工程结构课设

辽宁工业大学

钢筋混凝土楼盖课程设计说明书

题目：31.5米*27米双向板屋盖设计

院（系）： 管理学院 专业班级： 工程管理112 学 号： 学生姓名： §佛道●修缘§ 指导教师： 教师职称： 副教授 起止时间： 2013-12-30-2014-01-10

辽宁工业大学课程设计(计算)书

辽宁工业大学课程设计（论文）任务书

院（系）：土木建筑工程学院 教研室： 结构教研室 学 号 设计 题目 设 计 技 术 参 数 1116 学生 姓名 §佛道●修缘§ 专业班级 工程管理112 31.5米*27米双向板屋盖设计 L1*L2=31.5m*27m 混凝土强度C30(fc= 14.3N/mm2,ft =1.43 N/mm2) . 可变荷载0.5 KN/m2. 梁中纵向受力钢筋采用HRB400级(fy=300N/mm2). 1.结构布置说明书(手算书,打印稿各一份) 2.完整的设计图纸1张1#. 设 计 要 求 工 作 量 1.结构平面布置:布置板,主梁,次梁,确定梁板的尺寸. 2.计算现浇钢筋混凝土板及次梁. 3.计算现浇钢筋混凝土主梁. 4.绘制结构施工图:(1)楼盖结构平面布置图;(2)板和次梁的配筋图;(3)主梁的配筋图,主梁的内力包络图及抵抗弯矩图;(4)钢筋表及必要的结构设计说明. 内容 学时 地点 时间 集中学习 半天 教室 第一周一上午 资料查阅与学习 半天 教室 第一周周一下午 结构布置,确定构件尺寸 一天 教室 第一周周二 结构计算(手算) 三天 教室 第一周周三---周五 结构计算(机算) 二天 机房 第二周周一---周二 打字,绘图 二天 机房 第二周周三---周四 交图,答辩 一天 教研室 第二周周五 工 作 计 划 指导教师签字 教研室主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、教研室、系部各一份。可加附页。

2013年12月 30日

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辽宁工业大学课程设计评审意见表

指导教师评语： 成绩： 指导教师： 20 年 月 日 答辩小组评语： 成绩：

组长： 2014年01月 日 课程设计总成绩： 答辩小组成员签字：

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目录

1. 2. 3. 4.

楼盖的基本设计材料 ............................................................................................................... 1 楼盖的结构平面布置 ............................................................................................................... 2 荷载设计值 ............................................................................................................................... 2 板设计....................................................................................................................................... 3 4.1板的计算跨度及区格划分 ................................................................................................. 3 4.2区格进行内力计算 ............................................................................................................. 4 4.3板的配筋（按弹性理论计算） ......................................................................................... 7 5. 梁的设计 ................................................................................................................................... 9

5.1横梁的荷载计算 ................................................................................................................ 9

5.11计算简图 ................................................................................................................. 10 5.12内力及配筋计算 ..................................................................................................... 11 5.2纵梁的荷载计算 .............................................................................................................. 14

5.2.1计算简图 ................................................................................................................ 14 5.2.2内力及配筋计算 .................................................................................................... 15

参考文献 …………………………………………………………………………………….错误！未定义书签。

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1.楼盖的基本设计材料

某建筑为一层，现浇钢筋混凝土肋形屋盖，砖砌体承重外墙厚370mm,钢筋混凝土柱尺为400mm×400mm，建筑平面如图１所示。图示范围内不考虑楼、电梯间。

图1楼盖建筑平面

1.设计资料: (1) (2)

某建筑一层，现浇混凝土肋形楼盖. 楼面构造层做法:

荷载标准值

楼面活荷载标准值qk=0.5kN/m2； 钢筋混凝土：25kN/m3

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水泥砂浆：20kN/m3 混合水泥砂浆：17kN/m3 水泥炉渣：14.5kN/m3 SBS改性沥青：0.05kN/m2 (3)活荷载:标准值2.8KN/m2.

(4)恒载分项系数1.2,活载分项系数1.4.

