建筑结构课程设计 (一)

广东工业大学华立学院

建筑结构课程设计

《混凝土楼盖设计》

论文题目：混凝土楼盖设计

学部：建设学部

专业：工程管理（工程造价与项目承包方向）

班级：

学号：

学生姓名:

指导教师:

目录

一、设计任务书............................................1

二、计算说明书............................................2

L基本设计资料........................................2

(1)材料..............................................2

(2)荷载标准值........................................2

2.板的设计............................................2

(1)确定板厚及次梁截面................................2

(2)板荷载计算.......................................2

(3)板的计算简图......................................3

(4)板的弯矩及配筋计算................................3

3.次梁设计...........................................4

(1)次梁的计算简图....................................5

(2)次梁的内力及配筋计算..............................6

4.主梁设计...........................................8

(1)主梁的计算简图....................................8

(2)内力计算和内力包络图..............................9

(3)主梁截面配筋计算.................................10

(4)附加横向钢筋计算.................................11

(5)主梁配筋图.......................................12

5.参考文献...........................................13

三、附表..................................................14

6.附表1.............................................14

7、附表2..............................................15

8、附表3..............................................16

混凝土楼盖设计

一、设计任务书

某内框架结构轻工仓库，二层建筑平面如图所示，墙厚240m%混凝

土柱400X400mmo房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土整浇

楼盖，设计之。

1.设计资料

1.楼面面层为水磨石、梁板底面为15mm厚混合砂浆抹平。

2.柱网尺寸和楼面活荷载标准值见附表。

3.材料:混凝土强度等级采用C25,梁内受力主筋采用HRB335钢，其

余均采用HPB235钢。

4.该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部分。(一类环境)

2.设计要求：

①板、次梁内力按塑性内力重分布计算;

②主梁内力按弹性理论计算;

③绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。

进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有：（1）

计算简图；（2）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（5）

计算说明书

1.基本设计资料：

(1)材料：C25混凝土：fc=11.9N/mm2,ft=l.27N/mm2,ftk=l.78N/mm2

钢筋：HPB235级:fy=210N/mm2,HRB335级:fy=300N/mm2,

工b=0.55

(2)荷载标准值

仓库活荷载标准值：qk=5.0KN/mm2,水磨石地面：0.65KN/mm2,

钢筋混凝土：25KN/'m3,混合砂浆：17KN/m3

⑶楼盖梁格布置及截面尺寸确定：主梁的跨度为6.9m,次梁的跨

度为6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m

2.板的设计(按塑性理论方法)

(1)确定板厚及次梁截面

①板厚h

h21/40=2300/40=57.5mm，并应不小于工业建筑楼面最小厚度70mm,

取h=80mm

②次梁截面bXa

次梁截面高h按(1/20—1/12)初估，选h=450mm,截面宽b(1/2

—1/3)h,选b=200mm

(2)板荷载计算

楼面面层:0.65KN/m2

板自重：0.08X25=2.0KN/m2

板底抹灰：0.015X17=0.255KN/m2

恒荷载g：1.2X2.905=3.49KN/m2

活荷载q：1.3X5.5=7.15KN/m2

g+q=10.64KN/m2,q/g=7.15/3.49=2.05<3

(3)计算简图

取板宽b=1000mm作为计算单元，由板和次梁尺寸可得板的计

算简图(实际9跨，可按5跨计算),如图(a),(b)所示。其中中

间跨的计算跨度10二In=2100mm,边跨的计算跨度10=ln+h/2=2120nl%

边跨与中间跨的计算跨度相差：(2120-2100)/2100X100%=0.95%,

故可按等跨连续板计算内力。

(b)

板的计算简图

(4)弯矩及配筋计算

板的截面有效高度

hO=h-as=80-20=60mm,并考虑用②~⑤与A1〜C2轴线间的弯矩折减,

可列表计算如下表：

表1板的弯矩设计值的计算

1B2C

截面位置

边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座

弯矩系数名“1/11-1/111/16-1/14

计算跨度/o（m）2.122.112.12.1

4.35-4.132.93-3.35

(kN.m)

表2板的配筋计算

截面位置1B2C

弯矩设计值（kN.m）4.35-4.312.93-3.35

2

as=M/a|fcbho0.102-0..010.068-0.078

0.1080.1070.0700.081

计算配筋(mn?)

367364238275

轴线As=€bh()aifc/fy

①〜②⑤〜⑥4>80130小8@：304>60100小£@100

实际配筋（mnr）

386:遂62832S3

计算配筋(mn?)

