1、湖南農業大學東方科技學院課程設計說明書 課程名稱： 混凝土結構設計課程設計 題目名稱： 現澆單向板肋梁樓蓋結構設計 班 級：2009級 土木工程 專業4班姓 名： 學 號： 指導教師： 評定成績：教師評語： 指導老師簽名： 2011年 月 日湖南農業大學土木工程專業 設計人：愚者現澆整體式單向板肋梁樓蓋課程設計任務書1、設計資料（1）某工業用倉庫，設計使用年限為50年，樓面使用活荷載為。 （2）樓面面層為水磨石（底層厚水泥砂漿，厚面層），自重為，梁板天花用混合砂漿抹灰。（3）材料選用a.混凝土強度等級采用、或。b.鋼筋采用受力縱筋HRB335或HRB400；其他鋼筋均用HPB235。（4）板伸

2、入墻內，次梁伸入墻內，主梁伸入墻內。（5）二樓樓面結構平面布置圖如圖所示（樓梯間在此平面外）。（6）樓板厚度為，次梁截面為，主梁截面，柱的截面尺寸（或或自定）。2、設計內容和要求 （1）板和次梁按考慮塑性內力重分布方法計算內力；主梁按彈性理論計算內力，并繪出彎矩包絡圖。 （2）繪制樓蓋結構施工圖1樓面結構平面布置圖（標注墻、柱定位軸線編號和梁、柱定位尺寸及構件編號）（比例1：1001：200）；2板模板圖及配筋平面圖（標注板厚、板中鋼筋的直徑、間距、編號及其定位尺寸）（比例1：1001：200）；3次梁模板及配筋圖（標注次梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數、編號及其定位尺寸）（比例1：50

3、，剖面圖比例1：151：30）；4、梁材料圖、模板圖及配筋圖（按同一比例繪出主梁的彎矩包絡圖、抵抗彎矩圖、模板圖及配筋圖），（標注主梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數、編號及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面圖比例1：151：30）； 5在圖中標明有關設計說明，如混凝上強度等級、鋼筋的種類、混凝土保護層厚度等。 （3）計算書要求計算準確，步驟完整，內容清晰。（4）主梁配筋圖必須手工繪制，板、次梁配筋圖不作規定。（5）第11周星期五之前提交設計成果。3、課程設計目的 （1）了解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關系及其計算簡圖的確定； （2）通過板及次梁的計算，熟練掌握考慮塑性內力重分布的計算方法；

4、（3）通過主梁的計算，熟練掌握按彈性理論分析內力的方法，并熟悉內力包絡圖和材料圖的繪制方法； （4）了解并熟悉現澆梁板的有關構造要求； （5）掌握鋼筋混凝土結構施工圖的表達方式和制圖規定，進一步提高制圖的基本技能；4、設計參考進度 第一天：布置設計任務，閱讀設計任務書、指導書及設計例題，復習有關課程內容。確定梁格布置、板計算及繪制板的配筋草圖； 第二天：次梁的計算及繪制配筋草圖； 第三天：主梁的計算及繪制配筋草圖；第四至五天：繪制板、次梁和主梁的施工圖。 圖1 結構平面布置圖現澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計資料：某設計使用年限為50年工業用倉庫，采用整體式鋼筋混凝土結構，樓蓋梁格圖1所示

5、。圖1 結構平面布置圖(1) 樓面構造層做法：20mm厚水泥砂漿打底，10mm厚水磨石面層，=0.65 KN/m2 15mm厚混合砂漿梁板天花抹灰。(2) 活荷載：標準值為9KN/m2。(3) 恒載分項系數為1.2；活載分項系數為1.3（因工業廠房樓蓋活載標準值大于4 KN/m2）。(4) 材料選用：混凝土 采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。鋼 筋 梁中受力縱筋才采用HRB335級（fy=300N/mm2）；其余采用HPB235級（fy=210N/mm2）。一、 板和次梁按塑性計算1. 板的計算（按考慮塑性內力重分布方法計算）板的l2/l1=5400mm/200

6、0mm=2.7<3，按沿短邊方向受力的單向板計算，應沿長邊方向布置足夠數量的構造鋼筋。板的厚度按構造要求取h=80mmL1/40=2000mm/40=50mm。次梁截面高度取h=500mmL2/15=5400mm/15=360mm，截面寬度b=200mm，板尺寸支撐情況如圖2所示。圖2板的尺寸(1) 荷載恒載標準值30mm面層 0.65KN/m280mm鋼筋混凝土板 0.08m×25KN/m3=2.000KN/m215mm混合砂漿天棚抹灰 0.015m×17KN/m3=0.255KN/m2 gk=2.905KN/m2線恒載設計值 g=1.2×2.905KN/

