1、混凝土结构设计原理课程设计大纲2014 年 12 月钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖课程设计大纲课程名称：混凝土结构设计原理 学时：2 周 学分：2面向专业：土木工程（建筑工程方向） 执笔人：#一、 本课程设计的性质、目的、任务本课程设计通过一个常用、典型的钢筋混凝土楼盖现浇式单向板肋梁楼盖的设计，让学生将所学到的理论知识与设计方法运用于具体的设计实践中，提高专业设计能力及创造性思维能力，使所学知识能够融会贯通。二、 本课程设计的基本理论考虑塑性内力重分布的计算理论、按弹性理论方法分析内力的计算理论，受弯构件正截面承载力的计算理论、斜截面承载力的计算理论等。三、 程序与要求1程序：（1）指导教师布
2、置设计任务，下发设计任务书；（2）学生独立完成设计任务书的全部内容，指导教师随时给予必要的指导或集中讲解；（3）学生提交计算书和施工图，并就有关计问题设进行答辩。2基本要求：（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能；四、 主要内容提要题目：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计设计某多层混合结构的楼盖，采用钢筋混凝
3、土现浇单向板肋梁楼盖。主要内容如下：（1）梁、板的结构布置；（2）荷载计算；（3）板的计算及配筋；（4）次梁的计算及配筋；（5）主梁的内力计算、包络图的绘制及配筋计算（6）绘制楼盖结构施工图；（7）整理计算书；（8）答辩 。 五、 考核方式与评分标准（请同学们认真阅读）考核方式：按照学生所提交的计算书、施工图及答辩情况，由指导教师进行评分。评分等级分五级：优秀、良好、中等、及格、不及格。评分标准：优秀：计算书工整，条理性好，计算结果准确无误；施工图符合制图标准要求，正确反映设计结果，布图合理，图面整洁；答辩正确，学习态度认真。良好：计算书工整，条理性好，计算结果大部分准确无误；施工图符合制图标
4、准要求，布图较合理，图面较整洁；答辩基本正确，学习态度认真。中等：计算书较工整，计算结果基本正确；施工图基本符合制图标准要求，布图较合理，图面较整洁；答辩基本正确，学习态度较认真。及格：计算书内容基本完整，计算结果无原则性错误；施工图基本符合制图标准要求，图面还算整洁；在老师的提示下答辩基本正确，学习态度一般。不及格：下列情况之一均属不及格：没有完成设计任务；计算书错误较多；图纸不符合制图标准要求；不能正确回答老师提出的问题；学习态度差，有抄袭现象。钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、设计题目：钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计某多层工业建筑（某生产车间）的中间楼面见“建筑平面图” 。
5、中间楼面采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。对其进行结构设计。设计内容如下：1、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）4、主梁强度计算（按弹性理论计算）5、绘制结构施工图（1） 、结构平面布置图（1：200）（2） 、板的配筋图（1：50）（3） 、次梁的配筋图（1：50；1：25）（4） 、主梁的配筋图（1：40；1：20）及弯矩 M、剪力 V 的包络图（5） 、钢筋明细表及图纸说明二、设计资料1、题号 第 n 题（见表一，表中有 42 道题目，每班学生根据学号选择相应的题号，表中长度单位为米）2、生产车间的四
6、周外墙均为 240 承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm400mm。3、荷载（1） 、楼面活荷载，单位为 （见表一）2/kNm（2） 、楼面面层：30mm 厚水磨石地面 20.65/k（3） 、楼盖自重：钢筋混凝土容重 3（4） 、平顶粉刷：20mm 厚， 2.4/kNm4、材料（1） 、混凝土：C20、C25 或 C30（2） 、钢筋：主梁及次梁受力筋用 HRB335 或 HRB400 级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB235 或 HRB335 级钢筋。1 建筑平面图见表一5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0(65.2=31.2)(46.3=25.2) 1
7、2 3 4 5 6(65.4=32.4)(46.6=26.2) 7 8 9 10 11 12(65.6=33.6)(46.9=27.6) 13 14 15 16 17 18(65.8=34.8)(47.2=28.8) 19 20 21 22 23 24(66.0=36.0)(47.5=30) 25 26 27 28 29 30(66.2=37.2)(47.8=31.2) 31 32 33 34 35 36(66.4=38.4)(48.1=32.4) 37 38 39 40 41 42(66.6=39.6)(48.4=33.6) 43 44 45 46 47 48(66.8=40.8)(48.7
8、)=34.8 49 50 51 52 53 54活 载题号LBm)单向板肋梁楼盖设计指导书某多层厂房的楼盖平面如图 1-31 所示，楼面做法见图 1-32 ，楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，试设计之。设计要求：1 板、次梁内力按塑性内力重分布计算；2 主梁内力按弹性理论计算；3绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有：（1）计算简图；（2）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（5）施工图绘制图 1-31 楼盖平面图图 1-32 楼盖做法详图整体式单向板肋梁楼盖设计步骤：1设计资料（1）楼面均布活荷载标准值：q k=
