水工钢筋混凝土结构课程设计【范本模板】

摘要：根据所给的设计资料和设计要求,采用科学的计算方法和严密的设计思路设计一个钢筋混凝土现浇单向板肋形肋形楼盖。并要求有完整详细的配筋计算过程及校核，确保计算无误,配筋图详细。

Abstract:According to the design information and design requirements， tight design ideas using scientific methods of calculation and design of an in-situ reinforced concrete slab rib ribbed floor。And requires the full reinforcement calculation process in detail and check, ensure calculations are correct, reinforcing detail. 关键词：肋形楼盖、混凝土、钢筋、荷载、计算跨度、板的计算、次梁计算、主梁计算、配筋图 Keywords： ribbed floor， concrete， steel，load, span calculations， calculation of the board， sub—beam calculation, calculation of the main beam， reinforcement plans

一、内容

钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖

二、设计资料

某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖 1。楼层平面

L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm

板搁置长度:120mm 次梁搁置长度:240mm 主梁搁置长度：240mm 2。建筑位于非地震区 3。结构安全级别为Ⅱ级 4.结构环境类别为一类

5.建筑材料等级:混凝土：梁、板 C20

钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋Ⅰ级 梁中受力筋Ⅱ级 6.荷载：

钢筋混凝土重力密度: 25kN/m3

水磨石面层： 0。65kN/m2 石灰砂浆抹面15mm: 17kN/m3 楼面活荷载： 4kN/m2 (建议尺寸：柱=350mm×350mm） 7.结构平面布置及尺寸初估与验算：

结构布置：主梁沿短边L1布置，次梁沿长边L2布置 尺寸初估:

板的搁置长度为120mm,梁的搁置长度为240mm，主梁的搁置长度为240mm。 板厚：h=80mm

次梁：高h=500mm,宽b=200mm，间距l1=2.0m. 主梁:高h=700mm,宽b=300mm，间距l2=6.0m.

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柱：b×h=350mm×350mm,柱网尺寸为6。0m×6。0m. 尺寸验算：

板的厚度按构造要求取h=80mm〉l/40=2000/40=50mm。

次梁截面高度取h=500mm〉l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。 主梁截面梁高度取h=700mm>l/15=6000/15=400mm,截面宽度b=300mm。

8。使用要求：梁板的变形和裂缝宽度在本设计中均不考虑。

9。采用的规范：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96）,建筑结构荷载规范（GBJ9-87）。

图1 楼盖平面图

Fig。1 floor system plan

三、设计要求

板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算 次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算 主梁的设计：按弹性理论分析方法计算

四、设计成果

计算书 1份

2

板的平面配筋图 (比例自拟) 次梁配筋图 （比例自拟)

主梁材料图与配筋图(比例自拟）

五、要求

参考现行设计规范，认真、独立、按时完成

六、参考资料

赵鲁光 主编,《水工钢筋混凝土结构习题与课程设计》，中国水利水电出版社,1998。

海河大学 等合编，《水工钢筋混凝土结构学》,中国水利水电出版社，1996。

七、板的计算

板按考虑塑性内力重分布方法计算.

板的尺寸及计算简图如图所示

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1.荷载计算 恒载标准值：

水磨石面层 0.65 kN/m2

板自重 25×0.08=2。0 kN/m2

板底抹灰 17×0.015=0.255 kN/m2

合计 2。905 kN/m2

恒载设计值: g=2。905×1。05=3.05kN/m2 活载标准值： 4 kN/m2

活载设计值： q=1。2×4=4.8kN/m2

P = g + q = 3.05+ 4.8=7.85

2。内力计算

板厚 h=80mm， 次梁 b×h=200mm ×500mm

计算跨度： 边跨 L01=Ln+h/2=2000-120—200/2+80/2=1820mm L01= Ln+a/2=2000-120-200/2+120/2=1840mm 选其中较小者L01=1820mm 中跨 L02=Ln=2000-200=1800mm 跨度差：（L01-L02)/L02=(1820—1800）/1800=1.1%<10%，故按等跨连续板计算。 板的弯矩计算表：

连续板各截面弯矩计算 截面 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中及中间跨跨中 中间支座 4

