钢筋混凝土结构-1
课程设计
题目：钢筋混凝土单向板
肋梁楼盖设计
姓名：雷锋
班级：11土木
学号：
学部：土木工程
河北联合大学轻工学院
2013 年12 月25 日
目录
1. .............................................................................................................. 设计资料
2
1.1楼面做法 (2)
1.2材料选用 (3)
2. ........................................................................... 楼盖的结构平面布置
3
3. ........................................................................................................... 板的设计
3
3.1荷载 (3)
3.2计算简图 (4)
3.3弯矩设计值 (5)
3.4正截面受弯承载力计算 (5)
4...................................................................................................... 次梁的设计
6
4.1荷载设计值 (6)
4.2计算简图 (7)
4.3内力计算 (7)
4.4承载力计算 (8)
5. ..................................................................................................... 主梁的设计
10
5.1荷载设计值 (10)
5.2计算简图 .................................................................................................... 11 5.3内力计算值及包络图 .................................................................. 11 5.4承载力计算 ............................................................................................ 14
6. ..................................................................................................... 绘制施工图
16
6.1施工说明 .................................................................................................... 16 ①本工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。 . (16)
6.2结构平面布置图（图号01）............................................ 16 6.3板的配筋图（图号02） ........................................................ 17 6.4次梁的配筋图（图号03） ................................................. 17 6.5主梁配筋图（图号04） .. (18)
7
1. 设计资料
1.1楼面做法
10mm 厚耐酸瓷砖（重力密度242
/m kN ）； 20mm 厚水泥砂浆（重力密度2/20m kN ）； 钢筋混凝土现浇板（重力密度2/25m kN ）；
20mm 厚石灰砂浆抹底（重力密度172
/m kN ）。
1.2材料选用
混凝土强度等级：梁、板均为25C ；
钢筋强度等级：板中钢筋、梁中箍筋及构造钢筋采用300HPB 级钢筋； 主梁及次梁中纵向受力钢筋采用 400HRB 级钢筋；
2. 楼盖的结构平面布置
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为mm 3.6，次梁的跨度为m 6，
主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为m 2.136.3
=。 按跨高比条件,要求板厚mm h 7030
2100
=≥,正好满足工业建筑楼板最小厚度,取板厚 mm h 70=。
次梁截面高度应该满足mm l l h 500~33412
6000
~18600012~1800===考虑到楼
面可变荷载比较大，取mm h 450=。截面宽度取mm b 200=。
主梁截面高度应该满足mm l l h 630~42010
6300
~15630012~1800===取
mm h 600=，截面宽度取mm b 250=。
楼盖的结构平面布置如01号图所示 ·
3. 板的设计
3.1荷载
板的永久荷载标准值
mm 10厚耐酸瓷砖 2/0.24240.01m kN =?
mm 20厚水泥砂浆 2/0.4200.02m kN =? mm 70钢筋混凝土现浇板 2/1.75250.07m kN =?
mm 20厚石灰砂浆抹底 2/0.34170.02m kN =?
小计 2/2.73m kN 楼面的活荷载标准值为 2/5m kN
永久荷载分项系数取 1.2；因为楼面活荷载标准值大于2/4.0m kN ,所以活荷载分项系数取 1.3。于是板的
永久荷载设计值 2/276.32.173.2m kN g =?= 可变荷载设计值 2/5.63.15m kN q =?= 荷载总设计值 2/87.9m kN q g =+， 3.2计算简图
按塑性内力重分布设计。次梁截面尺寸为mm mm 450200?，板的支承宽度
为mm 120板的计算跨度：
边跨：()mm a
l mm h l l n n 19402
1915270100-120-2100201=+<=+=+
= 所以边跨取mm l 191501= 中间跨：
mm
l 1900200210002=-=
跨间差
10%0.8%1900
1900
-1915<=，说明可按等跨连续板计算内力，取m 1板宽
作为计算单元，计算简图如图1所示。
g+q=9.78kN/m
A
3.3弯矩设计值
查表《连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩设计系数m α》得，板的弯矩系数m α分别为：边跨中111；离端第二支座，111-，中跨中16
1
；中间支座14
1
-。故 ()m kN l q g M ?=+= 3.561
12
011
()m kN l q g M B
?-=+-=56.311
2
01
()m kN l q g M C
?-=+-
=25.214
2
02
()m kN l q g M M ?=+=
=12.216
2
023
2
3.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一类，25C 混凝土，板的最小保护层厚度mm c 20=。假定纵向
钢筋直径mm d 10=，板厚mm 70,则截面有效高度mm d
c h h 452
0=--=；板宽
mm b 1000=。25C 混凝土，21/9.111.0mm kN f c ==，α，300HPB 钢筋，
2/270mm N f y =。板配筋计算的过程列于表1。
表1 板的配筋计算
计算结果表明，支座ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；
%22.0450
200196
=?=bh A s ，此值大于%21.027027.145.00.45=?