9、10kN/m2。（2）楼面做法：楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面（ =20kN/m3） ，板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底（ =17kN/m3） 。（3）材料：混凝土强度等级采用 C30，主梁和次梁的纵向受力钢筋采用 HRB400 或 HRB335，吊筋采用 HRB335，其余均采用 HPB235。2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为 6.9m，次梁的跨度为 6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 2.3m。楼盖结构的平面布置图如图 1-33 所示。按高跨比条件要求板的厚度 57.m230/4l/h，对工业建筑的楼板，要求mh80，所以板厚取 8m。次梁截面高度应满足
10、61，取 50h，截面宽b)3/12(，取 b5。主梁截面高度应满足 l9/,取 6，截面宽度取为，柱的截面尺寸 bh=400400 mm2。图 1-33 楼盖结构平面布置3、 板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1） 、荷载计算恒荷载标准值 22/5.017.152880/42mmkN板 底 石 灰 砂 浆 ：钢 筋 混 凝 土 板 ：水 泥 砂 浆 面 层 ：小计 6活荷载标准值： 2/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 2/.4，所以活荷载分项系数取 3.1， 22/.16/186.30.5.2mkNmkNgq， 近 似 取荷 载 总 设 计 值 ：活 荷 载 设 计 值 ：恒 荷
11、载 设 计 值 ： （2） 、计算简图取 1m 板宽作为计算单元，板的实际结构如图 1-34（a ）所示，由图可知：次梁截面为b= m50，现浇板在墙上的支承长度为 a= 0，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：mllalhnn 2052391)10( 2095852032/0101 中 跨所 以 边 跨 板 的 计 算 取 确 定 ：边 跨 按 以 下 二 项 较 小 值板的计算简图 1-34（b）所示。图 1-34（ a）板的实际结构 图 1-34 (b)板的计算简图（3） 弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差%1.20529小于 10%，可按等跨连续板计算由表 12-2 可查得板的弯
12、矩系数 M,，板的弯矩设计值计算过程见表 1-8表 1-8 板的弯矩设计值的计算截面位置 1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数 M1/11 -1/11 1/16 -1/14计算跨度 l0(m) l01=2.095 l01=2.095 l02=2.05 l02=2.052)(qg(kN.m)1/095.62= 4- 1/095.26= - 416/05.2= 414/05.2= 86（4） 配筋计算正截面受弯承载力计算 .210N/mHPB235 ;N/m3.14,0.30,168802 210 y cf faCmbhm钢 筋 ， 混 凝 土 ，板 厚对轴线间的板带，考虑起拱作
13、用，其跨内 2 截面和支座 C 截面的弯矩设计值可折减 20%，为了方便，近似对钢筋面积折减 20%。板配筋计算过程见表 1-9表 1-9 板的配筋计算截面位置 1 B 2 C弯矩设计值（ mkN） 6.46 -6.46 4.26 -4.86 s=M/ 1fcbh02 0.125 0.125 0.083 0.094s 0.134 0.112d=12 22=264mm，取 300mm.纵筋的截断点距支座的距离: m1750170625/305/ ldln ， 取 。图 1-35（c ）次梁的配筋图3.210 Vytf 满 足 要 求,4.64.2105.3bsAvs5、主梁设计主梁内力按弹性理论
14、设计：（1）荷载设计值。 （为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载） kN4.197,k34.1976.2 2.86,2.860573kN601. .1305.).5(.)8 k26.73.140. QQGG取活 荷 载 ： 取恒 荷 载 ：（ 主 梁 自 重 （ 含 粉 刷 ） ：次 梁 传 来 的 恒 载 ：（2）计算简图 。中 跨 近 似 取所 以 边 跨 取 ，因 为边 跨 跨 度 按 以 下 方 法 确 定 ：的 混 凝 土 柱 上 ， 其 计 算中 间 支 承 在 为支 承 长 度主 梁 端 部 支 承 在 墙 上 的所 示 ， 由 图 可 知 ，主 梁 的 实 际 结 构 如 图
15、m.690 ,m6945,5.694206580.12/51m.425. ,069 ,370a (a)- l lbnllnl计算简图如图 1-36（b）所示。图 1-36 (a)主梁的实际结构图 1-36 (b) 主梁的计算简图（3） 、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过 10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算： QlkGM21:弯 矩，式中 k1 和 k2 由附表 1 查得表 1-13 主梁的弯矩设计值计算（ mkN）项次 荷载简图1MB2kCM弯矩图示意图1恒载 .4620.79.3061.742活载2.398.12.8.3活载7.61043.4.703.14活载 9.32.18.
