昆明理工大学电力工程学院水利水电钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计详解.docx

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昆明理工大学电力工程学院水利水电钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计详解

钢筋混凝土课程设计

学校

昆明理工大学

学院

电力工程学院

班级

水电131班

姓名

李建康

学号

201310510128

钢筋混凝土楼盖设计指导书

1设计要点

1.1教学要求本课程设计主要是为了加深学生对水工钢筋混凝土结构课程中房屋构件的理解，能够熟练掌握房屋结构中构件的设计方法和步骤。

楼盖结构课程设计，包括整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中的三大构件：

主梁、次梁

和楼板的设计。

1.2结构布置

1柱网尺寸及轴线

2楼盖在砖墙上的支撑长度

3结构平面布置图

1.3构件截面尺寸的初步确定楼板厚度：

一般楼板h≥60mm，工业厂房楼板h≥80mm；连续板还应满足h≥l/40次梁高度：

h/l=1/18~1/12；次梁宽度：

h/b=2~3主梁高度：

h/l=1/14~1/8；主梁宽度：

h/b=2~3

1.4计算简图

1计算单元

2计算跨度

1.5板的内力分析和设计

1荷载计算

2内力计算（考虑塑性内力重分布）

3正截面配筋计算钢筋的弯起、截断可按已有设计经验确定。

1.6次梁的内力分析和设计

1荷载计算

2内力计算（考虑塑性内力重分布）

3正截面配筋计算钢筋的弯起、截断可按已有设计经验确定。

4斜截面配筋计算

1.7主梁的内力分析和设计

1荷载计算

2内力计算（按弹性理论计算）

3正截面配筋计算钢筋的弯起、截断要通过弯矩包络图和抵抗弯矩图确定。

4斜截面配筋计算

1.8绘制施工图

1结构平面布置和楼板配筋图

2次梁配筋图

3主梁配筋图

4钢筋型式图

5施工说明

2参考资料

水工钢筋混凝土结构学

水工钢筋混凝土结构设计规范

建筑结构荷载规范

钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程

3设计任务

（1）完成整体式单向板肋梁楼盖中楼板、次梁、主梁的设计工作，提交结构设计计算书。

（2）绘制和提交楼盖结构平面布置图，现浇楼板、次梁、主梁的结构施工图。

（3）施工图要求

图幅为A2，布置均匀、比例协调、线条分明、尺寸齐全，文字一律采用仿宋字，严格按照制图标准作图。

绘图比例：

结构平面布置和楼板配筋图为1：

100；次梁配筋图比例为1：

50，剖面图为

1：

20；主梁配筋图为1：

50，剖面图为1：

25.

图签：

可参考下图绘制

120

设计

完成日期

班级

成绩

指导教师

30

30

30

30

4设计期限和时间安排设计期限为2周，具体安排如下：

（1）

设计方法和步骤讲解：

1天

（2）

板的设计：

1天

（3）

次梁设计：

2天

（4）

主梁设计：

3天

（5）

图纸绘制：

3天

1.设计资料

设计资料

（1）该建筑物位于非地震区

（2）3级水工建筑物，基本荷载组合

（3）结构环境类别1类

（4）楼面做法面层：

采用水泥砂浆面层（重度20kN/m3），厚度取为（10+学号后2位）mm例如：

学号201310510108面层厚度为（10+8）=18mm结构层：

钢筋混凝土现浇板

附加层：

12mm纸筋石灰粉底（重度17kN/m3）

（5）楼面活荷载标准值为1班3.5kN/m2，2班4.0kN/m2，3班4.5kN/m2

（6）材料：

混凝土采用C25；梁内纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，板内纵向受力钢筋采用HRB335钢筋，其它钢筋采用HPB235钢筋

（7）外墙厚度为370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm

（8）钢筋混凝土柱截面尺寸为350mm*350mm

9）楼盖平面布置图

图1楼盖结构平面布置图（单位：

mm）

2.

