钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖.docx

湖南农业大学工学院
课程设计说明书

课程名称： 水工钢筋混凝土结构
题目名称： 钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
班 级：07 级 水利水电工程 专业 2 班
姓 名：
学 号：
指导教师：
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水工钢筋混凝土结构课程设计任务书
一． 内容
钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
二． 设计资料
某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
1楼层平面
L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm
板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm
2.建筑位于非地震区
3.结构安全级别为Ⅱ级
4.结构环境类别为一类
5.建筑材料等级：混凝土：梁、板 C25
钢 筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋 Ⅰ级 梁中受力筋Ⅱ级
6.荷载：
钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3
水磨石面层： 0.65kN/m2
石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3
楼面活荷载： 6kN/m2
（建议尺寸：柱=350mm×650mm）
三． 设计要求
板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算
次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算
主梁的设计：按弹性理论分析方法计算
四． 设计成果
计算书 1份
板的平面配筋图 （比例自拟）
次梁配筋图 （比例自拟）
主梁材料图与配筋图（比例自拟）
五． 要求
参考现行设计规范，认真、独立、按时完成

六． 参考资料
赵鲁光 主编，《水工钢筋混凝土结构习题与课程设计》，中国水利水电出版社，1998
海河大学 等合编，《水工钢筋混凝土结构学》，中国水利水电出版社，1996

七． 设计时间
2009.5.18-2009.5.24

图1 楼盖平面图
一. 内容
钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
二.设计资料
某多层工业建筑楼盖平面如下图采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
钢 筋：板中钢筋，梁中箍筋，构造钢筋Ⅰ级，梁中受力钢筋Ⅱ级。
板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算
次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算
主梁的设计：按弹性理论分析方法计算
板的厚度按构造要求h=80mm>l/40=2000/40=50mm取。
次梁截面高度取h=500mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。
主梁截面梁高度取h=700mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。
四.板的计算
板按考虑塑性内力重分布方法计算。
板的尺寸及支承情况如图所示。
1.荷载计算
恒载标准值:
水磨石面层 0.65 kN/m2
板自重 25х0.08=2.0 kN/m2
板底抹灰 17х0.015=0.255 kN/m2
合计 g=2.905 kN/m2
恒载设计值: 2.905х1.2=3.486 kN/m2
活载标准值： 6 kN/m2
活载设计值: q=1.3х6=9.6kN/m2
P = g + q = 3.486 + 5.2 = 8.686 kN/m2
2.内力计算
板厚 h=80mm, 次梁 bхh=200mm х500mm
计算跨度: 边跨 L01=Ln+h/2=2000-120-200/2+80/2=1820mm
L01= Ln+a/2=2000-120-200/2+120/2=1840mm
选其中较小者L01=1700mm
中跨 L02=Ln=2000-200=1800mm
跨度差：(L01-L02)/L02=(1820-1800)/1800=1.1%<10%，故按等跨连续板计算.
板的弯矩计算表:

连续板各截面弯矩计算
表1
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
弯矩计算系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14

2.616
-2.616
1.759
-2.010
3截面承载力计算：
取a=20 , b=1000mm , h=80mm, h0=h-a=80-20=60mm, fc=10N/mm2 ,fy=210N/mm2,各截面的配筋计算见 表2
板的配筋计算
表2
板带部位
边区板带（①～②、⑤～⑥轴线间）
中间区板带（②～⑤轴线间）
板带部位截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
M/kN·m
2.616
-2.616
1.759
-2.101
2.616
-2.616
1.759х0.8=1.407
-2.010х0.8=1.608

0.073
0.073
0.049
0.056
0.073
0.073
0.039
0.045
ζ=1-√(1-2хαs)
0.076
0.076
0.050
0.057
0.076
0.076
0.040
0.046
As=fcbζh0/fy(mm2)
215.776
215.776
143.191
164.245
215.776
215.776
113.939
130.604
选配钢筋
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6@180
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6/8@180
ф6@180
ф6@180
实配钢筋面积（mm2）
218
218
157
218
218
218
157
157

中间板带②～⑤轴线间，其各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其弯矩降低20%。
表中ζ的最大值为0.076<ζb=0.614;
表中所选最小配筋面积As=157mm2;
验算最小配筋率 ρ=As/(bh0)=157/（1000х60）=0.26%>ρmin=0.15%满足要求。

