现浇楼盖混凝土课程设计

现浇钢筋混凝土楼盖 课程设计任务书

学生姓名: 周云慧

专业学号： 14120337

指导教师: 常生福

0 / 140 / 14

北京交通大学海滨学院土木工程系

2016.12

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书

一、设计题目

设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5＊L ，y，横向尺寸3＊Lx；楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖(楼盖板顶标高+6.0m,柱基础顶面标高-1.5m)。

图1 楼面平面示意

1

二、设计内容

1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算） 3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算） 4、主梁强度计算（按弹性理论计算） 5、绘制结构施工图

（1）结构平面布置图（1：200） （2）板的配筋图（1：50）

（3）次梁的配筋图（1：50；1：25）

（4）主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩M、剪力V的包络图 （5）钢筋明细表及图纸说明 三、设计资料

1、Ly和Lx尺寸（见设计分组表）

楼盖平面轴线尺寸示意图如图2所示.

Lx Lx Lx Ly Ly Ly Ly Ly

图2 楼面平面轴线尺寸

2

2、生产车间的四周外围护墙均为砖墙，墙厚370mm，采用MU10烧结页岩砖、M5混合砂浆砌筑。设计采用钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm。 3、荷载

（1）楼面活荷载，单位为kN/m2（见设计分组表） （2）楼面面层：水磨石地面0.65kN/m2

3（3）楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值25kN/m

（4）平顶粉刷：0.25kN/m 4、材料 （1）混凝土：C30

（2）钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，梁箍筋及板内构造筋采用HRB335级钢筋。 5、环境类别：一类 四、设计内容

1. 按指导教师给定的分组进行设计,编制设计计算书。

2. 用2号图纸2张或1号图纸1张绘制楼盖结构施工图，包括结构平面布置图，板配筋图，次梁和主梁配筋图（用铅笔图绘制）。

3. 结构平面布置：按指定的分组进行单向板肋梁楼盖布置，各构件按类型编号，主梁建议采用横向布置，梁宜贯通，布置应规整，同类型构件截面应尽可能统一。

4. 板和次梁采用塑性内力重分布方法计算；主梁采用弹性理论计算；

3

2五、课程设计分组情况（见分组名单） 六、具体要求：

计算书要求采用A4纸打印，字迹要求工整，条理清楚，页码齐全，表格规范并编写表格序号，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。

绘图采用手绘，图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标准。

提交全部成果时请自备档案袋，并在档案袋上写明专业、姓名、学号等。图纸按照标准格式折叠。 七、参考文献：

1．《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012） 2．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

3．混凝土结构 （第五版）（上、中册），东南大学天津大学同济大学合编 4. 混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）局部修订条文

4

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计计算书

一、设计题目

设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面如图所示，其中纵向尺寸5×Ly，横向尺寸3×Lx；楼盖尺寸由教师指定（根据学号进行分配）（采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖）

二、设计资料

1、Lx=6300, Ly=6900。

2、生产车间的四周外墙均为围墙，其中墙厚370mm，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm。 3、荷载

（1）楼面活荷载，单位为5.5kN/m （2）楼面面层：水磨石地面0.65kN/m

（3）楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值=25kN/m （4）平顶粉刷：0.25kN/m

4、材料

（1）混凝土：C30

（2）钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB400级钢筋，梁箍筋及板内构造筋采用HRB335级钢筋。 5、环境类别：一类

三、设计内容

1、楼盖的结构平面布置

（1）主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度Lx为6.3m，次梁的跨度Ly为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m。

2322lo2lo13，因此按单向板设计。

（2）按高跨比条件要求板的厚度h≥2100/30=70㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥70㎜，所以板厚取h=80㎜。

（3）次梁截面高度应满足h=(1/18 ~ 1/12)×Ly=(1/18 ~ 1/12)×6900=383~ 575mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2)×500=167~ 250mm，取b=200mm。

（4）主梁截面高度应满足h=(1/15 ~ 1/10 )×Lx=(1/15 ~ 1/10)×6300=420~630mm,取h=600mm，截面宽度b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2)×600=200~ 300mm,取b=250mm。

（5）柱：b×h=350mm×350mm

（6）楼盖结构平面布置图：见施工图。 2、 板的设计——按考虑塑性内力重分布设计

（1）取1m板宽作为计算单元，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨lo1ln2100175200/21975 中间跨lo2ln21002001900mm

0

（2）荷载计算 恒荷载标准值

水磨石地面：0.65×1=0.65 kN/m² 板的自重：1×25×0.08=2.0 kN/m² 平顶粉刷：0.25×1=0.25 kN/m²

小计 2.9 kN/m²

活荷载标准值： 5.5×1=5.5kN/m² 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4kN/m²，所以活荷载分项系数取1.3，永久荷载系数为1.2.