295291190220

As=&bh°a,fc/fy

4>80130力8@1304)60140虹@120

实际配筋（mn?）

轴线②〜⑤296296202236

配筋率验算

P=296/P=296/P=202/P=236/

Pnin=(45f,/fy)%

(1000x80)(1000x80)(1000x80)(1000x80)

二(45X

=0.37%二0.37%=0.25%=0.29%

1.27/210)%=0.272%

对轴线②〜⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减

20%,为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表2

在一般情况下，楼面所受动力荷载不大，可采用分离式配筋见图纸。

3.次梁设计（按塑形理论计算）

（1）计算简图的确定

①荷载

板传来的恒荷载:3.49X2.3=8.03KN/m

次梁自重：1.2X25X0.2X(0.45-0.08)=2.22KN/m

次梁粉刷：1.2X17X0.015X(0.45-0.08)X2=0.23KN/m

恒荷载：g=10.48KN/m

活荷载：q=l.3X5.5X2.3=16.445KN/m

g+q=10.48+16.445=26.925KN/m,q/g=16.445/10.48=1.569<3

②主梁截面尺寸选择

主梁截面高度h为（1/14—1/8）10=493〜863mm,选h=600mni；

由b=（1/2—1/3）h=220〜325mM选b=250mm,则主梁截面尺

寸bX*250X600

③计算简图

根据平面布置及主梁截面尺寸，可得出次梁计算简图，如图（c）、

（d）o中间跨的计算跨度10=ln=5750mm；边跨的设计跨度

10=ln+a/2=5750+130/2=5875mm<l.0251n=5894nHn,边跨和中间跨计

算跨度相差（5880-5750）/5750=2.2%,可按等跨连续梁计算。

（C）

次梁计算简图

（2）内力及配筋计算

①正截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按课本P81表5-6,

有

fb\^lo/3=575O/3=1917mm

[b't<b+Sn=200+l800=2000mm(Sn为梁净距)

取ho=h-as=45O-35=415mm

h'f/h0=80/415=0.193>0.1,故取b'f=1917mm

且Qfb；h\(ho-h'f/2)=1X11.9X1917X80X(415-80/2)

=684.4KN-m

以此作为判别T形截面类别的依据，次梁

支座截面按bXh=200X450mni的矩形截面计算，并取h0=415mm,支

座截面应满足CW0.35,以下计算过程列表进行。次梁受力纵筋采用

HRB335级钢筋(^b=0.55,fy=300N/mm2)

表3次梁的弯矩设计值的计算

1B2C

截面位置

边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座

弯矩系数a.w1/11-1/111/16-1/14

计算跨度lo

5.885.825.755.75

(m)

M=aM(g+4"；(kN.m)

84.63-82.9155.64-63.59

②斜截面受剪承载力计算

表4次梁的剪力设计值的计算

AB（左）B（右）C

截面位置

边支座离端第二支库离端第二支座中间支座

剪力系数4丫0.450.60.550.55

净跨度In5.7555.7555.755.75

箕=即（8+以

69.7392.9785.1585.15

（kN）

箍筋设计（如下表）

表6箍筋计算表

截面AB左BaC

V(KN)69.7392.9795.1585.15

0.7ftbho(N)73787737877378773787

f..bho(N)105410105410105410105410

箍筋肢数、直径2<t)62<t>62<t>62<t)6

Asv/S=0.24ftb/fyrV(0.9ftbho0.29oV<029ftbhoV<0.29ftbho

S(mm)190200200200

根据计算结果，画出次梁配筋图，在见图纸。中间支座负钢筋

分别在10/3处及10/5+20d处截断。其中次梁纵筋锚固长度确

定：

伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：

l=la=aX(fy/ft)Xd=0.14X300X10/1.27=330.7mm,取

335mm

伸入墙支座时，次梁的支承长度不应小与240mm,故取24(hm

梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12X16=192nlm,

故取200mm

4.主梁设计(按弹性理论计算)

(1)计算简图的确定

①荷载

次梁传来恒荷载：10.48X6=62.88KN

主梁自重:1.2X25X2.3X0.25X(0.6-0.08)=8.97KN

梁侧抹灰:1.2X17X2.3X0.015X(0.6-0.08)X2=0.73KN

恒荷载G：=72.58KN

活荷载Q：16.445X6=98.67KN

G+Q=171.25KN

②计算简图

假定主梁线双度与钢筋混凝土柱线刚度比大于5,则中间支承

按较支座考虑，边支座为砖砌体，支承长度为370mm。按弹性

理论计算时，各跨计算跨度均可取支座中心线间距离，则中间

跨10==6m,边跨10=6.06m,计算简图如下：

(e)

(f)

主梁计算简图

(2)内力计算和内力包络图

包络图详见图纸(在同一坐标下，画

出①+②、①+③、①+④、①+⑤的荷载组合下的内力图，其外包线是

弯矩包络图和剪力包络图)

表7主梁的弯矩设计值计算(kN・m)

kkk

项k

荷载简图蔚玩'777

次弯矩图示意图

10.244-0.2670.067-0.267/I

恒

ABC£>

载123.26-134.8833.55-134.88

0.289-0.133-0.133-0.133

2

活A1峰2b易aIX、一

198.47-91.34-90.55-91.34

载ABc0vnV

3-0.045-0.1330.200-0.133

Q||Q/■J

活Ala工2bJUaIX.

A'TcDzper

载-30.90-213.58136.16-9134

40.229-0.3110.17-0.089

则"IW.

