现浇单向板肋梁楼盖设计

湖南农业大学 课程设计说明书

课程名称： 《混凝土结构设计》课程设计 题目名称： 现浇单向板肋梁楼盖结构设计 班

级：2009 级 土木工程 专业 4 班 陈 勇 200941933420 杨敬林 姓 名：

学

号：

指导教师： 评定成绩： 教师评语：

指导老师签名： 2011年 月 日

目 录 1、设计任务书 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（1） 2、平面结构布置 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（3） 3、板的计算 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（4） 4、次梁的计算 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（7） 5、主梁的计算 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（11） 附图1、板配筋图 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（17） 附图2、次梁配筋图 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（18） 附图3、主梁配筋图 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（19） 施工图相关说明 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙20） 参考资料： 1、建筑荷载规范 2、混凝土结构设计规范 3、钢筋图集《11G101-1》 湖南农业大学 设计人:奋斗

浇整体式单向板肋梁楼盖课程设计任务书 1、设计资料 （1）某工业用仓库，设计使用年限为50年，楼面使用活荷载为。 （2）楼面面层为水磨石（底层20mm厚水泥砂浆，10mm厚面层），自重为0.65kN/m2，梁板天花用混合砂浆抹灰15mm。 （3）材料选用 a.混凝土强度等级采用C20、C25或C30。 b.钢筋采用受力纵筋HRB335或HRB400；其他钢筋均用HPB235。 （4）板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm。 （5）二楼楼面结构平面布置图如图所示（楼梯间在此平面外）。 （6）楼板厚度为80mm，次梁截面为bh200mm500mm，主梁截面bh250mm700mm，柱的截面尺寸bh350mm350mm（或400mm400mm或自定）。 2、设计内容和要求 （1）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。 （2）绘制楼盖结构施工图 1．楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）．（比例1：100～1：200）； 2．板模板图及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例1：100～1：200）； 3．次梁模板及配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1：50，剖面图比例1：15～1：30）； 4、梁材料图、模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图、模板图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面图比例1：15～1：30）； 5．在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。 （3）计算书 要求计算准确，步骤完整，内容清晰。 （4）主梁配筋图必须手工绘制，板、次梁配筋图不作规定。 （5）第11周星期五之前提交设计成果。 3、课程设计目的 湖南农业大学 设计人:奋斗

（1）了解单向板肋梁楼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，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法； （3）通过主梁的计算，熟练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和制图规定，进一步提高制图的基本技能； 4、设计参考进度 第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。确定梁格布置、板计算及绘制板的配筋草图； 第二天：次梁的计算及绘制配筋草图； 第三天：主梁的计算及绘制配筋草图； 第四至五天：绘制板、次梁和主梁的施工图。 图1 结构平面布置图 湖南农业大学 设计人:奋斗

现浇单向板肋梁楼盖结构设计 设计资料： 某设计使用年限为50年工业用仓库，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格图1所示。 图1结构平面布置图 (1) 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层,= 0.65 KN/m2 ,15mm厚混合砂浆梁板天花抹灰。 (2) 活荷载：标准值为6KN/m2。 (3) 恒载分项系数为1.2；活载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖活载标准值大于4 KN/m2）。 (4) 材料选用： 混凝土 采用C30(fc14.3KN/mm2,ft1.43KN/mm2)。 钢 筋 梁中受力纵筋才采用HRB335级（fy300N/mm2）。

其余采用HPB235级（fy210N/mm2）。 湖南农业大学 设计人:奋斗

1. 板的计算（按考虑塑性内力重分布方法计算） 板的l2/l15400mm /1900mm2.8 3,按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。 板的厚度按构造要求取h80mm > l1/401900mm/4047.5mm。次梁截面高度取

h 500 l2/12=5400mm/12450mm，截面宽度b200mm，板在墙上的支承长度为120mm，板尺寸支撑情况如图2所示。 图2板的尺寸 (1) 荷载 恒载标准值 30mm面层 80mm钢筋混凝土板 15mm混合砂浆天棚抹灰 线恒载设计值 线活载设计值 合

