资源描述
土木工程学院《混凝土构造设计》
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
一、设计题目
设计某多层工业厂房楼盖构造。
二、 设计条件
（1） 某多层工业厂房，采用内框架构造，原则层建筑平面图如图1所示，墙厚240mm，混凝土柱截面尺寸400mm×400mm。设计使用年限50年，构造安全级别为二级，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原则值见表1，准永久值系数ψq=0.5。
（4）材料规定：
1）混凝土：钢筋混凝土构造混凝土强度级别不应低于C20，当采用400MPa及以上钢筋时，混凝土强度级别不应低于C25。
2）钢筋：梁内受力主筋采用HRB335级钢筋，别的均采用HPB300级钢筋。
（5）该厂房无特殊规定，楼梯位于楼盖外部相邻部位。
表1 各学号设计条件
柱网L1×L2
/mm
可变荷载原则值（kN/m2）
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
6000×6600
1
2
3
4
5
6
7
6600×6900
14
13
12
11
10
9
8
6600×7200
15
16
17
18
19
20
21
6600×7500
28
27
26
25
24
23
22
6900×7200
29
30
31
32
33
34
35
6900×7500
42
41
40
39
38
37
36
三、设计内容
1.拟定构造平面布置图
2.板设计（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，涉及：
（1）构造平面布置图（1：200）
内容：轴线号、板（区格）、梁、柱编号，截面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸等。
（2） 板配筋图（1：50）
内容：受力钢筋和构造筋编号、形式、位置、直径和间距；对的表达钢筋及其弯钩位置；四种构造钢筋；分布钢筋（垂直于板底和板面受力钢筋），垂直主梁及板边、边角构造负筋，它们直径、间距和面积规定详见《混凝土构造设计规范》（GB50010-）。分布钢筋可不绘出，统一用文字注明。
（3） 次梁配筋图
立面图（1:30--1：50）
内容：轴线号，支承（砖墙、主梁位置、尺寸），钢筋编号，纵向钢筋切断点至支座边沿距离，箍筋直径、间距，构造钢筋不用画。
断面图（1:20--1：30）
内容：钢筋编号，纵向钢筋（受力、构造）直径、根数、断面尺寸。
（4） 主梁配筋图
内容：在图中绘出弯矩包络图及材料抵抗弯矩图，拟定纵向钢筋布置，并画纵向钢筋大样图，别的参照次梁。
（5） 施工阐明
内容：混凝土强度级别、钢筋强度级别、构造钢筋、混凝土保护层厚度、板厚等。
四、 成果规定
规定完毕所有设计内容，完毕设计计算书一份，计算书规定计算精确，环节完整，内容清晰。每人需完毕1号图一张，用铅笔绘图，规定图面布局均匀、比例恰当、线条流畅、整洁美观，标注及阐明用仿宋体书写，严格按照建筑制图原则作图。课程设计时间为两周。
五、参照资料
1．混凝土构造设计规范[S]（GB 50010－）
2．建筑构造荷载规范[S]（GB 50009－）
3．建筑构造制图原则[S]（GB/T 50105－）
4．沈蒲生，梁兴文.混凝土构造设计[M].北京:高等教诲出版社，第4版.
5．朱彦鹏，蒋丽娜.混凝土构造设计原理[M].重庆：重庆大学出版社，第4版.
