钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计

中南大学土木工程学院 土木工程专业（本科）建筑工程方向 《混凝土结构及砌体结构设计》
课程设计任务书 题 目：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计 姓 名：
班 级：土木班 学 号：
一、设计目的 1、掌握单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；

2、掌握板厚及梁系截面尺寸的确定方法；

3、通过板及次梁的计算，掌握按考虑塑性内力重分布分析内力的计算方法；

4、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的计算方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；

5、掌握板、梁的配筋计算；

6、了解并熟悉现浇梁板结构的有关构造要求；

7、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方法、制图规定，进一步提高制图的基本技能；

8、学会编制钢筋材料表。

二、设计资料 某多层工业厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，结构布置如附图所示。

1、结构布置柱网尺寸及楼面活载大小详见“六 附图”；

2、楼面为水磨石地面(包括10mm面层和20mm厚水泥砂浆打底)，其自重标准值为0.65kN/m2；
板底及梁用15mm厚混合砂浆抹面，其自重标准值为20kN/m3；

3、混凝土强度等级C20，钢筋除梁主筋采用HRB335钢筋(抗拉强度设计值为fy=300 MPa)外，其余均采用HPB300钢筋(抗拉强度设计值为fy=270MPa)，钢筋混凝土容重标准值为25kN/m3。

三、设计内容和要求 进行楼盖梁板系统结构设计，并绘制施工图。

要求：提交设计说明书一本，楼盖结构施工图（一号图）一张；

板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算；
主梁按弹性理论计算内力。

1、对设计说明书的要求 设计说明书应包括下列内容：
（1）
封面 （2）
设计任务书 （3）
目录 （4）
正文，包括：
① 本梁板结构系统布置的优缺点评述；

② 板厚及梁系截面尺寸的确定；

③ 板、梁计算简图；

④ 荷载计算；

⑤ 内力分析及内力组合；

⑥ 配筋计算；

⑦ 构造要求。

（5）
设计体会 （6）
参考文献 （7）
封底 2、对图纸的要求 楼盖结构施工图应包括下列内容：
（1）楼盖结构平面布置图和板的配筋图 楼盖结构平面布置要注明定位轴线尺寸和编号，板、梁、柱等构件要进行定位尺寸标注和编号；

板的配筋图可绘于楼盖结构平面布置图上，并注明板的厚度；

板的配筋可采用分离式或弯起式，钢筋（包括受力钢筋、分布钢筋和其它构造钢筋）要编号，同一编号的钢筋至少有一根钢筋要注明直径、间距及截断或弯起位置；

可以利用对称性只画四分之一楼面。

（2）次梁模板及配筋图 绘制次梁配筋和模板图，以及足够数量的控制截面配筋详图；

要求几何尺寸，钢筋编号、型号、直径、间距、弯起和截断位置、搭接长度、锚固长度等标注全面；

绘制次梁抽出钢筋图；

可以利用对称性只画一半。

（3）主梁模板及配筋图 根据内力包络图确定主梁钢筋的弯起、截断、搭接和锚固位置和长度；

其余绘制要求与次梁相同。

（4）整个楼盖主梁钢筋材料表 对整个楼盖主梁钢筋材料用量进行列表计算 （5）设计说明 包括混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度、钢筋搭接长度、锚固长度等需要说明的问题。

