中南大學(xué)土木工程學(xué)院 土木工程專業(yè)（本科）建筑工程方向混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題 目：鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計姓 名： 班 級：學(xué) 號：一、設(shè)計目的 1、掌握單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計算簡圖的確定； 2、掌握板厚及梁系截面尺寸的確定方法；3、通過板及次梁的計算，掌握按考慮塑性內(nèi)力重分布分析內(nèi)力的計算方法；4、通過主梁的計算，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的計算方法，并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法； 5、掌握板、梁的配筋計算； 6、了解并熟悉現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)的有關(guān)構(gòu)造要求； 7、掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達方法、制圖規(guī)定，進一步提高制圖的基本技能； 8、學(xué)會編制鋼筋材料表。二、設(shè)計資料某多層工業(yè)廠房采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋，結(jié)構(gòu)布置如附圖所示。1、結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)尺寸及樓面活載大小詳見“六 附圖”；2、樓面為水磨石地面(包括10mm面層和20mm厚水泥砂漿打底)，其自重標準值為0.65kN/m2；板底及梁用15mm厚混合砂漿抹面，其自重標準值為20kN/m3；3、混凝土強度等級C20，鋼筋除梁主筋采用HRB335鋼筋(抗拉強度設(shè)計值為fy=300 MPa)外，其余均采用HPB300鋼筋(抗拉強度設(shè)計值為fy=270MPa)，鋼筋混凝土容重標準值為25kN/m3。三、設(shè)計內(nèi)容和要求進行樓蓋梁板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制施工圖。要求：提交設(shè)計說明書一本，樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖（一號圖）一張； 板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算；主梁按彈性理論計算內(nèi)力。1、對設(shè)計說明書的要求設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1） 封面（2） 設(shè)計任務(wù)書（3） 目錄（4） 正文，包括： 本梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點評述； 板厚及梁系截面尺寸的確定； 板、梁計算簡圖； 荷載計算； 內(nèi)力分析及內(nèi)力組合； 配筋計算； 構(gòu)造要求。（5） 設(shè)計體會（6） 參考文獻（7） 封底2、對圖紙的要求樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖和板的配筋圖樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置要注明定位軸線尺寸和編號，板、梁、柱等構(gòu)件要進行定位尺寸標注和編號；板的配筋圖可繪于樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖上，并注明板的厚度；板的配筋可采用分離式或彎起式，鋼筋（包括受力鋼筋、分布鋼筋和其它構(gòu)造鋼筋）要編號，同一編號的鋼筋至少有一根鋼筋要注明直徑、間距及截斷或彎起位置； 可以利用對稱性只畫四分之一樓面。（2）次梁模板及配筋圖繪制次梁配筋和模板圖，以及足夠數(shù)量的控制截面配筋詳圖；要求幾何尺寸，鋼筋編號、型號、直徑、間距、彎起和截斷位置、搭接長度、錨固長度等標注全面；繪制次梁抽出鋼筋圖；可以利用對稱性只畫一半。（3）主梁模板及配筋圖根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖確定主梁鋼筋的彎起、截斷、搭接和錨固位置和長度；其余繪制要求與次梁相同。（4）整個樓蓋主梁鋼筋材料表 對整個樓蓋主梁鋼筋材料用量進行列表計算（5）設(shè)計說明包括混凝土強度等級、鋼筋級別、混凝土保護層厚度、鋼筋搭接長度、錨固長度等需要說明的問題。四、注意事項1、計算書文本規(guī)范、層次分明、字體工整，圖表準確整潔，裝訂成冊； 2、施工圖圖面布置合理，比例適當，圖面整潔，線條清楚，文字采用仿宋體，符合制圖標準，達到施工圖要求。