钢筋混凝土结构课程设计-整体式钢筋混凝土单向板类型结构

1、黑龙江大学钢筋混凝土结构课程设计组员 :班级 :学院 :水利电力学院2016 年 12 月目录钢筋混凝土结构课程设计任务书1楼板板梁结构计算书31. 基本资料32. 楼盖梁格布置及截面尺寸确定32.1 楼盖的结构平面布置32.2 估计梁、板尺寸43. 板的计算 43.1 荷载43.2 结构尺寸与计算简图43.3 内力计算53.4 配筋计算（正截面承载力计算）53.5 绘制施工图64. 次梁设计 74.1 结构尺寸与计算简图74.2 荷载计算74.3 内力计算（求最不利内力）84.4 截面设计84.5 正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）94.6 斜截面受剪承载力计算（计算横向抗剪钢筋）105.

2、 主梁设计 115.1 结构尺寸与计算简图115.2 荷载计算115.3 内力计算125.4 截面设计145.5 正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）155.6 斜截面承载力计算（计算横向抗剪钢筋）165.5 主梁的裂缝宽度验算165.6 主梁的附加横向钢筋计算175.7 抵抗弯矩图186. 绘制施工图 18钢筋混凝土结构课程设计任务书一、设计题目整体式钢筋混凝土单向板类型结构二、基本资料某厂房楼盖，采用现浇混凝土肋形结构，楼盖平面尺寸为19.8m ×30m，活荷载 3kN/mm2。楼盖搁置在 370mm 的砖墙上（轴线距内墙边缘 120mm）。楼层构造为 20mm厚水泥砂浆面层，

3、12mm厚石灰砂浆找平及粉 刷。采用 C20 混凝土（或根据实际情况选取），板的受力筋和构造筋、梁 的构造钢筋及箍筋用 HRB235钢筋，梁的纵向受力钢筋用 HRB335钢筋。 建 筑物的等级为 3 级，承受基本荷载组合。 试设计此楼盖的板、 次梁、 主梁。 楼盖所用材料重力密度（ 1）钢筋混凝土自重 25KN/mm3（ 2）水泥砂浆重 20KN/mm3（ 3）石灰砂浆重 16KN/mm3活荷载分八组设计组别12345678活载（ kN/mm2）22.52.7533.253.53.754平面尺寸分八组设计组别12345678平面尺寸（m）18×19.822×22.523.4

4、28.830×31.245×3050.4×36×60×4840.5×48三、设计内容及成果1、楼板板梁结构的结构计算书一份，内容包括：（ 1）结构平面布置（按轴线距离），初拟板、梁的截面尺寸；（ 2 ）板的内力计算和截面计算；（ 3）次梁的内力计算（要求画出内力包络图），截面设计（画出抵抗弯 矩图）；（ 4）主梁的内力计算（应画出内力包络图），截面设计及钢筋布置（要 求画出抵抗弯矩图）；裂缝宽度及挠度验算；（ 5）主梁的附加横向钢筋（吊筋，附加箍筋）计算。2、板梁结构施工图一张（用坐标纸，铅笔图或计算机出图） 内容包括：（ 1）楼盖结

5、构平面布置及板梁的配筋图（参考比例1:100 1:200 ）；（ 2）主梁配筋图（参考比例1:20 1:50 ）；（ 3）钢筋表；（ 4 ）说明。四、设计要求： 1、设计书内容完整，成果正确合理。一般包括设计资料，计算方法，结 构布置， 计算简图， 截面设计和钢筋布置等内容。 计算书要求条理分明书 写清晰。2、设计图纸要求符合建筑结构制图标准图面布置，比例，线形和字 体（仿宋体）等达到结构施工图要求。3、内力包络图及抵抗弯矩图要求画在坐标之内，标明尺寸，比例。4、要求依照规范参考有关资料独立完成设计任务。楼板板梁结构计算书1. 基本资料C20 混凝土的轴心抗压强度设计值f c=9.6N/mm2