四、注意事项 1、计算书文本规范、层次分明、字体工整，图表准确整洁，装订成册；

2、施工图图面布置合理，比例适当，图面整洁，线条清楚，文字采用仿宋体，符合制图标准，达到施工图要求。

五、参考文献 1、混凝土结构设计规范（GB50010－2002）
2、建筑结构荷载规范（GB50009－2001）
3、建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）
4、房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）
5、袁锦根、余志武，混凝土结构设计基本原理，中国铁道出版社，2003.2 6、余志武、袁锦根，混凝土结构与砌体结构设计，中国铁道出版社，2004.3 六、附图 结构布置柱网尺寸及楼面活载大小 组别 次梁跨度(mm) 主梁跨度(mm) 楼面活载标准值(kN/m2) B B′ L L′ 1 7500 7200 6000 6000 6.0 2 6600 6300 5400 5400 8.0 3 6600 6600 6000 5700 8.0 4 7200 7200 6600 6300 8.0 5 6300 6000 5400 5400 10.0 6 6600 6300 5700 5700 10.0 7 6600 6600 6300 6000 10.0 8 6000 6000 5700 5400 12.0 9 6300 6000 5400 5400 12.0 10 6600 6300 5700 5700 12.0 注：选用第二组数据，次梁跨度为6600mm,6300mm，主梁跨度为5400mm,5400mm，楼面活载标准值为8.0KN/m. 目 录 一、本梁板结构系统布置的优缺点评述 ………………………………… 5 二、板厚及梁系截面尺寸的确定 ………………………………………… 5 三、板的计算 ……………………………………………………………… 5 四、次梁计算 ……………………………………………………………… 7 五、主梁的计算 …………………………………………………………… 10 六、设计体会 ……………………………………………………………… 14 七、参考文献 ……………………………………………………………… 15 正 文 （一）本梁板结构系统布置的优缺点 优点：主梁沿房屋横向布置，与柱构成平面内框架或平面框架，抗侧移刚度较大。各种框架与纵向次梁或连系梁形成空间结构，因此房屋的整体刚度较好。主梁与外墙面垂直，窗扇高度可较大，有利于采光。

（二）板厚及梁系截面尺寸的确定 根据单向板及其楼盖的次梁、主梁不需挠度验算的要求确定板厚、梁系截面尺寸：
板厚：/40=2700/40=67.5mm，考虑到工业房屋楼面的最小厚度h=80mm，故取板厚h=80mm。

次梁：截面高h按（1/12~1/18）=6600/18—6600/12=367mm—550mm，，考虑活荷载较大，取次梁截面高h=550mm，次梁截面宽b=（1/3—1/2）h=184mm—275mm，取b=250mm。

主梁：截面高h按l/8~l/14=5400/14—5400/8=385.7mm—675mm估算，取h=650mm，主梁宽按h/3~h/2估算，取b=300mm。

（三）板的计算 1、 计算简图 板按考虑塑性内力重分布设计。根据梁、板的构造要求，故不需做挠度验算的最小厚度为/40=2700/40=67.5mm，考虑到工业房屋楼面的最小厚度h=80mm，故取板厚h=80mm。次梁截面高h按（1/12~1/18）=6600/18—6600/12=367—550mm，，考虑活荷载较大，取次梁截面高h=550mm，次梁截面宽b=250mm。

板伸入墙体120mm。各跨的计算跨度为 边跨=2700-120-250/2+80/2=2495mm AB,DE之间中跨=2700-250=2450mm BD之间中跨=2700-250=2450mm 边跨与中跨的计算相差小于10%，按等跨连续板计算。

荷载 楼面、面层 1.20.0322=0.80 KN/m2 板自重 1.20.0825=2.40 KN/m2 板底抹灰 1.20.01520=0.36 KN/m2 g=3.56 KN/m2 楼面活荷载 q=1.38.0=10.4 KN/m2 合计 g+q=13.96 KN/m2 故板的计算简图见图1所示。

2、 内力计算 M=（q+g）l=13.962.495=7.901KN·m M=（q+g）l=13.962.45=5.238KN·m M=（q+g）l=13.962.495=-6.208KN·m M=（q+g）l=13.962.45=-5.238KN·m 3、 配筋计算 取h=80-25=55mm，各截面配筋计算见表1，板的配筋图见一号图纸。

表1 板正截面承载力计算 截面 1 B 2 C 板带 位置 ①--② ⑥--⑦ ②--⑥ ①--② ⑥--⑦ ②--⑥ ①--② ⑥--⑦ ②--⑥ ①--② ⑥--⑦ ②--⑥ M(KM·m）
7.901 7.901 -6.208 5.238 5.2380.8=4.191 -5.238 -5.2380.8=-4.191 0.272 0.214 0.180 0.144 0.180 0.144 0.838 0.878 0.900 0.922 0.900 0.922 （mm）
635 476 392 306 392 306 配筋（mm）
10@120 A=654 10@120 A=654 10@160 A=491 10@160 A=491 8 @125 A=402 8 @160 A=314 8@125 A=402 8@160 A=314 说明：②~⑦轴线间中间跨中及中间支座弯矩考虑推力的有利影响，弯矩可减少20%。

（四）
次梁计算 1、计算简图 主梁截面高h按l/8~l/14=5400/14—5400/8=385.7mm—675mm估算，取h=650mm，主梁宽按h/3~h/2估算，取b=300mm。次梁伸入墙中240mm，按考虑塑性内力重分布计算，各跨计算跨度为 边跨 =6300-150-120+240/2=6150mm =1.025（6300-150-120）=6181mm 取边跨=6150mm 中跨 =6600-300=6300mm 边跨与中跨相差小于10%，故可以按等跨连续梁计算。

