钢筋混凝土结构
—课程设计任务书
1学院：水利学院《水工钢筋混凝土》课程设计
—单向板肋形楼盖设计一.内容
钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
二.设计资料
某多层工业建筑楼盖平面如下图采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖
1.楼层平面如图所示，墙体厚度370mm,结构横向长L1=18m，结构纵向长L2=30m,板搁置长度：120mm,次梁搁置长度：240mm,主梁搁置长度：240mm,楼梯位于该层平面的外部，不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。2.该建筑位于非地震区。3.建筑物安全级别为二级。4.结构环境类别一类。
5.建筑材料等级:梁，板C20混凝土。
钢筋：板中钢筋，梁中箍筋，构造钢筋Ⅰ级，梁中受力钢筋Ⅱ级。
3
6.荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m,
2
楼面面层为水磨石，自重为0.65kN/m,
3
梁板天花为混合砂浆抹灰15mm，重力密度为17kN/m,
2
楼面活荷载标准值2.5kN/m。
7.结构平面布置及初估尺寸：
板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm，主梁的支承长度为240mm。板厚：h=100mm
次梁：高h=450mm，宽b=220mm，间距l1=3.0m。主梁：高h=750mm，宽b=250mm，间距l2=6.6m。
2柱：bхh=350mmх350mm，柱网尺寸为6.0mх6.0m。8.使用要求：梁板的变形和裂缝宽度在本设计中均不考虑。9.采用的规范：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96),建筑结构荷载规范（GBJ9-87).三.设计要求板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算主梁的设计：按弹性理论分析方法计算板的厚度按构造要求h=80mm>l/40=2000/40=50mm取。次梁截面高度取h=500mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。主梁截面梁高度取h=700mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。四.板的计算3板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的尺寸及支承情况如图所示。1.荷载计算恒载标准值:水磨石面层0.65kN/m2板自重25х0.08=2.0kN/m2板底抹灰17х0.015=0.255kN/m2合计g=2.905kN/m2恒载设计值:2.905х1.2=3.486kN/m2活载标准值：2.5kN/m2活载设计值:q=1.3х2.5=3.25kN/m2P=g+q=3.486+3.25=6.736kN/m22.内力计算
板厚h=80mm,次梁bхh=200mmх500mm
计算跨度:边跨L01=Ln+h/2=2000-120-200/2+80/2=1820mm
L01=Ln+a/2=2000-120-200/2+120/2=1840mm选其中较小者L01=1700mm中跨L02=Ln=2000-200=1800mm跨度差：(L01-L02)/L02=(1820-1800)/1800=1.1%<10%，故按等跨连续板计算.板的弯矩计算表:
4连续板各截面弯矩计算
截面
边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中
表1中间支座
弯矩计算系数
1/11-1/111/16-1/14
2.616-2.6161.759-2.010
3截面承载力计算：取a=20,b=1000mm,h=80mm,h0=h-a=80-20=60mm,fc=9.6N/mm2,fy=210N/mm2,各截面的配筋计算见表2板的配筋计算板带部位边区板带（①～②、⑤～⑥轴线间）表2中间区板带（②～⑤轴线间）离端第二离端第二跨跨边跨跨离端第跨跨中及中间支边跨跨离端第二板带部位截面中及中间跨跨中二支座中间跨跨座中支座中中1.759х0.8=1.407中间支座M/kN·m2.616-2.6161.759-2.1012.616-2.616-2.010х0.8=1.6080.073ζ=1-√(1-2х0.076αs)As=fcbζh0/fy(mm2)0.0730.0760.0490.0500.0560.0570.0730.0760.0730.0760.0390.040113.9390.0450.046130.604215.776215.776143.1911.245215.776215.7765选配钢筋实配钢筋面积（mm2）
ффффф
ф6@180
6/8@1806/8@1806/8@1806/8@1806/8@180218
218