6、，轴心抗拉强度设计值f t =1.10N/mm 2； HRB235钢筋抗拉强度设计值 f y=210 N/mm2， HRB335钢筋抗 拉强度设计值 f y=300 N/mm2；恒荷载分项系数为 1.05 ，活荷载分项系数为1.2 ，钢筋混凝土结构构件的承载力安全系数 K=1.2 ；纵向受力钢筋为 HRB335 时梁的最小配筋率 min=0.20% ，板的纵向受力钢筋最小配筋率min=0.15%2. 楼盖梁格布置及截面尺寸确定2.1 楼盖的结构平面布置楼盖尺寸为( 19.8 ×30)m，采用横墙承重方案，即主梁横向布置，次梁纵 向布置，主梁跨度为 6600mm，主梁每跨都布置两根次梁

7、，板的跨度为 2200mm。 板的长短跨之比为 6/2.2=2.7 <3.0 。但考虑以往工程经验，仍可采用考虑内力 重分布方法的连续单向板进行设计。 如果粱下不设钢筋砼柱， 主梁跨度 19.8 米， 截面尺寸太大，因此在设计中主粱下设置柱子，拟定尺寸( 400× 400)mm。整体现浇肋形楼盖结构平面布置图如图 1 所示。图12.2 估计梁、板尺寸(1) 按高跨比条件，要求连续板的厚度不小于其跨长的 1/40 ，故板厚 hL/40=2200/40 55mm，对工业建筑的楼板，要求 h80mm，所以取板厚 h=80mm。(2) 次梁截面尺寸：次梁 梁 高 h 与 跨 长 L 的

8、 比值 为 1/12 1/18 ， 故 梁 高 h=(1/18 1/12)L=(1/18 1/12) ×6000=(333.3 500)mm，取 h=500mm；梁截面宽 b 为高度 h 的 1/2 1/3 ，故截面宽 b=(l/2 l/3)h=(133.3 200)mm，取 b=200mm。(3) 主梁截面尺寸主梁 梁 高 h 与 跨 长 L 的 比值 为 1/15 1/10 ， 故 梁 高 h=(1/15 1/10)L=(1/15 1/10) ×6600=(440 660)mm，取 h=700mm；截面宽 b=(l/2 l/3)h=(200 300)mm，取 b=250

9、mm。3. 板的计算3.1 荷载在垂直于次梁的方向取 1m宽的板作为板的设计单元0.02 ×1.0 ×20 =0.4KN/m0.08 ×1.0 ×25 =2kN/m0.012×0.1×16 =0.192KN/m恒荷载标准值： 20mm厚水泥砂浆抹面80mm厚钢筋混凝土板12mm厚钢筋石灰粉刷活荷载标准值： 3KN/m2恒荷载设计值： g恒 =1.05×(0.4+2+0.192) =2.72KN/m 活荷载设计值： q活 =1.2 ×3=3.6 KN/m折算永久荷载： g' =g 恒+q 活/2=2.72+3

10、.6/2 =4.52KN/m 折算可变荷载： q' =q 活/2=3.6/2=1.8 KN/m3.2结构尺寸与计算简图次梁截面( 200×500)mm，次梁截面为 b=200mm，现浇板在墙上支撑宽度为 120mm。板为多跨连续板， 对于跨数超过五跨的等截面连续板， 其各跨受荷相同， 且跨差不超过 10%时，均按五跨等跨度连续板计算。按弹性方法计算内力设计值 ,计算弯矩用的计算跨度 l 0取支座中心线间的距 离 l c=2.2m，即 l 0=2.2m。净跨度 l n=2.2-0.2=2.0m 。板的结构尺寸图见图 2，计算简图见图 3。图2g'+q'图33.3