计

0.65KN/m2 0.08m×25KN/m3=2.000KN/m2 0.015m×17KN/m3=0.255KN/m2 gk=2.905KN/m2 g=1.2×2.905KN/m2=3.486KN/m

q=1.3×6KN/m2=7.8KN/m 11.286KN/m

gq=11.286KN/m

即每米板宽 (2) 内力计算 计算跨度 湖南农业大学 设计人:奋斗

边跨 中间跨

lnh/21.9m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.720m

lna/2 = 1.9m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.740m﹤1.720m 取 l0=1.720m

l0=1.9m-0.2m=1.700m

计算跨度差（1.720m-1.700m）/1.720m = 1.2%﹤10%,说明可按等跨连续计算内力（为简化起见，统一取l01.720m）。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图3所示： 图3 1m宽板的计算简图 连续板各截面弯矩计算见表1。 连续板各截面弯矩计算 表1 截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中

间跨跨内 中间支座 弯矩计算系数 1/11

-1/11

1/16

-1/14

m Mm(gq)l02 3.04 -3.04 2.04 -2.33

(kNm) （3）截面承载力计 b=1000mm ,h=80mm , h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0，连续板各截面配筋计算见表2。 湖南农业大学 设计人:奋斗

连续板各截面配筋计算 表2

边区板带（①—②，⑤—⑥轴线间） 板带部位截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中间

跨跨内 2.04

中间支座 M(kNm) M 21fcbh03.04 -3.04 -2.33

s0.059 0.059 0.040 0.045

112s Asbh1fc/fy /mm20.061 0.061 0.041 0.046

249 249 168 188

选配钢筋 实配钢筋面积/(mm2)

φ8@180 279

φ8@180 279

φ6/8@180

218

φ6/8@180

218

中间区板带（②—⑤轴线间） 板带部位截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中间跨跨内 2.04×0.8=1.63

中间支座 M(kNm) M 21fcbh03.04 -3.04 -2.33×0.8=-1.86

s0.059 0.059 0.040 0.045

112s Asbh01fc/fy /mm20.061 0.061 0.032 0.036

249 249 131 147

选配钢筋 实配钢筋面积/(mm2)

φ8@200 251

φ8@200 251

φ6/8@200

196

φ6/8@200

196

中间区板带②—⑤轴线间，各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。 连续板的配筋示意图如图4所示。 湖南农业大学 设计人:奋斗

（a）边区板带 （b）中间区板带 图4 板的配筋示意图 2.次梁计算（按考虑塑性内力重分布方法计算） 取主梁的梁高h700mm  l3/125700mm/12475mm,梁宽b250mm,次梁在砖墙上的支撑长度为240mm，次梁有关尺寸及支撑情况图5所示。 图5 次梁尺寸 湖南农业大学 设计人:奋斗

（1） 荷载 恒载设计值 由板传来 次梁自重 侧面抹灰值

3.486KN/m2×1.9m=6.62KN/m

1.2×25KN/m3×0.2m×(0.5m-0.08m)=2.520KN/m

1.217KN/m30.015m(0.5m-0.08m)+0.2m20.32KN/m 活载设计值 由板传来 合 计 (2) 内力计算 计算跨度 ln5.4m-0.12m-0.25m/25.155m lna/25.155m0.24m/25.275m g9.46KN/m

q7.8KN/m21.9m14.82KN/m gq24.28KN/m 边跨 1.025 ln1.0255.155m5.2845.275m 取l05.275m中间跨 l0=ln=5.4m-0.25m=5.150m 跨度差(5.275m-5.150m)/5.150m2.4%10%,说明可按等跨连续梁计算内力计算简图如图6所示。 图6 次梁的计算简图 连续次梁各截面弯矩及剪力计算见表3和表4。 湖南农业大学 设计人:奋斗