(5)材料选用:混凝土采用C30(fc=14.3N/mm2:ft =1.431N/mm2) 钢筋:梁中纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2)

2. 楼盖的结构平面布置

1. 纵梁横梁均搭在柱上，纵梁跨度为6.3m，横梁跨度为6.75m板的跨度为6.3 m ，lo/Ɩ1=1.07，因此可按双项板设计。

板的设计:

按跨高比条件，要求板厚 h≥1/50 Ɩ l，取板厚h=130mm 。

梁的设计

纵梁截面高度应满足h=lo/18～lo/16=375～422mm。考虑到楼面活荷载比较大，取h=450mm。截面宽度取为b=150mm。

横梁的截面高度应满足h=lo/18～lo/16==350～394mm。取h=400mm。截面宽度取为b=150mm。

2.基本设计资料

混凝土：C30， fc=14.3N/mm2， ft=1.43N/mm2，

钢筋：梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2 , ζb =0.55

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3. 荷载设计值

按双向板的构造厚度h≥80mm且h≥l0/50=130mm,初选h=130mm,荷载计算如下

面层 20mm厚混合砂浆抹灰：0.02×17=0.34kN/m2 找平层 120mm厚水泥炉渣： 0.12×14.5=1.74kN/m2 20mm水泥砂浆： 0.02×20=0.4kN/m2 板 130mm厚混凝土板： 0.13×25=3.25kN/m2 防水层 SBS改性沥青： 0.05kN/m2

100mm苯板保温层： 0.1×20=2kN/m2

卷材胶粘剂： 2kN/m2

恒荷载g 1.2×9.78=11.736kN/m2 活荷载q 0.5×1.4=0.7kN/m2

g+q=12.436kN/m2

4. 板设计

4.1板的计算跨度及区格划分

按弹性理论计算时，构件计算跨度均可取支座中心线间距离。lx=6300mm,ly=6750mm,则lx/ly=0.93。

按板的支撑情况，可划分为四种区格：中间区格A、 边区格B和C、角区格D。板外周边简支在砖墙上，各内区格以支承梁为界。

3

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图2 楼板布置图

4.2区格进行内力计算

g′ = g+q/2 = 11.736+0.7/2=12.086kN/m2 q′ = q/2=0.35kN/m2 (1)

区格A

只有四边固定和四边简支两种情况 表1 系数表 lx/ly 0.93 ① 跨中弯矩

取钢筋混凝土泊松比v=0.2,则有

4

支承条件 四边固定 四边简支 mx 0.0198 0.0410 my 0.0172 0.0364 m′x -0.0550 —— m′y -0.0528 —— 辽宁工业大学课设设计(计算)书

(v)

m

×6.3

）（0.0198g′+ 0.0410 q′ ）×6.32 + 0.2×（0.0172g′ + 0.0364 q′x= mx+v*my=

2

=0.2537×39.69+0.2×0.2206×39.69 =11.8205kN·m m

(v)

y=

my+v*mx=（0.0172g′ + 0.0364q′ ）×6.32 + 0.2×（0.0198g′ +

0.0410q′ ）×6.32

=0.2206×39.69 +0.2×0.2537×39.69 =10.7695kN·m

② 座弯矩 m′x=-0.0550×（g+q）l02=-0.0550×12.436×6.32 =-27.1472kN·m m′y=-0.0528×（g+q）l02=-0.0528×12.436×6.32 =-26.0613kN·m (2)

区格B

查表可得，三边固定一边简支的弯矩系数、 表2 系数表 ly/ lx 0.93 ① 跨中弯矩

取钢筋混凝土泊松比v=0.2,则有 (v)

）×mx= mx+v*my=（0.0229g′+ 0.0410 q′6.32+ 0.2×（0.0194g′ +

0.0364q′ ）×6.32 =0.2908×6.32 + 0.2×0.2472 ×6.32 =13.5041kN·m m

(v)

y=

mx 0.0229 my 0.0194 m′x -0.0629 m′y -0.0599 my+v*mx=（0.0194g′ + 0.0364 q′ ）×6.32 + 0.2×（0.0229g′ +

