混凝土结构课程设计
学生姓名：房 雷 学 号：[1**********] 指导教师：张兆强 所在学院：工程学院 专 业：土木工程
中国·大庆 2015年7月
1.设计资料
某多层仪器仪表生产厂房设计使用年限为50年，安全等级为二级，环境类别为一类。采用内框架结构，边柱为砖柱，采用钢筋砼整体现浇单向板肋梁楼盖，其标准层结构布置如图1所示。
图1 结构布置图
1.1楼面做法：采用20mm厚水泥砂浆面层，自重20kN/m3；板底及梁侧采用20mm厚 合砂浆抹灰；
1.2主梁和次梁采用HRB400级，其余均采用HPB300级钢筋；
1.3板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内360mm，柱的截面尺寸为500mm×500mm
2.设计内容和要求
2.1板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理计算内力，并绘出弯矩包络图和剪力包络图。 2.2绘楼盖结构施工图
2.2.1楼面结构平面布置图（1：100或1：150，标注墙、柱定位轴线及柱的编号和梁、柱的定位尺寸及构件编号）；
2.2.2板和主、次梁的模板图（1：50）及配筋平面图（1：25或1：20）（标注板厚、本层结构标高和主、次梁的截面尺寸；板中钢筋的直径、间距、编号及定位尺寸）； 2.2.3主梁的材料图及配筋图（按同一比例1：50绘出主梁的弯矩包络图、材料抵抗弯矩图、模板及配筋图、配筋断面图；钢筋的直径、根数、编号及其定尺寸）；
2.2.4列出钢筋材料表和设计说明；
2.2.5写出完整的计算书，合理安排图面，图面要整洁。
2.2.6成果要求：结构施工图一张（A1绘图纸），结构设计计算书一份（A4打印稿）。
3设计进度
第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。确定梁格布置、板计算及绘制板的配筋草图；第二、三天：次梁的计算及绘制配筋草图；
第四、五天：主梁的计算及绘制配筋草图；第六、七天：绘制板、次梁和主梁的施工图。
4.分组（按学号选定）
25、主要参考资料
1. 沈蒲生主编．混凝土结构设计原理（第4版）．北京：高等教育出版社，2012 2. 沈蒲生主编．混凝土结构设计（第4版）．北京：高等教育出版社，2012 3.《建筑结构荷载规范》（2006版）（GB50009—2012 ） 4.《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001） 5.《混凝土结构设计规范》（GB/50010—2010）
目录
1、设计资料 ...................................................................................................... 1 2、板的设计 ...................................................................................................... 1 2.1 荷载 ..................................................1
2.2 内力计算 ..............................................2 2.3 正截面承载力计算 ......................................2 3、次梁的设计 .................................................................................................. 3
3.1 荷载 ..................................................4 3.2 内力计算 ..............................................6 3.3 截面承载力计算 ........................................8 4、主梁的设计 .................................................................................................. 8
4.1 荷载 ..................................................9 4.2 内力计算 .............................................10 4.3 截面承载力计算 .......................................12 4.4 主梁吊筋计算 .........................................13
1.板的计算
板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l1/l2=7500㎜2500㎜=3=3.按单向板设计。 板的厚度h=100㎜（l1/30≈2500㎜/30=83.3㎜
(a)
(b)
图1板的尺寸和计算简图 （a）板的尺寸（b）计算简图 （1）荷载
恒载标准值
20㎜水泥砂浆面层 0.02m*20KN/m³=0.4KN/㎡ 80㎜钢筋混凝土板 0.1m*25KN/m³=2.50KN/㎡ 20㎜混合砂浆天棚抹灰 0.02m*17KN/m³=0.34KN/㎡ Gk=3.24KN/㎡ 线恒载设计值 g=1.2*3.24KN/m=3.89KN/m 线活荷载设计值 q=1.3*8KN/m=10.4KN/m 合计 14.29KN/m
即每米板宽 g+q=14.29KN/m （2）内力计算
计算跨度