连续次梁弯矩计算 截面 弯矩计算系数 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中间

跨跨内 表3

中间支座 m Mm(gq)l02 1/11 -1/11 1/16 -1/14

61.42 -61.42 40.25 -46.00

(kNm) 连续次梁剪力计算 表4

截面 剪力计算系数 端支座内侧 离端第二支座内

侧 离端第二支座内侧 中间支座外侧、

内侧 v Mv(gq)l02 0.45 0.6 0.55 0.55

56.27 75.03 68.77 68.77

/(kNm) （3）截面承载力计算 次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为： 边跨:bf'5275mm/31758mm  bS0200mm1700mm  1900mm 离端第二跨、中间跨: 梁高: bf' l0 /3  5150mm/3  1717mm h0500mm-35mm  465mm 翼缘厚: hf'=80mm

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判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。 跨内截面 0.011hf'/h080mm/465mm  0.172,故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座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500mm-60mm440mm,其他中间支座按布置一排纵筋考虑h0=465mm，连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5和表6。 连续次梁正截面承载力计算 表5

离端第二跨跨内、 截面 边跨跨内 离端第二支座 中间跨跨内 中间支座 M(kNm) M 21fcbh061.42 -61.42 40.25 -46.00

s0.011 0.111 0.008 0.075

(bbf') 112s Asbh1fc/fy (bbf') /mm

选配钢筋 实配钢筋面积/(mm2)

2

0.011 0.118 0.008 0.078

429 495 305 346

314

461

216+114

555

214 308

216 402

连续次梁斜截面承载力计算 表6

截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 75.03

离端支座内

侧 68.77

中间支座外侧、

内侧 68.77

V(kN) 56.27

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续表 截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 314600﹤V 离端支座内

侧 314600﹤V 中间支座外侧、

内侧 332500﹤V 0.25cfcbh0/N Vc0.7ftbh0/N 选用箍筋 332500﹤V 93100﹤V 2φ8 101

88100﹤V 2φ8 101

88100﹤V 2φ8 101

93100﹤V 2φ8 101

AsvnAsv1/(mm2)

s1.25fyvAsvh0/(VVc) /(mm)

实配箍筋间距S/(mm)

按构造 200

按构造 200

按构造 200

按构造 200

次梁配筋示意图见图7。 图7 次梁配筋示意图 3.主梁计算（按弹性理论计算） 柱高H=4.5m，柱截面尺寸350mm×350mm, 主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370，主梁的有关尺寸及支撑情况见图8。 图8 主梁尺寸 湖南农业大学 设计人:奋斗

（1） 荷载 恒载设计值 由次梁传来

9.46KN/m×5.4m = 51.09KN

主梁自重（折合为集中荷载） 1.2×25KN/m3×0.25m×(0.7m -0.08m) × 1.9 m

= 8.84KN

梁侧抹灰值（折合为集中荷载） 1.217KN/m30.015m(0.7m-0.08m)0.25m 2m1.9  0.87KN G = 60.8 KN

活载设计值 由次梁传来 合

计

Q=14.82KN/m×5.4m = 80.03 KN

G+Q=141.1 KN

（2）内力计算 边跨l05.7m-0.12m-0.5m/25.405m l01.025lnb/21.0255.405m0.35m/25.72m lna/2b/25.405m0.37m/20.35m/26.765m 中间跨ln5.7m-0.35m5.35m l0lnb5.35m0.35m5.700m跨度差 (5.725.7)/5.70.3%10%,,可按等跨连续梁计算。 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的连续梁，计算简图见图9。 图9 主梁的计算简图 在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则 湖南农业大学 设计人:奋斗

MKGl0KQl0VKGKQ 式中系数K值由附录7查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7和表8，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图（手绘），见图10和图11所示。 主梁弯矩计算 表7

边跨跨内 序 计算简图 号 K

M1 /(kNm) K

中间支座 MB（MC） /(kNm) K

中间跨跨内 M2 /(kNm) ① 0.244 84.86 -0.267 -92.70 0.067 23.22

② 0.289 132.30 -0.133 -60.78 - MB -60.78

③ MB 3-20.26 -0.133 -660.78 0.200 91.23

-0.311

④ 0.229

104.83

(-0.089)

-142.12

0.170

(-40.67) -40.67

0.170

77.69

(-142.12)

