双向板肋梁楼盖课程设计.doc

双向板肋梁楼盖课程设计1.1设计任务书1设计资料1） 结构形式。某公共洗衣房楼盖平面为矩形，二层楼面建筑标高为3.6m，轴线尺寸为15.3m×13.5m，内框架承重体系，外墙均为370mm厚承重墙，钢筋混凝土柱截面尺寸为400mm× 400mm，混凝土强度等级C20，楼盖采用现浇双向板肋梁楼盖，其平面如图1-12所示。2） 楼面做法。水泥砂浆面层20mm厚，钢筋混凝土现浇板，石灰砂浆抹底15mm厚。 2设计内容1） 双向板肋梁楼盖结构布置。2） 按弹性理论进行板的设计。3） 按塑性理论进行板的设计。4） 支承梁的设计。3设计成果（1）设计计算书一份，包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。（2）图纸。1）结构平面布置图；2）板的配筋图；3） 支撑梁的配筋图。1.2计算书1结构布置及构件尺寸选择双向板肋梁楼盖由板和支承梁构成。双向板肋梁楼盖中，双向板区格一般以35m为宜。支承梁短边的跨度为4500mm，支承梁长边的跨度为5100mm。根据图112所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图113所示。板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于/50=4500/50=90mm，且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为120mm。支承梁截面尺寸：根据经验，支承梁的截面高度h=/14/8，长跨梁截面高度为（5100/145100/8）mm=364.3637.5mm，故取h=500mm；截面宽度b=h/3h/2=(400/3400/2)mm=133.3200mm，故取b=250mm。短跨梁截面高度为（4500/144500/8）mm=321.4562.5mm，故取h=400mm；截面宽度b=h/3h/2=(450/3450/2)mm=150225mm，故取b=200mm.2荷载计算120mm厚钢筋混凝土板：0.12×25=3kN/m2；20mm厚水泥砂浆面层：0.02×20=0.4kN/m2；15mm厚石灰砂浆抹底：0.015×17=0.255kN/m2；恒荷载标准值：gk=3+0.4+0.255=3.655kN/m2；活荷载标准值：qk=3.0kN/m2。p'=g+q/2=1.2×3.655+1.4×3.0/2=6.5kN/m2p"=q/2=4.2/2=2.1kN/m2P=1.2×33.655+1.4×3.0=8.6kN/m23按弹性理论设计板此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭，并且要求同一方向相邻跨度的比值0min/max0.75，以防误差过大。当求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋盘式布置，它可以简化为当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的跨中弯矩之和。支座最大负弯矩可近似活荷载满布求得，即支座固支时g+q作用下的支座弯矩。所有区格板按其位置与尺寸分为A，B，C，D4类，计算弯矩时，考虑混凝土的泊松比=0.2（查混凝土结构设计规范（GB50010）第4.1.8条）。弯矩系数可查附表1-6。（1）A区格板计算。1）计算跨度。x=4.5m1.050=(4.5-0.25) ×1.05=4.46my=5.1m<1.050=(5.1-0.2) ×1.05=5.15mx/y=4.5/5.1=0.882)跨中弯矩。Mx=弯矩系数× p' +弯矩系数×p"=(0.0258×6.5+0.0535×2.1) ×4.52=5.67kN·m2/mMy=弯矩系数× p'+弯矩系数× p"=(0.0200×6.5+0.0433×2.1) ×4.52=4.47kN·m2/m3)支座弯矩。图1-13中（a，b）支座；b支座=弯矩系数×p=-0.0603×8.6×4.52=-10.50kN·m/ma支座=弯矩系数×p=-0.054588.6×4.52=-9.49kN·m/m4)配筋计算。截面有效高度：由于是双向配筋，两个方向的截面有效高度不同。考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大，故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长跨方向的外侧。因此，跨中截面h0x=120-20=100mm(短跨方向)，h0y=120-30=90mm(长跨方向)；支座截面h0=100mm.。对A区格板，考虑到该板四周与梁整浇在一起，整块板内存在穹顶作用，使板内弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8，近似取s为0.95。跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235都改为HPB400.Asx=0.8Mx/fysh0=0.8×5.67×106/210×0.95×100=227mm2Asy=0.8My/fysh0=0.8×4.47×106/210×0.95×90=199mm2支座配筋见B，C区格板计算，因为相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时取绝对值的较大值作为该支座最大负弯矩。（2）B区格板计算。1）计算跨度。x=n+(h+b)/2=4.5-0.185-0.25/2+(0.25+0.12)/2=4.38<1.050=4.4my=501m<1.050=(5.1-0.2) ×1.05=5.15mx/y=4.38/5.1=0.862)跨中弯矩。Mx=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0305×6.5+0.0554×2.1) ×4.382=6.04kN·m2/mMy=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0276×6.5+0.0432×2.1) ×4.382=5.18kN·m2/m3)支座弯矩。图1-13中（b，c）支座：b支座=弯矩系数×p=-0.0678×8.6×4.382=-11.19kN·m2/mc支座=弯矩系数×p=-0.0699×8.6×4.382=-11.53kN·m2/m4)配筋计算。