活
载
学
号
L1*L2
m)
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
28.8m×17.1m
1
2
3
4
5
6
7
29.6m×17.7m
8
9
10
11
12
13
14
20.4m×18.3m
15
16
17
18
19
20
21
31.2m×18.9m
22
23
24
25
26
27
28
32.0m×19.5m
29
30
31
32
33
34
35
32.8m×20.1m
36
37
38
39
40
41
42
33.6m×20.7m
43
44
45
46
47
48
49
34.4m×21.3m
50
51
52
53
54
55
56
35.2m×21.9m
57
58
1、 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构造，楼盖梁布置如图所示。
2、材料选用：
（1）、混凝土：采用C25（ N/,N/)。
（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335级（N/)，板内及梁内其他钢筋可以采用HPB300（N/)。
二、板计算
板按考虑塑性内力重分布办法计算。板/=5920/=2.96<3,宜按双向板设计，本例按单向板计算。
板厚度按构造规定曲h=/30=/30=67<80,取h=80mm。次梁截面高度取 h=450mm> /15=5920/15=395mm ，截面宽度b=200mm，板尺寸及支撑状况如图所示。
（a）
（1）、荷载
荷载原则值
20mm水泥砂浆面层 0.02m×20kN/=0.4kN/
80mm钢筋混凝土板 0.08m×25kN/=2.0kN/
三夹板顶棚 0.18
=2.58kN/
线恒荷载设计值 g=1.2×2.58=3.096
线活荷载设计值 q=1.3×5=6.5
共计 9.596
（2） 、内力计算
计算跨度：
边跨 +h/2=1630+80/2=1670=1.67m
+a/2=1630+120/2=1.69m
取=1.67m。
中间跨 =2m-0.20m=1.8m
跨间差（1.8m-1.67m）/1.67m=7.7%<10%，阐明可按等跨持续板计算内力（为简化起见统一取1.8m）。取1m板宽作为计算单元，计算简图如上。
持续板截面弯矩计算
截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内及中间跨跨内
中间支座
弯矩计算系数
-
-
/(KN·m)
2.43
-2.43
1.94
-2.22
（3） 、持续板各截面配筋计算
b =1000mm，h =80mm，有效高度=80mm-20mm =60mm，=1.0；持续板各截面配筋计算如下表：
持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
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·m
2.43
-2.43
1.94
-2.22
2.43
-2.43
1.940.8
=1.552
-2.220.8
= -1.776
0.057
0.057
0.046
0.052
0.057
0.057
0.036
0.042
0.059
0.059
0.047
0.053
0.059
0.059
0.037
0.043
/
156
156
124
140
156
156
98
114
选配钢筋
Φ6
@170
Φ6
@170
φ6
@200
Φ6
@200
Φ6
@170
Φ6
@170
φ6
@200
φ6
@200
实配钢筋面积/
166
166
141
141
166
166
141
141
中间区格板带（②~⑤轴线间）存在内拱作用，其弯矩值需折减20%。
持续板配筋示意图如图：
板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办法计算。
取主梁高度h=650mm>6000/12=500mm，梁宽b=250mm。次梁关于尺寸及支撑状况如图所示。
（1） 、荷载
恒载设计值
由板传来荷载 3.096×2m=6.192
次梁自重 1.2×25×0.2m×(0.45m-0.08m)=2.22
=8.412
活载设计值
板传来活载 q =6.5×2m=13
共计 g + q =21.412
（2） 、内力计算
计算跨度
边跨 +a/2=5.675+0.24/2=5.795
1.025=1.025×5.675=5.817
取 =5.795m
中间跨 ==5.67m
跨度差 （5.795m-5.76m）/5.67m=2%<10%
可以按等跨计算内力。统一取=5.795m
计算简图如图所示。
持续次梁各截面弯矩及剪力计算：见表
持续次梁弯矩计算表
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
-
-
/(KN·m)
65.37
-65.37
43.02
-49.17
持续次梁剪力计算
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、内侧
弯矩计算系数
0.45
0.6
0.55
0.55
/KN
54.68
72.88
66.8
66.8
（3） 、持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：
边跨： ==1/3×5795mm=1932mm<=200mm+1800mm=mm
离端第二跨、中间跨： ==1/3×5670mm=1890mm
梁高 h=450mm，=450mm-35mm=415mm， 翼缘厚（即板厚） =80mm
鉴别T形截面类型：
则=689 KN·m 故各跨内截面属于第一类T形截面