11、 内力计算(1) 弯矩活荷载布置图最不利内力最大弯矩(KN·m)最小弯矩(KN·m)A 1 B 2 C 3 C 2 B 1AM1=2.58M3=1.76M2=0.32M 2=1.41M1=1.48M3=0.67MB=-3.33MC=-2.70(2) 剪力肋形结构中的连续板可不进行受剪承载力计算， 即板的剪力由混凝土承受， 不需 设置腹筋。3.4 配筋计算 (正截面承载力计算 )板厚 80mm，截面有效高度 h0=80-35=45mm，取 1m宽的板作为板的设计单元，板的宽度 b=1000mm，C20混凝土轴心抗压强度设计值 f c=9.6N/mm2，HRB235钢筋抗拉强度

12、设计值 f y=210N/mm2。板的配筋计算表计算内容 钢筋计算点第1跨支座 B第2跨支座 C第3跨M(KN·m)2.583.331.412.701.76KM(KN·m)3.104.001.693.242.11s=KM/f cbh020.160.210.090.170.11=-1(1-2s)0.170.240.0940.190.12=c/ffy(%)0.781.100.430.870.552As= b0h(mm )351495193391247选配钢筋6/8200820062006/82006/82006/8200820062006/82006/8200实配钢筋面积As(

13、mm2)3925022823923923.5 绘制施工图板中除配置计算钢筋外， 还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢 筋。分布钢筋按规定选用 620；0 板面附加钢筋按规定选用 820，0 设置于主 梁顶部和墙边；墙角附加钢筋选用 8200，双向配置于四个墙角的板面，构造 成钢筋网。板的配筋图详见施工图。4. 次梁设计4.1 结构尺寸与计算简图 按弹性方法计算内力设计值 ,计算弯矩用的计算跨度 l 0取支座中心线间的距离l c=6.0m，即 l 0=6.0m。净跨度 l n=6.0-0.25=5.75m 。因跨度偏差小于 10%，可按等 跨连续板计算。次梁的结构尺寸图见图 4，计算

14、简图见图 5。60006000600060006000图54.2 荷载计算 活荷载设计值： q = 3.6 × 2.2 =7.92KN/m折算可变荷载： Q = 7.92 ×3/4 =5.94KN/m恒荷载设计值：板传来的恒荷载： 2.72 × 2.2=5.98 KN/m次梁自重： 1.05 ×(0.5-0.08) ×0.2 ×6×25=13.23KN/m梁侧抹灰重 :1.05 ×(0.5-0.08) ×2×0.012×6×16=1.02 KN/m小计：g=20.23kN/m

15、折算永久荷载： G = 20.23+7.92/4=22.21KN/m荷载总设计值： Q+G= 5.94+ 22.21 =28.15KN/m4.3 内力计算(求最不利内力)剪力的计算跨度取净跨度，即 l 0=l n。其中边跨 l 0=5.755m，中间跨 l 0=5.750m五跨连续梁求最不利内力活荷载布置图最不利内力最大弯矩(KN·m)最小弯矩(KN·m)最大剪力(KN)A 1 B 2 C 3 C 2 B 1 AM1=83.83M3=55.22M2=16.61VA=65.64M2=43.29M1=56.82M3=28.49M B=-109.40VBL=-98.65VBR=8

16、7.60M C=-86.90VCL=-80.21VCR=84.04求得的支座弯矩 Mc 为支座中心处的弯矩值，当连续梁(次梁)与支座(主梁) 整体浇筑时， 在支座范围内的截面高度很大， 梁在支座内破坏的可能性较小， 故 其最危险截面应在支座边缘处。 因此，可取支座边缘处的弯矩 M作为配筋计算的 依据。弯矩计算时计算跨度l 0=l c ，则支座边缘截面的弯矩的绝对值为：M=|MC|-|V 0|b/2 ，式中 V0为支座边缘处的剪力， b 为支承宽度。可求得支座边缘 弯矩：M B'=|M B|-|V 0|b/2=-(215.01-6 × 28.15 ×0.25 

17、5;1/2)=-88.29KN ·mM C'=|M C|-|V 0|b/2=-(166.36-6 × 28.15 ×0.25 ×1/2)=-65.79KN ·m4.4 截面设计整体式肋形结构中， 次梁和主梁是以板为翼缘的连续 T 形梁。支座截面承受负弯 矩，上侧受拉，下侧受压，受压区在梁肋内，因此按矩形截面进行设计；跨中截 面大多承受正弯矩， 故按 T 型截面设计。 其中截面高度 h=500mm，肋宽 b=200mm， 翼缘厚度 hf '=80mm，截面有效高度 h0=h-a=500-35=465mm。判别跨中 T 型截面的类型