近似取s=0.95，h0x=100mm，h0y=90mm。跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235.Asx=Mx/fysh0=6.04×106/210×0.95×100=303mm2Asy=My/fysh0=5.18×106/210×0.95×90=288mm2支座截面配筋计算：钢筋选用用HRB335。b支座：取较大弯矩值为-11.19kN·m2/m。=/fysh0=11.19×106/300×0.95×100=393mm2c支座配筋见D区格板计算。（3）C区格板计算。1)计算跨度x=4.5my=5.1-0.18+0.12/2=4.98<1.050x/y=4.5/4.98=0.902)跨中弯矩Mx=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0300×6.5+0.0516×2.1) ×4.52=6.14kN·m2/mMy=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0209×6.5+0.0434×2.1) ×4.52=4.60kN·m2/m3)支座弯矩。图1.13中（d，a）支座：d支座=弯矩系数×p =-0.0663×8.6×4.52=-11.55kN·m2/ma支座=弯矩系数×p =-0.0563×8.6×4.52=-9.8kN·m2/m4)配筋计算。近似取s为0.95，h0x=100mm，h0y=90mm。跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235。Asx=Mx/fysh0=6.14×106/210×0.95×100=308mm2Asy=My/fysh0=4.60×106/210×0.95×90=256mm2支座截面配筋计算：钢筋选用用HRB335。a支座：取较大弯矩值为-9.8kN·m/m。=/fysh0=9.8×106/300×0.95×100=343.9mm2d支座配筋见D区格板计算。（4）D区格板计算。1)计算跨度x=4.38m(同B区格板)y=4.98m(同C区格板)x/y=4.38/4.98=0.882)跨中弯矩Mx=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0349×6.5+0.0535×2.1) ×4.382=6.51kN·m2/mMy=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0286×6.5+0.0433×2.1) ×4.382=5.31kN·m2/m3)支座弯矩。图1.13中（d，c）支座：d支座=弯矩系数×p =-0.0797×8.6×4.382=-13.15kN·m2/mc支座=弯矩系数×p =-0.0723×8.6×4.382=-11.93kN·m2/m4)配筋计算。近似取s为0.95，h0x=100mm，h0y=90mm。跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235。Asx=Mx/fysh0=6.51×106/210×0.95×100=326mm2Asy=My/fysh0=5.31×106/210×0.95×90=296mm2支座截面配筋计算：钢筋选用用HRB335。d支座：取较大弯矩值为-13.15kN·m2/m。 =/fysh0=13.15×106/300×0.95×100=461mm2c支座：取较大弯矩值为-11.93kN·m2/m。=/fysh0=11.93×106/300×0.95×100=418.6mm2(5)选配钢筋。跨中截面配筋如表1-17所示，支座截面配筋如表1-18所示。 表1-17 跨中截面配筋表1-18 支座截面配筋截面a支座b支座c支座d支座计算钢筋面积/mm2393343.9418.6461选用钢筋1801201801301801208/10130实际配筋面积/mm24193874194955双向板支承梁设计按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图1-14所示。 （1）纵向支撑梁L-1设计1） 计算跨度。边跨： =4.5-0.185-0.2+(0.37+0.40)/2=4.50m1.025+b/2=1.025×（4.5-0.185-0.2）+0.40/2=4.418m取小值 =4.418m。中跨：取支撑中心线间的距离，=4.5m。平均跨度：（4.418+4.5）/2=4.459m。跨度差：（4.5-4.418）/4.5=0.02%，可按等跨连续梁计算。 2） 荷载计算。由板传来的恒荷载设计值：=1.2*3.655*4.5=19.737kN/m由板传来的活荷载设计值: =1.4*3*4.5=18.9kN/m特别注意：由于纵向梁（短跨方向）上的荷载为三角形分布，受荷面积应采用短跨的计算跨度。梁自重:0.2*(0.4-0.12)*25=1.4 kN/m梁粉刷抹灰:0.015*2*(0.4-0.12)17=0.143 kN/m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值：g=1.2*（1.4+0.143）=1.8516 kN/m纵向支承梁L1 的计算简图，如图1-15所示。3） 内力计算。i)弯矩计算：M=k（k值由附表1-4-2查得）。 边跨：=1.8516*4.4182=36.14kN·m =19.737*4.4182=385.24 kN·m =18.9*4.4182=368.9 kN·m 中跨：=1.8516*4.52=37.49kN·m =19.737*4.52=399.67 kN·m =18.9*4.52=382.73 kN·m平均跨（计算支座弯矩时取用）：=1.8516*4.4592=36.81kN·m =19.737*4.4592=392.42 kN·m =18.9*4.4592=375.78 kN·m纵梁弯矩计算如表1-21所示。ii)剪力计算：（k值由附表1-4-2查得） 边跨：=1.8516*4.418=8.18kN =19.737*4.418=87.20 kN =18.9*4.418=83.50 kN 中跨：=1.8516*4.5=8.33kN =19.737*4.5=88.82 kN =18.9*4.5=85.05 kN平均跨（计算支座弯矩时取用）：=1.8516*4.459=8.26kN =19.737*4.459=88.01 kN =18.9*4.459=84.28 kN纵向支承梁L-1剪力计算如表1-22所示。