7、m2=3.486KN/m線活載設計值 q=1.3×9KN/m2=11.7KN/m合 計 15.186KN/m即每米板寬 g+q=15.186KN/m(2) 內力計算計算跨度 邊跨 Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.820m Ln+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m1.820m 取L0=1.820m中間跨 L0=2m-0.2m=1.800m計算跨度差（1.820m-1.800m）/1.800m=1.11%10%,說明可按等跨連續計算內力（為簡化起見，統一取L0=1.820m）。取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖3所示：圖3

8、 1m寬板的計算簡圖連續板各截面彎矩計算見表1。表1 連續板各截面彎矩計算截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座彎矩計算系數m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)4.572-4.5723.144-3.593（3）截面承載力計算b=1000mm，h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0,連續板各截面配筋計算見表2。表2 連續板各截面配筋計算 板帶部位截面邊區板帶（，軸線間）邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座M/( KN·m)4.572-4.5723.144-3.593s=M/1f

9、cbh020.0890.0890.0610.0700.0930.0930.0630.072As=1bh0fc/fy/(mm2)380380260295選配鋼筋10200102008/102008/10200實配鋼筋面積/(mm2)393393322322板帶部位截面中間區板帶（軸線間）邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座M/( KN·m)4.572-4.5723.144×0.8=2.515-3.593×0.8=-2.874s=M/1fcbh020.0890.0890.0510.0560.0930.0930.0520.058As=1bh0fc/fy

10、/(mm2)380380213237選配鋼筋102001020082008200實配鋼筋面積/(mm2)393393251251中間區板帶軸線間，各區格板的四周與梁整體連接，故各跨跨內和中間支座考慮板的內拱作用，計算彎矩降低20%。連續板的配筋示意圖如圖4所示。（a）邊區板帶（b）中間區板帶圖4 板的配筋示意圖次梁計算（按考慮塑性內力重分布方法計算） 取主梁的梁高h=700mmL1/12=6000mm/12=500mm,梁寬b=250mm,次梁有關尺寸及支撐情況圖5所示。圖5 次梁尺寸（1） 荷載恒載設計值由板傳來 3.468KN/m2×2m=6.9KN/m次梁自重 1.2×

11、;25KN/m3×0.2m×(0.5m-0.08m)=2.520KN/m梁側抹灰 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.5m-0.08m)×2=0.257KN/m g=9.677KN/m活載設計值由板傳來 q=11.7KN/m2×2m=23.4KN/m 合 計 g+q=33.077KN/m(2)內力計算計算跨度邊跨 Ln=5.4m-0.12m-0.25m/2=5.155m Ln+a/2=5.155m+0.24m/2=5.275m 1.025 Ln=1.025×5.155m=5.284m5.275m 取L0=5

12、.275m中間跨 L0= Ln=5.4m-0.25m=5.150m跨度差（5.275m-5.150m）/5.150m=2.4%10%,說明可按等跨連續梁計算內力，計算簡圖如圖6所示。圖6 次梁的計算簡圖連續次梁各截面彎矩及剪力計算見表3和表4。表3 連續次梁彎矩計算截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座彎矩計算系數m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)83.671-83.67154.380-62.663表4 連續次梁剪力計算截面端支座內側離端第二支座外側離端第二支座內側中間支座外側、內側剪力計算系數v0.450.60.550.5

13、5V=v(g+q)Ln/(KN)76.730102.30793.69093.690（3）截面承載力計算次梁跨內截面按T形截面計算，翼緣計算寬度為：邊跨: bf=L0/3=5275mm/3=1758mmb+S0=200mm+1800mm=2000mm離端第二跨、中間跨: bf= L0/3=5150mm/3=1717mm梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm翼緣厚 hf=80mm判別T形截面類型：跨內截面=0.010hf/h0=60mm/465mm=0.172,故各跨內截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，第一內支座按布置兩排縱筋考慮，取h0=450mm-60mm

14、=440mm，其他中間支座按布置一排縱筋考慮，h0=465mm，連續次梁正截面及斜截面承載力計算分別見表5和表6。表5 連續次梁正截面承載力計算截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內、中間跨跨內中間支座M/( KN·m)83.671-83.67154.380-62.663(b=bf)0.0140.1510.0100.1010.0140.1650.0100.107As=1bh0fc/fy(b=bf)/(mm2)621692381475選配鋼筋216+118118+314314214+116實配鋼筋面積/(mm2)657761459509表6 連續次梁斜截面承載力計算截面端支座內側離端第

