钢筋混凝土梁板结构课程设计任务书

钢筋混凝土梁板结构课程设计任务书

钢筋混凝土梁板结构课程设计任务书

一． 课程设计的目的

该课程设计是学完《混凝土结构》课程,掌握了一定的专业基础知识后的第一次实践性教学环节，该课程设计每人一题，每人每题的设计依据分别祥见表一、表二与表三。该课程设计的目的在于使学生熟悉结构设计的全过程，学会利用目前国内土木行业中应用最广泛也最先进的PMCAD结构设计软件进行工程结构设计，初步培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际工程问题的能力。

1、了解单向板和双向板肋形楼盖的荷载传递路线及其计算简图的确定；通过板和次梁的计算，熟练掌握单向板和次梁按考虑塑性内力重分布计算方法和双向板按弹性理论的内力计算方法。

2、通过主梁的计算，掌握主梁按弹性理论分析内力的计算方法和内力包络图及材料抵抗弯矩图的绘制方法。

3、正确理解和应用我国现行有关设计规范和规程，了解并熟悉梁板的有关构造要求。学会绘制钢筋材料表，掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图标准的规定，训练学生手工和计算机绘图的基本技能。 二． 设计资料

某三层地下综合体民用建筑的负二层平面如图所示，柱网尺寸为6.0m×6.0 m。采用钢筋砼现浇双向板肋梁楼盖，楼面活载标准值及楼面构造做法等设计资料如下：

1、楼面活载标准值为qk＝9.5kN/m2，楼面面层采用大理石贴面，

其自重gk1＝1.16 kN/m2，板底和梁表面均采用20mm厚水泥砂浆粉刷，其自重为20 kN/m3。

2、梁板均采用强度等级为C30的混凝土，主梁和次梁的纵向受力钢筋为HRB335级钢筋，其余均采用HPB235级钢筋。

3、板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；钢筋砼柱截面尺寸为350mm×350mm。

4、参考资料

（1）《混凝土结构》上、中册，东南大学，同济大学，天津大学合编。

（2）《砌体结构》施楚贤主编；混凝土结构设计规范GB50010-2002。 （3）建筑结构制图标准GB/T50105-2001。 （4）砌体结构设计规范GB50003-2001。 （5）建筑结构荷载规范GB50009-2001。 （6）混凝土结构设计规范GB50010-2002.。 三．设计内容和要求

1、合理地确定楼盖结构类型，进行楼盖结构平面布置。 2、单向板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；双向板按弹性理论计算内力；主梁按弹性理论计算内力，绘制出弯矩包络图和剪力包络图。

3、绘制下列结构施工图（可用一张1#图或用两张2#图）。 （1）负二层楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）。

（2）楼面板的模板图及配筋平面图（标注板厚、钢筋的直径、间距、编号及定位尺寸）。

（3）次梁的模板图及配筋图，（标注次梁截面尺寸、梁底标高、钢筋的直径、根数、编号及定位尺寸）。

（4）主梁的材料抵抗弯矩图，模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图和材料抵抗弯矩图，标注主梁截面尺寸、梁底标高、钢筋的直径、根数、编号及定位尺寸）。

（5）列出主梁的钢筋材料表，写出有关设计说明，如混凝土强度等级、钢筋级别、混凝土保护层厚度等。

4、编写设计计算书一本。

序姓 楼盖结构楼面活载柱网砼强

1 2 3 4 6 7 8 9 11111111122222222223

李国殷占黄明陈 王红赵 陈松白 高润薛 李 王 田 张建曹朝唐祖刘 李永张 乐志周 尚永陈占冯 吕小李萍夏安胡海 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖9.0 8.5 9.0 8.0 8.5 8.5 8.0 9.0 8.5 8.0 9.5 9.0 9.5 9.0 8.5 10.0 9.5 10.5 9.5 8.0 8.5 8.0 8.5 8.5 8.0 7.5 7.0 7.5 6.0×6.6.3×6.6.6×6.6.9×6.7.2×7.6.0×6.6.3×6.6.6×6.6.9×6.7.2×7.6.0×6.6.3×6.6.6×6.6.9×6.7.2×7.6.0×6.6.3×6.6.6×6.6.9×6.7.2×7.6.0×6.6.3×6.6.6×6.6.9×6.7.2×7.6.0×6.6.3×6.6.6×6. C20 C25 C30 C30 C20 C25 表1 城地0401班 钢筋混凝土梁板结构课程设计计算数据

四、设计计算

（一）、楼盖的平面布置

本次设计对象为双向板肋梁楼盖，其柱网尺寸为6.0m×６.0m。故可以仅沿横向和纵向分别布置主梁，而不进行次梁的布置。因此，可以确定主梁跨度为6.0m，板的跨度为6.0m。楼盖结构平面布置如附图一所示。

本设计中为连续板，故板厚h≥80mm，且h≥（

1×6000=120mm），可取h=150mm。 501l0150主梁的截面高度应满足h=l15~l10=600015~600010=（400~600）mm，取h=550mm，截面宽度为300mm。 （二）、板的设计