五、參考文獻1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB500102002）2、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）3、建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB/T501052001）4、房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB/T500012001）5、袁錦根、余志武，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理，中國鐵道出版社，2003.26、余志武、袁錦根，混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計，中國鐵道出版社，2004.3六、附圖結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)尺寸及樓面活載大小組別次梁跨度(mm)主梁跨度(mm)樓面活載標準值(kN/m2)BBLL175007200600060006.0266006300540054008.0366006600600057008.0472007200660063008.05630060005400540010.06660063005700570010.07660066006300600010.08600060005700540012.09630060005400540012.010660063005700570012.0目 錄一、本梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點評述 6二、板厚及梁系截面尺寸的確定 6三、板的計算 6四、次梁計算 8五、主梁的計算 12六、設(shè)計體會 16七、參考文獻 17正 文（一）本梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點優(yōu)點：本梁板結(jié)構(gòu)采用整體式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，是混凝土結(jié)構(gòu)最基本的結(jié)構(gòu)形式之一，其整體性好，使用機械少。施工技術(shù)簡單，該布局在滿足建筑物使用的前提下，柱網(wǎng)和梁格劃分規(guī)整，結(jié)構(gòu)布置簡單、整齊、統(tǒng)一，符合經(jīng)濟和美觀的要求。梁板結(jié)構(gòu)劃分為等跨度，便于設(shè)計和施工。 缺點：結(jié)構(gòu)末班用量大，施工周期長，施工時手冬季和雨季的影響大，活荷載較大。（二）板厚及梁系截面尺寸的確定根據(jù)單向板及其樓蓋的次梁、主梁不需撓度驗算的要求確定板厚、梁系截面尺寸：板厚：/40=2850/40=71.25mm，考慮到工業(yè)房屋樓面的最小厚度h=80mm，故取板厚h=80mm。次梁：截面高h按（1/121/18）=6000/186000/8=333mm750mm，考慮活荷載較大，取次梁截面高h=650mm，次梁截面寬b=（1/31/2）h=217mm325mm，取b=250mm。主梁：截面高h按l/8l/14=5700/145700/8=407mm713mm估算，取h=650mm，主梁寬按h/3h/2估算，取b=300mm。（三）板的計算1、 計算簡圖板按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)梁、板的構(gòu)造要求，故不需做撓度驗算的最小厚度為/40=2850/40=71.25mm，考慮到工業(yè)房屋樓面的最小厚度h=80mm，故取板厚h=80mm。次梁截面高h按（1/121/18）=6000/186000/12=333500mm，考慮活荷載較大，取次梁截面高h=500mm，次梁截面寬b=250mm。板伸入墻體120mm。各跨的計算跨度為:邊跨=2700-120-250/2+80/2=2495mmAB,DE之間中跨=2700-250=2450mm BD之間中跨=2850-250=2600mm邊跨與中跨的計算相差小于10%，按等跨連續(xù)板計算。荷載樓面、面層 1.20.65=0.78 KN/m2板自重 1.20.0825=2.40 KN/m2板底抹灰 1.20.01520=0.36 KN/m2 g=3.54 KN/m2樓面活荷載 q=1.312.0=15.6 KN/m2合計 g+q=19.14 KN/m2故板的計算簡圖見圖1所示。2、 內(nèi)力計算M=（q+g）l=19.142.495=10.831KNmM=（q+g）l=19.142.45=7.180KNmM=（q+g）l=19.142.495=-8.510KNmM=（q+g）l=19.142.7=-8.721KNm3、 配筋計算取h=80-25=55mm，各截面配筋計算見表1，板的配筋圖見一號圖紙。