混凝土结构设计

现浇整体式单向板肋梁楼盖课程设计任务书

1.1、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9kN/m2。

（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）。 柱的截面尺寸400mm400mm

（6）楼板厚度为80mm，次梁截面为bh200mm500mm，主梁截面bh250mm700mm，

1.2、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）； 100～1：200）；

（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。

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：

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）

1.3、课程设计目的

（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；

1

（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；

1.4、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。

2、设计资料

某工业用仓库，设计试用年限为50年，采用整体式钢筋混泥土结构，楼面使用活载为90kN/㎡，楼盖粱格布置如下图所示。

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图1 二楼楼面结构平面布置图

（1）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/㎡,梁板天花用混合砂浆抹灰15mm。 （2）材料选用

a.混泥强度等级采用C20、C25或C30。

b.钢筋采用受力纵筋HR335或HRB400；其他钢筋均用HPB235。 （3）板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm。 （4）二楼楼面结构平面布置图如图1所示（楼梯间在此平面外）。

（5）楼板厚度为80mm，次粱截面为b×h=200mm×500mm，主梁截面b×h=250mm×700mm，柱截面尺寸b×h=400mm×400mm

3、板的计算

板按塑性内力重分布方法计算。按单向板设计。

l2850mm71mmh）板的厚度按构造要求取h=80mm（1。次梁截面高度取h=450mm

4040l00mm36mmh）（2，截面宽度b=200mm，板的尺寸及支撑情况如图2所示。

15150

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图2 板的尺寸

图3 板的计算简图

（1）荷载 恒载标准值

底层20mm厚水泥砂浆，10mm厚面层 0.65kN

80mm钢筋混泥土板 0.08×25kN/m3=2.0kN/㎡ 15mm混合砂浆天花抹灰 0.015mm×17kN/m3=0.34kN/㎡ gk2.91kN/㎡ 线恒载设计值 g=1.2×2.91kN/m=3.49kN/m 线活载设计值 q=1.3×6kN/m=7.8kN/m 合计 11.29kN/m 即每米板宽 g+q=11.29kN/m （2）内力计算 计算跨度

h0.2m0.08m2.85m0.12m2.67m222边跨

a0,2m0.12mln2.85m0.12m2.69m2.67m222ln取l0=2.67m

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中间跨 l0=2.85m-0.20m=2.65m

计算跨度差（2.67m-2.65m）/2.65m=0.7%<10%，说明可按等跨连续板计算内力（为简化计算起见，同意取l0=2.67m）。取1m宽板带作为计算单元。计算简图如图3 连续板各截面的弯矩计算见表1

表1 连续板各截面弯矩计算

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m 1 111 111 161 14Mm(gq)l02/(kNm)7.32 -7.32 5.03 5.75 （3）截面承载力计算

b=1000m，h=80mm，h0=80mm-20mm=60mm，1=1.0，连续板各配筋计算见表2

表2 连续板各截面配筋计算

板带部位截面 边区板带（①～②，⑤～⑥轴线间） 中间区板带（②～⑤轴线间） 边跨跨内 M/(kN·m) 7.32 0.171 sM 1fcbh02离端第离端第二中间支边跨跨二支座 跨跨内、中座 内 间跨跨内 -7.32 5.03 -5.75 7.32 0.171 0.117 0.134 0.171 离端第离端第二中间二支座 跨跨内、中支座 间跨跨内 -7.32 4.02 -4.6 0.171 0.094 0.107  Asbh01fc/fy/mm2 选配钢筋 实配钢筋面0.1 3 0.1 3 0.125 425 0.144 490 0.1 3 0.1 3 0.099 337 0.113 384 Φ8/10 ＠100 4 Φ8/10 ＠100 4 Φ8 ＠100 503 Φ8 ＠100 503 5 Φ10 ＠100 785 Φ8/10 ＠100 4 Φ8 ＠100 503 Φ8 ＠100 503

积/mm2 中间区板带②-⑤轴线间，各区内格板的四周与梁整体连接，故各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

图4 连续板的配筋示意图

4、次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。 取主梁的梁高所示。

h700mml35700mm475mm，梁宽b=250.次梁有个尺寸及支撑情况如图51212

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图5 次梁的尺寸

图6 次梁计算简图

（1）荷载 恒载设计值

由板传来 3.49kN/㎡×2.85m=9.95kN/m

次梁自重 1.2×25kN/m3×0.2m×（0.5m-0.08m）=2.52kN/m 梁侧抹灰 1.2×17kN/m3×0.02m×0.5m-0.08m）×2=0.26kN/m g=12.73 活载设计值

由板传来 q=7.8kN/㎡×2.85m=22.23kN/m 合计 g+q=34.96kN/m （2）内力计算 计算跨度

0.25m5.155m 2a0.24m5.275 ln5.155m22边跨 ln5.4m0.12m 1.025ln1.0255.155m5.2845.275 取l0=5.275m。

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中间跨 l0ln5.4m0.25m5.15m 跨度差 （5.275m-5.15m）/5.15m=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 连续梁各截面弯矩及剪力计算分别见表3和表4

表3 连续次梁弯矩计算

截面 弯矩计算系数m 边跨跨内 1 1188.43 离端第二支座 1 11-88.43 Mm(gq)l02/(kNm)离端第二跨跨内、中间跨跨内 1 1657.95 中间支座 1 14-66.23 

表4 连续次梁剪力计算

截面 剪力计算系数v Vv(gq)ln/kN端支座内侧 离端第二支座外侧 0.45 0.6 81.10 108.13 离端第二支座内侧 0.55 99.02 中间支座外侧、内侧 0.55 99.02 （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