h0.2=2.280m-0.12m-m +0.1/2m=2.33m
22a0.20.12
Ln+=2.280m-0.12m-m+m=2.34m>2.33m 取lo=2.33
222 边跨 ln+ 中间跨 lo=2.3m
计算跨度差（2.33m-2.3)/2.3=1.3%
表 1连续板各截面弯矩计算
（3）截面承载力计算
b=1000m，h=100mm-20mm=80mm，α1=1.0，连续板各截面的配筋计算见下表2
表 2连续板各截面配筋计算
中间区板带②~⑤轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。连续板的配筋示意图如下图3所示。
2.次梁计算
次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。取主梁高h=650mm>7500/12=625mm，梁宽b=250mm。次梁有关尺寸及支承情况如下图4所示。 （1）荷载
恒荷载设计值
由板传来 3.89KN/㎡*2.5m=9.73KN/m
次梁自重 1.2*25KN/㎡*0.2m*（0.5m-0.1m）=2.4KN/m （2）内力计算 计算跨度
0.25
m=7.255m 2
a0.24
ln+=7.255m+m=7.375m
22 边跨 ln=7.5m-0.12m- 1.025ln=1.025*7.255m=7.436m>7.375m，取l0=7.375m 中间跨 l0=ln=7.5m-0.25m=7.25m
跨度差 （.7.375m-7.25m）/7.25m=1.7%
说明可按等跨连续梁计算内力。
(a)
（b）
图2 板的配筋示意图
（a）边区板带；（b）中间区板带 （3）截面承载力计算
次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为
1
边跨 bf‘=⨯7.37m=2.46m
3
1
第二跨和中间跨 bf‘=⨯7.25mm=2.416mm
3 梁高 h=500mm，h0=500mm-45mm=455mm 翼缘厚 hf’=100mm
判别T形截面类型：按第一类T型截面验算。
跨内截面ξ=0.018
斜截面承载力计算见下表5，表6。
连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见下表3,表4
（a）次梁尺寸
（b）计算简图 图3次梁的尺寸和计算简图
表 3连续次梁弯矩计算
表 4连续次梁剪力计算
表 5连续次梁正截面承载力计算
表 6连续次梁斜截面承载力计算
3.主梁计算
主梁按弹性理论计算柱的截面尺寸500mm*500mm。主梁的有关尺寸及支承情况如下图5所示 （1）荷载
恒载设计值
有次梁传来 12.46KN/m⨯7.5m=93.46KN
主梁自重（折算为集中荷载）
1.2⨯25KN/m3⨯0.25m⨯（0.65m-0.1m）⨯2.5m=10.3KN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）
1.2⨯17KN/m3⨯0.02m⨯（0.65m-0.1m）⨯2⨯2.5m=1.122KN G=66.7KN 活载设计值
由次梁传来 Q=26KN/m⨯7.5m=195KN G+Q=299.87KN
次梁配筋示意图如下图4。
图4连续次梁配筋示意图
图5 主梁的尺寸及计算简图 （a）主梁尺寸；（b）计算简图 （2）内力计算
边跨 ln=7.5m-0.12m- L0=1.025ln+
0.5
m=7.13m 2
b
=7.558m 2
ab0.360.5
2222 中间跨 ln=7.50m-0.5m=7.0m L0=ln+b=7.00m+0.5m=7.50m
跨度差 （7.558m-7.5m）/7.50m=0.77%
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，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则M=KGl0+KQl0，V=KG+KQ式中系数K值由附录7中查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见下表7,表8。将以下最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分辨叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，见下图6。
（3）截面承载力计算
11
主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为b'f=l0=*7500mm=2500mm
33
判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。
跨内截面ξ=0.012
支座截面按矩形截面计算，取h0=650mm-100mm=550mm（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）。跨内截面在弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=650mm-65mm=585mm。
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见下表9，表10。
表9主梁正截面承载力计算
表 9主梁斜截面承载力计算
（4）主梁吊筋计算
由次梁传至主梁的全部集中力为 G+Q=57.88KN+130.4KN=188.28KN
图6 主梁的弯矩包络图及剪力包络图
G+Q188.28*103N2
则As= ==443.8mm2
2fysinα2*360N/mm*0.707 选2Ф18（As=509mm2）。
主梁的配筋示意图如下图7。
图7主梁的配筋