恒荷载设计值：g=2.9×1.2=3.48kN/m² 活荷载设计值：q=5.5×1.3=7.15kN/m² 荷载设计总值：g+q=10.63kN/m²

（3） 弯矩设计值 按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数M，板的弯矩设计值计算过程见下表

板的弯矩设计值的计算 截面位置 A 1 B 2 C 端支座 边跨跨中 离端第二支座 中间跨跨中间支座 中 弯矩系数M 计算跨度lo(m) -1/16 1/14 -1/11 1/16 -1/14 lo=1.975 2lo=1.975 2.96 lo=1.975 -3.77 lo=1.9 2.40 lo=1.9 -2.74 MM(gq)lo(kNm)

-2.59 （4） 配筋计算——正截面受弯承载力计算

环境类别一级，板的最小厚度c=15mm，假定纵向钢筋直径d=10mm。板厚80mm，h0=80-15-10/2=60mm，b=1000mm，C30混凝土 1=1.0，fc=14.3N/ mm2，HRB335钢筋，fy=300 N/ mm2。板配筋计算过程见表。

板的配筋计算 截面位置 A 弯矩设计值（kNm） -2.59 0.050 0.051 1 2.96 0.057 0.059 168.74 B -3.77 0.073 0.076<0.35 217.36 2 2.40 0.047 0.048 137.28 C -2.74 0.053 0.054<0.35 154.44 SM/1fcbh022 ξ112s ASbh01fcfy 实际配筋mm

2143.00 Φ6/8@200 Φ6/8@200 Φ8@200 AS=168 AS=168 AS=251 1

Φ6/8@200 Φ6/8@200 AS=168 AS=168 AminfAS0.45×t0.21%，不满足最小配筋率的要求。当满足要求时，

fybhASbhmin1000×80×0.21%168mm2

（5）板的配筋图绘制

板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋。板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度aln41900/4=475mm。板厚80mm，分布筋采用Φ6@250，与主梁垂直的附加负筋采用Φ8@200伸入板内480mm。板的配筋图见施工图。

3、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计

（1）则按塑性内力重分布设计，次梁的计算跨度为：边跨lo1ln6900350/2250250/26700mm 中间跨lo2ln69002506650mm

（2）荷载设计值：

恒荷载设计值

板传来的荷载：3.48×2.1=7.31kN/m

次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m 次梁粉刷： 2×（0.5-0.08）×0.25×1.2=0.252kN/m

小计 g=10.082kN/m

活荷载设计值： q=5.5×2.1×1.3=15.015 kN/m 荷载总设计值： q+g=15.015+10.082=25.097kN/m

（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算

按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数M和剪力系数设计值见表：

次梁的弯矩设计值的计算 A 1 B 截面位置 边支座 边跨跨中 离端第二支座 弯矩系数M 计算跨度lo(m) -1/24 1/14 -1/11 V。次梁的弯矩设计值和剪力

2 中间跨跨中 1/16 C 中间支座 -1/14 lo=6.7 -48.71 lo=6.7 83.50 lo=6.7 -106.28 lo=6.65 69.37 lo=6.65 -79.28 MM(gq)l02(kN.m)

次梁的剪力设计值的计算

截面位置 剪力系数

A 边支座 B(左) 离端第二支座 -0.6 B(右) 离端第二支座 0.55 C 中间支座 0.55 V0.45 2

净跨度lo=ln VV(gq)ln (kN) lo=6.7 lo=6.7 lo=6.65 lo=6.65 77.08 102.77 91.79 91.79 （4）配筋计算

