混泥土结构课程设计

湖南农业大学东方科技学院课程设计说明书

课程名称：《水工混凝土结构设计》课程设计

题目名称：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖结构班级：20 10 级水利水电工程专业一班姓名：全泱杨

学号：201041927129

指导教师：汤峰

评定成绩：

教师评语：

指导老师签名：

2012 年月日

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书

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图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖

1楼层平面

L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm

板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm

2.建筑位于非地震区

3.结构安全级别为Ⅱ级

4.结构环境类别为一类

5.建筑材料等级：混凝土：梁、板C20/ C25

钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋Ⅰ级、梁中受力筋Ⅱ级

6.荷载：

钢筋混凝土重力密度：25kN/m3

水磨石面层：0.65kN/m2

石灰砂浆抹面15mm：17kN/m3

楼面活荷载：4kN/m2

（建议尺寸：柱=350mm×350mm）

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

四．设计成果

计算书1份

板的平面配筋图（比例自拟）

次梁配筋图（比例自拟）

主梁材料图与配筋图（比例自拟）

五．要求

参考现行设计规范，认真、独立、按时完成

六．参考资料

赵鲁光主编，《水工钢筋混凝土结构习题与课程设计》，中国水利水电出版社，1998

海河大学等合编，《水工钢筋混凝土结构学》，中国水利水电出版社，1996 沈蒲生主编，《钢筋混凝图结构设计》，高等教育出版社，2010

七．设计时间

一周

图1 楼盖平面图Fig.1 floor system plan

钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖结构

1.设计资料

（1）楼面构造层做法：15mm石灰砂浆抹面，重力密度25kN/m3；水磨石面层荷载0.65kN/m2。

（2）楼面活荷载：标准值4kN/m2 。

（3）永久荷载分项系数为1.05；活荷载分项系数为1.20。

（4）混凝土结构构件承载力安全系数：K=1.20

（4）材料选用：

混凝土板采用C25(f c=11.9N/mm2)，梁采用C20(f c=9.6N/mm2)。

钢筋板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋采用HPB235级(f y=210N/mm2);

梁中受力筋采用HPB335级（f y=300N/mm2)。

柱尺寸350mm×350mm

（6）在图1中选着其中一种为楼面布置图，详细见图2。

图2 楼面梁、柱、板布置图

2.板的计算

板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l

2/l

1

=6000/2000=3,则按沿短边

受力的单项板设计。短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。

板的厚度按构要造求取h=100mm(板的常用厚度为60~120mm,且h/l2=100/2000=0.05>1/40)。次梁截面高度去h=500mm(h/l2的高垮比在1/12~1/8范围内），截面宽度b=200(高宽比满足2~2.5的范围）。板尺寸及支承情况如图3所示。

图3 板的尺寸

（1）荷载标准值

在正常使用时板承受的荷载标准值为：

均布永久荷载（材料重量）：g k=0.10m×25kN/m3+0.15×17kN/m3+0.65kN/m2

=5.7kN/m2

均布可变荷载（楼面活荷载）：q k=4kN/m2

恒载设计值：g=1.05×5.7kN/m2=5.99kN/m

活载设计值：q=1.20×4kN/m2=4.8kN/m

合计：g+q=10.79kN/m

(2)内力计算

计算跨度

边跨l n+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.10/2=1.83m

l n+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.84m﹥1.83m 取l0=1.83m

中间跨l0=2m-0.2m=1.80m

计算跨度差（1.83m-1.80m）/1.80m=1.16%﹤10%,说明可按等跨连续计算内力（为简化起见，统一取l0=1.83m）。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图4所示。

图4 板的计算简图

连续板各截面的弯矩计算见表1

表1连续板各截面弯矩计算

跨中弯矩支座弯矩截面

M1M2M3M A M B M C

弯矩计算系数

1/11 1/16 1/16 0 -1/11 -1/14 αmp

M=αmp(g+q)l02

3.28 2.26 2.26 0 -3.28 -2.58

/(kN·m)

(3)截面承载力计算

板宽b=1000mm；板厚h=100mm；板的保护层厚度c=20,按薄板考虑，则a=c+5=25,所以有效计算厚度h

=75，连续板各截面的配筋计算见表2。

表2 连续板正截面配筋计算

板带部位截

面

边区板带

M1M2M3M A M B M C

M/( KN·m) 3.28 2.26 2.26 0 -3.28 -2.58 KM/( KN·m) 3.936 2.712 2.712 0 -3.936 -3.096 αs=KM/f c bh020.059 0.041 0.041 0 0.059 0.046 ζ0.061 0.042 0.042 0 0.061 0.047 As=

f c bζh0/f y

/(mm2)

259 179 179 0 259 200 选配钢筋Φ6@100 Φ6@140 Φ6@140 0 Φ6@100 Φ6@140 实配钢筋面

积/(mm2)

283 202 202 0 283 202

板带部位截

面

中间区板带

M1M2M3M A M B M C

M/( KN·m) 3.28 2.26×80

%=1.81

2.26×80

%=1.81

0 -3.28

-2.58×80%

=-2.06

KM/( KN·m) 3.936 2.172 2.172 0 -3.936 -2.472 αs=KM/f c bh020.059 0.032 0.032 0 0.059 0.037 ζ0.061 0.033 0.033 0 0.061 0.038 As=

f c bζh0/f y

/(mm2)

259 140 140 0 259 162

选配钢筋Φ6@100 Φ6@140 Φ6@140 0 Φ6@100 Φ6@140 实配钢筋面

积/(mm2)

283 202 202 0 283 202 由于各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱

作用，计算弯矩可降低20%。并且对于普通薄板，由于其截面高度甚小，承载力主要取决于正截面受弯。因此斜截面受剪不会发生问题，故不做验算。

连续板的部分配筋示意图如图5所示。

图5 板的局部配筋示意图

（a)边区板带；（b）中间区板带

3.次梁的计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

取主梁的梁高h=700mm(高垮比符合1/15~1/10的范围），梁宽b=300mm(高宽比符合2~3.5的范围）。次梁有关尺寸及支承情况如图6所示。

图6 次梁尺寸

（1）荷载

由板传来 5.99kN/m2×2m=11.98kN/m

次梁自重 1.05×20kN/m3×0.2m×0.5m=2.10kN/m

恒载设计值g=11.98kN/m+2.10kN/m=14.08kN/m

由板传来 4.8kN/m2×2m=9.6kN/m

活载设计值q=9.6kN/m

合计g+q=23.68kN/m

（2）内力计算

计算跨度：

边跨（一端与梁或柱整体连接，另一端搁支在墩墙上）

l n=6.0m-0.24m-0.3m/2=5.61m

l n+a/2=5.61m+0.24/2=5.76m

l0=1.025l n=1.025×5.61m=5.75m ( l0< l n+a/2) 则取l0=5.75m

中间跨l0=l n=6.0m-0.3m=5.7m

跨度差（5.75m-5.7m）/ 5.7m=0.9%< 10%

说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图7所示。

图7 计算简图

连续次梁各截面弯矩计算见表3.

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