0.0410q′ ）×6.32

=0.2472×6.32 +0.2×0.2908×6.32

=12.1197kN·m

② 座弯矩 m′x=-0.0629×（g+q）l02=-0.0629×12.436×6.32=-31.0465kN·m m′y=-0.0599×（g+q）l02=-0.0599×12.436×6.32 =-29.5657kN·m

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（3）区格C

查表可得，两邻边固定两邻边简支的弯矩系数 表3 系数表 lx/ly 0.93 ① 跨中弯矩

取钢筋混凝土泊松比v=0.2,则有

mx+v*my =（0.0247g′ + 0.0410 q′ ）×6.32 + 0.2×（0.0160g′ +

）×0.0364 q′6.32 m

x= (v)

mx 0.0247 my 0.0160 m′x -0.0631 m′y -0.0558 =0.2985×6.32 + 0.2×0.2061 ×6.32 =13.4835kN·m

）×my+v*mx=（0.0160g′ + 0.0364 q′6.32 + 0.2×（0.0247g′ +

0.0410q′ ）×6.32 m

y= (v)

=0.2061×6.32 +0.2×0.2985×6.32 = 10.5496kN·m ② 座弯矩

m′x=-0.0631×（g+q）l02 =-0.0631×12.436×6.32 =-31.1452kN·m m′y=-0.0558×（g+q）l02 =-0.0558×12.436×6.32 =-27.5420kN·m （4）区格D

查表可得，三边固定一边简支的弯矩系数 表4 系数表 lx/ly 0.93 ①跨中弯矩

取钢筋混凝土泊松比v=0.2,则有

）×mx+v*my=（0.0261g′+ 0.0410q′6.32 + 0.2×（0.0230 g′ + 0.0364q′ ）×6.32 m

x= (v)

mx 0.0261 my 0.0230 m′x -0.0726 m′y -0.0698 =13.0895+ 0.2×11.5386 =15.3972KN·m

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）×my+v*mx=（0.0230g′ + 0.0364 q′6.32 + 0.2×（0.0261g′ +

0.0410q′ ）×6.32 m

y= (v)

=11.5386+0.2×13.0895 =14.1565KN·m

③ 座弯矩 m′x=-0.0726×（g+q）l02=-0.0726×12.436×6.32 =-35.8343kN·m m′y=-0.0698×（g+q）l02=-0.0698×12.436×6.32 =-34.4522kN·m 4.3板的配筋（按弹性理论计算）

假定钢筋直径为10mm，混凝土保护层厚度取15mm，则支座截面有效高度h0=110mm，跨中截面有效高度分别为110mm和100mm，取平均值h0=105mm 。

由于ly/lx=1.07<1.5，边去格B和C、及中区格A的弯矩设计值均可降低20%，角区格D不折减。h0（mm）As=m/0.9 fy h0（mm） 计算过程如下表，配筋平面图详见图

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表5 截面配筋计算表 截面 跨中 m 11.82×0.8 10.77×0.8 13.50×0.8 12.12×0.8 13.48×0.8 10.55×0.8 15.40 14.16 -27.15×0.8 -29.57×0.8 (-27.15-31.05) ×0.8/2 (-26.06-27.54) ×0.8/2 (-29.57-34.45) ×0.8/2 (-31.15-35.83) ×0.8/2 h0 105 105 105 105 105 105 105 105 110 110 110 110 110 110 As=m/0.9 fy 334 304 381 342 380 298 543 499 732 702 784 722 770 903

实配 2（kN·m） （mm） h0（mm） 直径、间距 面积（mm） A B C D x方向 y方向 x方向 y方向 x方向 y方向 x方向 y方向 8@90 8 @90 8 @90 8 @90 8 @90 8 @90 8@90 8@90 14@170 14@170 14@170 14@170 559 559 559 559 559 559 559 559 906 906 906 906 906 906 A—A B—B 支座 A—B A—C B—D C—D Asmin＞Asmin＞