18、：bf'=l 0/3= 6000/3=2000mm取较小值，可得翼缘宽度 bf'=2000mm bf'=b+s n=200+2000=2200mm由于 f cbf'h f'(h 0-h f '/2)=9.6 ×2000×80×(465-80/2)=652.8KN ·m > KMmax=1.2 ×83.83=100.60KN·m ，因此属于第一类 T 形截面。4.5 正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋） 支座截面按矩形截面计算，离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取 h0=50

19、0-60=440mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑， 取 h0=500-35=465mm。次梁正截面受弯承载力及配筋计算表计算内容钢筋计算点第1跨支座 B第2跨支座 C第3跨M(KN ·m)83.8388.2943.2965.7955.22KM(KN ·m)100.60105.9551.9578.9566.26fcbf' h02(KN ·m)4151.52-4151.52-4151.52s=KM/f cbf' h020.0242-0.0125-0.0160 =-1( 1-2s)0.0245-0.0126-0.01612As=fcbf'

20、 h0/f y(mm2)729-375-479=As/bh0(%)0.784-0.403-0.515fcbh02(KN ·m)-371.71-415.15-s=KM/f cbh02-0.285-0.190-=-1(1-2s)-0.344-0.213-=c/ffy(%)-1.100-0.682-2As= b0h(mm )-968-634-选配钢筋4 165 164 164 164 16实配钢筋面积2 A s(mm 2)80410058048048044.6 斜截面受剪承载力计算(计算横向抗剪钢筋)截面腹板高度与腹板宽度之比 hw/b=(465-80)/200=1.925 < 4，

21、为防止发生斜压破 坏和避免在使用阶段过早地出现斜裂缝构件尺寸应满足要求：KV0.25f cbh0次梁斜截面受剪承载力及配筋计算表计算内容钢筋计算点A支座C支座左侧C支座右侧B支座左侧B支座右侧V(KN)65.6480.2184.0498.6587.60KV(KN)78.7796.25100.85118.38105.120.25fcbh0(KN)223.2>KV211.2>KV截面尺寸满足抗剪要求截面尺寸满足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)71.61<KV67.76<KV需配置箍筋需配置箍筋选配箍筋61802 A sv(mm )57配箍率 sv=A sv/bs(%)

22、0.16>svmin=0.10 满足最小配箍率要求V c+V sv102.53>KV97.02<KV满足不满足，需加配弯筋帮助抗剪Asb(mm2)-100.71选配弯筋1 161 161 161 161 16实配钢筋面积 （mm2）201.1201.1201.1201.1201.15. 主梁设计5.1 结构尺寸与计算简图主梁端部支撑在带壁柱砖墙上，搁置长度为墙厚（ 370mm）。中间支撑在 400× 400（mm）混凝土柱上，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大得多， 故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。支座中心线间的距离l c=6.6m，净跨度

23、 l n=6.6-0.4=6.2m ，由于支座宽度 b=400mm> 0.05 l c=330mm，故 计算弯矩用的计算跨度 l 0=1.05 l n=6.51m。主梁按三跨连续梁计算。 主梁内力按弹性理论设计， 内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。 结构尺寸如 图 6 所示，计算简图如图 7 所示。图66510 6510 6510图75.2 荷载计算 为了简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载设计值：次梁传来的恒荷载： 20.23×6=121.40KN主梁自重： 1.05 ×(0.7-0.08) ×0.25 ×2.2 ×25= 8.

