混凝土结构及砌体结构课程设计某轻工仓库现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖.docx

钢筋混凝土结构设计任务书

一、 设计题目
某轻工仓库现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。
二、设计资料
1、 该仓库平面图如图所示。外墙厚370mm，外墙轴线距外墙边缘250mm，柱截面尺为400×400mm。外楼梯为独立设置与主体结构脱开。
2、 楼盖各构件在墙上的支承长度：板为120mm，次梁为240mm，主梁为370mm。
3、 楼面做法：面层为30mm细石混凝土，板底为15mm厚混合砂浆粉刷。
4、 楼面活荷载标准值：6.0, 7.0, 7.5 kN/m。
5、 材料选用：
（1） 混凝土：C20；
（2） 钢筋：梁中受力钢筋为HRB335级，其它为HOB235级。
三、设计内容
1、 结构布置；
2、 板设计；
3、 次梁设计；
4、 主梁设计；
5、 结构施工图绘制。
四、设计基本要求
1、 板及次梁按考虑塑性内力重分布法进行内力计算；主梁按弹性理论进行内力计算。主梁做抵抗弯矩图。
2、 设计计算正确。
3、 计算书层次分明，简图齐全，书写整齐，并装订成册。
4、 图纸绘制符合规范，图面整洁，达到施工图要求。
五、设计成果
1、 设计计算书1份；
2、 楼盖配筋图1份。
六、时间安排

序号
内容
时间（天）
1
熟悉资料，结构布置
1.0
2
现浇板设计计算
0.5
3
次梁设计计算
0.5
4
主梁设计计算
1
5
施工图绘制及整理计算书
2
6
检查及答辩

7
总 计
5

参考文献：
1．《砼结构》教材；
2．《砼设计规范》 GB50010-2002；
3．《建筑结构荷载规范》GB5009-2002
4．《钢筋砼设计手册》
5．《钢筋砼构造手册》
6．《建筑制图标准》
7．《结构制图标准》

楼梯

L1

L2

附图1

附表1

L1×L2
(m)
可变荷载（kN/m）
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
22.50×30.00
1，2
3，4

21.60×28.50
4，5
5，6
7，8

21.40×27.60
9，10
11，12
13，14
15，16

19.80×27.30
17，18
19，20
21，22
23，24
25，26

19.60×25.00

27，28
29，30
31，32
33，34
35，36
18.00×24.80

37，38
39，40
41，42
43，44
17.10×24.00

45，46
47，48

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书

某多层工业建筑楼盖平面图1-14所示，采用钢筋混凝土现浇楼盖，有关设计资料如下:
1、设计资料
总平面图尺为为18m×24m，四周墙体承重，中间柱承重，轴线距离墙体那边呢缘120，柱的截面为300×300.板伸入墙内120，次梁伸入墙内240，主梁伸入墙内370.
（2）楼面做法为：25厚水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；梁、板底混合砂浆抹灰20厚。
（3）楼面活荷载标准值：6 kN/m
6、 材料为：混凝土：C25；（a1fc=11.9n\m m）;梁中受力钢筋为HRB335级，钢筋(fy=300N\ m m)其为HPB235级((fy=210N\ m m)。
7、 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） 绘出楼面结构平面布置及板、次梁和主梁的配筋施工图。
8、 设计步骤
（1） 梁格尺寸布置及构件尺寸
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主、次梁的跨度均取4.8米，板的跨度为1.5M，板的长边和短边之比为4-8\1.5=3.2，按短边方向受力的单向板计算。
（1） 板的厚度
H≧L\40=（1500\40）m m =37.5 m m，Hmin=70 m m,取H=80 m m.
（3） 次梁的尺寸
H=(1\18—1\12)L={（1\18—1\12）×4800} m m,=300---400 m m,取=350 m m,
B=(1\3—1\2)H={（1\3—1\2）×350} m m,=117---150m m,取=150 m m,
即次梁的截面尺寸为B×H=150 m m×350 m m
（ 4）主梁的尺寸
H=(1\14—1\8)L={（1\14—1\8）×6000} m m,=429---750 m m,取=650 m m,
B=(1\3—1\2)H={（1\3—1\2）×650} m m,=227---325m m,取B=250 m m,
即主梁的截面尺寸为B×H=250 m m×650 m m
（2） 板的设计（采用塑性理论计算-----塑性内力重分布）取1M板宽计算
荷载设计值
恒载：板自重（1.2×0.08×1×25）kN/m=2.4 kN/m
楼面面层（1.2×0.08×1×25）kN/m=2.4 kN/m
天花抹灰（1.2×0.08×1×25）kN/m=2.4 kN/m
G=3.14 kN/m
活载：Q=1.3×1×6.0）kN/m=7.8 kN/m（楼面活载大于4 kN/m时，活载分项系数取为=1.3）
总荷载：G+Q=11.21 kN/m
Q/G=7.8/3.14=2.29
计算简图
计算跨度：
边跨L0+H/2=（1.5-0.12-0.05/2+0.08/2）=1.35M
L0+a/2=（1.5-0.12-0.15/2+0.12/2）=1.37M
取最小值，故L01=1.35 M
中间跨L0= L1=（1.5-0.2）m=1.3 m
边跨和中跨计算跨度相差L10- L0/ L0=1.35-1.3 /1.3=0.38%∠10%，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图1-15所示。（实际跨数大于5跨的按5跨计算）