14@170 14@170 150×450=135mm2, minbh=0.2%×

2bh=45f/f%×150×450=150mmminty

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5. 梁的设计

梁的截面尺寸确定 取横梁截面 h=400mm 取横梁截面b=150mm 取纵梁截面 h=450mm 取纵梁截面b=150mm

5.1横梁的荷载计算

板传来的恒荷载 11.736×2 =23.472kN/m2 梁的自重 1.2×25×0.15×（0.4-0.13）= 1.215kN/m2

恒荷载 g = 24.687kN/m2 活荷载 q = 0.5×1.4×2 =1.4kN/m2 g + q =26.087KN/m2

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5.11计算简图

双向板荷载可以用四十五度线分为两个三角形，如图： 图3 双向板荷载图

三角形分布荷载等效均布荷载如下图： 图4三角形分布荷载等效均布荷载图

p=58qAql/2l/2B

p

p = (23.472+1.4) ×5/8=15.545kN/m2

根据平面布置及横梁截面尺寸可知中间跨度 l0= ln=6.3m

边跨的跨度l0=1.05 ln=1.05×(6.3-0.4)=6.195m

取边跨l0=6.2m

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边跨于中间跨差： （6.33-6.2）/6.2=2.1%<10%,所以可以按等跨连续梁计算

5.12内力及配筋计算 ① 正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，有

b'f=l0/3=6200/3=2067mm

h'f取h0=400-35=365mm, 且fc

b'fh'f/ h0=130/365=0.36>0.1，故取=2067mm

b'f (h0-

h'f/2)=14.3×2067×130×(365-130/2)=1153kN·m

横梁支座按b×h=150×400的矩形截面计算，取h0=400-35=365mm,支座截面满足≤0.36，横梁受力筋采用HRB335级（b=0.55，fy=300N/mm2）

图5 横梁荷载分布图

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横梁正截面受弯承载力计算如下表

表6横梁受弯承载力表 截面位置 弯矩系数m 1 1/11 1/11×16.76× 6.332 B -1/11 -1/11×16.76× (6.33+6.2) 2 2 1/16 C -1/14 M=mpl2 01/16×16.76× -1/14×16.766. 22=40.27 ×6.22=-46.02 矩形 b*h=150×400 0.175 (kN·m) =61.05 一类T形 /4=-59.80 矩形 一类T形 截面类型及 截面尺寸 b*h=2067×400 b*h=150×400 b*h=2067×400 =1- 1M20.5fcbh0 20.0151 0.238 0.0101 Asb'fh01fc/fy（mm） 选用钢筋 实际钢筋截面面积（mm） 2543 220 628 621 220 628 363 216 402 457 314 462 注：Asmin=

Asmin=

150×400=120mm2 minbh=0.2%×

2

minbh=45ft/fy%=128.7 mm

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②斜截面受剪承载力计算 a. 剪力设计值

表7剪力设计值计算表

截面 剪力系数A 0.45 0.45×15.545× 6.33=48.28 B左 0.6 0.6×15.545× 6.33=59.04 B右 0.55 C 0.55 v V=vpl n0.55×15.5450.55×15.545× 6.2=53.01 × 6.2=53.01 （kN） b.截面尺寸校核

hw/b=365/150=2.4<4

0.25fcbh0=0.25×14.3×150×365=195.731 kN>V

故截面尺寸满足要求 c.箍筋设计

表8箍筋设计值计算表

截面 V（kN） 0.7ftbh0(N) ftbh0(N) 箍筋肢数、直径 Asv0.24ftbsfyvA 44.28 54804.75 78292.5 26 V<0.7ftbh0 300 B左 59.04 54804.75 78292.5 26 V<0.7ftbh0 300 B右 53.01 54804.75 78292.5 26 V<0.7ftbh0 300 C 53.01 54804.75 78292.5 26 V<0.7ftbh0 300 S(mm)

