《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》

课程设计仕务书及指导书

高等学校素质教育的重点就是培养学生的创新和实践能力。若要达到这个目标，在工科教育中设计能力的训练正是在掌握理论知识以外的一个重要的教学环节，这一点已被当前国际高等工程教育界人士所重视。

在土木工程专业（建筑工程方向）的教学计划中，课程设计是本科教学的一个重要内容，也是一种集中强化的达到大学本科生培养目标的实践性教学环节。学生通过课程设计可以融会贯通所学的基本理论和专业技术知识，解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力,进一步提高运用知识解决实际问题的能力，并从过程教学中，学会工作方法，以便顺利完成从学校到社会的过渡。

课程设计要求学生在指导教师的指导下，独立系统地完成一项工程设计，解决与之相关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法代替的重要作用。

根据高等学校本科生的培养目标，对课程设计有以下几方面的要求: （1）主要任务

学生应在教师指导下，独立完成给定的设计任务和专题研究项目，有足够的工作量。学生在完成任务后应编写出符合要求的设计说明书、绘制必要的设计图纸、撰写计算书。

（2）专业知识

学生应在设计工作中，综合运用各种学科的理论知识与技能，分析和解决工程实际问题。通过学习、研究和实践，使理论深化、知识拓宽、专业技能提高。

（3）工作能力

学生应学会依据设计课题任务进行资料搜集、调查研究、方案论证、掌握有关工程设计程序、方法和技术规范。提高理论分析、绘图技巧、言语表达、撰写技术文件以及独立解决专题问题等能力，提高外文翻译和计算机应用等能力。

（4）综合素质

树立正确的学习目的和设计思想，培养学生严肃认真的科学态度和作风，树立为社会服务的观点；能遵守纪律、善于与他人合作的敬业精神。

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《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》课程设计仕务书

1. 设计题目

设计题目为“整体式单向板肋梁楼盖结构设计”。附图2.1为某多层工厂建筑平面。

2. 设计要求

采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构，设计该房屋中间层楼盖结构。

3. 设计资料

a. 结构形式

采用多层砖混结构，内框架承重体系。外墙厚370 mm，钢筋混凝土柱截面尺寸为400 mm×400 mm。

b. 建筑平面尺寸 间。

附表 2.1

附图2.1 某多层工厂建筑

平面（单位：m）

平面尺寸见附表2.1的具体题号（题号由指导教师指定），在图3.69范围内不考虑楼梯

c. 楼面构造

·342· 房屋建筑工程

水磨石面层 钢筋混凝土板

板底粉刷（按0.25 kN/m2计算）

d. 荷 载

永久荷载：包括梁、楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为25 kN/m3，水泥砂浆容重为20 kN/m3，石灰砂浆容重为17 kN/m3，分项系数 G为1.2或1.35。

可变荷载：楼面均布活荷载标准值见附表2.1，分项系数 Q为1.4或1.3。 e. 材 料

混凝土：C20～C40。

钢材：主梁、次梁、受力主筋采用 HRB335级、HRB400 级，板及梁内其他钢筋采用HPB235 级。

4. 设计内容

a. 结构布置

确定柱网尺寸，主梁、次梁、板的布置，拟定构件截面尺寸，绘制楼盖平面结构布置图。 b. 板的设计

按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力，计算板的正截面承载力，绘制板的配筋图。 c. 次梁设计

按考虑塑性内力重分布的方法计算次梁的内力，计算次梁的正截面、斜截面承载能力，绘制次梁的配筋图。

d. 主梁设计

按弹性方法计算主梁的内力，绘制主梁的弯矩、剪力包络图，根据包络图计算主梁正截面、斜截面的承载能力，并绘制主梁的抵抗弯矩图及配筋图，钢筋明细表及必要的说明。

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5. 绘制施工图

楼盖结构施工图为A2图纸一张。内容有: (1)结构平面布置图； (2)板的配筋图； (3)次梁配筋图；

(4)主梁弯矩包络图，抵抗弯矩图，主梁配筋图及钢筋分离图。主梁截面尺寸及几何尺寸，梁底标高，钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸。

