土木工程混凝土结构课程设计

混凝土结构课程设计

一、设计题目

钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖

二、基本资料

某多层厂房，采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，其二层楼面结构布置如

下图所示，板伸入墙内120mm,次梁伸入墙内240mm,主梁伸入墙内370mm,楼

面面层为水磨石，自重为（）.65kn/m2,板底及梁侧用15mm厚石灰砂浆粉刷。楼面

活荷载标准值取qk=3.O+O』n（n:学号）。柱网尺寸为11X⑵11=12=6+0.3m,其中m

取值为：当学号n=l〜10时，m=3；当学号n=U〜20时，m=2；当学号n=21〜30

时,m=I；当学号n=31〜40时,m=0。混凝土强度等级为C20或C25,主次梁纵向

受力钢筋采用HRB335或HRB400其余钢筋均采用HPB235。

三、基本任务及成果规定

（一）撰写混凝土楼盖设计计算:说明书

1.设计资料

2.板的设计（按可塑性内力重颁布理论进行设计）

3.次梁的设计（按可塑性内力重颁布理论进行设计）

4.主梁的设计（按弹性理论进行设计，规定满足承载力及裂缝宽度条件）

5.设计总结（对设计的合理性方面及存在的局限性进行总结）

（二）绘制楼面结构施工图（2#图纸2张）

L楼面结构平面布置图（1:100）

图中需标注墙、柱定位轴线编号，梁、柱定位尺寸及构件编号（建议代号：板一Bn,次梁

-CLn,主梁一ZLn）o

2.板的配筋图（可直接绘在结构平面布置图上）

图中需标明板厚、钢筋直径、间距及其长度定位尺寸。

3.次梁模板及配筋图（1:50.1:20）

图中需标注次梁截面尺寸，箍筋形式、直径及间距，纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长

度定位尺寸。

4.主当模板及配筋图（1:30,1:20）

涉及主梁的弯矩包络图及材料抵抗弯矩图。图中需标注主梁截面尺寸、箍筋形式、直径及

间距，纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长度定位尺寸，其中纵筋的纵向长度定位应依据

材料抵抗弯矩图进行。

5.结构施工图说明

垂要说明构件的确混凝土强度等级、钢筋代号与级别的相应（如中代表HPB235等）、保

护层厚度，尺寸单位以及楼面荷载值等。

某工业厂房钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

一、设计资料

图1是某多层工业厂房的楼盖建筑平面布置（楼梯间不在此平面内），楼盖拟

采用现浇钢筋混凝十单向板肋梁楼盖，试进行设计c

①其中板、次梁按考虑塑性内力重颁布设计，主梁按弹性理论设计。设计资料如下：

楼面做法如下：

水磨石面层20mm厚（自重0.65kn/m2）

钢筋混凝土现浇板（容重25kn/m2）

板下混合砂浆抹面15mm（容羽「kn/m?）

②楼面活荷载q=5.7kn/n】2

③材料：混凝土,C25,钢筋，梁内受力钢筋为HRB335,其余用HPB235钢筋。

④梁板入墙长度：板为120mm；次梁为240mm；主梁为360mm。

⑤柱：bXb=5（X）mmX500mm。

®恒载分项系数为12活荷载分项系数为1.3（由于楼面活荷载标准值大于4kn/m?）。

I.根据构造拟定板厚及主、次梁的橄面尺寸

拟定主梁跨度为6.3m,次梁跨度为6.3m,主梁每跨跨内布置两根次梁，板

跨度为2100mm0

按高跨比条件，规定板厚h>2IOO/4O=525mm,对工业建筑的楼盖板，规定h>70mm,