五．次梁的设计（按塑性内力重分布计算方法）
次梁按塑性内力重分布方法计算，有关尺寸及计算简图如图所示。

1．荷载计算
恒载 板传递荷载 3.486х2=6.972 kN/m
次梁自重 1.2х25х0.2х（0.50-0.08）=2.52 kN/m
梁侧抹灰 1.2х17х0.015х（0.50-0.08）х2=0.257 kN/m
合计 g=9.749kN/m
活荷载：由板传来 q=5.2х2=10.4 kN/m
总荷载 p = g + q = 9.749+10.4=20.149kN/m
2.内力计算
计算跨度：边跨 Ln=6000-240-300/2=5610mm
L01=（6000-240-300/2）х1.025=5750 mm
L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730 mm
故取较小者L01=5730mm
中跨 L02=6000-300=5700 mm
跨度差：（5730-5700）/5700=0.52%<10%,按等跨连续梁计算。
次梁弯矩计算表（M=αmbpL02）
次梁弯矩计算
表3
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨
中间支座
弯矩计算系数
1/11
-1/11
1/16
1/14

60.141
-60.141
40.915
46.760

 次梁简力计算表（V=αvbpLn）
次梁剪力计算
表4
截面
端支座右侧
离端第二支座左侧
离端第二支座右侧
中间支座左侧、右侧
剪力计算系数
0.45
0.6
0.55
0.55

50.866
67.822
63.167
63.167

3.配筋计算
（1）次梁正截面抗弯计算
跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度为
边跨 bf＇=L01/3=5730/3=1910 mm<b+Sn=200+(2000-120-100)=1980 mm
中跨 bf＇=L02/3=5700/3=1900 mm< b+Sn=200+1800=2000 mm
hf＇=80 mm，h=500 mm，a=35 mm， h0=500-35=465 mm
判别T形截面类型：
αfc bf＇hf＇(h0— hf＇/2)=10х1900х80х(465-80/2)х10-6=646 kN·m
αfc bf＇hf＇(h0- hf＇/2)> Mmax ，故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。h0=465。b=200 mm fc=10N/mm2 fy=310N/mm2次梁正截面承载力计算见 表5。

次梁正截面承载力计算
表5
截面
边跨跨中
离端第二支座
离端第二跨跨中及中间跨跨中
中间支座
M/kN·m
60.141
-60.141
40.915
46.760
b或bf＇
1910
200
1900
200
αs=M/(fcbh02)
0.016
0.139
0.010
0.108
ζ=1-√(1-2хαs)
0.016
0.150
0.010
0.100
As=fcbf＇ζh0/fy（mm2）
458.4
451.131
285
344.121
选配钢筋
2ф12+2ф14
2ф12+2ф14
2ф14
2ф14+1ф10
实际钢筋面积
（mm2）
524
524
308
383
其中ζ=x/h0均小于0.35，符合塑性内力重分布条件
次梁斜截面承载力计算分别见表6.

次梁斜截面承载力计算
表6
截面
边跨跨中
离端第二支座左侧
离端第二支座右侧
中间支座
V（kN）
50.866
67.822
63.167
63.167
0.25fcbh0
(N)
232500>V
232500>V
232500>V
232500>V
Vc=0.7ftbh0
(N)
71600>V
71600>V
71600>V
71600>V
配筋方法
构造配筋
构造配筋
构造配筋
构造配筋
选用箍筋
双肢箍ф6
双肢箍ф6
双肢箍ф6
双肢箍ф6
Asv = n Asv1 (mm2)
57
57
57
57
实际钢筋间距S(mm)
200
200
200
200
表中所选最小配筋面积As=57mm2;
验算最小配筋率 ρ=As/(bхs)=57/（200х200）=0.143%>ρmin=0.125%满足要求。

六.主梁的设计(按弹性理论计算)
主梁按按弹性理论计算，有关尺寸及计算简图如图所示。

1．荷载计算
恒载 次梁传递荷载：9.749х6=58.494 kN
主梁自重: 1.2х25х0.3х（0.7-0.08）х2=11.16 kN
主梁抹灰: 1.2х17х0.015х（0.7-0.08）х2х2=0.759 kN
合计 g=70.413 kN
活载 q=10.4х6=62.4 kN
总荷载 p=g+q=70.413+62.4=132.813 kN
2.内力计算
计算跨度 边跨ln=6000-240-350/2=5585mm
l0=ln+a/2+b/2=5585+240/2+350/2=5880mm
l0=1.025хln+b/2=1.025х5585+350/2=5900
取较小者l0=5880mm
中跨 l0= ln + b=6000mm
平均跨度：（6000-5880）/2=5940mm
跨度差：（6000-5880）/5880=2.04%<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。
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表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算，则：
M=K1Gl0+K2Ql0；
V=K1G+K2Q；
式中系数K值由查表的，具体计算结果以及最不利内力组合见 表7。
表7