混凝土结构课程设计
学生姓名：房 雷 学 号：[1**********] 指导教师：张兆强 所在学院：工程学院 专 业：土木工程
中国·大庆 2015年7月
1.设计资料
某多层仪器仪表生产厂房设计使用年限为50年，安全等级为二级，环境类别为一类。采用内框架结构，边柱为砖柱，采用钢筋砼整体现浇单向板肋梁楼盖，其标准层结构布置如图1所示。
图1 结构布置图
1.1楼面做法：采用20mm厚水泥砂浆面层，自重20kN/m3；板底及梁侧采用20mm厚 合砂浆抹灰；
1.2主梁和次梁采用HRB400级，其余均采用HPB300级钢筋；
1.3板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内360mm，柱的截面尺寸为500mm×500mm
2.设计内容和要求
2.1板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理计算内力，并绘出弯矩包络图和剪力包络图。 2.2绘楼盖结构施工图
2.2.1楼面结构平面布置图（1：100或1：150，标注墙、柱定位轴线及柱的编号和梁、柱的定位尺寸及构件编号）；
2.2.2板和主、次梁的模板图（1：50）及配筋平面图（1：25或1：20）（标注板厚、本层结构标高和主、次梁的截面尺寸；板中钢筋的直径、间距、编号及定位尺寸）； 2.2.3主梁的材料图及配筋图（按同一比例1：50绘出主梁的弯矩包络图、材料抵抗弯矩图、模板及配筋图、配筋断面图；钢筋的直径、根数、编号及其定尺寸）；
2.2.4列出钢筋材料表和设计说明；
2.2.5写出完整的计算书，合理安排图面，图面要整洁。
2.2.6成果要求：结构施工图一张（A1绘图纸），结构设计计算书一份（A4打印稿）。
3设计进度
第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。确定梁格布置、板计算及绘制板的配筋草图；第二、三天：次梁的计算及绘制配筋草图；
第四、五天：主梁的计算及绘制配筋草图；第六、七天：绘制板、次梁和主梁的施工图。
4.分组（按学号选定）
25、主要参考资料
1. 沈蒲生主编．混凝土结构设计原理（第4版）．北京：高等教育出版社，2012 2. 沈蒲生主编．混凝土结构设计（第4版）．北京：高等教育出版社，2012 3.《建筑结构荷载规范》（2006版）（GB50009—2012 ） 4.《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001） 5.《混凝土结构设计规范》（GB/50010—2010）
目录
1、设计资料 ...................................................................................................... 1 2、板的设计 ...................................................................................................... 1 2.1 荷载 ..................................................1
2.2 内力计算 ..............................................2 2.3 正截面承载力计算 ......................................2 3、次梁的设计 .................................................................................................. 3
3.1 荷载 ..................................................4 3.2 内力计算 ..............................................6 3.3 截面承载力计算 ........................................8 4、主梁的设计 .................................................................................................. 8
4.1 荷载 ..................................................9 4.2 内力计算 .............................................10 4.3 截面承载力计算 .......................................12 4.4 主梁吊筋计算 .........................................13
1.板的计算
板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l1/l2=7500㎜2500㎜=3=3.按单向板设计。 板的厚度h=100㎜（l1/30≈2500㎜/30=83.3㎜
(a)
(b)
图1板的尺寸和计算简图 （a）板的尺寸（b）计算简图 （1）荷载
恒载标准值
20㎜水泥砂浆面层 0.02m*20KN/m³=0.4KN/㎡ 80㎜钢筋混凝土板 0.1m*25KN/m³=2.50KN/㎡ 20㎜混合砂浆天棚抹灰 0.02m*17KN/m³=0.34KN/㎡ Gk=3.24KN/㎡ 线恒载设计值 g=1.2*3.24KN/m=3.89KN/m 线活荷载设计值 q=1.3*8KN/m=10.4KN/m 合计 14.29KN/m
即每米板宽 g+q=14.29KN/m （2）内力计算
计算跨度