活△IaJ_2hJLaIX./

A'B‘C'D

载157.26-213.58115.71-61.12wu

5J一Q[Q|qIQ.-0.030-0.0890.17-0.311

A1a42b石a

活T/I

ABCD

载-20.60-61.12115.74-213.58

组合项次①+③①+④①十②①+⑤

Mmin(kN•m)92.36-348.46-57-348.46

组合项次①+②①①十③①+④

Mmax(kN•m)321.73-196169.71-196

表R主梁的典力计算(kN)

k

项次荷载简图k

vT£

0.733-1.2671.000

1f161Gf增

恒载1a_L_2ba1_L_

ABCD53.20-91.9672.58

0.866-1.1340

2

@#2b易a

活我

85.45-111.890

0.689-1.3111.222

4W.Q|七

■AJa工2bJLa1A.

活载AB：D

67.98-129.36120.57

一卜山/IIQ.-0.089-0.0890.778

5AlaX.2b^a1

活载A'BzZD

-8.78-8.7876.77

组合项次①+②©+@①+④

Vnux(kN)138.65-100.74193.15

组合项次①+⑤①+④①+②

Vmin(kN)44.42-221.3272.58

(3)截面配筋计算

跨中截面在正弯矩作用下，为T形截面，其翼缘宽度按课本

P81表5-6取用

rb\^lo/3=6OOO/3=2OOOmm

[bW3+Sn=6000mm

故取b>2000mm

跨中钢筋按一排考虑，h0=h-as=600-35=565mm

支座截面在负弯矩作用下，为矩形截面，按两排钢筋考虑，

取h0=h-as=600-90=510mm

主梁中间支座为整浇支座，宽度b=350mm.则支座边Me二M-V0

Xb/2,V0=G+Q=143.02KN,配筋计算结果如下表：

表9主梁正截面受弯承载力及配筋计算

截面1B2

弯矩设计值(kN.m)320.67-316.40-57169.71

as=M/aitebho20.037-0.4090.060C.019

b=b'产2000b=250b=250t=2300

截面尺寸(mm)

ho=565ho=51Oho=565ho=565

0.0380.5400.062C.019

计算配筋(mm2)

19582731347979

选配As=&bho«ifc/fy

钢筋

2中22+2中256中252中163020

实际配筋(mnd

As=1742As=2945As=402As=942

表10主梁斜截面受剪计算

截面边支座边B支座左B支座右

V(KN)138.6522.32193.15

0.25fcbhD(KN)420.22>V379.3PV379.31>V

0.7ftbho(N)122571113347113347

ftbho(N)179387>V161925>V161925>V

箍筋肢数、直径n=2,e8n=2,4>8n=2,e8

A../S0.1350.8070.596

计算值S(mm)744125169

予配箍筋间距(mm)250120150

注：抗剪计算时的b均为腹板宽度b=250mm

(4)附加横向钢筋计算

由次梁传至主梁的集中荷载设计值：

F二次梁传来恒荷载+活荷载=62.88+98.67=167.55KN

附加横向钢筋应配置在S=3b+2hi=3X200+2X(600-450)=900mm

的范围内。

方案一：仅选择箍筋

由F^mnfyvAsvl,并取

m^F/nfyvAsvi=161550/(2X210X50.3)=7.65个

取m=10个，在主次梁相交处的主梁内，每侧附加4@8@70箍筋

方案二：选择吊筋

由F^2fyAsbsina，并选用HRB335级钢,则

2

Asb^F/2fysina=161550/(2X300Xsin45,)=381mm

可选用2①14(Asb=308mm2)吊筋，

由于集中荷载不大，故可按方案一配附加箍筋。

(5)主梁配筋图

①按比例画出主梁的弯矩包络图

②按同样比例(长度方向)画出主梁纵向配筋图。但本课程设计

不需纵向钢筋弯起抗剪，故纵向银筋弯起时只需要满足正截

面受弯承载力要求（材料图覆盖弯矩图）及斜截面受弯承载力

要求（弯起钢筋弯起点距该钢筋充分利用截面距离不小于

hO/2）

③作材料图，确定纵向钢筋的弯起位置和截断位置，切断钢筋

应在“理论断点”以外，当V>0.7ftbh0时，从该钢筋充分利

用截面伸出的长度2L21a+hO；当VWO.7ftbh0时，从该钢筋

充分利用截面伸出的长度21.21a,纵筋伸入支座大于等于两

根，且面积不得少于钢筋面积的50%,并且伸入支座要有一定

的锚固长度。

以上图均详见图纸。

（1）参考文献：

（2）熊丹安.建筑结构（第4版）.广州：华南理工大学出版社,

2009.

（3）重庆大学等编.土木工程施工（上册）.中国建筑工业出版社,

2008

刘元芳.建筑工程计量与计价.中国建材工业出版社，2009

附表1

钢筋配料单

钢

构钢筋简图符号直径下料长度数量重量

筋

件(mn)(mm)(kg)

编

名

号

称

①<1)82400225213.3

L-1

③6639015012.98

④662375410216.17

L-1

板

(

A~B⑤4>81230221107.37

①〜

②)⑥681230573278.39

©—_4>660752312.2

⑧661200344.32

二

附表2

钢筋配料单

构

钢

钢筋简图符直径下料长数重量

件

筋号