16、0*96.25活载 7.40*/8.126.374.1 组合项次Mmin(kNm)+84.4+-586.5+-141.3+-586.5 组合项次Mmax(kNm)+542.3+-282.1+312.3+-282.1 *注：此处的弯矩可通过取脱离体，由力的平衡条件确定。根据支座弯矩，按下面简图确定图 1-37 主梁取脱离体时弯矩图、剪力设计值： 中 查 到 ，由 附 录式 中 系 数剪 力 1,: 4343kQKGkV不同截面的剪力值经过计算如表 1-14 所示。表 1-14 主梁的剪力计算（kN）项次 荷载简图AVkBlkBrVk恒载 2.63702.10967.80活载 .1708.340活
17、载 .3698.2512.4活载 .17086.17096.37组合项次Vmax(kN) +234.1+-126.8+327.4组合项次Vmin(kN) +45.6+-368+86.2弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时， mkN4.32.18.60, BAM，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载 QG697作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为 max01kN4.52)( MlQGB，第二集中荷载作用下弯矩值为3823M。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为342.4KNm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载
18、处的弯矩值为mk14.102Bl。荷载组合+时支座最大负弯矩 N586，其它两个支座的弯矩为kN.8,0CAM，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在 G+Q 时的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为 461kNm，265.5kNm，167.3KNm，268.7KNm。同理，当最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时， k4.32CB，第一跨在集中荷载 G 作用下的弯矩值分别为 85.4KNm，-28.7kNm,第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为 kN3.12+5 情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大
19、弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时， 1k.234maxAV，至第二跨荷载处剪力降为 234.1-283.6=49.5kN；至第二集中荷载处剪力降为 49.5283.6=333.1kN，荷载组合+时， BV最大，其 kN368Bl，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）199.2KN,84.4KN, 其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见 1-38 图。图 138 主梁弯矩包络图和剪力包络图（4）配筋计算承载力计算 ;N/m43.1,/3.14,0.30 221 tcffaC混 凝 土 ，纵向钢筋 HRB400,其中2 0,5HR
20、B,N/m6yvy ff箍 筋 采 用。正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因 06/8/0hf翼缘计算宽度按 Sbml n3.2/9.6/0 和 ，中较小值确定，取bf23。支座处的弯矩设计值： m9kN.524.5.80max bVMB。判别跨中截面属于哪一类 T 形截面 截 面均 属 于 第 一 类 Mhfffc 211 .12)06(830.1)/( 正截面受弯承载力的计算过程如下表 1-15 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面 1 B 2弯矩设计值（kN.m） 5423 529.9 312.3 141.3 s=M/ 1fcbh02 47.59022637.5801
21、426.615304129.60342s0.048(VA=234. 1kN 和 VBr=327.4 kN)(754mm 和 500mm)，现在取距离柱边 1960mm 处截断 5 号钢筋。其它钢筋的截断如图所示。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度： ,802543.160mdfltya 取 880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=12 25=300mm，取 300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图 1-39 所示课 程 设 计 题 目课 程 设 计 题 目图 1-39 主梁材料图与配筋图课 程 设 计 题 目图 1-40 楼盖结构平面布置及配筋图