11'边跨 bfl05275mm1760mmbs0200mm2000mm2200mm

331'第二跨和中间跨 bf5150mm1720mm

3梁高 h=500mm，h0500mm35mm465mm 翼缘厚 hf80mm

判别T型截面类型：按第一类T形截面试算。 跨内截面1fcbfhf(h0'''hf2')696mmAs9mm，故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，

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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

表5 连续次梁正截面承载力计算

截面 M/（kN·m） 边跨跨内 88.43 0.020 0.020 9 离端第二支座 -88.43 0.172 离端第二跨跨内、中间跨跨内 57.95 0.013 中间支座 -66.23 0.129 sM/1fcb'fh02(sM/1fcbh)20 Asb'fh01fc/fyAs(bh01fc/fy) /mm20.190 701 0.013 412 0.139 513 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2 218+1663 14 218+2817 14 212+1481 18 212+2513 14

表6 连续次梁斜截面承载力计算

截面 V/kN 0.25cfcbh0/N 0.7ftbh0/N 端支座内侧 离端第二支座外侧 81.10 108.13 276700>V 260000>V 80700V 77700V 807009

图7 次梁配筋示意图

5、主梁计算

主梁按弹性理论计算

柱高H=4.5m，设计柱截面尺寸为400mm×400mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图8所示

图8 主梁的尺寸

图9 主梁的计算简图

(1)荷载 恒载设计值

由次梁传来 12.73kN/m×5.4m=68.74kN 恒载设计值（折算为集中荷载）

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1.2×25kN/m3×0.25m×（0.70m-0.08m）×2.85m=13.25kN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）

1.2×17kN/m3×0.02m×（0.70m-0.08m）×2.85m=13.25kN G=83.0kN 活载设计值

由次梁传来 Q=22.23kN/m×5.4m=120.0kN 合计 G+Q=203.0kN 图8主梁的尺寸 （2）内力计算

0.4m边跨 ln5.70m0.12m5.38m

2b0.4mab0.37m0.4m l01.025ln1.0255.38m5.71mln5.38m5.77m

222222中间跨 ln5.70m0.40m5.30m l0lnb5.30m0.40m5.70m

跨度差 （5.71m-6.60m）/5.70m=0.18%<10%，则可按等跨度连续梁计算。

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，计算简图如图9所示

在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨度连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则

M=KGl0+KQl0

V=KG+KQ

式中系数K值由附录7中查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7、表8.将以上醉不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图10所示

表7 主梁弯矩计算 序号 计算简图 边跨跨内 中间支座 K MB(MC)中间跨跨内 K M1① K M20.067 31.70MB 90.970.200 136.8 ② ③ 0.244 115.0.2 198.021MB30.323 0.267 126.320.133 90.970.133 90.97

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④ 0.229 156.91 ⑤ 0.311(0.0)212.72(60.88)0.170 116.28

表8 主梁剪

最不利荷载组合 ①+② 1-60.88(-212.MB20.2972) 3 313.66 -217.29 116.28 力计算

-59.27 ①+③ ①+④ ①+⑤ 85.32 272.55 95.35 端支座 序号 计算简图 -217.29 168.50 -339.04(-187147.98 .20) -187.20(-339147.98 .04) 中间支座 K VBex(VCex)k VAin① K VBin1.000(1.267) 83.0(105.16)0.733 60.84 ② 1.267(1.000)105.16(83)0.866 82.68 1.134 136.080 ④ ⑤ 最不利荷载组合 ①+② ①+④ ①+⑤ 0.6 82.681.131(0.778)1.222(0.0) 135.72(93.36)146.(10.68)VBex10.68 -10.63.36（135.72） （-146.） -241.24 -240.88（-176.36） -115.84（-229.） 83 229.（115.84） 176.36（240.88） 1.76 143.52 50.16

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图10主梁的弯矩包络图个剪力包括图

（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

11'bfl05700mm1900mmbs000mm， 并取

33h0700mm35mm665mm

判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。 跨内截面 1fcbfhf(h0''hf2')4323mmAs15mm，故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，取h0700mm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）。跨内截面在弯矩作用下按矩形截面计算，取

h0700mm60mm0mm

主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表9及表10.

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表9 主梁正截面承载力计算

截面 M/（kN·m） bV0/(kNm) 2b(MV0)/(kNm)2 边跨跨内 313.66 中间支座 -339.04 40.6 298.44 中间跨跨内 168.50 -59.27 sM/1fcb'fh02(sM/1fcbh02)0.031 0.261 0.017 0.049 /mm  Asb'fh01fc/fyAs(bh01fc/fy)/mm20.031 15 0.309 1900 0.017 852 0.050 317 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2

220+21610 25 225+216+220 216+2857 17 220 628 2012

表10 主梁斜截面承载力计算

截面 V/kN 0.25cfcbh0/N 0.7ftbh0/N 端支座内侧 离端第二支座外侧 离端第二支座内侧 1.76 241.24 229. 494600>V 458410>V 458410>V 14780014

Vcs(0.7ftbh0fyvAsvh0)/Ns 218323 218323 VVcsAsb()/mm 0.8fysin选配钢筋 实配弯筋面积/mm2 （4）主梁掉筋计算

由次梁传至主梁的全部集中力为 G+Q=68.74kN+120kN=188.74kN

192.94 95.28 125 117 227 490.9 GQ188.74103N2则 As 444.9mm22fysin2300N/mm0.707选2

17（As455mm2）

主梁配筋示意图如图11所示 图11 主梁的配筋示意图

图11 主梁的配筋示意图

6、施工图

板、次梁、主梁配筋图分别见附图12、附图13、附图14。

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