=y t f f 同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。
4. 次梁的设计
根据车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁的从
属面积的荷载折减。 4.1荷载设计值
永久荷载设计值
板传来的永久荷载 m kN /6.882.11.22.73=??
次梁自重 ()m kN /2.281.2250.07-0.450.2=??? 次梁粉刷
()m kN /0.311.2170.20.021.21720.07-0.450.02=???+????
小计 m kN /9.47g = 可变荷载设计值 m kN /13.651.23.15q =??= 荷载总设计值 m kN /23.1213.659.47q g =+=+ 4.2计算简图
按塑性内力重分布设计，主梁截面尺寸。mm mm 600250?。 计算跨度： 边跨 ：
mm l mm b l l n n 5899025.158802
250
225022406000201=<=+--=+=）（
中间跨：mm l l n 57502506000202=-==
因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。梁的计算简图如图2所示。
4.3内力计算
查表得出弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值: ()m kN l q g M ?=+=69.6111
2
011
()m kN l q g M B
?=+-=-69.6111
2
01
B
2 C
3 C
B
q+g=23.12KN/m 5880
5750
5750
5750
5880
图2 次梁的计算简图
()m kN l q g M C
?=+-
=-54.6014
2
02
()m kN l q g M M ?=+=
=47.7816
2
023
2
剪力设计值：
()kN l q g V n B 73.18558.512.2355.055.01=??=+=左 ()kN l q g V V n C B 12.73750.512.2355.055.02=??=+==右 4.4承载力计算
4.4.1正截面受弯承载力计算 跨内按T 形截面计算，翼缘宽度取mm l
b f 20003
==
'，mm s b b n f 21001900200=+=+='，mm h b f 1040701220012=?+='+三者之中的
较小值，故取mm b f 1040='。除支座B 截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。
环境类别一级，25C 混凝土，梁的最小保护层厚度mm c 25=。假定箍筋直
径mm 10，纵向钢筋直径mm 20，则一排纵向钢筋mm h 4052
20
10254500=---=。
25C 混凝土， 1.01=α，1=c β，2/9.11mm N f c =，2/27.1mm N f t =；纵向
钢筋采用400HRB 钢，2/360mm N f y =，2/360mm N f yv =。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T 形截面。
表2 次梁正截面受弯承载力计算
根据计算结果表明，支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则：
%45.0450
200402
=?=bh A s ，此值大于%16.036027.145.00.45=?=y t f f ，同时大于0.2%，
满足最小配筋率要求。
4.4.2斜截面受剪承载力
斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，附筋计算和最小配筋率验算。 验算截面尺寸：
mm h h h f w 353704050=-='-=，因47.1200
35
3<==
b h w ，属于厚腹梁，截面尺寸按下式进行验算：
kN V kN bh f c c 18.7343.9524052009.110.125.00.25max 0=>=????=β，截面尺寸符合要求。 计算所需腹筋：
表3 次梁斜截面受剪承载力计算
计算结果表明。实际配箍率均大于弯矩调幅时配筋率下%411.00.3
==y
t
f f ，满足要求。最后取箍间距均为mm 200。为了施工方便，沿梁长不变。
5. 主梁的设计
主梁按弹性方法设计。 5.1荷载设计值
为了简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来的永久荷载 kN 82.5669.47=? 主梁自重 8.35kN 1.2252.10.250.07-0.6=????）（ 主梁粉刷 1.36kN 2.12.10.020.251.21722.1170.020.07-0.6=???+?????）（
永久荷载设计值 kN G 62.651.3635.882.56=++=
可变荷载设计值 kN Q 81.9613.65=?=
5.2计算简图
因主梁的线刚度和柱线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计，计算跨度取支撑中心线之间的距离，mm l 63000=。
主梁的计算简图如图3。
按照《等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表》来计算内力。
5.3内力计算值及包络图
5.3.1弯矩设计值
弯矩 0201Ql k Gl k M +=
式中系数21,k k 由《等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表》相应栏内查得。