(5)钢筋明细表及必要的说明。

设计说明包括图中尺寸单位、材料等级、混凝土保护层厚度、施工中应注意的问题等。

6.采用规范

《建筑结构荷载规范》和《混凝土结构设计规范》。

《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》课程设计指导书

一. 课程设计教学要求

1．了解单向板肋梁楼盖的荷载传递路径，掌握民用建筑荷载计算和取值方法。 2．学会从整体结构中，通过分析、简化，抽象某一单元构件的计算简图，以及计算单元的划分、支座的简化，计算跨度的合理确定。

3．通过板与次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法，以及塑性铰与

·344· 房屋建筑工程

塑性内力重分布的概念。

4．通过主梁的计算，熟练掌握弹性理论计算方法，并熟悉内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法。

5．了解并熟悉现浇钢筋混凝土梁。板结构的有关构造规定。

6．掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定；了解每部分图纸的作用，达到的深度和正确的表示方法。进一步提高制图的基本技能。

7．完成楼盖结构计算书一份。加强计算能力训练，培养严谨、科学的工作态度，懂得要对计算内容和数据终身负责，做到运算思路清晰，计算快捷正确，计算书规整，便于检查。

8．学会编制钢筋材料表。

二、单向板肋梁楼盖的结构布置

合理地布置柱网和梁格是楼盖设计的首要问题。在柱同布置中，应综合考虑房屋的使用要求和梁的合理跨度。梁格布置应考虑主、次梁的方向、次梁的间距、柱网的布置，并确定梁的合理跨度。主梁横向布置，可增强房屋横向刚度，便于纵墙开大窗；主梁纵向布置，便于纵向管道通行，但横向刚度较差。

l.柱网和梁格布置应满足建筑使用要求,同时应符合结构合理，实用经济的原则。在进行结构布置时,应注意下列几个问题： （1）柱网可布置呈长方形或正方形。 （2）主梁跨度一般可取5～8m； 次梁跨度一般可取4～7m；

板跨度一般取1.5～3m为宜, 可减小板厚，节省混凝土用量；。

（3）对于板、次奖、主梁，当不易布置为等跨时，可将中间各跨布置成等跨，边跨可布置得稍小些，但跨差不宜超过10%。

（4）本设计楼面布置：采用主梁三跨，主梁跨内宜布置两根次梁，以使弯矩平缓，配

筋合理。次梁不少于五跨为宜。

2.板、次梁、主梁的截面尺寸选择：

板厚 h 80mm,当h l /40时可不进何挠度验算；

次梁 h

11 11

- l,b - h 1218 23

附录二 《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》课程设计仕务书及指导书 ·345· 主梁 h

11 11 - l,b - h 814 23

在选定上述截面尺寸时，应符合相应地模数要求。

三、板的设计

1．板的计算简图

采用考虑塑性内力重分布的方法，取lm宽板带为代表性计算单元。

附图2.3

先画出结构草图，再取多跨连续板的计算简图。板为多跨连续板，多于五跨时，按五跨，少于五跨按实际跨数。对于跨数超过五跨的等截面连续板，其跨差不超过10%，且各跨受荷相同，则可按五跨等跨连续板计算。

当按考虑塑性内力重分布的方法计算时, 计算跨度：中跨取l0 ln

边跨取l0

ah

ln1 与l0 ln1 较小者。

22

式中l0为计算跨度，ln1为边跨净跨,h为板厚，a为板支承长度。

板的计算简图如下（附图2.4）

附图

2.4

·346· 房屋建筑工程

2.荷载计算

取lm宽板带为计算单元 永久荷载标准值gk

2

水磨石面层 查荷载规范0.65kN/m 1m= kN/m 板自重 板厚 钢筋混凝土单位容重 1m= kN/m

22

板底粉刷 粉刷每m自重kN/m 1m= kN/m 小计 gk= kN/m

可变荷载标准值qk

2

gk=可变荷载标准值kN/m 1m= kN/m 分别计入荷载分项系数， G 1.2或1.35, Q 1.3或1.0 永久荷载设计值 g G gk kN/m 可变荷载设计值 q Q qk kN/m

