混凝土结构课程设计

《混凝土结构》课程设计任务书、指导书一

——单向板肋形楼盖设计

（建筑工程技术专业）

山西建筑职业技术学院

土木工程系建筑结构教研室

《混凝土结构》课程设计一

钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计任务书

一、设计目的

l、了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容；

2、了解单向板肋梁楼盖的荷载传递途径及计算简图；

3、熟悉弹性理论和塑性理论的设计方法；

4、了解内力包络图及材料图的绘制方法；

5、掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表达方式。

二、设计资料

l、结构形式

某仓库为内框架承重体系的多层砖混结构，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，结构平面布置图如图1-1所示。外墙为370mm厚砖砌体，内框架为400X400mm钢筋混凝土柱。图示范围内不考虑楼梯间。

2、楼面构造

30mm厚水磨石地面(12mm厚面层，18mm厚水泥砂浆打底)，板底有15mm厚石灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。

3、荷载

永久荷载：包括梁、楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为25kN/m3，水泥砂浆

容重20 kN/m3，石灰砂浆容重17 kN/m3，水磨石地面容重0.65 kN/m2，分项系数γ

G ＝1.2。

可变荷载：楼面均布活荷载标准值7 kN/m2，分项系数γ

＝1.3。

Q

4、材料

混凝土：C20

钢筋：板 HPB235级

梁主筋HRB335级，箍筋HPB235级

三、设计内容

l、结构布置

确定柱网尺寸，布置主次梁，选择构件截面尺寸，绘制楼盖结构平面布置图。

2、梁板的设计

1）板的设计

按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力，进行板的正截面承载力计算，绘制板的配筋图。

2）次梁设计

按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁的内力。计算次梁的正截面、斜截面承载力，绘制次梁的配筋图。

3）主梁设计

按弹性方法计算主梁的内力，绘制主梁的弯矩、剪力包络图，根据包络图计算主梁正截面、斜截面承载力，并绘制主梁的抵抗弯矩图及配筋图。

3、绘制结构施工图

绘制楼盖结构平面布置图，板配筋布置图及主梁、次梁配筋详图，主梁的抵抗弯矩图，并作钢筋明细表，最后完成楼盖施工图两张。

四、基本要求：

1、完成结构计算书一份。要求内容完整，书写整齐，计算成果尽量表格化，并装订成册。

2、楼盖施工图采用2号图纸。要求内容完整，比例适当，表达规范，图面整洁。

钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计指导书

一、基本思路

设计中要掌握受弯构件正截面、斜截面承载力计算，熟悉肋梁楼盖结构布置要点；理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念；掌握连续梁、板的设计方法，荷载取值及内力计算；熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图的绘制方法；掌握梁、板配筋的构造要求；同时要熟悉计算中的各项规定。