弯矩计算系数mp 1/11 —1/11 1/16 —1/14 Mmppl0kNm 22.364 —2。364 1。590 —1.817

3截面承载力计算:

取a=25 , b=1000mm , h=80mm， h0=h—a=80-25=55mm, fc=9。6N/mm2 ,fy=210N/mm2,K=1.2

各截面的配筋计算见下表：

板的配筋计算 板带部位 边区板带（①～②、⑤～⑥轴线间） 中间区板带（②~⑤轴线间） 离端第二离端第二离端第二跨跨中及离端第二跨跨中及板带部位截面 边跨跨中 中间支座 边跨跨中 中间支座 支座 中间跨跨支座 中间跨跨中 中 —1。1.590×0。-2。364 817×0.8=-8=1.272 1。454 0.098 0.103 0.053 0。054 0.060 0。062 155.89 M/kN·m 2.364 —2。364 1。590 -1.817 2。364 sKM 2fcbh00.098 0.103 258.97 0.098 0.103 258。97 0。066 0。068 170.97 0。075 0.078 196。11 0。098 0。103 258。97 1-1-2s As=fcbζh0/fy（mm2） 选配钢筋 实配钢筋面积（mm2）

258。97 135。77 Φ6/8@150 Φ6/8＠150 Φ6＠150 Φ6@150 Φ6/8＠150 Φ6/8@150 Φ6＠200 Φ6＠180 262 262 188 201 262 262 141 157 中间板带②~⑤轴线间,其各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其弯矩降低20%.

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表中ζ的最大值为0.103<ζb=0。614 表中所选最小配筋面积As=141mm2

验算最小配筋率 ρ=As/（bh0)=141/（1000×55)=0.26％>ρmin=0。20%满足要求。

八．次梁的计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

1．荷载计算

恒载 板传递荷载 3.05×2=6.10kN/m

次梁自重 1。05×25×0.2×(0.50—0。08）=2.205kN/m

梁侧抹灰 1。05×17×0。015×(0.50—0.08）×2=0.225kN/m 合计: g=8。530kN/m

活荷载(由板传来）: q=4。8×2=9.6 kN/m

总荷载 p = g + q = 8.530+9。6=18。130kN/m

2.内力计算

计算跨度：边跨 Ln=6000—240—300/2=5610mm

L01=（6000-240-300/2）×1.025=5750 mm

L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730 mm 故取较小者L01=5730mm

中跨 L02=6000—300=5700 mm 跨度差：（5730—5700）/5700=0.53%<10％,按等跨连续梁计算.

次梁尺寸及计算简图如图所示

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次梁弯矩计算表如下表所示（M=αmbpL0)

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次梁弯矩计算 截面 弯矩计算系数αmb 边跨跨中 1/11 离端第二支离端第二跨跨中及座 中间跨 -1/11 1/16 中间支座 1/14 Mmbpl0(kNm) 254。11 —54.11

36。82 42。07 次梁简力计算表如下表所示（V=αvbpLn）

次梁剪力计算 截面 剪力计算系数αvb 端支座右侧 离端第二支座左侧 离端第二支座右侧 0.45 0.6 0.55 中间支座左侧、右侧 0。55 Vvbpln(kN) 45.769 62。005 56。838 56。838 3。配筋计算

（1）次梁正截面抗弯计算

跨中截面按T形截面计算,翼缘宽度为

边跨 bf＇=L01/3=5730/3=1910 mmfc bf＇hf＇(h0— hf＇/2）=9.6×1900×80×（460-80/2）×10—6=612.86 kN·m

KMmax=1.2×54.11=64.93kN·m次梁正截面承载力计算见下表。

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次梁正截面承载力计算 截面 M/kN·m b或bf＇ 边跨跨中 54.11 1910 0.017 离端第二支座 -54。11 200 0.160 离端第二跨跨中及中间跨跨中 36.82 1900 0。011 中间支座 42。07 200 0.124 sKM 2fcbh01-1-2s As=fcbζh0/fy（mm2) 0。017 0。175 0.011 0。133 477。95 515.20 307。65 391.55 选配钢筋 实际钢筋面积 3Φ14 2Φ12+2Φ14 3Φ12 1Φ14+2Φ12 461 534 339 379。9 （mm2） 表中ζ的最大值为0.175<ζb=0.550; 表中所选最小配筋面积As=339mm2;