楼面梁格布置和构件截面尺寸楼面梁格布置如图1所示。

1.荷载计算

取宽为1米的板计算恒荷载：

板自重38mm抹面12mm抹底

标准值

设计值

活荷载：

标准值

楼盖平面布置图

确定主梁跨度6.0m，次梁跨度为6.9m，主梁每跨跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。

估

h

l230057.5

计梁板截面尺寸：

按跨高比条件，要求板厚

4040mm，对工业建筑楼板，

要求h80mm，取板厚h=80mm。

ll6900

6900

h~~

383~575

次梁截面尺寸：

181218

12

mm，取h=500mm，b=200mm。

ll60006000

h~

428~750mm

主梁截面尺寸：

148

148

，取h=650m，b=300mm。

钢筋混泥土柱截面尺寸为350mm*350mm。

3板的设计---按考虑塑性内力重分布设计

0.08×25×1=2.0kN/m

0.038×20×1=0.76kN/m

0.012×17×1=0.204kN/m

gk=2.964kN/m

g=gkrG=1.2×2.964=3.56kN/m

qk=3.5×1=3.5kN/m

设计值q=rQqk=1..3×3.5=4.55kN/m

荷载设计总值：

g+q=3.56+4.55=8.11kN/m考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为

4.55q'g'5.848.12kN/m

2.计算简图

取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：

次梁面宽为b=200mm，截

现浇板在墙上的支承长度为

a=120mm，

则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为

边跨按以下二项较小值确定：

h

200

80

l01ln（2300120

）

2120mm

2

2

2

a

200

120

l01ln（2300120

）

2140mm

2

2

2

故边跨板的计算跨度取l01=2120mm

中间跨：

l02=ln=2300-200=2100mm

板的计算简图如

230023002300

板的实际结构图

2100

2100

2100

板计算的简图

3.弯矩设计值

因边跨与中跨的计算跨度相差（2120-2100）/2100=5.7%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：

板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表

板的弯矩设计值计算

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M

1

11

1

11

1

16

1

14

计算跨度l0（m）

2.12

2.12

2.1

2.1

2

MM（gq）l0（kN.m）

3.35

-3.35

2.26

-2.58

4.配筋计算——正截面受弯承载力计算

=210N/mm2。

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

板厚80mm,ho凝土a1=1.0,ffy

截面位置

=80-20=60mm,b=1000mm,c25混c=11.9N/mm2，HPB235钢筋，

边跨跨中

离端第二支

座

中间跨跨

中

中间支座

弯矩设计值（

kNm）

3.35

-3.35

2.26

-2.58

M

0.08

0.11

0.053

0.13

as2

a1fcbh0

ξ1

12s

0.08

0.12

0.054

013

计算配筋（mm2）

Aξbh0a1fc

Asfy

y

272

261.8

183.6

204

轴线1~2

6~7

实际配筋（mm2）

8＠180

8＠190

8＠260

8＠240

279

265

193

209

轴线2~6

计算配筋（mm2）

Aξbh0a1fc

Asfy

y

272

261.8

146.9

163.2

实际配筋（mm2）

8＠180

8＠190

8＠250

8＠220

279

265

201

228

配筋率验算

0.45ft0.451.25pt0.27%minf210

y

P=AS/bh

=0.465%

P=AS/bh=0.0.441%

P=AS/bh

=0.335%

P=AS/bh=0.0.38%

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和嵌入墙内的板的附加钢筋。

板的配筋图如图所示。

计算简图如图所示。

次梁的实际结构图

5730

5700

5700

5700

5730

次梁计算的简图

3.弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（5850-5700）/5700=2.6%小于10%，可按等跨连续梁

计算。

由表可分别查得弯矩系数M和剪力系数V。

次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：

次梁的弯矩设计值的计算

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M

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0（m）

l01=5.85

l01=5.85

l02=5.7

l02=5.7

2

MM（gq）l02kN/m2

66.5

-66.5

43.4

-49.6

次梁的剪力设计值的计算

截面位置

边支座

（左）离端第二支座

（右）离端第二支座

中间支座

剪力系数V

0.45

0.6

0.55

0.55

净跨度ln

ln1=5.73

ln1=5.73

ln2=5.7

ln2=5.7

VV（gq）ln

2kN/m2

55.13

73.5

67.38

67.38

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，其翼缘宽度取下面二项的较小值：

bf=lo/3=5730/3=1910mm

bf=b+Sn=200+2000=2200mm

故取bf＝1910mm

c25混凝土a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2,ho=500-35=465mm。

判别跨中截面属于哪支座截面按矩形截面计算，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

1

B

2

C

弯矩设计值（kNm）

66.5

-66.5

43.4

-49.6

M

as2

a1fcbh0

0.014

0.129

0.008

0.096

ξ112s

0.014

0.123

0.008

0.092

选配钢筋

计算配筋（mm2）

Aξbh0a1fc

Asfy

y

0.0141910465

111.9/300=493

0.12346520011.

9/300=453.7

0.0081910046

511.9/300=281

0.0924652001

1.9/300=339

实际配筋（mm2）

2Ф18

2Ф18

2Ф14

2Ф16

As=509

509

As=308

As=402

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=ho-bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：

0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x465=276.7KN>Vmax=66.5kN故截面尺寸满足要求

VC0.7ftbho0.71.220046582.7kN>V73.5kN故截面尺寸满足要求

次梁配筋图如图所示，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=afyd/ft=0.14×300×22/1.27=727.6,取750mm.

伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：

l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm，取300mm.

纵筋的截断点距支座的距离:

l=ln/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取1650mm.