1、荷载

板的恒荷载标准值：

大理石贴面 1.16 kN/m2 150mm钢筋混凝土板 0.15×25 = 3.75 kN/m2 20mm厚水泥砂浆粉刷 0.02×20 = 0.40 kN/m2 小计 5.31 kN/m2 板的活载标准值 9.5 kN/m2 恒荷载分项系数取1.2；民用建筑楼盖，活载分项系数取1.4，于是板的：

恒荷载设计值： g = 5.31×1.2 = 6.372 kN/m2 活荷载设计值： q = 9.5 ×1.4 = 13.3 kN/m2

g += 6.372 +

q213.3= 13.022 kN/m2 2q13.3 = = 6.65 kN/m2 22 g + q = 6.372 + 13.3 = 19.672 kN/m2

2、计算跨度

内跨：l0= lc= 6000mm（轴线间距离） 边跨：l0= lc－120＋

150150＝6000－120 += 5955mm 22各区格板的计算跨度列于表一中。 3、弯矩计算

跨中最大弯矩为当内支座固定是在g +作用下的跨中弯矩值，与内支座铰支是在作用下的跨中弯矩值之和。本设计计算时混凝土的波桑比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定是g + q作用下的支座弯矩。

根据不同的支承情况，整个楼盖可以分为A、B、C、三种区格板。

A区格板： l01l = 1 查附录7中的附表可得：

02m1=(0.0176+0.2×0.0176)×13.022×6.02+(0.0368+0.2×0.0368)×6.65×6.02=20.473kN·m

m2=m1=20.473kN·m

m1'm1\"=－0.0513×19.672×6.02=－36.330 kN·m

'\"m2m2m1'－36.330 kN·m

q2q2对边区格板的简支边取m'或m\"=0。各区格板分别算得弯矩值列于表一。

按弹性理论计算的弯矩值 表一

区格 项目 l01 l02 l01 l02 m1 A 6.0 6.0 1 (0.0167+0.2×0.0167)×13.022×6.02+(0.0368+0.2×0.0368)×6.65 ×6.02=20.473 20.473 B 5.955 6.0 0.993 (0.0172+0.2×0.0227)×13.022×5.9552+(0.0374+0.2×0.0368)×6.65×5.9552=20.594 (0.0227+0.2×0.0172)×13.022×5.9552+(0.0368+0.2×0.0374)×6.65×5.9552=22.857 -0.0557×19.672× 5.9552= -38.857 0 -0.0604×19.672× 5.9552= -42.136 -42.136 C 5.955 5.955 1 (0.0234+0.2×0.0234)×13.022×5.9552+(0.0368+0.2×0.0368)×6.65×5.9552=23.381 23.381 m2 m1' m1\" 'm2 \"m2 -0.0513×19.672× 6.02=-36.330 -36.330 -36.330 -36.330 -0.0677×19.672× 5.9552=-47.228 0 -47.228 0

1、 截面设计

截面有效高度：假定选用Φ14的钢筋，则l01方向的跨中截面的h01=128mm，l02方向跨中截面的h02=114mm，支座截面的h0=128mm。

截面设计用的弯矩：楼盖周边未设圈梁；将区格A、B跨中弯矩及A-A支座、A-B支座截面折减20%，其余均不这减，为便于计算，近似取γ=0.95,As=

m。截面配筋计算结果及实际配筋列出表二

0.95h0fy

按弹性理论设计的截面配筋 表二

h项0 目 截面 A l01方向 l02方向 B l01方向 l02方向 C l01方向 l02方114 128 mm） m As m2） 配筋 实有As（mm2） （（kN/m） （m128 20.473×0.1.Ф12＠665 8=16.378 37 170 114 20.473×0.720.Ф12＠7 8=16.378 13 150 跨128 20.513×0.5.Ф12＠665 8=16.475 16 170 中114 22.513×0.794.Ф12＠808 8=18.075 23.381 75 140 915.Ф12＠942 61 120 23.381 1028Ф12＠1028 .05 110

向 A-A A-B B-B B-C

验算截面配筋率：

128 -36.330×0.1138Ф14＠1184 8=29.0 .16 .34 .06 128 -47.228 .47 130 125 90 80 128 -38.857×0.1217Ф14＠1231 8=31.086 128 -42.136 1650Ф14＠1710 1849Ф14＠1924 支座 0.45ffρmin=

tyAsminbh0=

6651000128×100%=0.519%＞

h0.451.431500.359h0210128%

＞0.2%hh=0.2%×150=0.234% 1280 故截面不少筋

mmax47.228106s0.202 22fcbh01.014.31000128112s0.228b0.55

故不超筋

综上,截面配筋满足要求。

5、绘制板的配筋施工图，见附图二 （三）、主梁的计算

1、荷载 恒荷载设计值：

主梁自重 0.3×(0.55－0.15) 25×1.2 = 3.6 kN/m 粉刷层 0.02×(0.55－0.15)×2×20×1.2 = 0.384 kN/m 小计 3.984 kN/m 板传来的恒荷载 2×6.372×活载设计值