验算最小配筋率 ρ=As/（bh0)=339/（200×460）=0.37%>ρmin=0。20％满足要求。 其中ζ=x/h0均小于0。35，所以符合塑性内力重分布条件。

次梁斜截面承载力计算见下表。

次梁斜截面承载力计算 截面 V(kN） 0。25fcbh0 220.800>KV （kN) 220。800〉KV 220。800〉KV 220.800〉KV 端支座右侧 45.769 离端第二支座左侧 离端第二支座右侧 62.005 56.838 中间支座 56.838 Vc=0。7ftbh0 70。840〉KV （kN）

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70。840KV 70。840>KV 配筋方法 选用箍筋 构造配筋 双肢箍Φ6 须计算配筋 双肢箍Φ6 构造配筋 双肢箍Φ6 构造配筋 双肢箍Φ6 Asv= n Asv1 （mm2) 实际钢筋间距S(mm） 57 250 57 200 57 250 57 250 离端第二支座左侧配箍计算：根据KV=Vc+Vsv的条件，得

AsvKV0.7ftbh00.030 s1.25fyvh0选用双肢箍Φ6,即Asv=57mm2

s=57/0。030=1900mm,取s=200mm≤smax200mm。

表中所选最小配筋面积As=57mm2; 验算最小配筋率 ρ=As/(b×s)=57/（200×200）=0。143％>ρmin=0.125％满足要求。

九.主梁的计算

主梁按按弹性理论计算。

主梁尺寸及计算简图如下图所示

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1．荷载计算

恒载 次梁传递荷载：8.53×6=51.18kN 主梁自重： 1。05×25×0.3×（0。7-0。08）=4。883kN/m

主梁梁侧抹灰重: 1.05×17×0.015×（0.7-0。08）×2=0。332kN/m

合计 g=51.18+4.883×2+0。332×2=61.61kN 活载 q=9.6×6=57.6 kN

总荷载 p=g+q=61.61+57.6=119。21 kN 2.内力计算

计算跨度 边跨 ln=6000—240-350/2=5585mm

l0=1。05ln=5864mm 中跨 ln=6000—350=5650mm l0=1.05 ln =5933mm 平均跨度：（5864+5933)/2=5899mm 跨度差：（5933—5864）/5933=1。16％<10%，可按等跨连续梁计算。 由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多,故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁.

在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算,则:

M=1Gl0+2Ql0；

V=GQ；

12αβ系数表:

力所在的截面 3.3

系数α 所要计算弯矩的截面 3。3 6.7 B 13.3 0.1744 0。0567 -0.0778 —0.04510

V系数β 支座截面的剪力 AVLBVrB 0。592 -0。4078 0.0973 6.7 13.3 16.7 23.3 0。0767 0。1349 —0。0257 —0.0177 —0.0522 —0.0974 —0。7674 —0。-0.0779 0.1301 -0。0779 0779 0。233 7 —0。0572 0.1217 0.6944 -0.0358 -0。0535 0.0473 -0。0535 -0。0535 0。3056 —0。0158 0.0292 0。0292 —0.1217 —0.09726。7 0。0064 0。013 0.0195 -0.0126 0.0195 0.0195 3 —1。Σ 0.2214 0.1329 -0。2628 0。0461 0。7423 1 2579 0。0073 0。0163 0。0243

具体计算结果以及最不利内力组合见下表：

项次 ① 荷载简图 边跨跨中 1弯矩(kNm) B支座 2中间跨跨中 3A支座 4剪力 B支座 l/M/M/M B/M/M/V A/VB /VBr 0。2214 0。1329 —0。2628 79。988 0.2648 89。441 48.014 0.2209 74.613 —0.088 —29.723 0.1036 -95.503 —0.1314 —44.644 -0。1314 -44。644 —0.3066 0.0461 0。0461 0。7423 -1.2579 -77.499 1 16。851 16。851 45.733 —0.1313 —44.871 0.1774 60.625 0.0745 25.46 61。61 0 0 1 57。6 1.219 ② ③ ④ 内 力 不 利 —0。0434 —14。659 0.2077 —0.130。8737 —1。13 1265 -44。50.325 -64.886 871 0。1774 —0。—0.1314 1314 60.625 —7.56—7。569 9 0.0745 0.6936 -1。3066 25.46 39.951 —75。26 —142.970 ①+② ①+③ —104.16 8 —140。627 169.918 122。147 —140.1465。581 18.291 7 11 70。154 34。993 70.214 61.61 119.21 —28。02 -28。02 95.450 77。476 77。476 37。850 -85.370 组 合