注：梁高在300—500，当V<0.7ftbh0时，Smax=300(mm)，箍筋最小直径为6mm

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5.2纵梁的荷载计算

板传来的恒荷载 11.736×2 =23.472kN/m2

梁的自重 1.2×25×0.15×（0.45-0.13）= 1.44kN/m2

恒荷载 g = 24.912kN/m2 活荷载 q = 0.5×1.4×2 = 1.4kN/m2 g + q =26.312kN/m2 实际荷载

梯形分布荷载等效均布荷载，可知纵梁荷载如下

p = q（1-2β2+β3）=24.872×（1-2×0.4672+0.4673）=16.56kN/m2

5.2.1计算简图

图6 纵梁荷载分析

AqB p

中间跨跨度l0= ln=6.75-0.4=6.35m

边跨跨度l0= ln+b=6.35+0.2=6.55>1.025×6.35=6.51m 所以取边跨 l0=6.55m

边跨与中间跨差：（6.55-6.35）/6.35=3.1%<10%,所以可以按等跨连续梁计算。

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图7 纵梁荷载分布

5.2.2内力及配筋计算

① 正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，有

b'f=l0/3=6.35/3=2117mm

h'f取h0=450-35=415mm, 且fc

b'fh'f/ h0=130/415=0.31>0.1，故取=2533mm

b'f (h0-

h'f/2)=14.3×2117×130×(415-130/2)=1377kN·m

纵梁支座按b×h=150×450的矩形截面计算，取h0=450-35=415mm,支座截面满足≤0.35，纵梁受力筋采用HRB335级（b=0.55，fy=300N/mm2）

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A-A(x) 2计算梁的内力

纵向： 表

跨内最大弯矩 M1 82.297 M3 36.163 9 弯矩剪力计算表

支座弯矩 Mb -107.483 Mc -107.483 Va 支座剪力 Vbl Vbr Ve 荷载图 151.751 -96.022 84.791 -64.127 6.006 4.573 -3.048 -2.032 4.090 -4.925 0.16 0.495 4.325 -6.831 -1.016 3.485 -5.512 5.361 -4.053 1+2 88.303 86.622 82.297 1+2 88.303 3.161 -2.032 -6.040 -0.330 -0.32 3.814 0.330 40.736 36.163 39.324 1+2 40.736 -110.531 -114.314 -109.515 1+3 -114.314 -109.515 -108.499 -113.523 1+4 -113.523 155.841 -100.947 84.951 -63.632 1+3 1+4 最大组合项次 最大组合值 所以

155.236 151.421 1+2 155.841 -101.534 -96.342 1+3 -101.534 90.151 88.604 1+3 90.151 -68.180 -63.797 1+3 -68.180 为第一类T形截面。

fyAs

1fcbh0.

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11 表

M0.51fcbh02 10横梁受弯承载力表

截面 M1 88.303 M3 40.736 MB 114.314 Mc 113.523 M 112s 0.015 0.007 0.395 0.392 As1fcbfh0fy 425 225 982 228 1232 428 1905 889 1158 1149 选配钢筋 适配钢筋面积 1963 1232 选HRB335级钢筋混凝土等级为 C30(fc=14.3N/mmft=1.43N/mm) hw=h0=415 hw/b=415/150=2.767<4 表11 箍筋设计值计算表

A支座 155.841 219900 61561 28 130 B支座左 101.534 219900 61561 26 80 B支座右 90.151 219900 61561 26 120 E支座左 68.180 219900 61561 26 160 22V(kN) 0.25fcbh0(N) 0.7ftbh0(N) 箍筋直径、根数 箍筋间距(mm)

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辽宁工业大学课设设计(计算)书

6. 参考文献

1. 中华人民共和国住房和城乡建设部。房屋建筑制图统一标准（GB50001-2010）.中国计划出版社，20011

2. 中华人民共和国住房和城乡建设部。房屋建筑制图标准（GB50104-2010）.中国计划出版社，20011

3. 中国建筑标准设计研究院。建筑结构制图标准（GB/T50105-2010）。建筑工业出版社，2010

4.中华人民共和国建设部。结构荷载规范（GB/T50009-2001）（2006年版）中国建筑工业出版社，2006

5. 中华人民共和国住房和城乡建设部。混凝土设计规范（GB50010-2010）.中国建筑工业出版社，第1版，2011 6.李国胜编。钢筋混凝土结构设计手册。中国建筑工业出版社，2011 7.浙江大学编。建筑结构静力计算手册。中国建筑工业出版社，2011 8.沈蒲生。建筑工程课程设计指南，北京，高等教育出版社，2005.1

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