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=450mm-60mm=390mm，
其她中间支座按布置一排纵筋考虑，取=450mm-35mm=415mm。
持续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表：
持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
-65.37
0.016
0.18
0.016
0.2<0.35
（）/
478
658
选配钢筋
316
218+114
实配钢筋面积/
603
663
截面
离端第二跨跨内及中间跨跨内
中间支座
M / KN·m
43.02
-49.17
0.011
0.12
0.011
0.13<0.35
（）/
342
428
选配钢筋
216
218
实配钢筋面积/
402
509
持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 / KN
54.68
72.88
246925>V
232050>V
73787>V
69342<V
选用箍筋
2φ8
2φ8
101
101
<0
3075
实配箍筋间距
200
200
截面
离端第二支座内侧
中间支座外侧、内侧
V / KN
66.8
66.8
232050>V
246925>V
69342>V
73787>V
选用箍筋
2φ8
2φ8
101
101
<0
<0
实配箍筋间距
200
200
次梁配筋示意图如下图：
次梁配筋图如下图;
1:50
1:25
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。主梁关于尺寸及支承状况如图所示。
（1) 荷载
恒载设计值
由次梁传来荷载 8.421×5.92m=49.8
主梁自重 1.2×25×0.25m×(0.65m-0.08m)×2m=8.55
（折算为集中荷载）
=58.35
活载设计值
次梁传来活载 Q =13×5.92m=76.96
共计 G+Q =135.31
(2) 内力计算
边跨
取
中间跨
取
计算跨度差：（5.895m-5.87m）/5.87m=2%<10% ，可按等跨持续梁计算。
（3）计算简图
由于主梁线刚度较柱线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上是持续梁，其计算简图为：
(4）内力组合及内力计算
采用等跨持续梁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：
，
。
（边跨取=5.87m，中跨取5,985，支座B取=5.9275m）
持续主梁弯矩计算表（KN·m）
序号
计算简图
边跨跨内
中间支座
中间跨跨内
①
②
③
④
⑤
最不利荷载组合
①+②
214.13
-153.02
-37.27
①+③
63.34
-153.02
115.52
①+④
187.02
-234.22（-132.95）
101.70
①+⑤
70.04
-132.95（-234.22）
101.7
持续主梁剪力计算表（KN）
序号
计算简图
端支座
中间支座
①
②
0
④
⑤
最不利荷载组合
①+②
109.42
-161.2
58.35(73.93)
①+④
95.80
-174.82（-118.22）
152.40（80.78）
①+⑤
35.92
-80.78（-152.40）
118.22（174.82）
由上述计算表可绘出持续主梁弯矩包络图和剪力包络图，如下图所示：
(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：
边跨：==1/3×5870=1957mm<=250mm+5700mm=5950mm
离端中间跨：==1/3×5985mm=1995mm<=250mm+5700mm=5950mm
梁高h=650mm，=650mm-35mm=615mm，翼缘厚=80mm
鉴别T形截面类型：弯矩设计值取M=320.57KN·m，翼缘计算宽度取=2100mm
则=1.0×11.9×1995mm×80mm×（615mm-80mm/2）
=1092 KN·m>M=214.13KN·m
故各跨内截面属于第一类T形截面。
跨内负弯矩按矩形截面布置一排纵筋考虑，取=650mm-60mm=590mm。
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=650mm-80mm=570mm，
持续主梁正截面承载力计算表
截面
边跨跨内
中间支座
M / KN·m
214.13
-234.22
20.3
/ KN·m
213.92
0.024
0.22
0.024
0.25
（）/
1168
1413
选配钢筋
420
320+218
实配钢筋面积/
1256
1451
截面
中间跨跨内
M / KN·m
115.52
-37.27
0.013
0.031
0.013
0.031
（）/
632
182
选配钢筋
216+118
212
实配钢筋面积/
657
226
持续主梁斜截面承载力计算
截面
端支座内侧
离端第一支座外侧
离端第二支座外侧
V / KN
109.42
174.82
152.4
457406>V
423940>V
423940>V
136683>V
126680<V
126680<V
选用箍筋
2φ8
2φ8
2φ8
101
101
101
<0
323
604
实配箍筋间距
200
200
200
6）主梁附加箍筋计算
由次梁传至主梁所有集中力为：G+Q=49.8KN+76.96KN=126.76KN，
则 取m=5
附加箍筋范畴 mm
主梁配筋示意图：
主梁配筋图和钢筋下料表分别如下图：
1:50
1:25
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