-37.56 114.45

77.69

⑤ ①+② 最不利荷载组合 ①+③ MB 3-0.089

-13.56

(-0.311)

217.16 64.60

-153.48 -153.48

①+④ 189.69 -234.82(-133.37) 100.91

①+⑤ 71.30 -133.37(-234.82) 100.91

注:对边跨取l0=5.72m;对中跨取l0=5.70m;对支座取l0=5.71m。 湖南农业大学 设计人:奋斗

主梁剪力计算 表8

序号 计算简图 端支座 中间支座 K VAinK VBex(vcex)K VBin(vcin)① ② ④ ⑤ 最 不 利 荷 载 组 合 ①+⑤ ①+④ ①+③ 0.73344.570.866 69.310.689 55.14=VBex7.12 1.267(1.000) 77.03（-60.80)1.000(1.267) 60.80(77.03)-1.134 -90.76-1.131（-0.778） -104.92（-62.26）0

1.222(0.089) 97.80（7.12） -7.12（-97.80） 62.26（104.92）113.87 -167.79 60.80

99.71 -181.95(-123.06) 158.6(84.15)

37.45 -84.15(-158.6) 123.06(181.95))

（3）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： bf'=l0/3=5700mm/3=1900mm﹤b+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm

判断T形截面类型： 跨内截面 0.026 hf'/h0 80mm/665mm0.120,故各跨内截面均属于第一类T形截面。 湖南农业大学 设计人:奋斗

跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面计算，取h0=700m-80mm=620mm（因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。主梁正截面及斜截面承载力计算表见表9和表10。 主梁正截面承载力计算 表9

截面 边跨跨内 217

中间支座 -234.82

114.45

中间跨跨内 -37.56

M(kNm) V0b/2 1MV0b 2 24.70 -210.12 sM(bbf') 1fcbh020.018 0.171 0.010 0.026

112s Asbh1fc/fy (bbf') /mm2

选配钢筋 实配钢筋 0.018 0.267 0.010 0.026

1084 1397 603 198

218+220

1137

416+ 220

1432

214+216

710

216 402

主梁斜截面承载力计算 表10

截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 离端第二支座内侧 V(kN) 113.88 167.80 158.60

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续表 截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 离端第二支座内侧 0.25cfcbh0/(kN) Vc0.7ftbh0/(kN) 选用箍筋 594.334>V 554.125>V 554.125>V

166.416>V 2φ8 101

155.155155.155AsvnAsv1/(mm2)

s1.25fyvAsvh0/(VVc)/(mm)

实配箍筋间距S/(mm)

按构造配筋 200 1394 200 237.343>V

5117 200 237.343>V

Vcs Asb 选配弯筋 实配弯筋面积/(mm2)

< 0 120 490.9

< 0 116 201.1

（4）主梁吊筋计算 由次梁传至主梁的全部集中力为： GQ51.09KN80.03KN131.12KN GQ 131.12103N/(2300N/mm20.707)309mm2 2fysin则 As选216 （As=402mm2） 主梁的配筋示意图如图11所示 湖南农业大学 设计人:奋斗

图11 主梁配筋示意图 4．施工图

附图1 板配筋图 湖南农业大学 设计人:奋斗

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施工图相关说明： 1.板分布筋选用φ6@250；入墙内的板面附加钢筋选用φ8@200；板角构造钢筋和垂直于主梁的板面附加钢筋选用4φ8@200(双向)。 2.距墙或柱边50mm为第一道箍筋位置。 3.支座处两排钢筋之间垫以直径为25mm的短钢筋，短钢筋的设置间距S≤1000mm；次梁、主梁高度小于800mm，弯起钢筋弯起45°。 4. 主梁高达到700mm,为防止由于温度变形及砼收缩等的原因在梁中部产生竖向裂缝，沿高度方向在梁的两侧各配置一根Gφ12，采用单肢箍连接。 5.次梁与主梁交汇时，在主梁上配置216的吊筋；在主梁与柱交汇时，在主梁上配置216的鸭筋。