钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

1、土木工程学院混凝土结构设计钢筋混凝土双向板肋梁楼盖课程设计书钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书、设计题目设计某多层工业厂房楼盖结构。二、设计条件（1）某多层工业厂房，采用内框架结构，标准层建筑平面图如图1 所示，墙厚 240mm，混凝土柱截面尺寸 400mm×400mm。设计使用年限 50 年，结构安全等级为二级，环境类别为一类， 拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。（2）楼面构造做法：采用水泥砂浆楼面： 10mm厚 1:2 水泥砂浆面层； 20mm厚 1:3 水泥砂浆 找平层；现浇钢筋混凝土楼面； 20mm厚混合砂浆粉刷。（3）柱网尺寸和楼面可变荷载标准值见表 1，准永久值系数

2、 q=0.5 。（4）材料要求：1 ）混凝土：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20，当采用 400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于 C25。2 ）钢筋：梁内受力主筋采用 HRB335级钢筋，其余均采用 HPB300级钢筋。（5）该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部位。表 1 各学号的设计条件柱网 L1×L2/mm可变荷载标准值（ kN/m2）5.05.56.06.57.07.58.06000×660012345676600×69001413121110986600×7200151617181920216600×7500

3、282726252423226900×7200293031323334356900×750042414039383736三、设计内容1. 确定结构平面布置图2. 板的设计（按塑性理论）3. 次梁设计（按塑性理论）4. 主梁设计（按弹性理论）5. 绘制施工图，包括：（1）结构平面布置图（ 1： 200） 内容：轴线号、板（区格）、梁、柱的编号，截面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸等。分布（2）板的配筋图（ 1： 50） 内容：受力钢筋和构造筋的编号、形式、位置、直径和间距；正确表示钢筋及其弯钩的位置； 四种构造钢筋；分布钢筋（垂直于板底和板面的受力钢筋），垂直主梁及板边、边角的构

4、造 负筋，它们的直径、间距和面积要求详见混凝土结构设计规范（GB50010-2010）。钢筋可不绘出，统一用文字注明。（3）次梁的配筋图 立面图（ 1:30-1 ： 50） 内容：轴线号，支承（砖墙、主梁的位置、尺寸），钢筋编号，纵向钢筋切断点至支座边缘 的距离，箍筋的直径、间距，构造钢筋不用画。断面图（ 1:20-1 ： 30） 内容：钢筋的编号，纵向钢筋（受力、构造）的直径、根数、断面尺寸。（4）主梁的配筋图 内容：在图中绘出弯矩包络图及材料抵抗弯矩图，确定纵向钢筋的布置，并画纵向钢筋大样 图，其余参照次梁。（5）施工说明 内容：混凝土强度等级、钢筋强度等级、构造钢筋、混凝土保护层厚度、板

5、厚等。四、成果要求 要求完成全部的设计内容，完成设计计算书一份，计算书要求计算准确，步骤完整，内容清晰。每人需完成 1 号图一张，用铅笔绘图，要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、 整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。课程设计时间为两周。五、参考资料 1混凝土结构设计规范 S （GB 500102010） 2建筑结构荷载规范 S （GB 500092001） 3建筑结构制图标准 S （GB/T 501052010） 4沈蒲生，梁兴文 .混凝土结构设计 M. 北京:高等教育出版社， 2012第 4版.5朱彦鹏，蒋丽娜 .混凝土结构设计原理 M. 重庆：重庆大学出版社， 2

6、013第 4版.活学载L1*L2 号 m)4.0 kN / m24.5 kN / m25.0 kN / m25.5 kN / m26.0 kN / m26.5 kN / m27.0 kN / m228.8 m×17.1m123456729.6 m×17.7m89101112131420.4 m×18.3m1516171819202131.2 m×18.9m2223242526272832.0 m× 19.5m2930313233343532.8 m×20.1m3637383940414233.6 m× 20.7m434445

7、4647484934.4 m×21.3m5051525354555635.2 m×21.9m57581、某设计使用年限为50 年工业厂房楼盖，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁布置如图所示。、材料选用：1)、混凝土：采用 C25( f22c 11.9N/ mm , ft 1.27 N/ mm ）。22)、钢筋：主梁及次梁受力筋用 HRB335级( f2y 300N/ mm2) ，板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB3002fy 270 N/ mm ）。、板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l2 / l1 =5920/2000=2.96<3, 宜按双向板设计，本例

8、按单向板计 算。板的厚度按构造要求曲 h=l1 /30=2000/30=67<80, 取 h=80mm。次梁截面高度取 h=450mm>l2 /15=5920/15=395mm ，截面宽度 b=200mm，板尺寸及支撑情况如图所示。a)1）、荷载荷载标准值20mm水泥砂浆面层0.02m ×20kN/ m3 =0.4kN/ m280mm钢筋混凝土板0.08m ×25kN/ m3 =2.0kN/ m2三夹板顶棚0.18kN / m22gk =2.58kN/ m2线恒荷载设计值g=1.222× 2.58 kN m2 =3.096 kN m2线活荷载设计值q=