内力计算
M1= 1\ 11(G+Q) L02={（1\11—11.21）×1.402} KN.M=2.0 KN.M
MB= -1\ 11(G+Q) L02={（-1\11—11.21）×1.42} KN.M=-2.0 KN.M
M2= 1\ 16(G+Q) L02={（1\16×11.21×1.352} KN.M=1.28KN.M
MC= -1\ 14(G+Q) L02={（-1\14×11.21×1.42} KN.M=-1.46KN.M
配筋计算
板的有效高度为H0=H-20=（80-20）MM=60MM各截面配筋计算过程按表1-4

最小配筋率对应的钢筋面积为：
PMIN=MAX{0.2%，0.45FT\FY}= MAX{0.2%，0.45X1.27\210}=0.27%
AMIN=pMINbh={0.27%X80X1000}= 218m m
经判断，均满足最小配筋率要求。采用塑性理论计算，要求￡≦0.35，上述能满足要求。
上表中（2）----（5）轴线间间板带的中间跨河中间支座，考虑板的内拱作用，弯距应降低20%。实际板带中间各跨跨中配筋与第2跨跨中配筋相同。板的配筋示意图见图1-16和图1-17。
（4） 次梁的设计（按塑性内力重分布计算）
荷载设计值
恒载：板传来的恒载 （7.41X1.5）KN\M=5.115 KN\M
次梁的自重{1.2X0.15X（0.35-0.08）KN\M=1.22 KN\M
次梁的抹灰{1.2X0.02X（0.35-0.08）X17X2}KN\M=0.22 KN\M
G=6.56 KN\M
活载：Q=（7.8X2）KN\M=15.6 KN\M
总荷载：G+Q=(6.56+15.6)=21.56 KN\M
Q\G=15.6\6.56=2.06

计算简图
主梁截面尺寸为250MMX650MM,次梁的几何尺寸与支承情况如图1-18所示。次梁的计算简图如1-19所示。
计算跨度：
边跨L0+A/2={（6.0（1.5-0.12-0.05/2+0.08/2）=1.35M

（5） 楼盖各构件在墙上的支承长度：板为120mm，次梁为240mm，主梁为370mm。
9、 楼面做法：面层为30mm细石混凝土，板底为15mm厚混合砂浆粉刷。
10、 。
一、 平面结构布置：
１、确定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为。楼盖结构布置图如下：２、按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚
3、次梁的截面高度应满足 ～～，取 则～～，取。
4、主梁的截面高度应该满足～～，，则～～，取。
二、 板的设计（按塑性内力重分布计算）：
1、荷载计算：
板的恒荷载标准值：
取1m宽板带计算：
30mm细石混凝土面层
80mm钢筋混凝土板
15mm板底混合砂浆
恒载：
活载：
恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的
设计值总值：= 近似取为：
2、板的计算简图：
次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算边跨： ，
取 ()
中跨：
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，均可按五跨等跨度连续板计算。
计算简图如下图：

3、内力计算及配筋：
用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下： 表1.0
支承情况
截 面 位 置
端支座
边跨支座
离端第二支座
离端第二跨中
中间支座
中间跨中
A
1
B
2
C
3
梁板搁支在墙上
0
1/11
两跨连续：-1/10
三跨以上连续：-1/11
1/16
-1/14
1/16
板
与梁整浇连接
-1/16
1/14
梁
-1/24
梁与柱整浇连接
-1/16
1/14
则由可计算出、、、，计算结果如下表：
截面位置
1
B
2
C
α
1/11
-1/11
1/16
-1/14

由题知：则 板内采用HPB235级钢筋，，
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：
截面
1
B
2
C
M（）
84.81
-84081
55.85
-63.83

4.526
-4.436
3.05
2.44
-3.486
2.789
（）
34.56

0.131
0.128
0.088
0.071
0.101
0.081

()
0.141
0.137
0.097
0.074
0.107
0.085

0.930
0.932
0.954
0.963
0.947
0.958
（mm2）
386.2
385.4
376.5
373.0
379.3
375.0
选钢筋
①～②轴线
⑤～⑥轴线
8/10@130
8/10@130
8@130
8@130
②～⑤轴线
8/10@130
8/10@130
6/8@130
6/8@130
实际配筋
①～②轴线
⑤～⑥轴线
400mm2
400mm2
440mm2