板传来的活荷载 2×13.3×2、计算跨度及计算简图

主梁端部支承在墙上，支承长度为370mm，中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上，主梁按连续梁计算。其计算跨度：

3501205705mm 2350370350 l011.025ln16023mmln16065mm

226.0 = 79.80 kN/m 26.0= 38.232 kN/m 2边跨：ln16000 故取边跨 l01=6023mm 中跨：l01=6000mm

主梁的计算简图见下图三。因跨度相差不超过10%，故可利用《钢筋混凝土结构》中册附录6中的附表计算内力。

3、内力设计值及包络图 （1）弯矩设计值

弯矩 M=k1g1l2+k2g2l2+k3ql2

式中k1、k2、k3由《混凝土结构》中册附录6附表6-2和附表6-3相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表三、表五。

（2）剪力设计值

剪力V=k4g1l+k5g2l+k6ql

式中k4、k6、k6由《混凝土结构》中册附录6附表6-2和附表6-3相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表

四、表六。 4、承载力验算

11，fc=14.3kN/mm2，ft=1.43 kN/mm2 ，b=0.55；C30混凝土，

纵向钢筋采用HRB335，fy=300 kN/mm2 ，箍筋采用HPB235，

fyv=210 kN/mm2。

（1）正截面受弯承载力计算（三跨主梁）

跨内按T形截面计算，因度按l3h'fh0150515=0.29＞0.1，翼缘计算宽

6.02.0m和b+Sn=300+6000-350=5950mm=5.95m中较小值3确定，取b'f=2.0m。

B支座的弯距设计值MBMBmaxV0312.10－33.08=279.02kN•m其中，

111111V0(qg1)lg2l(79.8038.232)6.03.9846.01kN，

222222b2V0b0.35133.08kN。 22纵向受力钢筋除支座B处截面为二排外，都为一排，跨内截面经判别都属于第一类T行截面，正截面受弯承载力过程列于表七。

验算截面配筋： ρmin=

fh0.451.43550Asmin4020.214% =×100%=0.260%＞0.45tfyh0210515bh0300515 ＞0.2%

h550=0.2%×=0.229% h0515故截面不少筋，

maxfAsmax14.325130.0262 0.0175＜b1bc1.00.55fy300bh0300480故截面不超筋。

（2）斜截面受剪承载力计算（三跨主梁） 验算截面尺寸：

' hwh0hf480150330mm

因

hw3301.1＜4，截面尺寸按下式验算： b3000.25cfcbh00.25114.3300480514.8kNVmax=241.71kN

知截面满足要求.

采用Φ10@200mm双肢箍筋

＜

Vcs0.7fcbh01.25fyvAsvh0s278.5480200

0.71.433004801.252102430N243kN

VA=157.00kN＜Vcs VBr=213.90kN＜Vcs VBl=241.71kN＜Vcs

知支座B截面不需要配弯起钢筋

验算最小配筋率

ft1.43Asv278.50.240.240.163% 0.262%＞ svfyv210bs300200满足要求

主梁边支座下需设置梁垫,计算从略。

（3）正截面受剪承载力计算（五跨主梁）

同三跨主梁正截面受弯承载力计算，取b'f=2.0m

bB支座的弯矩设计值：MBMBmaxV0

2=322.60－33.08=2.52kN•m

C支座的弯矩设计值：MCMCmaxV0

=280.94－33.08=247.80kN•m

纵向受力钢筋除1截面，支座B、C处截面为二排外，都为一排，跨内截面经判别都属于第一类T行截面，正截面受弯承载力过程列于表八。

b2

验算截面配筋： ρmin=

fh0.451.43550Asmin5090.214% =×100%=0.329%＞0.45tfyh0210515bh0300515 ＞0.2%

h550=0.2%×=0.229% h0515故截面不少筋，

maxfAsmax14.325130.0262 0.0175＜b1bc1.00.55fy300bh0300480故截面不超筋。

（2）斜截面受剪承载力计算（五跨主梁）

同三跨主梁验算截面尺寸

0.25cfcbh00.25114.3300480514.8kN＜

Vmax=243.52kN

知截面满足要求.

采用Φ10@200mm双肢箍筋

AsvVcs0.7fcbh01.25fyvh0s0.71.433004801.252102430N243kNVA=156.12kN＜Vcs

VBl=243.52kN＞Vcs，但相差很小，可忽略不考虑 VBr=222.50kN＜Vcs

278.5480 200

Vcl=207.69kN＜Vcs Vcr=216.29kN＜Vcs

知支座B、C截面不需要配弯起钢筋 验算最小配筋率 svf1.43Asv278.50.163%,满足要求 0.262%＞0.24t0.24fyv210bs300200（5）绘制施工图