项次

荷载简图
弯矩（）
剪力
边跨跨中
B支座
中间跨跨中
A支座
B支座

①

0.244
0.155
-0.267
0.067
0.067
0.733
-1.267
1.000
102.200
61.484
-113.801
28.306
28.306
51.613
-89.213
70.413

②

0.289
0.244
-0.133
-0.133
-0.133
0.866
-1.134
0
103.201
89.014
-50.935
-52.261
-52.261
54.038
-70.762
0

③

-0.044
-0.089
-0.133
0.200
0.200
-0.133
-0.133
1.000
-19.293
-33.299
-50.935
72.584
72.584
-8.299
-8.299
62.4

④

0.229
0.125
-0.311
0.096
0.170
0.689
-1.311
1.222
81.463
47.530
-161.38
37.801
65.229
42.994
-81.806
76.253
内
力
不
利
组
合
①+②
205.401
150.498
-164.736
-23.91
-23.91
105.651
-159.975
70.413
①+③
83.907
28.185
-113.147
100.890
100.89
43.314
-97.513
132.813
①+④
184.663
109.014
-226.948
66.107
93.535
94.607
-171.019
146.666

内力包络图及弯矩包络图（上）
3配筋计算

(1)正截面抗弯承载力计算
跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:
中跨:bf＇=l0/3=6000/3=2000mm<b+Sn=350+（6000-350）=6000mm
边跨:bf＇= l0/3= 5880/3=1960mm<b+Sn=350+(6000-240-350/2)=5935mm
hf＇=80mm,h0=700-35=665mm
中跨：fcbf＇hf＇ (h0-hf’/2)=10х2000х80х(665-80/2)=1024 kN·m
>M=100.890kN·m
边跨：fcbf＇hf＇ (h0-hf’/2)=10х1960х80х(665-80/2)=1004 kN·m
>M=205.401kN·m
故按跨中截面第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算，取h0=700-80=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）。
b=300mm, fc=10.0N/mm2, fy=310N/mm
因为梁与支座整体连接,所以支座B的计算弯矩为:
MB=┃MB┃-b/2х┃VBR┃=┃-226.948┃-0.3/2х┃132.813┃=203.706 kN·m
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见 表9及 表10。
主梁正截面承载计算
表9
截面
边跨跨中
中间支座
中间跨跨中
M/kN·m
205.401
-226.948
100.890

b/2х┃VBR┃kN·m

132.813х0.30/2

M- b/2х┃VBR┃kN·m

203.706

b/ bf＇
1960
300
2000

αs=M/(fc bf＇bh02)
或αs=M/(fcbh02)
0.024
0.197
0.011

ζ=1-√(1-2хαs)
0.024
0.221
0.011

As=fcbf＇ζh0/fy（mm2）
1008.461
1327.687
492.225

选配钢筋
2ф16+2ф20
2ф20+2ф22
2ф12+2ф14

实际钢筋面积
(mm2)
1030
1388
534

表中ζ的最大值为0.221<ζb=0.614;
表中所选最小配筋面积As=1388mm2;
验算最小配筋率 ρ=As/(bh0)=1388/（300х665）=0.70%>ρmin=0.15%满足要求。

主梁斜截面承载力计算
表10
截面
支座A
支座Bl
支座Br
V（kN·m）
105.651
171.019
146.666
0.25fcbh0
(N)
498750>V
465000>V
465000>V
Vc=0.7ftbh0
(N)
153615>V
143220<V
143220<V
选用箍筋
2ф8
2ф8
2ф8
Asv = n Asv1 (mm2)
101
101
101
S=1.25fyv Asv h0/（V-0.7ftbh0)
366.129
588.965
4751.204
实际箍筋间距S(mm)
250
250
250
Vcs=0.7ftbh0+1.25fyv Asv h0/S
223859>V
208711>V
208711>V
实际钢筋面积(mm2)
 101
101
101

表中所选最小配筋面积As=101mm2;
验算最小配筋率 ρ=As/(bхs)=101/（300х250）=0.135%>ρmin=0.125%满足要求。

次梁配筋图

板配筋图

主梁配筋图