440mm2

②～⑤轴线
400mm2
400mm2

419mm2

419mm2
位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。
4、确定各种构造钢筋：
⑴分布筋选用。
⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用。
⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用
⑷板角构造钢筋:选用
5、绘制板的配筋示意图：
采用弯起式筋,详见板的配筋图.
三、次梁设计（按塑性内力重分布计算）：
1、次梁的支承情况：
2、荷载计算：
由板传来：
次梁肋自重：
次梁粉刷重
恒载：
活载：
设计值总值：= 近似取为：
3、确定计算跨度及计算简图。
塑性内力重分布计算时，其计算跨度：
中跨：
边跨： ,取 ()
因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：

3、内力计算：
由可计算出、、、，计算结果如下表：
截面位置
1
B
2
C
α
1/11
-1/11
1/16
-1/14

由可计算出、、、，计算结果如下表：
截面位置

α
0.45
0.60
0.55
0.55

4、截面承载力计算：
⑴、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。
梁高：
翼缘厚：
判定T形截面类型：

故各跨中截面属于第一类T形截面。
⑵、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，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，
取
⑶C20混凝土，α1=1.0，，纵向钢筋采用HRB335钢筋，，箍筋采用HPB235，
⑷、次梁正截面承载力计算见下表：
截 面
1
B
2
C
弯矩M
61.88
-61.88
40.471
-46.253
或

0.030
0.279
0.020
0.186

0.030
0.335
0.020
0.208

0.985
0.833
0.99
0.896

581.7
687.8
378.5
478
选用钢筋
3
3+1
3
3
实际钢筋截面面积（mm2）
624.5
750.2
513.4
489.3
⑷、次梁斜截面承载力计算见下表：
截 面
A

C
V
61.411
81.881
74.979
74.979

截面满足

截面满足
截面满足
截面满足

需配箍筋

需配箍筋
需配箍筋
需配箍筋
箍筋肢数、直径
2
2
2
2

56.6
56.6
56.6
56.6

351.6
139.9
170.7
185.9
实配箍筋间距
150
150不足用补充
150
150

满足

不满足
满足
满足

9.55mm2

选配弯起钢筋
由于纵向钢筋充足，可弯起1
1
由于纵向钢筋充足，可弯起1
由于纵向钢筋充足，可弯起1
实配钢筋面积
254.5 mm2
254.5 mm2
201.1 mm2
201.1 mm2
5、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。
四、主梁设计（按弹性理论计算）：
1、支承情况：
柱截面400×400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。
2、荷载计算：
为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。
次梁传来的荷载：
主梁自重：
主梁粉刷重：
恒载：
恒载设计值：
活载设计值：
3、确定计算跨度及计算简图
主梁计算跨度：
边跨： ，
近似取
中跨：
因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：
3、内力计算：
1)、弯矩设计值：
其中，可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。
2）、剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。
主梁弯矩计算
项次
荷载简图

①

②

③

④

组合项次
①+③
①+④
①+②
①+④
组合值
56.01
-368.58
87.09
179.44

组合项次
①+②

①+③

组合值
341.44

195.76

由此可作出下列几种情况下的内力图：①+②； ①+③； ①+④

将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。
主梁剪力计算
项 次
荷载简图

①

②

④

组合项次 ()
①+②
154.35
①+④
-242.89
①+④
215.8
同样可绘出剪力包络：
4、主梁正截面和斜截面承载力计算：
⑴、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。
梁高： （边跨），（中间跨）
翼缘厚：
判定T形截面类型：

故各跨中截面属于第一类T形截面。
⑵、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。
正截面配筋计算。
截 面
1
B
2
弯矩M
341.44
-368.56
195.76
-88.16

-331.11

或

0.045
0.392
0.026
0094

0.046
0.535
0.026
0.099

0.977
0.733
0.987
0.951

2157.3
2841.0
1224.3
551.8
选用钢筋
6
6+24
4
2
实际钢筋截面面积（mm2）
2233
2909
1520
628
斜截面配筋计算：
截 面
A

V
154.35
242.89
215.8
,截面尺寸按下面式验算

截面满足

截面满足

截面满足
剪跨比：

需配箍筋

需配箍筋

需配箍筋
箍筋肢数、直径
2
2
2

100.6
100.6
100.6

143.8
66.15
78.75
实配箍筋间距
取150不足用补充
取150不足用补充
取150不足用补充

不满足

不满足

不满足

4.05 mm2
278.8mm2
278.8mm2
选配弯起钢筋
弯起1
1
由于纵向钢筋充足，可弯起1
实配钢筋面积
380.1
380.1
380.1
验算最小配筋率
,满足要求
说 明
由于剪力图呈矩形，在支座A截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。
由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面B左边的2.2m范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。
由于剪力图呈矩形，在支座截面B右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。
为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150
5、两侧附加横向钢筋的计算：
次梁传来的的集中力：，
附加箍筋布置范围：
取附加箍筋,则在长度范围内可布置箍筋的排数：排, 梁两侧各布置三排。
另加吊筋1 ，则由：
，
满足要求。