总荷载设计值 g+q= kN/m

3.内力计算

考虑塑性内力重分布后，各跨的跨中及支座弯矩为:

M m g q l02

式中弯矩系数 m按附图2.5取用

,

附图2.5

对于四周和与梁整体连接的多跨连续板考虑起拱影响，第二板带中间支座及中间跨乘以0.8折减系数, 其它截面不应折减。

4．配筋计算

混凝土强度等级，取C20级或C25级； 钢筋强度等级取HPB235级或HRB335级； b取1000mm,h取初算值，h0=h-20

根据上面所计算的各跨跨中截面和支座截面弯矩,可列表分别计算各截面所需的钢

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筋面积如附表1, 计算结果应满足适用条件。

附表2.1

5．板的配筋构造 （1）配筋方式：

要求采用弯起式配筋构造。可先按跨中正弯矩确定所需要的钢筋直径和间距，然后在支座附近弯起钢筋截面积的1/2～1/3（一般可取隔一弯一）,承担支座负弯矩，如不能满足支座截面所需要的钢筋截面积，可另加直钢筋，来满足计算需要。

为了方便施工，板内钢筋直径的种类不宜超过两种，并应注意相邻两．跨跨中及支座截面的配筋，应选用相同的钢筋间距或是它的整倍数。

（2）受力钢筋强度等级取HPB235级或HRB335级。常用的直径有 6～ 10等。 （3）钢筋间距：

当板厚h 150mm时，钢筋间距在70～200mm之间；当板厚h＞150mm时，钢筋间距不应大于l.5h，且不应大于300mm。

（4）板内受力钢筋的弯起和切断等要求，，可参见教材第三章。 （5）板中构造钢筋 a.分布钢筋

分布钢筋是垂直于受力钢筋方向布置的，并布置在受力钢筋的内侧，其截面面积不应小于受力钢筋截面面力的110%,间距不大于300mm。 b.附加构造钢筋

①嵌入墙内的板，应在板面上部，沿墙配置直径不小于 6，间距不大于200mm构造钢筋。

②楼盖四角、板的两边嵌入墙内，应于板面上部配置双向5 6构造钢筋。

·348· 房屋建筑工程

③沿主梁助的方向，板面应配置垂直梁肋的构造钢筋，其直径不小于 6，间距不大于200mm构造钢筋。

（6）板内下部钢筋端部应设半圆弯钩,上部钢筋应做成直钩支撑在模板上。

将板的受力钢筋和构造钢筋，分别给制在板的相应部位、并有必要的标注、便于施工。具体绘制可参见教材中有关图例。编制板的钢筋表。

四.次梁的设计

次梁的设计，采用考虑塑性内力重分布的计算方法。

取次梁两侧各1/2间距为计算单元；

1.次梁的计算简图

当按塑性内力重分布方法计算时，次梁的计算跨度为：

计算跨度：中跨取l0 ln

边跨取l0

a

ln1 与l0 1.025ln1较小者。

2

式中l0为计算跨度，ln1为边跨净跨, a为支承长度。

当跨度差不超过10％时，可按等跨连续梁计算。次梁的计算图示如下（附图2.5）：

附图2.5

2．荷载计算

永久荷载标准值gk

由板传来的永久荷载标准值 板荷载 次梁间距

= kN/m

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次梁自重 bh hf 钢筋混凝土单位容重= kN/m 次梁两侧粉刷 2h hf自重= kN/m

2

'

'

小计 gk= kN/m

可变荷载标准值qk

2

gk=可变荷载标准值kN/m 次梁间距= kN/m 分别计入荷载分项系数， G 1.2或1.35, Q 1.3或1.0 永久荷载设计值 g G gk kN/m

可变荷载设计值 q Q qk kN/m

总荷载设计值 g+q= kN/m

3.内力计算

考虑塑性内力重分布后，各跨的跨中及支座弯矩为:

