.65

验算最小配筋率ρmin=Max

{0.45ft/fy,0.2%}=0.2%

2

≥ρminbh=0.2%×200×450=180mm2

实际配筋

218

318

318

+212

612

212

+218

As单位:

（mm2）

509

763

989

678

736

4.5斜截面受剪承载力

4.5.1验算截面尺寸

hw=h0-hf=385-120=265mm

hw/b=265/200=1.325<4,截面尺寸按下式计算

0.25βcfch0=0.25×1.73×200×385=275.28kN>Vmax=118.6kN截面尺寸符合要求。

4.5.2验算配筋条件

αcvftbh0=0.7×1.43×200×385=70.1kN

4.5.3计算腹筋数量

采用Φ6双肢箍筋，由Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asv/s,得出：

3

s=1.25fyvh0Asv/（Vmax-0.7ftbh0）=1.25×270×56.6×385/（118.6×103-0.7×1.43

×200×385=177.12mm

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%活箍筋间距减小20%。

现调整箍筋间距，s=0.8×177.12=141.70mm，最后取箍筋间距s=150mm。

为方便施工，沿梁长不变。

相应的箍筋的配筋率为ρsv=Asv/（bs）=56.6/（200×150）=0.19%>ρsv,min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/270=0.13%,故所配双肢Φ6@150箍筋满足要求。

5主梁设计

主梁按弹性方法设计。

5.1荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。

次梁传来的永久荷载标准值：

9.25×6.9=63.83kN主梁自重：

（0.6-0.12）×0.3×25×2=7.2kN主梁粉刷层自重：

（0.6-0.12）×2×2×20×0.015=0.576kN则恒载设计值：

G=（63.83+7.2+0.576）×1.2=85.93kN/m活载设计值：

Q=16×6.9×1.3=143.52kN/m

5.2主梁的计算简图

主梁的支持长度为360mm，中间支撑在500×500mm的混凝土柱上，其计算长度为边跨ln=6000-250-360/2=5570，

因0.025ln=5570×0.025=139.25mm<360/2=180mm

取l0=1.025ln+b/2=1.025×5570+500/2=5959.3，取l0=5960mm。

则主梁的计算简图如下图4

图4主梁计算简图

5.3主梁的内力计算

5.3.1弯矩设计值

由弯矩设计值M=k1Gl0+k2Ql0可知：

M1，max=0.244×85.93×5.960+0.289×143.52×5.96=372.17kN

MB，max=-0.267×85.93×5.960-0.311×143.52×5.96=-402.77kN

M2，max=0.067×85.93×6+0.200×143.52×6=206.77kN5.3.2剪力设计值

VA,max=0.733×85.93+0.866×143.52=187.52kN

VBl,max=-1.267×85.93-1.311×143.52=-297.03kN

VBr,max=1.0×85.93+1.222×143.52=261.31kN

5.3.3主梁的弯矩包络图

（1）第1,3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载

MB=MC=-0.267×85.93×5.96-0.133×143.52×5.96=-250.51kN·M在第一跨内以支座弯矩MA=0，MB=-250.51kN·M的连线为基线作G=85.93kN，Q=143.

52kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处，弯矩值分别为（Q+G）l0/3+MB/3=（83.93+143.52）/3×5.96-250.51/3=368.36kN·M（Q+G）l0/3+2MB/3=（83.93+143.52）/3×5.96-2×250.51/3=284.86kN·M在第二跨以支座MB=-250.51kN·M，MC=-280.51kN·M的连线为基线，做G=85.93kN,

Q=0,的弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：

Gl0/3+MB=85.93×6/3-250.51=-78.65kN·M

（2）第1,2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第一跨：

在第一跨内以支座弯矩MA=0，MB=-402.77kN·M的连线为基线作G=85.93k

N，Q=143.52kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处，弯矩值分别为：

（83.93+143.52）/3×5.96-402.77/3=321.584kN·M

（83.93+143.52）/3×5.96-2×402.77/3=187.33kN·M在第二跨内MC=-0.267×85.93×5.96-0.089×143.52×5.96=-212.87kN·M以支座弯矩MB=-402.77kN·M，MC=-212.87kN·M的连线为基线，做G=85.93kN,Q=143.52的简支梁弯矩图，得：

（Q+G）l0/3+2（MB-MC）/3+MC=（83.93+143.52）/3×5.96+2×（-402.77+212.87）/3-

212.87=116.37kN·M

×5.96+（-402.77+212.87）/3-212.

（Q+G）l0/3+（MB-MC）/3+MC=（83.93+143.52）/3

87=179.67kN·M

（3）第2跨有可变荷载，第1,3跨没有可变荷载

图5主梁弯矩包络图

MB=MC=-0.267×85.93×5.96-0.133×143.52×5.96=-250.51kN·M

第2跨两种集中荷载作用点处的弯矩为：

（Q+G）l0/3+MB=（83.93+143.52）/3×5.96-250.51=205.33kN·M

第1，3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：

（Q+G）l0/3+MB/3=（83.93+143.52）/3×5.96-250.51/3=87.21kN·M

（Q+G）l0/3+2MB/3=（83.93+143.52）/3×5.96-2×250.51/3=3.7kN·M弯矩的包络图如图5所示。

5.3.4主梁的剪力包络图

（1）第一跨

VA,Max=187.28kN；过第一个集中荷载为187.28-85.93-143.52=-42.17kN；过第二个集中荷载后为-42.17-85.93-143.52=-271.62kN。

VBl，Max=-297.03kN；过第一个集中荷载后为-297.03+85.93+143.52=-68.58kN,过第二个后为-67.58+85.93+143.52=161.87kN

（2）第二跨

VBr,Max=261.31kN；过第一个集中荷载为261.31-85.93=175.38kN；过第二个集中荷载后为-42.17-85.93-143.52=-271.62kN。

当可变荷载反作用在第二跨时

VBr=1.0×85.93+1.0×143.52=229.45kN；过第一个集中荷载后为229.45-85.93-143.52=0kN。

剪力包络图如图6所示。

5.4主梁的承载能力计算

图6剪力包诺图

跨内按T形截面计算，，已知钢筋最小保护层厚度c=25mm，预计主梁的截面受拉区钢筋放置为两排，则as=25+10+20+10=65m，mh0=h-as=600-65=535mm；若主梁的截面受拉

区钢筋为一排布置，则as=25+10+10=45m，mh0=h-as=600-45=555mm。

主梁的翼缘宽度取L/3=6/3=2m和b+sn=6m中两者的最小值，则取b′f=2m。

5.4.1判别主梁的截面类型

α1fcb′fh′f（h0-h′f/2）=1.0×14.3×2000×120（535-120/2）=1630.2kN·M>Mmax=402.77kN·M

由此知，主梁的所有截面均为第一类别T型截面。

最小配筋率ρmin=Max{0.45ft/fy,0.2%}=0.2%。

（1）计算截面1：

fyAs=α1fcbx+fy′As′

M=α1fcbx（h0-x/2）+fy′As′（h0-as′）

令x=ξbh0=0.518×555=287.49mm

M1=α1fcbx（h0-x/2）=14.3×1.0×300×287.49（55