二、设计步骤及方法

（一）、结构平面布置及构件尺寸选择

1、柱网和梁格布置应力求协调，整齐划一，以简化设计、方便施工；但必须与建筑设计协调统一，满足建筑使用上的要求，并尽量做到经济合理。

板、梁的合理跨度为：单向板为1.7～2.7米；次梁为4.0～6.0米；主梁为5.0～8.0米，同时宜为板跨的3倍。

2、板和梁尽可能布置成等跨，如不易保证，可将中间各跨布置成等跨，而两边跨可布置稍小些，但跨度相差不宜超过l0％。

3、板厚和梁高一般按刚度要求初步估算，再根据荷载大小及构造要求初步确定，初步确定的尺寸必须经过正截面、斜截面承载力的计算并满足要求。

根据刚度要求，并应考虑建筑模数：

板厚：h≥80mm，且≥(1/35～1/40) L

次梁：h＝(1/12～1/18) L，b＝(1/2 ～l/3)h

主梁：h＝(1/8～1/14) L，b＝(1/2～1/3)h。

（二）、单向板的设计

l 、荷载计算

对单向板取lm 单位宽板带进行设计，计算每米宽板带沿板跨度的均布活荷载设计值和恒载设计值（板自重、面层及板底粉刷重）。

2、计算简图

单向板的跨数如多于5跨，且各跨跨度相等（或相差≯10％），可简化为5跨等跨连续板进行计算。其计算跨度的取值为：

边 跨：L 0l ＝L nl ＋h ／2

中间跨：L 0＝L n

3、内力计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）

⑴、 用均布荷载作用下的5跨等跨连续梁的设计弯矩计算公式2

0L )q +g (α=M 计

算各跨跨中截面和支座截面的最大弯矩。

⑵、 当各跨计算跨度相差不超过l0％时，可按等跨计算。但应注意：求支座弯矩时，L 0取相邻两计算跨度的较大值；求跨中弯矩时，L 0取本跨的计算跨度。

4、配筋计算

⑴、 对周边与梁整体相连的多跨连续板的中间跨中和中间支座，可按计算所得弯矩降低20％采用；但对边跨跨中的计算弯矩则不应折减。

⑵、 建议采用表格方式进行计算。

5、选配钢筋及绘制板的配筋图

⑴、 受力钢筋

同一板内钢筋直径不宜超过两种，且至少相差2mm ；板中受力钢筋直径d 宜选用6～12 mm ，间距s 在70~200mm 之间。选筋时，相邻两跨跨中和支座受力钢筋的间距必须相等或成倍数关系。为便于施工时架立，支座负钢筋直径不宜太细。板受力钢筋的切断、弯起位置如图1.2示。

⑵、构造钢筋

分布钢筋其间距不应大于250mm，放在受力钢筋内侧；嵌入墙内及板面附加钢筋要求板上部钢筋间距不应大于200mm，直径不应小于8mm，其伸出墙边长度不应小于L1/7（L1为单向板跨度）；对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边长度不应小于L1/4。垂直于主梁梁肋的板面附加钢筋，沿主梁梁肋方向间距不应大于200mm，直径不应小于8mm，伸入板中的长度从肋边算起每边不应小于L0/4（L0为板计算跨度）。

（三）、次梁设计

l、荷载计算

次梁承受宽度等于次梁间距的板带传来的恒载和活载，以及次梁的自重和粉刷层重量。

2、计算简图

根据结构平面布置．次梁的跨数多于五跨时，可简化成五跨等跨（跨度相差≯l0％）连续梁进行计算，其边跨L 1＝1.025L n1≤L n +a ／2（a 为梁的支承长度）。

3、内力计算（按考虑塑性内力重分布的方法计算）

用公式2

0L )q +g (α=M 和n L q g V ）（+=β分别计算各跨中截面和各支座截面的

弯矩、剪力。求支座弯矩时，L 0取相邻两计算跨度的较大值；求各跨跨中弯矩时，L 0取各跨的计算跨度。

4、正截面配筋计算

⑴、 跨中截面应按T 形截面设计，T 形截面的翼缘计算宽度'

f b 的取值应按教材

中相应表格取值确定。支座截面应按矩形截面设计。

⑵、 计算过程宜采用表格方式进行。

⑶、选配钢筋：纵筋直径用10～25mm ．最大不宜超过28mm ；同一梁内纵筋不宜超过两种，直径至少相差2mm ，不大于4mm ；每排宜用3～4根；根据计算出的纵筋截面面积，一般先选跨中正弯矩钢筋，而支座负弯矩钢筋可由两边跨中一部分钢筋弯起，如不足，再另加直筋。