157
218
218
218
ф6@180157
ф6@180157
中间板带②～⑤轴线间，其各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其弯矩降低20%。表中ζ的最大值为0.076<ζb=0.614;表中所选最小配筋面积As=157mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bh0)=157/（1000х60）=0.26%>ρmin=0.15%满足要求。五．次梁的设计（按塑性内力重分布计算方法）
次梁按塑性内力重分布方法计算，有关尺寸及计算简图如图所示。
1．荷载计算
恒载
板传递荷载3.486х2=6.972kN/m次梁自重1.2х25х0.2х（0.50-0.08）=2.52kN/m梁侧抹灰1.2х17х0.015х（0.50-0.08）х2=0.257kN/m合计g=9.749kN/m
活荷载：由板传来q=3.25х2=6.5kN/m总荷载p=g+q=9.749+6.5=16.2499kN/m
2.内力计算
计算跨度：边跨Ln=6000-240-300/2=5610mm
L01=（6000-240-300/2）х1.025=5750mmL01=Ln+a/2=5610+240/2=5730mm
6故取较小者L01=5730mmL02=6000-300=5700mm中跨
跨度差：（5730-5700）/5700=0.52%<10%,按等跨连续梁计算。次梁弯矩计算表（M=αmbpL02）
次梁弯矩计算
截面
边跨跨中
离端第二支离端第二跨跨中及
座中间跨
表3中间支座
弯矩计算系数
1/1160.141
-1/11-60.141
1/10.915
1/1446.760
次梁简力计算表（V=αvbpLn）
次梁剪力计算
截面剪力计算系数
端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧
表4中间支座左侧、
右侧
0.4550.866
0.667.822
0.5563.167
0.5563.167
3.配筋计算
（1）次梁正截面抗弯计算
跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度为
边跨bf＇=L01/3=5730/3=1910mmαfcbf＇hf＇(h0—hf＇/2)=9.6х1900х80х(465-80/2)х10-6=620.16kN·mαfcbf＇hf＇(h0-hf＇/2)>Mmax，故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。h0=465。b=200mmfc=9.6N/mm2fy=310N/mm2次梁正截面承载力计算见表5。
次梁正截面承载力计算
截面M/kN·m
边跨跨中60.141
离端第二支座-60.141
7表5
离端第二跨跨中及中间
跨跨中
40.915
中间支座46.760
b或bf＇αs=M/(fcbh02)ζ=1-√(1-2хαs)19100.0150.015
2000.1450.163
19000.0100.010
2000.1130.120
As=fcbf＇ζh0/fy（mm2）
412.569.44273.6357.122ф14+1ф
10
383
选配钢筋实际钢筋面积
2ф12+2ф142ф12+2ф142ф14
（mm2）
其中ζ=x/h0均小于0.35，符合塑性内力重分布条件次梁斜截面承载力计算分别见表6.
次梁斜截面承载力计算
截面V（kN）0.25fcbh0(N)Vc=0.7ftbh0(N)配筋方法选用箍筋Asv=nAsv1(mm2)
边跨跨中50.866223200>V
524524308
表6中间支座63.167223200>V
离端第二支座左侧离端第二支座右侧
67.822223200>V
63.167223200>V
71600>V构造配筋双肢箍ф6
57
71600>V构造配筋双肢箍ф6
57
71600>V构造配筋双肢箍ф6
57
71600>V构造配筋双肢箍ф6
57
实际钢筋间距
200200200200
S(mm)
表中所选最小配筋面积As=57mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bхs)=57/（200х200）=0.143%>ρmin=0.125%满足要求。六.主梁的设计(按弹性理论计算)
主梁按按弹性理论计算，有关尺寸及计算简图如图所示。
81．荷载计算
恒载
次梁传递荷载：9.749х6=58.494kN
主梁自重:1.2х25х0.3х（0.7-0.08）х2=11.16kN
主梁抹灰:1.2х17х0.015х（0.7-0.08）х2х2=0.759kN
g=70.413kN合计
q=10.4х2.5=26kN活载
p=g+q=70.413+26=96.413kN总荷载
2.内力计算
计算跨度边跨ln=6000-240-350/2=5585mm
l0=ln+a/2+b/2=5585+240/2+350/2=5880mm