m kN M ?=??+??=249.9903.61.98289.003.665.62244.0max ,1 m kN M B ?-=??-??-=270.8503.61.98311.003.665.62267.0max , m kN M ?=??+??=30.89103.61.98200.003.665.62067.0max ,2
5.3.2剪力设计值
剪力 Q k G k V 43+=
C
（B ）
6300
G=65.62kN/m
图3主梁计算简图
6300
6
300
式中系数43,k k 查表得。
kN V A 19.0211.98866.065.62733.0max ,=?+?= kN V Bl 190.511.98311.165.62267.1max ,-=?-?-= kN V Br 65.7011.98222.165.620.1max ,=?+?=
5.3.3弯矩包络图
① 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载
由《等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表》知，支座B 或C 的弯矩值为：
m kN M M C B ?-=??-??-==1793.69.81133.03.662.65267.0
在第1跨内：以支座弯矩m kN M M B A ?-==179,0的连线为基线，作
kN G 62.65=, kN Q 9.81=的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷
载作用点处弯矩值分别为：
m kN M l Q G B ?=-?+=++13.2503
1793.6)9.8162.65(313)(310（与前面计算的m kN M ?=99.249max 1，接近）
m kN M l Q G B ?=?-?+=++190.463
17923.6)1.9865.62(3132)(310 在第二跨内：以支座弯矩m kN M m kN M C B ?-=?-=179,179的连线为基线，作kN G 62.65=，0=Q 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：
m kN M Gl B ?-=-??=+ 1.20417903.665.623
1
310 ② 第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载
第1跨内：在第1跨内以支座弯矩m kN M M B A ?-==270.85,0的连线为基线，作kN G 62.65=，kN Q 9.81=的简支梁弯矩图，的第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：
m kN M l Q G B ?=-?+=++19.523270.853.6)1.9865.62(313)(310 m kN M l Q G B ?=?-?+=++29.2313
270.8523.6)81.965.62(3132)(310 在第2跨内：m kN M C ?=??-??-=-156.303.61.98089.03.665.62267.0。以支座弯矩m kN M m kN M C B ?-=?-=156.30,270.85的连线为基线，作kN G 62.65=，
kN Q 9.81=的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩
值分别为：
m
kN M M M l Q G C B C ?=++-?+=-+++77.13)156.3-270.85(32
156.33.6)1.9865.62(31)(32
)(310 m
kN M M M l Q G C B C ?=+-+-?+=-+++15.311)156.3270.85(31
156.33.6)1.9865.62(31)(31
)(310 ③ 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
m kN M M C B ?-=??-??-==1793.61.98133.03.665.62267.0
第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为： m kN M l Q G B ?=-?+=++30.7911793.6)1.9865.62(31
)(310（与前面计算的m kN M ?=30.891max 2，接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为： m kN M Gl B ?=-??=+78.1431793.665.62313310 m kN M Gl B ?=?-??=+18.47317923.665.623132310 弯矩包络图如图4所示
图4 主梁的弯矩包络图
5.4承载力计算
5.4.1正截面受弯承载力 跨内按T 形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度按m l 1.23
3
.63==
和n s b +中较小值确定，取m b f 1.2'=。 主梁混凝土保护层厚度的要求以及跨内截面有效高度的计算方法同次梁，制作截面因存在板、次梁、主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法有所不同。板混凝土保护层厚度mm 20、板的上部纵筋mm 10，次梁上部纵筋mm 16。
假定主梁上部纵筋直径为mm 22，则一排钢筋时，mm h 5672
16
10206000=---=，
取整mm 570。
纵向内力钢筋均布一排。跨内截面经判定都属于第一类T 型截面。B 支座的
弯矩设计值()m kN b
V M M B B ?=?++-=-=-241.352