①正截面抗弯承载力计算

次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面三项的较小值：

,bff=lo1/3=6700/3=2233mm ,bf=b+Sn=200+1975=2175mm ,,bf=b12hf=1160mm

故取bf,＝1160mm

在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区，应按矩形截面计算。

C30混凝土 1=1.0，fc=14.3N/ mm2，ft=1.43N/ mm2，HRB400钢筋，fy=360 N/ mm2。 箍筋

采用HRB335，fy=300 N/ mm2 ，梁的最小保护层厚度c=20mm假设箍筋直径d=8mm,纵筋直径

vd=18mm ho=500-20-8-18/2=463mm。 正截面承载力计算过程列于表。

次梁正截面受弯承载力计算

截面 弯矩设计值（kNm） A -48.71 1 83.5 B -106.28 2 69.37 C -79.28 SM/1fcbh02或0.079 （SM/1fcbf,h02） 0.023 0.173 0.020 0.129 ξ112s 0.082 0.023 0.191<0.35 0.020 0.139<0.35 计算配筋（mm2） 选 配 ,（ASbfh01fcfy） 钢 筋 实际配筋（mm2） ASbh01fcfy或301.6 490.68 702.55 426.68 511.28 2Φ14 As=308 2Φ18 As=509 5Φ14 As=769 3Φ14 As=461 2Φ14+1Φ18 As=562.3 AminfhAS308×100%=0.31%0.45×t×0.19%，且 > 0.2% 满足最小配筋率。 =

fyh0bh200×500

②斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。 复核截面尺寸：

3

hwh0hf=463-80=383mm且

,hw=383/200=1.92<4,故截面尺寸按下式计算： b0.25cfcbh0=0.25×1.0×14.3×200×463=331kN > Vmax =102.77kN 故截面尺寸满足要求

次梁斜截面承载力计算见下表 截 面 V(kN) A 77.08 331>V 截面满足 B左 102.77 331>V 截面满足 B右 91.79 331>V 截面满足 C 91.79 331>V 截面满足 0.25cfcbh0(kN) Vc0.7ftbh0(kN) 选用钢筋 实配箍筋间距 v92.69 不需配抗剪箍筋 ----- ----- v92.69需配抗剪箍筋 2\"8 200 v92.69 不需配抗剪箍筋 ----- ----- v92.69 不需配抗剪箍筋 ----- ----- 经查《混凝土结构设计原理》第五版上册表4-1可知，当V0.7ftbh0，300（5）次梁的配筋图的绘制

次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边ln/5+20d=6650/5+20×14=1610mm，取

ASA。B支座切断面积要求小于S=769/2=384.5mm2，切断2Φ14，22AAs=308mm2，C支座切断面积要求小于S=562.3/2=281.2mm2，切断1Φ18，As=254.5mm2，满足

2A要求。第二批切断面积要求S=769/4=192.3，切断1Φ14，As=154mm2，满足要求。钢筋伸入端

4支座长度las=492.8mm。次梁的配筋图见施工图。

1650mm。切断面积要求小于

4、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：

（1）主梁按弹性方法设计，中间各跨取支撑中心线间的距离，lo=lx=6300mm

（2）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）

次梁传来的荷载： 10.082×6.3=63.52kN 主梁自重：（0.6-0.08）×0.25×2.1×25×1.2=8.19kN 主梁粉刷重：（0.6-0.08）×0.25×2.1×2×1.2=0.66kN

小计 G=63.52+8.19+0.66=72.37kN

活荷载设计值： Q=15.015×6.3= 94.6 kN 荷载设计总值： G+Q=72.37+94.6=166.97kN

4

（3）内力设计值计算及包络图绘制 按等跨连续梁计算。 ①弯矩值计算： 弯矩:Mk1Glk2Ql，式中k1和k2由附表1查得 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载 MB=MC= －0.267×72.37×6.3－0.133×94.6×6.3=200.99kNm 在第1跨内以MA=0 MB=－200.99kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩图，得2个集中荷载作用点弯矩分别为： 1（GQ）l0+MB/3=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－200.99/3=283.6kNm 31（GQ）l0+2×MB/3=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－2×200.99/3=216.6kNm 3在第2跨内以MB=MC=－200.99kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点弯矩为： 1Gl0＋MB=1/3×72.37×6.3－200.99=－49kNm 3 第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载 MB=－0.267×72.37×6.3－0.311×94.6×6.3=－307.08kNm MC= －0.267×72.37×6.3－0.089×94.6×6.3=－174.78kNm 在第1跨内以MA=0 MB=－307.08kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩图，得2个集中荷载作用点弯矩分别为： 1（GQ）l0+MB/3=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－307.08/3=247.71kNm 31（GQ）l0+2×MB/3=1/3×(70.85＋86)×6.3－2×307.08/3=145.35kNm 3在第2跨内以MB=－307.08kNmMC=－174.78kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN

的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点弯矩为：

1（GQ）l0＋MC＋2/3（MB－MC）=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－174.78－2/3×(307.083－174.78)=87.66kNm

1（GQ）l0＋MC＋1/3（MB－MC）=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－174.78－1/3×(307.083