M m g q l02

式中弯矩系数 m按附图2.6取用

,

附图2.6弯矩系数 m

支座剪力 V v g q l0 式中剪力系数 v按附图2.7取用,

·350· 房屋建筑工程

附图2.7剪力系数 v

4．配筋计算

混凝土强度等级，取C20级或C25级；

钢筋强度等级取HRB335级或HRB400级；b及h取初算值，h0=h-40

根据上面所计算的各跨跨中截面和支座截面内力,可列表分别计算各截面所需的钢筋面积。

(1) 正截面承载力计算

’

次梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘的计算宽度bf可按有关规定计算后取小值 ;支座截面按矩形截面b h计算。

次梁内力及钢筋截面积，可参照附表2.2进行计算,计算结果应满足适用条件。

次梁正截面承载力计算 附表

2.2

(2)斜截面承载力计算

斜截面强度计算可参照附表2.3进行。

次梁斜截面承载力计算 附表2.3

附录二 《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》课程设计仕务书及指导书 ·351·

5．次梁的配筋构造

（1）次梁配筋，可设弯起钢筋，也可不设弯起钢筋，梁中受力钢筋的弯起与切断,可参照教材有关部份进行钢筋布置。

（2）次梁下部纵向受力钢筋中有部份弯起后，剩余的纵向钢筋应全部伸入支座 不得跨间截断。纵向钢筋伸入支座的锚固长度应满足有关规定要求。

6．绘制次梁配筋

根据汁算结果和构造要求，绘制次梁配筋图。具体绘制可参考教材中有关部份。

五.主梁设计（按弹性方法计算）

主梁两端交承在砖墙上，中间交承为钢筋混凝土柱，柱的线刚度比梁线刚度小很多，故视主梁支承于墙、柱上的连续梁。

1.计算简图

主梁按弹性方法计算，梁的计算跨度为：

计算跨度：中跨取l0 ln b

·352· 房屋建筑工程

边跨取l0 ln1

abb

与l0 ln1 025ln1较小者。 222

式中l0为计算跨度，ln1为边跨净跨, a为支承长度。

当跨差不超过10％时，可按等跨连续梁计算。

主梁的计算图示如下：（图9）

2.荷载计算

为简化计算，可将主梁自重简化为集中荷载。

永久荷载标准值gk

由次梁传来的永久荷载标准值 次梁荷载 主梁间距= kN 主梁自重 bh hf 次梁间距 钢筋混凝土单位容重= kN 主梁两侧粉刷 2h hf 次梁间距 粉刷每m自重= kN

2

'

'

小计 Gk= kN

可变荷载标准值Qk

2

Qk=可变荷载标准值kN/m 次梁间距= kN 分别计入荷载分项系数， G 1.2或1.35, Q 1.3或1.0 永久荷载设计值 G G Gk kN

可变荷载设计值 Q Q Qk kN

3.内力计算

主梁按弹性方法计算。对于等截面等跨连续梁的内力，可利用教材附表进行内力计算，并应考虑荷载最不利布置。计算截面最不利内力，需计算下列各种荷载作用下的弯矩和剪力。

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永久荷载作用下（附图2.7）:

附图2.7

M=KmGL0 V=KvG

式中Km、Kv为教材附表中相应的系数。

可变荷载作用下（附图2.8）：

附图2.8

M=KmQL0

V=KvQ 式中Km、Kv为教材附表中相应的系数。

为了计算方便、上述内力可列表计算：

（1） 弯矩计算

各种荷载作用下的弯矩计算 附表2.3

·354· 房屋建筑工程

（2） 剪力计算

附录二 《整体式混凝土单向板肋梁楼盖》课程设计仕务书及指导书 ·355·

各种荷载作用下的剪力计算 附表

2.4

将上述各种荷载作用下的弯矩图、剪力图，以同一比例分别叠加在同一基线上，即可得主梁的弯矩包络图和剪力包络图,它将显示梁各截面可能产生的最不利内力。

4.配筋计算

（l）正截面承载力计算

’

主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘的计算宽度bf可按有关规定计算后取小值;支座截面按矩形截面b h计算。

主梁内力及钢筋截面积，可参照附表2.5进行计算,计算结果应满足适用条件。