表1 板正截面承載力計算截面1B2C板帶位置-M(KNm）10.83110.831-8.5107.1807.1800.8=5.744-8.721-8.7210.8=-6.9770.3730.2930.2470.1980.3000.2400.7520.8220.8560.8890.8160.861（mm）970697565435720546配筋（mm）14150A=102614150A=102612160A=70712160A=707 12 190A=59510 170A=46212150A=75410140A=561說明：軸線間中間跨中及中間支座彎矩考慮推力的有利影響，彎矩可減少20%。（4） 次梁計算1、計算簡圖主梁截面高h按l/8l/14=5700/145700/8=407mm713mm估算，取h=650mm，主梁寬按h/3h/2估算，取b=300mm。次梁伸入墻中240mm，按考慮塑性內(nèi)力重分布計算，各跨計算跨度為邊跨 =6000-150-120+240/2=5850mm =1.025（6000-150-120）=5873mm 取邊跨=5850mm中跨 =6000-300=5700mm邊跨與中跨相差小于10%，故可以按等跨連續(xù)梁計算。荷載板傳來恒載 3.542.85=10.09 KN/m次梁自重 1.20.2（0.55-0.08）25=2.82 KN/m次梁側(cè)面抹灰 1.20.015(0.55-0.08）220=0.34 KN/m g=13.25 KN/m板傳來活荷載 q=15.62.85=44.46 KN/m合計 q+g=57.71 KN/m故次梁的計算簡圖見圖2:內(nèi)力計算M=（q+g）l=57.715.85=179.544KNmM=（q+g）l=57.715.7=117.187KNmM=（q+g）l=57.715.85=-179.544KNmM=（q+g）l=57.715.7=-117.187KNmV=0.4（q+g）l=0.457.715.85=135.041KNmV=0.6（q+g）l=0.657.715.85=202.562KNmV=0.5（q+g）l=0.557.715.7=168.802KNmV=0.5（q+g）l=0.557.715.7=168.802KNm2、 正截面抗彎承載力計算取h=650-40=610mm次梁跨中截面上不受壓，按T形截面計算抗彎承載力，其翼緣計算寬度取=6.0/3=2.0m或=b+S=0.25+2.8=3.05m兩者中取小值，即取=2.0m。判別各跨跨中截面類型。=2000809.6（460-80/2）=6.4510Nmm=645KMm179.544KMm因此，各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，兩排布筋，取h=650-40=610mm。各截面配筋計算見表2：表2 次梁正截面承載力計算截面1B2CM(KMm）179.544-179.544117.187-117.1870.0250.2010.0160.1320.0500.550.2270.350.0160.550.142366000366000366000（N）117425117425117425117425=0.241.1/270=0.098%，滿足要求。4、 繪制次梁配筋圖次梁模板及配筋施工圖見1號圖紙（5） 主梁的計算1、 計算簡圖主梁按照彈性理論計算內(nèi)力。已知柱的截面尺寸為300mm400mm，主梁伸入墻體240+130=370mm。由于主梁線剛度較柱線剛度大得多，考慮按簡支在柱上計算。各跨計算跨度邊跨 =5400+370/2-130=5455mm=1.025（5400-120-130）+=5274mm取邊跨=5274mm中跨=5700-400=5300mm，可以按照等跨連續(xù)梁計算。荷載次梁傳來恒載 13.256.0=79.500kN主梁自重（折成集中荷載） 1.20.3（0.65-0.08）2.8525=14.621kN主梁側(cè)面抹灰 1.20.015（0.65-0.08）2.85220=1.170kN g=95.291kN次梁傳來活荷載 q=44.466.0=266.760kN合計 q+g=362.051kN故主梁的計算簡圖如圖32、 內(nèi)力計算主梁彎矩、剪力計算結(jié)果見表4、表5。