钢筋混凝土楼盖板课程设计任务书和计算书

钢筋混凝土楼盖 课 程 设 计 指 导 书

陈长冰、孙爱琴

合肥学院建筑工程系 2011年9月 目 录 第1节 设计任务书 一、设计任务 二、设计内容 三、设计条件 四、进度安排 五、指导教师 第2节 设计指导书 一 肋梁楼盖的计算简图 二 按弹性方法计算内力 三 按塑性内力重分布的方法计算内力 四 截面设计及构造要求

第3节 答辩参考题 参考文献 编后 第1节 设计任务书 一、设计任务 某多层工业厂房，采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。设计时，只考虑竖向荷载作用，采用单向板肋梁楼盖，要求完成钢筋混凝土整体现浇楼盖的结构设计。 二、设计内容 1、结构布置 确定柱网尺寸，柱截面尺寸见表1，主次梁布置及截面尺寸，并进行编号，绘制楼盖结构布置图。 2、板设计 按塑性分析法计算内力，并绘制板配筋图。 3、次梁设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算内力和正截面极限承载力，并绘制配筋图。 4、主梁设计 按弹性方法计算主梁内力，绘制主梁的弯距、剪力包络图，根据包络图计算正截面、斜截面的承载力，并绘制主梁的抵抗弯拒图及配筋图。 三、设计条件 1、建筑尺寸见图1和表2。 2、学生由教师指定题号。 3、楼面做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹底。 4、荷载：永久荷载，包括梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重25kN/m3，水泥砂浆容重20kN/m3，石灰砂浆容重17kN/m3，分项系数G=1.2。可变荷载，楼面均布荷载标准值见表1。分项系数O=1.3或1.4。

250 120 L1 120

120 120

L2 250 250

电梯间 楼梯间

图1 建筑尺寸 表1 柱截面尺寸及混凝土强度等级 班级 柱截面尺寸（mm） 混凝土强度等级 09土木01（02） 300×300（350×350） C20（C25） 09土木03（04） 350×350（400×400） C20（C20） 09工管01（02） 400×400（300×300） C25（C30） 表2 题号及可变荷载 L1×L2 （m） 可变荷载（kN/m2）

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 22.5×30.0 1 8 15 22 29 36 21.6×28.5 2 9 16 23 30 37 21.4×27.5 3 10 17 24 31 38 19.8×27.3 4 11 18 25 32 39 19.6×25.0 5 12 19 26 33 40 18.0×24.8 6 13 20 27 34 41 17.1×24.0 7 14 21 28 35 42 5、材料 梁、板混凝土强度等级见表1。 主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋，其他均用HPB235级钢筋。 四、进度安排 结构计算 5天 绘制结构施工图 3天 计算书、图纸整理 1天 答辩 1天 ———————————————————— 合计教学周1.5周 10天 五、指导教师 陈长冰、孙爱琴 第2节 设计指导书 一 肋梁楼盖的计算简图 在进行内力分析前，必须先把楼盖实际结构抽象成为一个计算简图，在抽象过程中要忽略一些次要因素，并做如下假定： 1．板的竖向荷载全部沿短跨方向传给次梁，且荷载→板→次梁→主梁→主梁支承的传递过程中，支承条件简化为集中于一点的支承链杆，忽略支承构件的竖向变形，即按简支考虑。 2．板视为以次梁为铰支座的连续梁，可取1m宽板带计算。 3．跨数超过5跨的等截面连续梁（板），当各跨荷载基本相同，且跨度相差不超过10％时，可按5跨连续梁（板）计算，所有中间跨的内力和配筋均按第三跨处理。当梁板实际跨数小于5跨时，按实际跨数计算。 4．板梁的计算跨度应取为相邻两支座反力作用点之间的距离，其值与支座反力分布有关，也与构件的支承长度和构件本身的刚度有关。在实用计算中，计算跨度可按表3取值。 表3 梁、板的计算跨度

按 弹 性 理 论 计 算 单跨 两端搁置 l0=ln+a 且 l0≤ln+h （板） l0≤1.05ln（梁） 一端搁置、一端与支承构件整浇 l0=ln+a/2 且 l0≤ln+h/2 （板） l0≤1.025ln （梁） 两端与支承构件整浇 l0=ln

