钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

钢筋混凝土结构-1

课程设计

题目：钢筋混凝土单向板

肋梁楼盖设计

姓 名： 张 赛 班 级：11级土木11班 学 号： 201124251128 学 部： 土木工程部

河北联合大学轻工学院 年 月 日

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

目录

1、设计资料......................................................... 2

1.1 楼面做法： .................................................. 2 1.2材料：....................................................... 3

混凝土强度等级：梁、板均为 C35............................. 3

2、楼盖的结构平面布置............................................... 3 3、板的设计......................................................... 4

3.1荷载......................................................... 4 3.2计算简图..................................................... 4 3.3弯矩设计值................................................... 5 3.4正截面受弯承载力计算......................................... 5 4、次梁设计......................................................... 6

4.1荷载设计值................................................... 6 4.2计算简图..................................................... 7 4.3内力计算..................................................... 7 4.4承载力计算................................................... 8

4.4.1正截面受弯承载力 ....................................... 8 4.4.2斜截面受剪承载力 ....................................... 9

5、主梁设计......................................................... 9

5.1荷载设计值................................................... 9 5.2计算简图.................................................... 10 5.3内力设计值及包络图.......................................... 10

5.3.1弯矩设计值 ............................................ 10 5.3.2剪力设计值 ............................................ 11 5.3.3弯矩包络图 ............................................ 11 5.4承载力计算.................................................. 14

5.4.1正截面受弯承载力 ...................................... 14 5.4.2斜截面受剪承载力 ...................................... 15

6、绘制施工图...................................................... 16

6.1施工说明.................................................... 16 6.2结构平面布置图.............................................. 16 6.3板的配筋图.................................................. 16 6.4次梁配筋图.................................................. 17 6.5主梁配筋图.................................................. 18

1

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

某多层厂房的建筑平面如图l所示，环境类别为一类，楼梯设置在旁边的附属房间内。楼面均布可变荷载标准值为 7KN/m2，楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。

图1建筑平面图

1、设计资料

1.1 楼面做法：

10mm厚耐酸瓷砖（重力密度24kN/m2）

20mm厚水泥砂浆（重力密度20kN/m2） 钢筋混凝土现浇板（重力密度25kN/m2） 20mm厚石灰砂浆抹底（重力密度17kN/m2）

2

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

1.2材料：

混凝土强度等级：梁、板均为 C35

钢筋强度等级：板中钢筋、梁中箍筋及构造钢筋采用HPB300级钢筋。 主梁及次梁中纵向受力钢筋采用 HRB400 级钢筋。

2、楼盖的结构平面布置

主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.3m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.3/3=2.1，L02/L01=6.3/2.1=3,因此按单向板计算。

按跨高比条件，要求板厚h≥2100/30=70mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥70mm，取板厚h=70mm。

次梁截面高度应满足h=L0/18~L0/12=6000/18~6000/12=333~500mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面跨度取200mm。

主梁的截面高度应满足h=L0/15~L0/10=6300/15~6300/10=420~630mm，取h=600mm。截面宽度取b=300mm。

楼盖结构平面布置图见图。

图2 结构平面布置图

3

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

3、板的设计

3.1荷载

板的永久荷载标准值

10mm厚耐酸瓷砖 0.01×24=0.24kN/m2 20mm厚水泥砂浆 0.02×20=0.4kN/m2

钢筋混凝土现浇板 0.07×20=1.4kN/m2 20mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/m2

小计 2.38kN/m2 板的可变荷载标准值 7kN/m2

永久荷载分项系数取1.2；因楼面的课表荷载标准值大于4.0kN/m2，所以可变荷载分项系数应取1.3.于是板的

永久荷载设计值 g2.381.22.856kN/m 可变荷载设计值 q71.39.1kN/m

荷载总设计值 g+q=11.956kN/m 近似取g+q=12kN/m

3.2计算简图

按塑性内里重分布设计。次梁截面为200mm×500mm，板的计算跨度： 边跨 L01=Ln=2100200/2-120+70/2=1915mm 中间跨 L02=Ln=2100200=1900mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示。