9、1.322×5kN m2 =6.5 kN m2合计9.5962kN m2（2）、内力计算 计算跨度：边跨ln +h/2=1630+80/2=1670=1.67ml n +a/2=1630+120/2=1.69m取 l0 =1.67m。中间跨l0 =2m-0.20m=1.8m跨间差 （1.8m-1.67m）/1.67m=7.7%<10%，说明可按等跨连续板计算内力（为简化起见l0 统一取1.8m）。取 1m板宽作为计算单元，计算简图如上。连续板截面弯矩的计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间支座中间跨跨内弯矩计算系数 m11-11-11111614M m(g q)l02

10、 /(KN ·m)2.43-2.431.94-2.223）、连续板各截面配筋计算b =1000mm ， h =80mm，有效高度 h 0 =80mm-20mm =60m，m 0 =1.0 ；连续板各截面的配筋计算如下表：连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带（ 、 轴线间）中间区板带（ 轴线间）边跨 跨内离端 第二 支座离端第 二跨跨 内及中 间跨跨 内中间 支座边跨 跨内离端 第二 支座离端第二 跨跨内、中 间跨跨内中间支座M / KN · m2.43-2.431.94-2.222.43-2.431.94 0.8=1.552-2.22 0.8 = -1.776M0.05

11、70.0570.0460.0520.0570.0570.0360.042s21 f cbh020.0590.0590.0470.0530.0590.0590.0370.0432ASbh0fc/ fy/ mm215615612414015615698114选配钢筋66666666170170200200170170200200实配钢筋面积 / mm2166166141141166166141141中间区格板带（ 轴线间）存在内拱作用，其弯矩值需折减20%。连续板的配筋示意图如图：板的配筋图和钢筋下料表如下图：三、次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。取主梁高度 h=650mm>6000

12、/12=500mm，梁宽 b=250mm。次梁有关尺寸及支撑情况如图所示。（1）、荷载恒载设计值由板传来的荷载 3.0962kN /m ×2m=6.192 kN /m次梁自重31.2×25kN /m ×0.2m×(0.45m-0.08m)=2.22 kN/mg =8.412 kN /m活载设计值板传来的活载q =6.52kN/ m2 × 2m=13kN /m合计g + q =21.412kN /m2）、内力计算计算跨度边跨ln +a/2=5.675+0.24/2=5.7951.025l n =1.025×5.675=5.817取l0=

13、5.795m中间跨l0 =ln =5.67m跨度差5.795 m-5.76m)/5.67m=2%<10%可以按等跨计算内力。统一取 l0=5.795m计算简图如图所示。其他中间支座按布置一排纵筋考虑，取h 0 =450mm-35mm=415m。m连续次梁各截面弯矩及剪力计算：见表连续次梁弯矩计算表截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内 及中间跨跨内中间支座弯矩计算系数 m111-1 - 11116-1 - 142M m(g q)l02 /(KN ·m)65.37-65.3743.02-49.17连续次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外 侧离端第二支座内 侧中间支座外侧、内

14、侧弯矩计算系数 v0.450.60.550.55V v (g q)l n /KN54.6872.8866.866.8（3）、连续次梁各截面承载力计算 次梁跨内截面按 T 形截面计算。 T 形截面翼缘计算宽度为：'1边跨：bf = l0 =1/3 × 5795mm=1932mmb< s0 =200mm+1800mm=2000mm3'1 离端第二跨、中间跨：b'f = l0 =1/3 × 5670mm=1890mmf 3 0梁高 h=450mm ， h 0 =450mm-35mm=415m，m 翼缘厚（即板厚）h'f =80mm判别 T 形

15、截面类型：' 'h'f则 1 fcb'f h'f h0f =689 KN·m 故各跨内截面属于第一类 T形截面1 c f f 0 2h 0 =450mm-60mm=390m，m支座处截面按矩形截面计算。第一内支座按布置两排纵筋考虑，取连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表：连续次梁正截面承载力计算表截面边跨跨内离端第二支座M / ( KN· m)65.37-65.37M / 1 fcb'f h02 ( M / 1 fcbh02 )0.0160.180.0160.2<0.35ASb'fh0 1fc / fy2(A

16、Sbh0 1fc/ fy)/ mm2478658选配钢筋3 162 18+1 14实配钢筋面积 / mm2603663截面离端第二跨跨内及中间跨跨内中间支座M / KN · m43.02-49.17'2M / 1 fcb'f h02 ( M / 1 fcbh02)0.0110.120.0110.13<0.35AS b'fh0 1fc / fy( AS bh0 1 fc / fy )/ mm2342428选配钢筋2 162 18实配钢筋面积 / mm2402509连续次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧V / KN54.6872.880.25