0.481.965.6285.27020max 。正截
面受弯承载力的计算过程列于下表。
表4 主梁正截面承载力计算
2
5.4.2斜截面受剪承载力 验算截面尺寸：
42250
500,
500705700<===-='-=b h mm h h h w f w ，截面尺寸按下式验算： kN V kN bh f c c 51.19094.4235702509.11125.00.25max 0>=????=β,截面尺寸满
足要求。
计算所需附筋：
采用8@200φ双肢箍筋，
007.0h s
A f bh f V sv
yv
t cs +=
max
204.40570
200
101
2705702501.270.7V kN >=??+???= 不需要配置弯起钢筋。
验算最小配筋率： %112.024.0%202.020*******=>=?==
yv
t sv sv f f bs A ρ，满足要求。 次梁两侧附加横向钢筋计算：
次梁传来的集中力kN F l 72.1389.8182.56=+=,mm h 1504506001=-=，附加箍筋布置范围mm b h s 90020031502321=?+?=+=。取附加箍筋8@200φ双肢
箍筋，则在长度s 内可布置附加箍筋的排数，61200
900
=+=m 排，次梁两侧各布置3排。
162.972kN 50.3270261=???=?sv yv A nf m kN F l 72.138=>,满足要求。
因主梁腹板的厚度大于mm 450，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，其间距不大于mm 200，现每
侧配置%1.00.21%570
250308
142>=?，φ,满足要求。
6. 绘制施工图
楼盖施工图包括施工说明、结构平面布置图、板配筋图、次梁和主梁配筋图。 6.1施工说明
①本工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。 ②采用下列规范：
《混凝土结构设计规范》 201050010-GB ； 《建筑结构荷载规范》 200150009-GB 。 ③荷载取值：楼面可变荷载标准值为25.0/kN m
④混凝土强度等级25C ；梁内钢筋采用400HRB
用300HPB 级，用Φ表示。
⑤板纵向钢筋保护层厚度mm 20；梁最外层钢筋混凝土保护层厚度mm 25。 6.2结构平面布置图（图号01）
①本图中柱、主梁、次梁和板的代号分别用“Z ”、“KL ”、“L ”、“B ”表示，主、次梁跨数写在括号内。
②混凝土柱尺寸mm 400400?，墙厚mm 240，板支承长度mm 120，梁支承长度mm 240。
③主梁尺寸：mm mm h b 600250?=?，均为3跨梁。 ④次量尺寸：mm mm h b 450200?=?，均为5跨梁。
⑤板根据主、次梁布置共设置6种。 6.3板的配筋图（图号02）
①板厚mm 70；分布钢筋6@250φ。
②与主梁垂直的附加钢筋：在主梁上部板面配置附加钢筋，其伸入板中长度不小于
mm l 5254
2100
40==，取mm 600。 ③与承重砌体墙垂直的附加钢筋：沿承重墙每米配置8@200φ筋，伸出墙边长度不小于
mm l 3007
2100
70==，取mm 600。 ④板角附加短钢筋：在板面双向配置附加钢筋8@200φ，每一方向伸出墙边长度不小于
mm l 5254
210040==，取mm 600。 ⑤板的其余部分配筋依据为本计算书中所设计的板的配筋，采用分离式配筋，从支座边伸出长度不小于
mm l 5254
2100
40==，取mm 600。
6.4次梁的配筋图（图号03）
①梁的支承长度为mm 240；mm l n 57551251206000=--=，支座处配筋依据为本计算书中所设计的次梁的配筋。
②次梁支座截面上部钢筋的第一批切断点要求离支座边
=+d l n
205
1470mm 16205
5750
=?+,取mm 1500；切断面积要求小于总面积的二分之一，B 支座切断161Φ，离支座边mm l n 17193
50
753==
，取mm 1920。剩余162Φ兼做架立筋。
③上部纵筋伸入边支座的锚固长度不小于24025215a l mm =-=，取mm 220。
支座上部钢筋伸入主梁长度mm d f f l t y a 634=???? ?
?
?=α。 ④下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度mm d l as 19212=≥,取mm 200。
⑤沿梁全长配置封闭式箍筋，位于距支座处mm 50。 ⑥根据本计算书配置构造筋：6@200φ双肢箍筋。
6.5主梁配筋图（图号04）
①梁的支承长度为mm 240，支座处配筋的依据为本计算书中所配置的主梁的配筋。
②根据抵抗弯矩图求上部钢筋截断点： 将B 支座的号筋按钢筋面积比确定各自抵抗的弯矩，号筋（222Φ，
760=s A ）抵抗弯矩为m kN ?=?133.271377.2
760
241.35，号筋（202Φ，628=s A ）
抵抗弯矩为m kN ?=?110.061377.2
628
241.35。
第一批拟截断号钢筋（2Φ22），因截断点位于受拉区，离该钢筋充分利用点的距离应大于mm h l a 61285707.122121.27.11.20=?+??=+，截断点离该钢筋不需要点的距离应大于)741(1.30mm h 和)440(20mm d 。号钢筋的截断点离B 支
座中心线距离：按条件1431mm 1451286=+控制。
抵抗弯矩图如图5所示：
图5 主梁的抵抗弯矩图
③附加箍筋：依据本计算书布置8@200φ双肢箍筋，次梁两侧各布置3排，
首排据次梁距离为mm 50。
④端支座上部钢筋伸入墙长度为mm d l as 264221212=?=≥，取mm 300。 ⑤纵向构造筋：依据本计算书在梁侧设置纵向构造筋：142φ。