中南大学钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖课程设计大纲(2010年)

《混凝土结构设计原理》课程设计大纲中南大学建筑工程教研室2010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”。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、生产车间的四周外墙均为240承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm×400mm。3、荷载（1）、楼面活荷载，单位为2/kNm（见表一）（2）、楼面面层：30mm厚水磨石地面20.65/kNm（3）、楼盖自重：钢筋混凝土容重325/kNm（4）、平顶粉刷：20mm厚，20.40/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×建筑平面图见表一5.56.06.57.07.58.0(6×5.2=31.2)×(4×6.3=25.2)123456(6×5.4=32.4)×(4×6.6=26.2)789101112(6×5.6=33.6)×(4×6.9=27.6)131415161718(6×5.8=34.8)×(4×7.2=28.8)192021222324(6×6.0=36.0)×(4×7.5=30)252627282930(6×6.2=37.2)×(4×7.8=31.2)313233343536(6×6.4=38.4)×(4×8.1=32.4)373839404142(6×6.6=39.6)×(4×8.4=33.6)434445464748(6×6.8=40.8)×(4×8.7)=34.8495051525354活载题号L×Bm)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：qk=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57.5mm2300/40l/40h，对工业建筑的楼板，要求mmh80，所以板厚取80mmh。次梁截面高度应满足mmllh550~36712/~18/，取550mmh，截面宽hb)3/1~2/1(，取mmb250。主梁截面高度应满足mmllh690~46010/~15/,取650mmh，截面宽度取为300mmb，柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。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222/255.017015.015/22508.080/4.02002.020mmmkNmmmkNmmmkN板底石灰砂浆：钢筋混凝土板：水泥砂浆面层：小计2kN/m655.2活荷载标准值：210kN/m因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以活荷载分项系数取3.1，2222/2.16/186.16/133.110/186.32.1655.2mkNmkNgqmkNqmkNg，近似取荷载总设计值：活荷载设计值：恒荷载设计值：（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=mm250，现浇板在墙上的支承长度为a=mm120，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：mmllmmlmmalmmhllnnn20502502300209521152120)22501202300(22095280)22501202300(2/010101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%1.2205020502095小于10%，可按等跨连续板计算由表12-2可查得板的弯矩系数αM,，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M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.095l01=2.095l02=2.05l02=2.0520)(lqgMM(kN.m)11/095.22.162=46.6-11/095.22.162=-46.616/05.22.162=26.414/05.22.162=86.4（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算.210N/mmHPB235;N/mm3.14,0.130,1000602080802210ycffaCmmbmmhmm钢筋，混凝土，，，板厚对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，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1B2C弯矩设计值（mkN）6.46-6.464.26-4.86αs=M/α1fcbh020.1250.1250.0830.094s211ξ0.1340.10.1340.350.0870.1≈0.0990.35轴线①~②⑤~⑥计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy547547355409实际配筋（mm2）10@14010@1408@1408@120As=561As=561As=359As=419轴线②~⑤计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy5475470.8×355=2840.8×409=327实际配筋（mm2）10@14010@1408@1408@140As=561As=561As=359As=359配筋率验算%31.0210/43.145.0/45.0minytff%7.0/bhAS%7.0/bhAS%45.0/bhAS%45.0/bhAS（5）板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图图1-34（c）所示。图1-34（c）板配筋图4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值kN/m2876.02.117)08.055.0(015.02kN/m525.32.125)08.055.0(25.0kN/m3278.73.2186.3次梁粉刷：次梁自重：板传来的恒荷载：小计kN/m1404.11gkN/m1.41kN/m,0404.411404.119.29kN/m9.293.213取荷载荷载总设计值：活荷载设计值：gqq（2）、计算简图由次梁实际结构图（1-35（a）图）可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：mm63003006600mm6450,mm64886330025.1025.1mm64502/2402/30012066002/020101nnnllllall中间跨度取所以次梁边跨的计算跨）（边跨计算简图如图1-35（b）所示。图1-35（a）次梁的实际结构图1-35(b)次梁的计算简图（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差%4.2630063006450小于10%，可按等跨连续梁计算。由表1-2，1-3可分别查得弯矩系数M和剪力系数V。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表1-10和表1-11表1-10次梁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M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=45.6l01=6.45l02=6.3l02=6.320)(lqgMM(kN.