4

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

3.3弯矩设计值

不考虑板拱作用截面弯矩的折减。查表得，板的弯矩系数m分别为：

边支座1/16；边跨中 1/11；离端第二支座，1/11；中跨中 1/16；中间支座 1/14。

MA0M1(gq)l01/11121.9152/114.36KNm2故 MB(gq)l01/11121.9152/114.36KNm

MC(gq)l02/14121.92/143.09KNmM2M3(gq)l02/16121.92/162.71KNm2223.4正截面受弯承载力计算

环境类别一类，C35混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。假定纵向钢筋直径

dd=10mm，板厚70mm，则截面有效高度h0hc701510/250mm；板

2宽b=1000mm。C35混凝土，11.0，fc16.7KN/mm2;HPB300钢筋，

fy270N/mm2。板配筋计算的过程列于表。

5

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

板 的 配 筋 计 算

截 面 弯矩设计值（KNm） 1 4.36 0.104 0.110 B 4.36 2 2.71 0.065 0.067 C 3.09 sM/(1fcbh02) 0.104 0.110<0.35 0.074 0.077<0.35 112s 计算配筋（mm2） Asbh01fc/fy 340.2 340.2 207.2 238.1 实际配筋（mm） 28/10@200 As3228/10@200 As3226/8@200 As1968@200 As251计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；

As/bh251/(100070)0.36%,此值大于0.45ft/fy0.451.57/2700.26%, 同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。

4、次梁设计

根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

4.1荷载设计值

永久荷载设计值

板传来永久荷载 2.8562.16.0KN/m

（0.50.07）251.22.58KN/m 次梁自重 0.2（0.50.07）2171.20.35KN/m 次梁粉刷 0.02 小计 g=8.93KN/m 可变荷载设计值 q9.12.119.11KN/m 荷载总设计值 gq28.04KN/m

6

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

4.2计算简图

按塑性内力重分布设计。主梁截面为300mm×600mm。计算跨度：

l01ln（6000120400/2）1.025240/25942mm 边跨 l01ln（6000120400/2）(400120)/25940mm

取l015940mm

中间跨 l02ln60003005700mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图。

4.3内力计算

查表可得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值：

MA0M1(gq)l01/1128.45.942/1183.7KNm2 MB(gq)l01/1128.45.942/1183.70KNm

M2M3(gq)l02/1628.45.72/1656.94KNmMC(gq)l02/1428.45.72/1465.07KNm222简历设计值：

7

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

VA0.50(gq)ln10.5028.045.7380.33KNVBl0.55(gq)ln10.5528.045.7388.37KNVBrVC0.55(gq)ln20.5528.045.787.91KN

4.4承载力计算

4.4.1正截面受弯承载力

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6000/32000mm，bfbsn20019002100mm,

mm。除支座Bb12hf20012701040mm,三者的最小值，故取bf1040截面纵向钢筋安排两排布置外，其余截面均布置一排。

环境级别一级，C35混凝土，梁的最小保护层厚度 c=20mm。假定箍筋直径10mm，纵向钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋h0500201020/2460mm， 二排纵向钢筋h046025435mm。

C35混凝土，11.0，c1,fc16.7N/mm2,ft1.57N/mm2;

纵向钢筋采用HRB400钢，fy360N/mm2,fyv360N/mm2。正截面承载力计算过程列于表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。

次梁正截面受弯承载力计算

截面 弯矩设计值 （KNm）asM/(1fcbh0)或asM/(1fcbfh0)221 83.70 B 83.70 2 56.94 C 65.07 0.032 0.132 0.015 0.092 112as 0.046 0.246<0.35 0.015 0.097<0.35 8

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

Asbh01fc/fy或Asbfh01fc/fy 选配钢筋（mm2） 820.0 1050.0 332.9 414.0 416 AS=804 516As1005 312216As402 As339

计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；（200×500）=0.23%，此值大于0.45ft/fy0.451.57/3600.19%，As/(bh)226/

同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。 4.4.2斜截面受剪承载力

斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。

验算截面尺寸：

hwh0hf43570365mm,因hw/b365/2001.825<4，截面尺寸按下式验算：

0.25cfcbh00.25116.7200435363.23103N＞Vmax88.37KN截面尺寸满足要求。 计算所需腹筋：

计算支座B左侧截面。VBl88.37KN，

0.7ftbh00.71.5720043595.613KNVBl88.37KN，需按构造配置箍筋，采用C6@200双肢箍筋，sv228.31.570.14%0.30.13%,满足要求。