17、 c fcbh0 /N246925>V232050>V0.7 ft bh0 /N73787>V69342<V选用箍筋28282Asv nAsv1 /mm1011011.25fwAsvh0s /mmV 0.7ftbh0<03075实配箍筋间距 s/mm200200截面离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧V / KN66.866.80.25 c fcbh0 /N232050>V246925>V0.7 ft bh0 /N69342>V73787>V选用箍筋28282Asv nAsv1 /mm1011011.25fwAsvh0s w sv 0 /mm

18、V 0.7ftbh0<0<0实配箍筋间距 s/mm200200次梁配筋图如下图 ;次梁的配筋示意图如下图：1:501:25钢筋下料表如图：六、主梁计算 主梁按弹性理论计算。 柱高 H = 4m，柱截面尺寸为 300mm× 300mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图所示。（ 1） 荷载 恒载设计值 由次梁传来的荷载8.421kN /m ×5.92m=49.8 kN主梁自重1.23×25kN /m3 ×0.25m×(0.65m-0.08m) × 2m=8.55 kN折算为集中荷载）G =58.35 kN活载设计值 次梁传来的活载

19、 合计（2） 内力计算Q =13G+Q =135.31kN /m × 5.92m=76.96 kNkN边跨ln1.025ln1.025 5.580 02.3 5.870 ln a2 2b 5.91取 l 0 5.870中间跨 l0 lc 6m 1.05ln 5.985取lo 5.895计算跨度差：（ 5.895m-5.87m ） /5.87m=2%<10% ，可按等跨连续梁计算。 （3）计算简图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是连续梁，其计算简图为：（4 ）内力组合及内力计算采取等跨连续梁的内力系数表进行内力计算，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算：

20、M KGl 0 KQl 0 ，V KG KQ 。（边跨取 l0 =5.87m，中跨取 l 0 5,985 ，支座 B取 l0 =5.9275m）连续主梁弯矩计算表（ KN· m）序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内KM1K MB(MC)KM2GGGGGGGGGGG0.2440.2670.067A 1 B 2 C 3 D83.5792.3523.4QQQQQQQQ0.2890.133-M B123 A B C D130.5660.67- 60.67QQQ1M B 20.2330.13360.670.20092.12123 A B C DQQQQQQ0.2290.311( 0.089)

21、141.87( 40.60)0.170123 A B C D103.4578.30QQ1 ABQ2QQ3 CD1M B 13.53340.60( 141.87)78.3最不 利荷 载组 合+214.13-153.02-37.27+63.34-153.02115.52+187.02-234.22 ( -132.95 )101.70+70.04-132.95 ( -234.22 )101.7连续主梁剪力计算表（ KN）序号计算简图端支座中间支座KVAinK VBex (VCex )KVBinG GG GG GG GG GG G0.73342.771.267( 1.000)1.000(1.267)1

22、23 A B C D73.93( 58.35)58.35(73.93)Q Q Q Q123 A B C D0.8661.134066.6587.27Q QQ QQ QQ Q0.68953.031.311( 0.778)100.89( 59.87)1.222(0.089)94.05(6.85)123 A B C DQ QQ QQ QQ QVBex6.856.85( 94.05)59.87(100.89)123A B C D最不 利荷 载组 合+109.42-161.258.35(73.93)+95.80-174.82 ( -118.22 )152.40 ( 80.78 )+35.92-80.78

23、 ( -152.40 )118.22 (174.82 )由上述计算表可绘出连续主梁的弯矩包络图和剪力包络图，如下图所示：则 1 f cb'f h'f h0h'f2=1092 KN故各跨内截面属于第一类· m>M=214.13KN·m T 形截面。(5 )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：'1边跨： bf = l0 =1/3 × 5870=1957mm<b sn =250mm+5700mm=5950mm f 3 n离端中间跨：'1bf = l0 =1/3 × 5985mm=

24、1995mmb< sn =250mm+5700mm=5950mm f 3 0 n梁高 h=650mm， h0 =650mm-35mm=615m，m翼缘厚 h'f =80mm判别 T形截面类型：弯矩设计值取 M=320.57KN·m，翼缘计算宽度取 b'f =2100mm2=1.0 ×11.9 N /mm2 × 1995mm× 80mm×( 615mm-80mm/2)跨内负弯矩按矩形截面布置一排纵筋考虑，取h0 =650mm-60mm=590m。mh 0 =650mm-80mm=570m，m支座处截面按矩形截面计算。支座负弯矩考虑按布置两排纵筋考虑，取连续主梁正截面承载力计算表截面边跨跨内中间支座