荷载 板传来恒载 3.562.70=9.62 KN/m 次梁自重 1.20.25（0.55-0.08）25=3.53 KN/m 次梁侧面抹灰 1.20.015(0.55-0.08）220=0.34 KN/m g=13.49 KN 板传来活荷载 q=10.42.70=28.08 KN/m 合计 q+g=41.57 KN/m 故次梁的计算简图见图2 2、 内力计算 M=（q+g）l=41.576.15=142.935KN·m M=（q+g）l=41.576.3=103.120KN·m M=（q+g）l=41.576.15=-142.935KN·m M=（q+g）l=41.576.3=-103.120KN·m V=0.4（q+g）l=0.441.576.15=102.263KN·m V=0.6（q+g）l=0.641.576.15=153.394KN·m V=0.5（q+g）l=0.541.576.3=130.946KN·m V=0.5（q+g）l=0.541.576.3=130.946KN·m 3、 正截面抗弯承载力计算 取h=550-40=510mm 次梁跨中截面上不受压，按T形截面计算抗弯承载力，其翼缘计算宽度取 ==6.3/3=2.1m 或=b+S=0.21+2.5=2.71m 两者中取小值，即取=2.1m。

判别各跨跨中截面类型。

=2100809.6（510-80/2）=7.5910N·mm =759KM·m>142.935KM·m 因此，各跨跨中截面均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，两排布筋，取h=550-60=490mm。

其他中间支座按一排布筋考虑取h=550-35=515mm 各截面配筋计算见表2：
表2 次梁正截面承载力计算 截面 1 B 2 C M(KM·m）
142.935 -142.935 103.120 -103.120 0.027 0.248 0.020 0.162 0.027<0.55 0.290<0.35 0.020<0.55 0.178<0.35 0.986 0.855 0.990 0.911 （mm）
939 1138 675 733 配筋（mm）
320 A=942 420 A=1256 318 A=763 318 A=763 考虑塑性内力重分布时，满足ξ0.35要求。

4、 次梁斜截面承载力计算 表3 次梁斜截面承载力计算 截面 A B截面左 B截面右 C截面左 V（kN）
102.263 153.394 130.946 130.946 （N）
309000> 294000> 294000> 309000> （N）
99138< 94325< 94325< 99138< 箍筋直径、肢数 26 28 26 28 3171 283 257 552 实配箍筋间距 250 200 200 200 配筋率验算：=57/（250250）
=0.11%>=0.241.1/270=0.098%，满足要求。

5、 绘制次梁配筋图 次梁模板及配筋施工图见1号图纸 （五）
主梁的计算 1、 计算简图 主梁按照弹性理论计算内力。已知柱的截面尺寸为300mm400mm，主梁伸入墙体240+130=370mm。由于主梁线刚度较柱线刚度大得多，考虑按简支在柱上计算。

各跨计算跨度 边跨 =5400+370/2-130=5455mm =1.025（5400--120-130）+=5274mm 取边跨=5274mm 中跨=5400-400=5000mm，可以按照等跨连续梁计算。

荷载 次梁传来恒载 13.496.6=89.034kN 主梁自重（折成集中荷载）
1.20.3（0.65-0.08）2.725=13.851kN 主梁侧面抹灰 1.20.015（0.65-0.08）2.7220=1.108kN g=103.993kN 次梁传来活荷载 q=28.086.6=185.328kN 合计 q+g=289.321kN 故主梁的计算简图如图3 2、 内力计算 主梁弯矩、剪力计算结果见表4、表5。