2002003605、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。

9

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

次梁传来的永久荷载 8.936.356.26KN 主梁自重（含

粉刷）

[(0.650.07)0.32.1252(0.650.07)0.022.117]1.211.96KN

永久荷载设计值 G11.9656.2668.22KN 可变荷载设计值 Q19.116114.66KN

5.2计算简图

因主梁的线刚度与柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支承中心线之间的距离，l06300mm。

5.3内力设计值及包络图

5.3.1弯矩设计值

弯矩 Mk1Gl0k2Ql0 式中系数k1,k2 查表得。

M1,max0.24468.2263000.289114.666300298.69KNmMB,max0.26768.2263000.311114.666300323.24KNm M2,max0.06768.2263000.200114.666300165.02KNm 10

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

5.3.2剪力设计值

剪力 Vk3Gk4Q

式中系数查表得

VA,max0.73368.220.866114.66149.30KNVBl,max1.26768.221.311114.66236.75KN VBr,max1.068.221.222114.66208.33KN5.3.3弯矩包络图

①第1、3跨有可变荷载，第2跨内没有可变荷载

支座B或C的弯矩值为：

MBMC0.26768.226.30.133114.666.3200.79KNm 在第一跨内：以支座弯矩MA0,MB200.79KNm的连线为基线，作

G68.22KN,Q114.66KN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：

1M1200.76(GQ)l0B(68.22114.66)6.3298.84KNm3333与前面计前面计算的M1max298.69KNm12MB12200.76(GQ)l0(68.22114.66)6.3231.92KNm3333

在第二跨内：以支座弯矩MB200.97KNm,MC200.97KNm的连线为基线，作G68.22KN,Q0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：

11Gl0MB68.226.3200.9764.53KNm。 33②第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载

第1跨内：在第1跨内衣支座弯矩MA0,MB323.24KNm的连线为基线，作G68.22KN,Q114.66KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：

1323.24(68.22114.66)6.3258.00KNm33

12323.24(68.22114.66)6.3150.27KNm33

11

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

在第2跨内：MC0.26768.226.30.089114.666.3170.52KNm。以支座弯矩MB323.24KNm,MC170.52KNm的连线为基线，作

G68.22KN,Q114.66KN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷

载作用点处弯矩值分别为：

12(GQ)l0MC(MBMC)3312(68.22114.66)6.3170.52(323.24170.52)93.43KNm33

11(GQ)l0MC(MBMC)3311(68.22114.66)6.3170.52(323.24170.52)144.33KNm33③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载

MBMC0.26768.226.30.133114.666.3200.79KNm 第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：

11(GQ)l0MB(68.22114.66)6.3200.79164.97KNm 33（与前面计算的M2,max165.02KNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：

1111Gl0MB68.226.3200.7969.51KNm3333

1212Gl0MB68.226.3200.792.58KNm3333弯矩包络图如图所示。

12

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

13

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

5.4承载力计算

5.4.1正截面受弯承载力

跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按L/3=6300/3=2100mm和b+Sn=200+2100-200=2100mm中的较小值确定，取

bf2100mm。

主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，支座截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度15 mm、板上部纵筋10mm、次梁上部纵筋直径 18 mm,假定主梁上部纵筋直径为25mm，一排钢筋时h0=600-15-10-18-25/2=595mm，二排钢筋时，h0=595-25=570mm。

纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余为1排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。B支座的弯矩设计值

MBMB,maxV0b/2323.24182.880.4/2286.67KNm。正截面受弯承载力的计算过程列于下表

截面 弯矩设计值 （kN·m） 1 298.69 B -286.67 165.02 2 -64.53 s=M/(1fcb2h0)或298.6910616.721006102 =0.023 64.53106286.67106165.0210616.7300570216.72100610216.73006102 =0.176 =0.013 =0.035 s=M/(1fcbh) ,f20s(0.989 112s0.9 0.993 0.982 )/2 1375.28 1552 756.75 299.24 AsM/ 14

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

s0hfy 420+112 As=1369.1 618 As=1527 318 As=763 214 As=308 选配钢筋 （mm2） 主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。 5.4.2斜截面受剪承载力