5、斜截面承载力计算

⑴、 为施工方便，建议沿梁全长采用相同直径及间距的箍筋，取支座最大剪力值进行计算。

⑵、 也可根据各支座不同的剪力值计算各跨的箍筋用量，但同一跨度内宜采用相同直径及间距的箍筋。

6、绘制次梁配筋草图

⑴、根据规定：当次梁相邻跨度相差不超过20％，且均布活荷载与均布恒荷载设计值之比p/g≤3时，纵筋的切断与弯起可直接按构造要求确定。否则应按弯矩包络图确定。

⑵、跨中正弯矩钢筋至少要有两根伸入支座．并放在两边角上；支座上另加的直钢筋应放在上面一排，并宜先放在上排角上，兼做箍筋的架立筋。

⑶、架立筋的选用应符合构造规定。

（四）、主梁的设计

1、荷载计算

根据结构平面布置图，主梁承受的荷载是通过次梁以集中荷载的方式传来的，而主梁的自重是均布荷载．为了计算方便，将主梁自重简化成集中荷载，作用于主、次梁相交处。

⑴、恒载G：为次梁传来的恒载和主梁自重（主梁每米的自重乘上次梁间距转化成集中荷载）以及主梁梁侧的抹灰重。

⑵、活载Q：为作用在次梁上每米的活载乘以次梁跨度化成的集中荷载。

2、计算简图

按等跨度连续梁计算，其计算跨度的取值为：

边跨：L01＝L n1+b/2＋a／2≤b/2＋1.025L n1；

中跨：L0＝L0＋b（即取支座中心线间的距离）。

3、内力计算（按弹性理论计算）

⑴、弯矩计算公式：M＝（K1G＋K2Q）L0；剪力计算公式：V ＝K3G＋K4Q。求支座M时，取相邻两跨计算跨度的平均值；计算跨中M时，取本跨的计算跨度。

⑵、绘制主梁弯矩和剪力包络图：将各种最不利荷载作用下所得的弯矩图（剪力图）以同一比例绘制在同一图上，其外包线就是弯矩（剪力）包络图。包络图表示

梁的各截面可能产生的最大及最小弯矩（剪力）值。

4、正截面的配筋计算

⑴、 跨中截面应按T 形截面设计；支座截面应按矩形截面设计。

注意：在计算主梁支座钢筋时，其截面有效高度h 0应较一般取值减小。

单排筋时h 0＝h －（55～60）mm ；双排筋时h 0＝h －（80～90）mm 。

⑵、求支座钢筋时支座计算M 应修正至支座边缘，即按公式

2/0/b V M M b b ?-= 计算。

⑶、 配筋计算应采用表格方式进行。

⑷、配跨中支座钢筋的方法同次梁。但应注意受力筋的切断与弯起必须根据抵抗弯矩图确定，弯起筋应在此钢筋的充分利用点以外大于h 0/2的地方起弯，支座处钢筋的切断应在此钢筋的不需要点（即理论切断点）以外要求的延伸长度处。

5、斜截面承载力计算

⑴ 、可只配箍筋抗剪。

⑵、 当剪力较大且纵向受力筋多于两根时，可利用靠近支座处对抵抗弯矩不需要的纵向钢筋弯起，承担一部分剪力，但梁两侧的下部纵向受力筋不得弯起，且必须满足第一排弯筋的上弯点距支座边缘的距离S ≤S max ，同时距充分利用点（即支座边缘）的距离a ≥h 0/2。若两条要求发生冲突，可先满足斜截面抗弯，而斜截面抗剪要求可用加鸭筋的方法来解决。

6、附加箍筋计算

在主次梁相交处（不包括支座截面），应在3b ＋2h 1的范围内设附加横向钢筋。附加横向钢筋应优先采用附加箍筋。

三、补充说明

l 、绘制施工图前须进行图面布置，选择适当的比例。因连续梁、板对称，可只绘

出一半。

2、次梁和主梁应分别截取各支座和跨中截面的剖面，绘制配筋详图。截面编号和钢筋编号均不得重复。

3、施工图上应有必要的说明和附注（尺寸单位，混凝土强度，钢筋级别，保护层的厚度以及其它施工图中应注意的事项等）。

4、主梁应根据抵抗弯矩图配置钢筋。