取板厚h=80mm。

次梁截面尺寸：h=l/l8〜1/12=350〜525mm取h=450mm

b=l/3〜1/2=150〜225mm取b=200mm

主梁截面尺寸：h=l/14~l/8=450~787.5mm

取h=650mm,b=300mm

2.板的设计（塑性内力重颁布法）

（1）拟定板的计竟跨度

次梁截面200X450,板在墙上支承宽度为板跨长如附图1

边跨：lm=In+h/2=1760+80/2=1800m

22

M2=M3=1/16(p+g)(lo2)=(10.23/16)XL9=2.31kn-m

2

Mc=-1/14(p+g)(lOi)=-(10.23/14)X1.92=264kn•m

板厚h=80mm.h0=80-20=60mm；混凝土C25.a=lfc=l1.9n/mm2；HPB235钢筋，

fy=210n/mm2：板按考塑性内力重颁布方法计凫，取1m宽板带作为计和单元(b=1000mm),

板的配筋计算见下表。

板的配筋计算

板带部位截面1B2C

M(kn•m)30.1-3.012.31-2.64

a，=M/(a£bhJ)0.070.070.0540.062

丫户0.5[1+(1-2或)型]0.9640.9640.9720.968

As=M/fyYsho(mnr)248248189216

选配钢筋中8@2()0①8@200中8@200中8@200

实配钢筋面积(mm?)251251251251

板配筋如卜.图：

2.次梁的计算：

次梁按考虑塑性内力重颁布方法计算。

(1)荷载计算：

恒我设计值：

由板传来永久荷载:2.82X2.1=5.92kn/m；

次梁自重：1.2X25X0.2X(0.45-0.08)=2.22kn/m：

梁侧抹灰：I.2XI7X0.02X(0.45-0.08)X2=0.30kn/m；

g=8.44kn/m；

活荷载设计值：由板传来：p=7.41X2.1=15.56kn/m：

合计:g+q=24kn/m«

(2)内力计算:

计算跨度：

边跨:101=1.0251n=1.025X5910=6058mm；

|01=ln+a/2=5910+240/2=6030mm；

取较小值6030mm

中间跨：10=ln=6000mm:

跨度斋戒：(6058-6000)/6058<10%;

按等跨连续梁计算内力。

查得弯矩系数。值：边跨中为1/11,离端第二支座为-1/11,中跨中为1/16,中间支

座为-1/14,故弯矩设计值为：

Mi=-MB=(g+q)101711=24X6.032/1l=79.32kn-m

M2=(g+q)lo22/16=24X62/16=54kn•m

2

Mc=-(g+q)l()2/14=-24X62/14=-61.71kn・m

剪力设计值为

VA=0.45(g+q)ln)=0.45X24X5.91=63.81kn

VBL=0.6(g+q)lni=0.6X24X5.91=85.1Okn

VBr=0.55(g+q)l„2=0.55X24X6=79.20kn

Vc=0.55(g+q)I(>2=0.55X24X6=79.20kn

(3)承载力计算

1)正截而受弯承载力计算

支座B.C按200X450的矩形截面计算，跨内按T形磁面计算,其翼缘宽度取下面二

都是较小值:

bt-l/3X6000=2023mm<b+sn=200+1900=2100mm

取b'f=2023mm

梁高:h=450mmh0=450-35=415mm

翼缘厚:b'f=80mm

判别T形截面类型：

Sfcb'由'Qo-h'f/2)=1.0X11.9X2023X80X(415-8072)=714kn-m>M।>M2;