h0.2=2.280m-0.12m-m +0.1/2m=2.33m
22a0.20.12
Ln+=2.280m-0.12m-m+m=2.34m>2.33m 取lo=2.33
222 边跨 ln+ 中间跨 lo=2.3m
计算跨度差（2.33m-2.3)/2.3=1.3%
表 1连续板各截面弯矩计算
（3）截面承载力计算
b=1000m，h=100mm-20mm=80mm，α1=1.0，连续板各截面的配筋计算见下表2
表 2连续板各截面配筋计算
中间区板带②~⑤轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。连续板的配筋示意图如下图3所示。
2.次梁计算
次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。取主梁高h=650mm>7500/12=625mm，梁宽b=250mm。次梁有关尺寸及支承情况如下图4所示。 （1）荷载
恒荷载设计值
由板传来 3.89KN/㎡*2.5m=9.73KN/m
次梁自重 1.2*25KN/㎡*0.2m*（0.5m-0.1m）=2.4KN/m （2）内力计算 计算跨度
0.25
m=7.255m 2
a0.24
ln+=7.255m+m=7.375m
22 边跨 ln=7.5m-0.12m- 1.025ln=1.025*7.255m=7.436m>7.375m，取l0=7.375m 中间跨 l0=ln=7.5m-0.25m=7.25m
跨度差 （.7.375m-7.25m）/7.25m=1.7%
说明可按等跨连续梁计算内力。
(a)
（b）
图2 板的配筋示意图
（a）边区板带；（b）中间区板带 （3）截面承载力计算
次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为
1
边跨 bf‘=⨯7.37m=2.46m
3
1
第二跨和中间跨 bf‘=⨯7.25mm=2.416mm
3 梁高 h=500mm，h0=500mm-45mm=455mm 翼缘厚 hf’=100mm
判别T形截面类型：按第一类T型截面验算。
跨内截面ξ=0.018
斜截面承载力计算见下表5，表6。
连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见下表3,表4
（a）次梁尺寸
（b）计算简图 图3次梁的尺寸和计算简图
表 3连续次梁弯矩计算
表 4连续次梁剪力计算
表 5连续次梁正截面承载力计算
表 6连续次梁斜截面承载力计算
3.主梁计算
主梁按弹性理论计算柱的截面尺寸500mm*500mm。主梁的有关尺寸及支承情况如下图5所示 （1）荷载
恒载设计值
有次梁传来 12.46KN/m⨯7.5m=93.46KN
主梁自重（折算为集中荷载）
1.2⨯25KN/m3⨯0.25m⨯（0.65m-0.1m）⨯2.5m=10.3KN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）
1.2⨯17KN/m3⨯0.02m⨯（0.65m-0.1m）⨯2⨯2.5m=1.122KN G=66.7KN 活载设计值
由次梁传来 Q=26KN/m⨯7.5m=195KN G+Q=299.87KN
次梁配筋示意图如下图4。
图4连续次梁配筋示意图
图5 主梁的尺寸及计算简图 （a）主梁尺寸；（b）计算简图 （2）内力计算
边跨 ln=7.5m-0.12m- L0=1.025ln+
0.5
m=7.13m 2
b
=7.558m 2
ab0.360.5
2222 中间跨 ln=7.50m-0.5m=7.0m L0=ln+b=7.00m+0.5m=7.50m
跨度差 （7.558m-7.5m）/7.50m=0.77%
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，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则M=KGl0+KQl0，V=KG+KQ式中系数K值由附录7中查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见下表7,表8。将以下最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分辨叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，见下图6。
（3）截面承载力计算
11
主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为b'f=l0=*7500mm=2500mm
33
判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。
跨内截面ξ=0.012
支座截面按矩形截面计算，取h0=650mm-100mm=550mm（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）。跨内截面在弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=650mm-65mm=585mm。
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见下表9，表10。
表9主梁正截面承载力计算
表 9主梁斜截面承载力计算
（4）主梁吊筋计算
由次梁传至主梁的全部集中力为 G+Q=57.88KN+130.4KN=188.28KN
图6 主梁的弯矩包络图及剪力包络图
G+Q188.28*103N2
则As= ==443.8mm2
2fysinα2*360N/mm*0.707 选2Ф18（As=509mm2）。
主梁的配筋示意图如下图7。
图7主梁的配筋