次梁的配筋图

四、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：

1.荷载设计值

次梁传来的荷载：

10.914×6.0=65.484kN

主梁自重（含粉刷）：

[（0.65-0.08）×0.3×2.3×25+2×（0.65-0.08）×0.0120×17×2.3]×1.2=12.44kN

120120

6000

300

300

6000

6000

§

§

§

§

§

0

0

0

0

0

8

8

8

8

8

2Φ18

2Φ18

2Φ14

2414

2Φ16

200

200

200

200

200

次梁的配筋图

四、主梁设计一一主梁内力按弹性理论设计：

1.荷载设计值

次梁传来的荷载：

10.914×6.0=65.484kN

主梁自重（含粉刷）：

[（0.65-0.08）×0.3×2.3×25+2×（0.65-0.08）×0.0120×

17×2.3]×1.2=12.44kN

恒荷载设计值：

G=65.484+12.44=77.92kN

活荷载设计值：

Q=10.465×6.0=62.79kN

Q+G=62.79+77.92=140.71kN

2•计算简图

主梁的实际结构如图所示，主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,ψ间支承在40Omm

×400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：

边跨：

IoI=∣n+a∕2+b∕2=（6000-200-120）+350/2+350/2=693Omm

l°1=1.025ln+b∕2=（600-200-120）+200=6944.5mm

故∣°1取693Omm

中跨∣°2=690Omm

计算简图如图所示。

4活载

0.229

-0.311

0.096

-0.089

99.65

-134.74

41.59

-38.56

5活载

-0.089/

3

-12.90

-0.089

0.17

-0.311

-38.56

43.33

-134.74

组合项次Mmin（kN·m）

③+⑤

-32.05

①+④

-278.5

①+②

-21.6

①+⑤

-278.5

组合项次

Mmax（kN·m）

①+②

275.5

②+⑤

-96.43

③+⑤

129.98

②+④

-96.43

②、剪力设计值：

剪力:

Vk3GK4Q,式中系数k3,k4,由附录1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）

项次

荷载简图

kVA

kVBl

kVBr

①

0.733

-1.267

1.00

恒载

57.12

-98.72

77.92

0.866

-1.134

②

0

活载

54.38

-71.20

0

④

0.689

-1.311

1.222

活载

43.26

-82.32

72.73

⑤

-0.089

-0.089

0.788

活载

-5.59

-5.59

48.85

组合项次

①+②

②+⑤

②+④

Vmax（kN）

111.5

-76.79

150.65

组合项次

①+⑤

①+④

①+⑤

Vmin（kN）

37.67

-181.04

48.85

③弯矩、剪力包络图绘制

表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算

截面

1

B

2

弯矩设计值（kN.m）

275.5

-278.5

129.98

-21.6

αs=M/α1fcbh02

0.027

0.206

0.013

0.016

0.027<0.518

0.206<0.518

0.013<0.518

0.016<0.518

112s

选配

计算配筋（mm2）

AS=ξbh0α1fc/fy

1383.2

1705.21

665.98

117.096

钢筋

实际配筋（mm2）

5Ф20

6Ф20

3Ф18

2Ф18

As=1383.20

As=1705.21

As=665.98

As=254.5

②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算

验算截面尺寸：

hw=ho-b'f=615-80=535mm且hw/b=535/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算：

0.25bcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x535=446.25kN>Vmax=181.04kN故截面尺寸满足要求

斜截面配筋计算：

截面

A

B左

B右

V（kN）

111.5

-181.04

150.56

0.25cfcbh0（kN）

548.9>V截面满足

517.7>V截面满足

517.7>V截面满足

Vc0.7ftbh0（kN）

164.02>V需配箍筋

164.02

164.02>V需配箍筋

箍筋肢数、直径

28

28

28

AsvnAsv1

100.6

100.6

100.6

Vcs=Vc0.7ftbh0+1.25fyvAsvho/s

272.3>V

256.8

307.85>V

实配箍筋间距

150

150

100

AVVcssb0.8fysina

264

选配弯起钢筋

120

（As=314.2）

验算最小配筋率

Psv=Asv/bs=100.6/300x150=0.00224>0.24ft/fyv=0.00145,

满足要求

说明

为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150mm

5、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

F=1.2x57.64+1.3x10x2x6.3=232.97kN

所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:

As=F/2fysina=232970/（2x300xsin45°）=549.2mm2

选用220（As=628）

5.主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断

①按比列绘出主梁的弯矩包络图②按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：

弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的

距离应大于等于h0/2。

按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。

当Vc0.7ftbh0时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，

钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2lh0。

若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。

钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于

1.2l1.7h0。

。

主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：

梁顶面纵筋的锚固长度：

l=la=afyd/ft=0.14×300×22/1.27取880mm.

梁底面纵筋的锚固长度：

12d=1222=264mm，取300mm③检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。

主梁的材料图和实际配筋图如图所示。

恒荷载设计值：

G=65.484+12.44=77.92kN活荷载设计值：

Q=10.465×6.0=62.79kN

Q+G=62.79+77.92=140.71kN

2.计算简图

主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:

边跨:

*l01=ln+a/2+b/2=（6000-200-120）+350/2+350/2=6930mm

l01=1.025ln+b/2=（600-200-120）+200=6944.5mm

故l01取6930mm中跨l02=6900mm计算简图如图所示。