故各跨中截面均属于第•类T形截面。

支座截而按矩形截而计算，按布置一排纵筋考虑，h0=4l5mm.混凝土C25,ol=l,

tc=11.9n/mni2,fy=300n/mm2

次梁正截面及斜截面承载力“算分别见下表：

次梁正截面承载力计算

截面1B2C

M(kn•m)79.32-79.3254-61.71

2

as=M/(aifcbho)0.0190.01930.0130.150

八=0.5[1+(1-2晨)<10.9900.8920.9940.918

2

As=M/fyYsho(mm)643.5714.2436.4540.0

选配钢筋2①18+1①142①2230142①16+①14

实配钢筋面积(mm?)662.9760461555.9

2)斜截面承载力计算

混凝土C25,ft=1.27n/mm2；箍筋采用HPB235,fyv=210n/mm2；

hw/h=(465-80)/200<4,属厚腹梁。

次梁斜截面承载力计算

截面

AB>BrC

V(kn)63.8385.1079.2079.20

0.25P£bho=246.9knVA<73.8kn35.34kn<Vm<35.34kn<VBr<35.34kn<Vc<

0.7ftblw=73.8kn246.9kn246.9ki246.9kn

构造配筋计律配筋计算配筋计算配筋

选用箍筋心8中6中6中6

Asv=nAsvi(mm2)100.6100.6100.6100.6

S=l.25fyvA»、h”V-0.7ftbho-1349X0.8=10794486X0.8=35893589

实际配筋中8@200①8@200①3@200中8@200

验算0.24(附)=0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.18%

满足最小配筋率.

次梁配筋图见附图3。

3.主梁的计算：

主梁按弹性理论计算,

主梁两端支承于砖墙，入墙360mm,高柱截面尺寸为500X500mm,主梁的有

关尺寸及支承情况如图所示。

（I）荷载

恒载设计值：

由次梁传来:8.44X6.3=53.17kn

主梁自重（折算为集中荷载）

0.3X25X1.2X（0.65-0.08）X2.1=10.77kn：

梁侧抹灰（折和为集中荷载）

1.2X17X0.02X（0.65-0.08）X2X2.1=0.98kn：

G=53.i7+10.77+0.98=64.92kn

活荷载设计值：

由次梁传来:P=15.56X6.3=98.03kn

合计：G+P=162.95kn

（2）计算跨度

主梁两端支承于砖墙，入墙360mlm中间支承柱500X500,按连续梁计算

边跨：101=lnl+（a+b）/2=5810+（360+500）/2=6240mm：

loi=l.O25Xln+b/2=1.025X5810+500/2=6205mm；

取loi=621Omm

中间跨ln=6300mm；

跨度差V10%,可按等跨连续梁计算。

（3）内力计算

由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为钱支柱顶上的连续梁。

在各种不同颁布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续内力系数表进行，跨中和支座截

面最大弯矩及剪力按下列公式计算，贝h

M=kiGi+k2Qi；G=64.92knP=98.03kn

V=k3G+k4P：G=64.92knP=98.03kn

边跨：G1=64.92X6.3=409.00kn•m

Pi=98.03X6.3=617.59kn・m

式中系数k值由查表得。

（4）主梁承载力计算

1）正截面受弯承载力计算

跨内按T形截面计算，由于

hf/ho=8O/615=O.I3>O.I

所以b'(=1/3=6.3/3=2.lm<b+s„=0.3+6=6.3m

取b'尸2100mm计算

判断1.2截面类型：

a£b'由'Qo-h'f/2)=1.0X11.9X2100X80X(615-40)=1149.5kn•m>Ml>M2

属第一类T形截面。

B支座按矩形截面计算，其弯矩设计值

MB=MBnm-Vo,(b/2)=-284.08+157.160.25=-244.79kn,in

2)斜截面受力计算(h0=580mm)

Hw/b=(hO-hf)/b=(58O-8O)/3OO4,属厚腹梁。

将以上最不利内立纵使下的弯矩图及剪力图分别又费画在同一坐标图上，即可得主梁的弯

矩包络图及剪力包络图，参见图纸。

主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表

主梁正截而承载计算

截面边跨跨中中间支座中间跨跨中

M(kn•m)262.16-244.79138.40-42.02

2

as=M/(aifcbho)0.02770.2040.01460.0044

5

Y.=0.5[l+(l-2as)0]0.9860.8850.9930.998

2

As=M/fyY$ho(mm)14411590755228

选配钢筋2中22(直)+2022(弯)4022(直)+2A22(弯)2①222①18

实配钢筋面枳(mm?)15201777760509

主梁斜截面承载力计算

截面支座Ar支座Bi支座Br

V(kn)126.64-207.01176.25

0.250tfcbho=517.7knVA<154.7kn154.7