15、二支座外側離端支座內側中間支座外側、內側V76.730102.30793.69093.690/332.475V314.600V314.600V332.475V/93.093>V88.088<V88.088<V93.093>V選用箍筋28282828/(mm2)101101101101/(mm)按構造820867按構造實配箍筋間距S/(mm)200200200200次梁配筋示意圖見圖7。圖7 次梁配筋示意圖三、主梁計算（按彈性理論計算）柱高H=4.5m，柱截面尺寸300mm×300mm,主梁的有關尺寸及支撐情況見圖8。圖8 主梁尺寸（1） 荷載恒載設計值由次梁傳

16、來 9.677KN/m×5.4m=52.256KN主梁自重（折合為集中荷載） 1.2×25KN/m3×0.25m×(0.7m-0.08m) ×2m=9.3KN梁側抹灰(折合為集中荷載) 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.7m-0.08m) ×2m× 2=0.760KN G=62.316KN活載設計值由次梁傳來 Q=23.4KN/m×5.4m=126.36KN合 計 G+Q=188.676KN（2）內力計算邊跨 Ln=5.4m-0.12m-0.3m/2=5.730mL0=1.0

17、25Ln+b/2=1.025×5.730m+0.3m/2=6.020mLn+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.3m/2=6.070m中間跨 Ln=5.4m-0.4m=5.700m L0= Ln+b=5.7m+0.3m=6.000m跨度差（6.020m-6.000m）/6.000m=0.33%10%,可按等跨連續梁計算。由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多，故主梁可視為鉸支柱頂上的連續梁，計算簡圖見圖9。圖9 主梁的計算簡圖在各種不同分布的荷載作用下的內力計算可采用等跨連續梁的內力系數進行，跨內和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算，則M=KGL0+KQL0 V=KG+KQ式中

18、系數K值由附錄7查得，具體計算結果以及最不利荷載組合見表7和表8，即可得主梁的彎矩包絡圖及剪力包絡圖，如圖10所示。圖10 主梁彎矩包絡圖及剪力包絡圖表7 主梁彎矩計算序號計算簡圖邊跨跨內中間支座中間跨跨內KM1/( KN·m)KMB（MC）/( KN·m)KM2/(KN·m)0.24491.535-0.267-99.9970.06725.0510.289219.839-0.133-101.003-101.003-33.667-0.133-101.0030.200151.6320.229112.168-0.311(-0.089)-236.180(-67.588)0

19、.170128.8720.274134.209-0.178(0.044)-135.177(33.414)-最不利荷載組合+311.374-201-75.952+57.868-201176.683+203.703-336.177(-167.585)153.923+225.744-235.174(-66.583)-表8 主梁剪力計算序號計算簡圖端支座內側中間支座（左）KVA/ VD/(KN)KVB左（VC左）/(KN)0.733(-0.733)45.678(-45.678)-1.267(-1.000)-78.954(-62.316)0.866(-0.866)109.428(-109.428)-1.

20、134(0)-143.292(0)-0.133(0.133)-16.806(16.806)-0.133(-1.000)-16.806(-126.36)0.689(0.089)87.062(11.246)-1.311(-0.778)-165.658(-99.572)0.822(-0.044)103.867(-5.560)-1.178(0.222)-148.852(28.052)最不利荷載組合+155.106(-155.106)-222.246(-62.316)+92.622(-28.872)-95.760(-188.676)+132.74(-34.432)-244.612(-161.888)+1

21、49.545(-51.238)-227.806(-34.264)序號計算簡圖中間支座（右）KVB右（VC右）/(KN)1.000(1.267)62.316(78.954)0(1.134)0(143.292)1.000(0.133)126.36(16.806)1.222(0.089)154.412(11.246)0.222(-0.044)28.052(-5.560)最不利荷載組合+62.316(222.246)+188.676(95.76)+216.728(90.2)+90.368(73.394)（3）截面承載力計算主梁跨內截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度為：bf=L0/3=6000mm/3=2000mmb+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm判斷T形截面類型：跨內截面=0.053hf/h0=80mm/665mm=0.120,故各跨內截面均屬于第一類T形截面。跨內截面在負彎矩作用下按矩形截面計算，取h0=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面計算，取h0=700m-80mm=620mm（因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，并布置在次梁主筋下面）。主梁正截面及斜截面承載力計算表見表1-15和表1-1