①+④ 150.395 83.007 —199。671 42。311 42。311 85.359 -153。061 131.824

最不利内力设计值组合表

计算截面的弯矩设计值（kN/m） 最不利内力 3.3 6。7 B支座 13.3 16。7 支座截面的剪力设计值（kN) A支B支座B支座右侧 座 左侧 95.45 -85。37 131.824 —153.061。61 37.85 61 918 122.627 -140.147 77。476 77.476 最大值 169。—199.6—28。最小值 65.581 18.291 -28.02 71 02 12

弯矩和剪力包络图如下所示

3配筋计算

（1）正截面抗弯承载力计算

跨中截面按T形梁计算,翼缘宽度为:

中跨：bf＇=l0/3=5933/3=1978mm边跨:bf＇= l0/3= 5864/3=1955mm〈b+Sn=350+(6000—240—350/2)=5935mm

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hf＇=80mm,h0=700-40=660mm

中跨:fcbf＇hf＇ (h0-hf'/2）=9。6×1978×80×(660-80/2）=941.844kN·m>KM=92。97kN·m. 边跨：fcbf＇hf＇ (h0—hf’/2）=9.6×1955×80×（660-80/2）=930.893kN·m>KM=203.902kN·m 。

故跨中截面按第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算，取h0=700-80=620mm（因支座弯 矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）. b=300mm， fc=9。6N/mm2, fy=300N/mm

因为梁与支座整体连接，所以支座B的计算弯矩为：

MB=┃MB┃-0.025ln┃VBR┃=┃-199。671┃—0.025×5.65×┃131。824┃= 181.051kN·m

主梁正截面承载力计算如下表所示

主梁正截面承载计算 截面 M/kN·m 0.025ln┃VBR┃kN·m M— 0.025ln┃VBR┃kN·m b/ bf＇ αs=KM/（fc bf＇bh02) 0。0244 或αs=KM/(fcbh02) 0。187 0.2088 1242.778 0.0122 0.0123 513。837 1955 300 边跨跨中 169。918 中间支座 -199。671 18.620 中间跨跨中 77。476 181。051 1978 1-1-2s As=fcbf＇ζh0/fy(mm2) 0。0247 1019.853 选配钢筋 实际钢筋面积 4Φ18 2Φ18+2Φ22 2Φ12+2Φ22 1017 （mm2）

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1269 986 表中ζ的最大值为0.2088<ζb=0。550； 表中所选最小配筋面积As=986mm2；

验算最小配筋率 ρ=As/（bh0)=986/（300×660)=0。50％>ρmin=0.20%满足要求.

主梁斜截面承载力计算如下表所示 主梁斜截面承载力计算 截面 V（kN·m) 0。25fcbh0 475。200>KV (kN) Vc=0。7ftbh0 152。460>KV （kN) 选用箍筋 Asv = n Asv1 （mm2） s=1。25fyv Asv h0/（KV-0.7ftbh0) 实际箍筋间距S（mm） Vc+Vsv=0.7ftbh0+1。25fyv Asv h0/S 实际钢筋面积(mm2) 101 101 101 2Φ8(构造配筋） 101 200 2Φ8（计算配筋） 101 406.340 200 2Φ8（计算配筋) 101 1098。134 200 143。220〈KV 143。220KV 446。400〉KV 支座A 95。450 支座Bl 153.061 支座Br 131.824 208。97>KV 208.97>KV 表中所选最小配筋面积As=101mm2;

验算最小配筋率 ρ=As/(b×s）=101/(300×200）=0。168％>ρmin=0。15%满足要求。

板、次梁、主梁配筋图见附图!

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