多跨 边跨 l0=ln+a/2+b/2 且 l0≤ln+h/2+b/2 （板） l0≤1.025ln+b/2 （梁）

中间跨 l0=lc

且 l0≤1.1ln （板）

l0≤1.05ln （梁）

按 塑 性 理 论 计 算

两端搁置 l0=ln+a 且 l0≤ln+h （板） l0≤1.05ln （梁）

一端搁置、一端与支承构件整浇 l0=ln+a/2 且 l0≤ln+h/2 （板） l0≤1.025ln （梁）

两端与支承构件整浇 l0=ln 注：l0—板、梁的计算跨度； lc—支座中心线间距离； ln—板、梁的净跨； h—板厚；

a—板、梁端支承长度； b—中间支座宽度

二 按弹性方法计算内力 按弹性理论计算的楼盖内力，首先要假定楼盖材料为均质弹性体。根据前述的计算简图，用结构力学的方法计算梁板内力，也可利用静力计算手册中的图表确定梁、板内力。在计算内力时应注意下列问题： 1．荷载及其不利组合 楼盖上作用有永久荷载和可变荷载，永久荷载按实际考虑，可变荷载根据统计资料折算成等效均布活荷载，可由《建筑结构荷载规范》查得。板通常取1m板宽的均布荷载（包括自重），次梁承受板传来的均布荷载和次梁自重，主梁承受次梁传来得集中荷载和均布的自重荷载。为简化计算，可将主梁的自重按就近集中的原则化为集中荷载，作用在集中荷载作用点和支座处（支座处的集中荷载在梁中不产生内力）。 由于可变荷载在各跨的分布是随机的，如何分布会在各截面产生最大内力是活荷载不利布置的问题。 图2所示为5跨连续梁，当活荷载布置在不同跨间时梁的弯矩图及剪力图。由图可见，当求1，3，5跨跨中最大正弯矩时，活荷应布置在1，3，5跨；当求2，4跨跨中最大正弯矩或1，3，5跨跨中最小弯矩时，活荷载应布置在2，4跨；当求B支座最大负弯矩及支座最大剪力时，活荷载应布置在1，2，4跨，如图3。由此看出，活荷载在连续梁各跨满布时，并不是最不利情况。

图2 5跨连续梁弯矩图及剪力图 图3 活载不利位置 （a） 活1+活3+活5 （b） 活2+活4 （c） 活1+活2+活4 从以上分析可得，确定截面最不利内力时，活荷载的布置原则如下： （1）欲求某跨跨中最大正弯矩时，除将活荷载布置在该跨以外，两边应每隔一跨布置活载； （2）欲求某支座截面最大负弯矩时，除该支座两侧应布置活荷载外，两侧每隔一跨还应布置活载； （3）欲求梁支座截面（左侧或右侧）最大剪力时，活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同； （4）欲求某跨跨中最小弯矩时，该跨应不布置活载，而在两相邻跨布置活载，然后再每隔一跨布置活载。 2．内力包络图 以恒载作用在各截面的内力为基础，在其上分别叠加对各截面最不利的活载布置时的内力，便得到了各截面可能出现的最不利内力。 将各截面可能出现的最不利内力图叠绘于同一基线上，这张叠绘内力图的外包线所形成的图称为内力包络图。它表示连续梁在各种荷载不利组合下，各截面可能产生的最不利内力。无论活荷载如何分布，梁各截面的内力总不会超出包络图上的内力值。梁截面可依据包络图提供的内力进行截面设计。图4为五跨连续梁的弯矩包络图和剪力包络图。

图4 内力包络图 （a） 弯矩包络图 （b） 剪力包络图 3．支座抗扭刚度对梁板内力的影响 由于计算简图假定次梁对板、主梁对次梁的支承为简支，忽略了次梁对板、主梁对次梁的弹性约束作用，即忽略了支座抗扭刚度对梁板内力的影响。 从图5可以看出实际结构与计算简图的差异。在恒载g作用下，由于各跨荷载基本相等，θ≈0，支座抗扭刚度的影响较小，如图5a、b示。在活荷载p作用下，如求某跨跨中最大弯矩时，某跨布置p，邻跨不布置p，如图5c、d示，由于支座约束，实际转角θ＇小于计算转角θ，使得计算的跨中弯矩大于实际跨中弯矩。精确地考虑计算假定带来的误差是复杂的，实用上可用调整荷载的方法解决。减小活荷载，加大恒荷载，即以折算

图5 梁抗扭刚度的影响 荷载代替实际荷载。对板和次梁，折算荷载取为：

板： 折算恒载：g＇=g＋2p

折算活载：p＇=2p 次梁： 折算恒载：g＇=g＋4p 折算活载：p＇=43p 式中 g ，p为实际的恒载、活载 g＇，p＇为折算的恒载、活载 这样调整的结果，对作用有活荷载的跨g＇＋p＇＝ g＋p，总值不变，而相邻无活荷载的跨，g＇=g＋p/2＞

g，或g＇=g＋p /4＞g；邻跨加大的荷载使本跨正弯矩

减小，以此调整支座抗扭刚度对内力计算的影响。当板或梁搁置在砖墙或钢梁上时，不需要调整荷载。 4．弯矩和剪力设计值 由于计算跨度取支承中心线间的距离，未考虑支座宽度，计算所得支座处－Mmax、Vmax均指支座中心线处的弯矩、剪力值。支座处截面较高，一般不是危险截面，故设计中可取支座边缘内力值进行计算（见图6），按弯矩、剪力在支座范围内为线性变化，可求得支座边缘的内力值： M=Mc－V0b/2

当连续梁搁置于砖墙上时： M=Mc 均布荷载： =Vc－（g＋q）b/2 集中荷载： Vc=V 式中 Mc、Vc－支承中的弯矩、剪力值；

cMM

VM

MV

图5-10 支座处内力的计算值b2

cc

+VgpVc

b2b2

+gp

6