表4 主梁弯矩计算 顶次 荷载简图 （kN·m）
（kN·m）
（kN·m）
（kN·m）
1 0.169103.9935.274=92.690 -0.161103.9935.0= -83.714 0.116103.9935.0= 60.316 -0.107103.9935.0= -55.636 2 0.210185.3285.274=205.258 -0.08185.3285.0= -74.131 -62.085 -0.054185.3285.0= -50.039 3 0.159185.3285.274=155.410 -0.181185.3285.0= -167.722 0.146185.328 5.0= 135.290 -0.027185.3285.0= -25.019 4 -26.440 -0.054185.3285.0= -50.039 0.142185.3285.0= 131.583 -0.161185.3285.0= -149.189 5 -39.374 -74.518 169.554 -49.694 6 最不利弯矩 （1项+2项）
297.948 （1项+3项）
-251.436 （1项+5项）
229.87 （1项+4项）
-204.825 表5 主梁剪力计算 顶次 荷载简图 （kN）
（kN）
（kN）
（kN）
（kN）
1 0.339103.993=35.254 -0.661103.993=-68.740 0.554103.993=57.612 -0.446103.993=-46.381 0.446103.993=46.381 2 0.420185.328=77.838 -0.580185。328=-107.490 0.027185.328=5.004 0.027185.328=5.004 0.473185.328=87.660 3 0.319185.328=59.120 -0.681185.328=-126.208 0.654185.328=121.205 -0.346185.328=-64.123 -0.06185.328=-11.120 4 0.054185.328=10.008 -0.054185.328=-10.008 0.393185.328=72.834 -0.607185.328=-112.494 0.607185.328=112.494 5 最不利剪力 （1项+2项）
113.092 （1项+3项）
-194.948 （1项+3项）
178.817 （1项+4项）
-158.875 （1项+4项）
158.875 3、 正截面抗弯承载力计算 取=650-40=610mm。主梁跨中截面按照T形截面计算，其翼缘计算宽度取 ==5.4/2=2.7m 或=b+S=0.3+5.4=5.7m 取两者中较小者，即取=2.7m。

判断T形截面类型 =2700809.6（610-80/2）=1182.0kN·m>297.948kN·m 故主梁梁中截面均属于第一类T形梁。中间支座截面=650-70=580mm。

各截面配筋计算见表6 表6 主梁正截面承载力计算 截 面 1 B 2 C 弯矩值（kN·m）
297.948 -251.436 229.87 -204.825 （kN·m）
—— 57.864 —— 57.864 弯矩设计值 M（kN·m）
297.948 -193.572 229.87 146.961 0.031 0.120 0.024 0.137 0.032 0.128 0.024 0.148 0.984 0.931 0.988 0.920 1655 1195 1271 873 实配钢筋 718 420 518 320 实配 1781 1256 1272 942 4、 斜截面抗剪承载力计算 主梁斜截面抗弯承载力计算结果见表7 表7 主梁斜截面承载力计算 截面 A B截面左 B截面右 C截面左 C截面右 剪力值V（kN）
113.092 -194.948 178.817 -158.875 146.591 （kN）
439.2> 417.6> 417.6> 439.2> 439.2> （kN）
140.91> 133.98< 133.98< 140.91< 140.91< 配双肢箍筋 构造28 S=250 28 S=200 28 S=200 28 S=250 28 S=250 - 232.8< 232.8> 224.1> 224.1> 需设弯起筋 - - - - - 实配弯起筋面积 - - - - - 5、 绘制主梁模板及配筋图 按计算结果，作出主梁弯矩包络图及材料图，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, 当V>=140.91KN时，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,V<=140.91KN时，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2la，并据此绘出主梁模板及配筋施工图。

梁顶面纵筋的锚固长度：la=0.1430020/1.1=764mm取800mm. 梁底面纵筋的锚固长度：12d=1220=240mm，取250mm （五）设计体会 经过了这次课程设计，我不仅对梁板结构的设计程序从宏观上有了一个了解，会设计一个楼盖结，而且很多细节的处理也让我印象相当的深刻。结构布置，梁和板尺寸的拟定，钢筋的弯起与截断，包络图的绘制，都不是只靠计算就能得到的，更多的是对规范的了解，以及经验的选择。另外也非常感谢贺老师对我们的悉心指导。次梁控制截面纵筋应优先考虑一排配筋，而我开始却设置了两排筋，还有设计图的布局等，都是开始的时候所没有注意的方面，在这些方面我都做了修改完善。设计过程是相当艰苦的，但是我始终严格要求自己，在此过程中我获益匪浅，很感谢学校给我们提供了这次难得的机会，我在课下也会适当地做双向板，单层厂房和框架结构的课程设计，多多锻炼自己。

（六）参考文献 1、混凝土结构设计规范（GB50010－2002）
2、建筑结构荷载规范（GB50009－2001）
3、建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）
4、房屋建筑制图统一标准（GB/T50001－2001）
5、袁锦根、余志武，混凝土结构设计基本原理，中国铁道出版社，2003.2 6、余志武、袁锦根，混凝土结构与砌体结构设计，中国铁道出版社，2004.3 7、顾祥林，建筑混凝土结构设计，同济大学出版社，2011.6