表4 主梁彎矩計算頂次荷載簡圖（kNm）（kNm）（kNm）（kNm）10.16995.2915.274=84.933-0.16195.2915.274=-80.9130.11695.2915.3=58.585-0.10795.2915.3=-54.04020.210266.7605.274=295.447-0.08266.7605.274=-112.551-94.449-0.054266.7605.3=-76.34730.159266.7605.274=223.696-0.181266.7605.27=-254.6480.146266.7605.3=206.419-0.027266.7605.3=-38.1734-37.957-0.054266.7605.27=-75.9140.142266.7605.3=200.764-0.161266.7605.3=-227.6265-56.276-0.08266.7605.274=-112.5510.183266.7605.274=257.461-0.054266.7605.3=-76.3476最不利彎矩（1項+2項）380.380（1項+3項）-335.561（1項+5項）316.046（1項+4項）-281.666表5 主梁剪力計算頂次荷載簡圖（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）10.33995.291=32.304-0.66195.291=-62.9870.55495.291=52.791-0.44695.291=-42.5000.44695.291=42.50020.420266.760=112.039-0.580266.760=-154.7200.027266.760=7.2030.027266.760=7.2030.473266.760=126.17730.319266.760=85.096-0.681266.760=-181.6640.654266.760=174.461-0.346266.760=-92.299-0.06266.760=-16.00640.054266.760=14.405-0.054266.760=-14.4050.393266.760=104.837-0.607266.760=-161.9230.607266.760=161.9235最不利剪力（1項+2項）144.343（1項+3項）-244.651（1項+3項）227.252（1項+4項）-204.423（1項+4項）204.4233、 正截面抗彎承載力計算取=650-40=610mm。主梁跨中截面按照T形截面計算，其翼緣計算寬度取=5.7/2=2.85m或=b+S=0.3+5.7=6.0m取兩者中較小者，即取=2.85m。判斷T形截面類型=2850809.6（610-80/2）=1247.616kNm380.380kNm故主梁梁中截面均屬于第一類T形梁。中間支座截面=650-70=580mm。各截面配筋計算見表6表6 主梁正截面承載力計算截 面1B2C彎矩值（kNm）380.380-335.561316.046-281.666（kNm）72.41072.410彎矩設(shè)計值M（kNm）380.380-263.151316.046-209.2560.0370.3460.0310.2910.0380.445439.2439.2439.2439.2（kN）140.91140.91140.91140.91140.91249.8223.7223.7需設(shè)彎起筋-實配彎起筋面積-5、 繪制主梁模板及配筋圖按計算結(jié)果，作出主梁彎矩包絡(luò)圖及材料圖，并滿足以下構(gòu)造要求：彎起鋼筋之間的間距不超過箍筋的最大容許間距Smax；鋼筋的彎起點距充分利用點的距離應(yīng)大于等于h0/2, 當V=140.91KN時，其實際截斷點到理論截斷點的距離不應(yīng)小于等于h0或20d，鋼筋的實際截斷點到充分利用點的距離應(yīng)大于等于,V=140.91KN時，其實際截斷點到理論截斷點的距離不應(yīng)小于等于20d，鋼筋的實際截斷點到充分利用點的距離應(yīng)大于等于1.2la，并據(jù)此繪出主梁模板及配筋施工圖。梁頂面縱筋的錨固長度：la=0.1430022/1.1=840mm取840mm.梁底面縱筋的錨固長度：12d=1222=264mm，取300mm（五）設(shè)計體會混凝土與砌體設(shè)計是我們工民建專業(yè)課的主干核心，與混凝土結(jié)構(gòu)基本原理一脈相承，特點都是計算相對容易，構(gòu)造要求相對難掌握，課堂學(xué)習(xí)雖然掌握了很多理論性的東西，把計算問題搞得很清楚，但構(gòu)造要求很多都被忽視。經(jīng)過了這次課程設(shè)計，我不僅對梁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計程序從宏觀上有了一個了解，會設(shè)計一個樓蓋，而且很多細節(jié)的處理也讓我印象相當?shù)纳羁?。結(jié)構(gòu)布置，梁和板尺寸的擬定，鋼筋的彎起與截斷，包絡(luò)圖的繪制，都不是只靠計算就能得到的，更多的是對規(guī)范的了解，以及經(jīng)驗的選擇。另外也非常感謝賀老師對我們的悉心指導(dǎo)，在我構(gòu)造不滿足要求的時候，老師告訴了我可以將次梁的寬度放大，放大到1/201/8，甚至可以等于主梁的高度，最后我選擇了次梁高度與主梁高度相等，滿足了構(gòu)造要求。設(shè)計過程是相當艱苦的，但是我始終嚴格要求自己，在此過程中我獲益匪淺，很感謝學(xué)校給我們提供了這次難得的機會，我在會努力學(xué)習(xí)其他各種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，更上一層樓。17