l0=1.025хln+b/2=1.025х5585+350/2=5900妈妈
取较小者l0=5880mm
中跨l0=ln+b=6000mm平均跨度：（6000-5880）/2=5940mm跨度差：（6000-5880）/5880=2.04%<10%,可按等跨连续梁计算。
由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算，则：M=K1Gl0+K2Ql0；V=K1G+K2Q；9式中系数K值由查表的，具体计算结果以及最不利内力组合见表7。表7弯矩（kNm）B支座kMB-0.267-113.801-0.133-50.935-0.133-50.935-0.311-161.38-1.736-113.147-226.948边跨跨中项次荷载简图kM10.244中间跨跨中kM30.06728.306-0.133A支座kVA0.73351.6130.86654.038-0.133-8.2990.2.994105.65143.31494.607剪力B支座kVB左-1.267-.213-1.134-70.762-0.133-8.299-1.311-81.806-159.975-97.513-171.019kM20.15561.4840.244.014-0.0-33.2990.12547.530150.49828.185109.014kM40.06728.306-0.133-52.2610.20072.5840.17065.229-23.91100.93.535kVB右1.000①102.2000.270.41300②103.201-0.044-52.2610.20072.5840.09637.801-23.91100.066.1071.00062.4③-19.2930.2291.222④内力不利组合①+②①+③①+④81.463205.40183.907184.66376.25370.413132.81146.6610实线①+②虚线①+③点画线①+④内力包络图及弯矩包络图（上）3配筋计算(1)正截面抗弯承载力计算跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:
＇
中跨:bf=l0/3=6000/3=2000mm＇边跨:bf=l0/3=5880/3=1960mm＇＇中跨：fcbfhf(h0-hf’/2)=9.6х2000х80х(665-80/2)=960kN·m>M=100.0kN·m
11边跨：fcbfhf(h0-hf’/2)=9.6х1960х80х(665-80/2)=940.8kN·m>M=205.401kN·m
故按跨中截面第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算，取h0=700-80=620mm（因支座弯矩＇
＇
较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。b=300mm,fc=9.6N/mm2,fy=310N/mm
因为梁与支座整体连接,所以支座B的计算弯矩为:
MB=┃MB┃-b/2х┃VBR┃=┃-226.948┃-0.3/2х┃132.813┃=203.706kN·m主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表9及表10。主梁正截面承载计算截面M/kN·mb/2х┃VBR┃kN·m边跨跨中205.401中间支座-226.948132.813х0.30/2表9中间跨跨中100.0M-b/2х┃VBR┃kN·m203.706b/bf＇αs=M/(fcbf＇h02)或αs=M/(fcbh02)ζ=1-√(1-2хαs)As=fcbf＇ζh0/fy（mm2）19600.0250.0251009.0843000.1780.201235.61320000.0120.012494.245选配钢筋实际钢筋面积(mm2)2ф16+2ф202ф20+2ф222ф12+2ф1410301388534表中ζ的最大值为0.221<ζb=0.614;表中所选最小配筋面积As=1388mm2;
验算最小配筋率ρ=As/(bh0)=1388/（300х665）=0.70%>ρmin=0.15%满足要求。
12主梁斜截面承载力计算截面V（kN·m）0.25fcbh0(N)Vc=0.7ftbh0(N)选用箍筋Asv=nAsv1(mm2)S=1.25fyvAsvh0/（V-0.7ftbh0)实际箍筋间距S(mm)Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/S实际钢筋面积(mm2)支座A105.651498750>V支座Bl171.019465000>V表10支座Br146.6665000>V153615>V2ф8101366.129250223859>V101143220V101143220V101表中所选最小配筋面积As=101mm2;验算最小配筋率ρ=As/(bхs)=101/（300х250）=0.135%>ρmin=0.125%满足要求。
13次梁配筋图14板配筋图1516主梁配筋图17