24、96KN 梁侧抹灰重： 1.05 ×(0.7-0.08) ×0.012×2.2 ×16×2= 0.50KN小计 活荷载设计值：G K =130.76kNQK =7.92 ×6 =47.52KN总荷载设计值：GK+QK=130.76+47.52=178.28KN5.3 内力计算1）支座弯矩及剪力可变荷载的最不利组合见图 8图8按弹性方法计算，集中荷载作用下连续梁的内力计算式：M1Gkl02Qkl0V 1Gk 2Qk1、2、L 为计算跨度。式中 1、2、1、2 为弯矩系数和剪力系数，可查表得到。 弯矩计算及主梁剪力计算结果见下表。弯矩计算

25、表 （ 单位： KN·m）项次M1MBM2a207.71-227.2857.03b89.4141.14-c-41.1461.87d70.84-96.2152.60M min（组合值）207.71-323.4957.03M max（组合值）297.11-186.13118.90剪力计算表（单位： KN）项次VAVBLVBRa95.85-165.67130.76b41.15-53.890c-6.32-6.3247.52d32.74-62.3058.07V min（组合值）128.59-227.97130.76Vmax（组合值）137.00-219.56188.83弯矩计 算时 计算跨度

26、l 0=1.05l n，则支座边 缘截 面的 弯矩 的绝 对值为：M=|MC|-0.025|V 0|l n ，式中 V0 为支座边缘处的剪力， l n为净跨度。可求得支座边 缘弯矩：M B'=|M B|-0.025|V 0|l n=-（323.49-227.97 × 6.2 ×0.025）=-288.15KN ·m 2）内力包络图图 9 ：剪力包络图，比例 1:50 ；剪力单位 KN，尺寸单位： mm图 10：弯矩包络图，比例 1:50 ；弯矩单位 KN· m ，尺寸单位： mm图9图 105.4 截面设计采用 C20 混凝土， fc=9.6N/

27、mm2，f t=1.1N/mm2；纵向钢筋采用 HRB335钢筋， f y=300N/mm2，箍筋采用 HRB235钢筋， f y=210N/mm2 。支座截面按矩形截面进行设 计，跨中截面按 T 型截面设计。其中跨中截面高度 h=700mm，肋宽 b=250mm，翼 缘厚度 hf '=80mm，钢筋按两排布置，截面有效高度 h0=h-a=700-90=610mm。 判别跨中 T 型截面的类型：f'=l 0/3= 6510/3=2170mmf'=b+s n=400+6200=6600m取较小值，可得翼缘宽度bf '=2170mm由于 f cbf'h f&

28、#39;(h 0-h f '/2)=9.6 ×2170×80×(610-80/2)=949.94KN ·m >KMmax=1.2 ×=KN·m ，因此属于第一类 T 形截面。5.5 正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）主梁正截面弯矩承载力计算计算内容第 1 跨支座 B第2跨钢筋计算点M(KN ·m)297.11288.15118.90KM(KN · m)356.53345.78142.68fcbf' h02(KN ·m)7751.59-7751.59s=KM/f cbf' h

29、020.046-0.0184=-1(1-2s)0.047-0.01862As=f cbf' 0h/f y(mm2)1991-787=As/bh0(%)1.30-0.52fcbh02(KN ·m)-893.04-s=KM/f cbh02-0.387-=-1(1-2s)-0.525- =c/ffy(%)-1.68-2As= b0h(mm )-2562-选配钢筋4 22+2 182 22+4 252 18+3 12实配钢筋面积2 A s(mm2)202927248485.6 斜截面承载力计算(计算横向抗剪钢筋) 截面腹板高度与腹板宽度之比 hw/b=(610-80)/250=2.12 <4，为防止发生斜压破 坏和避免在使用阶段过早地出现斜裂缝构件尺寸应满足要求：KV0.25f cbh0主梁斜截面受剪承载力计算计算内容钢筋计算点A支座B支座左侧B支座右侧V(KN)137.00227.97188.83KV(KN)164.40273.56226.600.25fcbh0(KN)366KN >KV 截面尺寸满足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)117.42KN<KV 需配置箍筋选配箍筋6220A sv(mm2)57配箍率0.1036> svmin=0.10sv=A sv/bs(%)满足最小配箍率要求V c+V sv164.8