验算截面尺寸

hw=h0-h'f=570-70=500mm，因hw/b=490/300=1.63<4，截面尺寸按下式验算： 0.25cfcbh0=0.25×1×16.7×300×570=713.93KN>Vmax=220.12KN，截面尺寸满足要求。

计算所需腹筋：采用 C10@200双肢箍筋，

Vcs0.7ftbh0fyvAsv157h00.71.57300570360570364.78103KNVmaxs200不需要,配置弯起钢筋。

验算最小配筋率：

svAsvf1570.26%0.24t0.10%,满足要求。 bs300200fyv次梁两侧附加横向钢筋的计算：

次梁传来的集中力Fl56.26+114.66=170.92KN，h1600-500=150mm，附加箍筋布置范围s2h13b21503200900mm。取附加箍筋C10@200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排次梁两侧各布置3排。则mnfyvAsv16236078.5339.12103KNFl ，满足要求。

因主梁的腹板高度大于450 mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置2C14,308/(300×570)=0.18％>0.1％，满足要求。

15

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

6、绘制施工图

楼盖施工图包括施工说明、结构平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。

6.1施工说明

施工说明是施工图的重要组成部分，用来说明无法用图来表示或者图中没有表示的内容。完整的施工说明应包括：设计依据：（采用的规范标准：结构设计有关的自然条件，如风荷载、雪荷载等基本情况以及工程地质简况等）；结构设计一般情况（建筑结构的安全等级、设计使用年限和建筑抗震设防类别）；上部结构选型概述；采用的主要结构材料及特殊材料；基础选型；以及需要特别提醒施工注意的问题。

6.2结构平面布置图

结构平面布置图上应表示梁、板、柱、墙等所有结构构件的平面位置、截面尺寸、水平构件的竖向位置以及编号，构件编号由代号和序号组成，相同的构件可以用一个序号。楼盖的平面布置图见图所示，图中柱、主梁、次梁、板的代号分别用“Z”、“KL”、“L”和“B”表示，主、次梁的跨数写在括号内。

6.3板的配筋图

板配筋采用分离式、板面钢筋从支座边伸出长度aln/41900/4=475。板配筋图如图所示。

16

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

6.4次梁配筋图

次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边

ln/520d6000/5+20×18=1560mm，现取1560；切断面积要求小于总面积的二

分之一，B支座切断1C16,254.5/1017=0.25<0.5，C支座切断1C18,113.1/339=0.33<0.5,均满足要求；B支座第二次切断1C16，离支座边

ln/36000/3=2000；剩余2C16兼做架立筋。端支座上部钢筋伸入主梁长度la（0.14×360/1.57)d=577.8mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度

las12d216mm 。次梁配筋如图所示。

17

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

6.5主梁配筋图

主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座，不配置弯起钢筋。所以仅需确定B支座上部钢筋的切断点。截面负弯矩的弯矩包络图如图所示将B支座的④、⑤、⑥号筋按钢筋面积比确定各自抵抗的弯矩，如④号筋（2C14，As308mm）抵抗弯矩为 286.67×308/1771.93=49.83kN·m。钢筋的充分利用点和不需要点的位置可按几何关系求得，见图所示。第一批拟截断⑤号筋（2C25），因截断点位于受拉区，离该钢筋充分利用点的距离应大于

1.2la1.7h01.2×（35.2×25)+1.7×570=2025mm；截断点离该钢筋不需要点的

距离大于1.3h0（741mm）和20d（500mm ）。⑤号筋截断点离B支座中心线的距离：按第一个条件时2025+116=2141mm；按第二个条件时741+661=1402mm，有第一个条件控制。⑥号筋的截断点位置可同理确定。

主梁边跨的固端弯矩：

MgAB4(GQ)l014(68.22114.66)6162.56KNm

27275.36162.5644.17KNm

5.3621梁柱线刚度比 5.36，则梁端的最终弯矩：

MAB162.56将④号筋贯通，可承受负弯矩>MAB,满足要求。

因主梁的腹板高度hw61070540mm450mm,需在梁的两侧配置纵向构造钢筋。现每侧配置2C14，配筋率308/（300×530）=0.20%>0.1%，满足要

18

钢筋混凝土结构-2课程设计——单层厂房设计

求。主梁配筋如图所示。

19