5

－174.78)=131.19kNm 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载 MB=MC= －0.267×72.37×6.3－0.133×94.6×6.3=－200.99kNm 在第1跨内以MA=0 MB=－200.99kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩图，得2个集中荷载作用点弯矩分别为： 1Gl0+MB/3=1/3×72.37×6.3－200.99/3=84.98kNm 31Gl0+2×MB/3=1/3×72.37×6.3－2×200.99/3=17.98kNm 3在第2跨内以MB=MC=－200.99kNm为基线，作G=72.37kN Q=94.6kN的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点弯矩为：

1（GQ）l0+MB=1/3×(72.37＋94.6)×6.3－200.99=149.08kNm 3 ②、剪力设计值： 剪力：Vk3Gk4Q，式中系数由《混凝土结构》第五版中册附录6中查到，不同截面的剪力值经过计算如表所示。 主梁的剪力计算（kN） k项次 荷载简图 VA① 恒载 ② 活载 ③ 活载 ④ 活载 组合项次 Vmax(kN) 组合项次 Vmin(kN) 0.733 53.05 0.866 81.92 0.689 65.18 -0.089 -8.42 ①+② 134.97 ①+④ 44.2 kVBl kVBr-1.267 -91.69 -1.134 -107.2 -1.311 -124 -0.089 -8.42 ①+④ -100.11 ①+③ -215.69 1.00 72.37 0 0 1.222 115.6 0.788 73.6 ①+③ 187.97 ①+② 73.6 ③弯矩包络图，抗弯矩图绘制：见详图

（4）配筋计算

①正截面抗弯承载力计算

次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面两项的较小值：

6

,bf=lo/3=6300/3=2100mm ,bf=b+Sn=250+6825=7075mm

故取bf,＝2100mm

在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区，应按矩形截面计算。

C30混凝土 1=1.0，fc=14.3N/ mm2，ft=1.43N/ mm2，HRB400钢筋，fy=360 N/ mm2。 箍筋

采用HRB335，fy=300 N/ mm2 ，假设纵筋直径d=25mm ho=600-15-10-18-28/2=543mm。 正截

v面承载力计算过程列于表。

Ｂ支座处的弯矩设计值：

b/2=－307.08+166.7×0.35/2=－277.9 kN·m 。MB= Mmax-Vo×

主梁正截面受弯承载力及配筋计算 截面 弯矩设计值（kN.m） 1 247.71 B －277.9 －49 2 149.08 SM/1fcbh02或0.032 （SM/1fcbfh0） ,20.260 0.006 0.017 112s 计算配筋（mm2） 选配 （Ab,hff）Sf01cy 钢 筋 实际配筋(mm2) 0.033 0.31<0.35 0.006 0.017 ASbh01fcfy或1494.7 1671.6 326 770 4Φ22 As=1520 3Φ22＋1Φ28 As=1742 2Φ22 As=760 2Φ22 As=760 AminfhAS760= ×100%=0.54%0.45×t×0.197%，且 > 0.2% 满足最小配筋率。

fyh0bh250×560

②斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。 复核截面尺寸： hwh0hf=543－80=463mm且

,hw=463/250=1.85<4,故截面尺寸按下式计算： b0.25cfcbh0=0.25×1.0×14.3×250×543=485.3kN > Vmax =202.5kN 故截面尺寸满足要求

主梁斜截面承载力计算见下表 截 面 V(kN) A 134.97 B左 -215.69 B右 187.97 7

0.25cfcbh0(kN) Vc0.7ftbh0(kN) 452.7>V 截面满足 126.8V 截面满足 126.8V 截面满足 126.8（5）次梁两侧附加横向钢筋的计算： 由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为: FlQG=94.3＋72.37=166.7kN

fAsv226=×100%=0.36%0.24×t0.11%满足最小配箍率。

fybs250×250h1=600－500=100mm

附加箍筋布置范围：s=2×h1＋3×b=2×100＋3×200=800mm，在范围内布置箍筋排数：

80013.3，取4。次梁两侧各布置2排，采用双肢箍Φ10，ASV157mm2，间距s=250mm。350mnfyvAsv14×300×157=188kN > 166.7kN 满足要求，不需吊筋。 m因主梁腹高hwhhf600－80=520>450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造筋截面积不小于腹板面积的0.1%，间距不大于200mm。现构造钢筋采用2Φ10，ASV157mm2，

1570.12%0.1%，满足要求。

250520

（6）主梁的配筋图的绘制

主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。底部纵向钢筋全部伸入支座，不配置弯起钢筋所以仅需确定B支座上不钢筋的切断点。主梁的配筋图见施工图。

8