4） 正截面承载力计算。i）确定翼缘宽度。跨中截面按T形计算。根据混凝土设计规范（GB50010） 第7.2.3条规定，翼缘宽的取较小值。 边跨：=4.418/3= 1.473m =b+=0.2+4.3=4.5m取较小值=1.473m中间跨：=4.5/3=1. 5m=b+=0.2+4.3=4.5m取较小值=1.5m支座截面仍按矩形截面计算。ii）判断截面类型。在纵横梁交接处，由于板，横向梁及纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠，短跨方向梁（纵梁）的钢筋一般均在长跨方向梁（横梁）钢筋的下面，梁的有效高度减小。因此，进行短跨方向梁（纵梁）支座截面承载力计算时，应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度。一般取值为：单排钢筋时，h0=h-（5060）；双排钢筋时，h0=（8090）。取h0=340mm（跨中），h0=310mm（支座） =1.0×9.6×1473×120×（340-120/2）=475.1kN·m>48.8 kN·m（29.2 kN·m）属于第一类T形截面。iii）正截面承载力计算。按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的，而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，计算配筋时，将其转换到截面边缘。纵梁正截面承载力计算表123.受力钢筋选用HRB335级，箍筋选用HPB235级。根据混凝土结构设计规范（GB50010）第9.5.1条的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%和0.45%中的较大值，即0.2%。表1-23中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。（1） 横向支撑梁L-2设计。1） 计算跨度。边跨： =5.1-0.185-0.2+（0.37+0.40）/2=5.10m1.025+b/2=1.025×（5.1-0.185-0.2）+0.40/2=5.033m取小值 =5.033m。中跨：取支撑中心线间的距离，=5.1m。平均跨度：（5.033+5.1）/2=5.067m。跨度差：（5.1-5.033）/5.1=0.01%，可按等跨连续梁计算。 2） 荷载计算。由板传来的恒荷载设计值：=1.2×3.655×4.5=19.737kN/m由板传来的活荷载设计值: =1.4×3×4.5=18.9kN/m梁自重:0.25×(0.5-0.12) ×25=2.375 kN/m梁粉刷抹灰:0.015×2×(0.5-0.12)17=0.194 kN/m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值：g=1.2×（2.375+0.194）=3.083 kN/m横向支撑梁L-2的计算简图如图 1-16所示。3） 内力计算。按弹性理论设计计算梁的支座弯矩时，可按支座弯矩等效的原则，将梯形荷载等效为均布荷载，按附表1-4求得，跨中弯矩取脱离体求得，即=（1-2×0.4402+0.440）×19.737=13.776kN/m=（1-2×0.4402+0.440）×18.9=13.192kN/mi） 弯矩计算：（k值由附表1-4-2查的）。平均跨（计算支座弯矩时取用）：=3.083×5.0672=79.15kN·m=13.776×5.0672=353.69 kN·m=13.192×5.0672=338.70 kN·m以表1-25中恒荷载作用下的支座剪力和跨中弯矩的求解为例。脱离体AB杆件，所受荷载及内力如图1-17所示。求边跨中的弯矩，所取脱离体如图1-18所示。对A点取距，得 ×（2.209×2+0.615）=+19.737×2.209/2×2.209×2/3+19.737×0.615×（2.209+0.615/2）+19.737×2.209/2×（2.209+0.615+2.209/3）支座弯矩由表1-25中已知：=35.4KN·m.求得=34.9KN。由竖向合力等于0，求的=20.08KN。近似认为跨中最大弯矩在跨中截面位置，对1点取距，得 ×（2.209+0.3075）=+19.737×2.209/2×（2.209/3+0.3075）+19.737×0.3752/2算得 =28.7KN·m其他的跨中弯矩同理求得，如表1-25所示。横向支撑梁L-2弯矩计算如表1-25所示。ii）剪力计算：V=（k值由附表1-4-2查的）。边跨： g=3.083×5.033=15.52KN中跨： g=3.083×5.1=15.72KN横向支撑梁L-2建立计算如表1-26所示。 4）正截面承载力计算。i）确定翼缘宽度。跨中截面按T型截面计算。根据混凝土结构设计规范（GB50010）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取最小值。边跨：=5.033/3=1.678m =b+=0.25+4.85=5.1m取较小值=1.678m中间跨：=5.1/3=1. 7m=b+=0.25+4.85=5.1m取较小值=1.7m支座截面仍按矩形截面计算。ii）判断截面类型。按单排钢筋考虑，取h=460mm。 =1.0×1678×120×（460-120/2）=773.2kN·m>71.1 kN·m（38.6 KN·m）属于第一类T形截面。iii）正截面承载力计算。按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的，而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，计算配筋时，将其转换到截面边缘。横向支撑梁L-2正截面承载力计算如表1-27所示。受力钢筋选HRB335级，箍筋选HPB235级。根据混凝土结构设计规范（GB50010）第9.5.1条的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%和0.45%中的较大值，即0.2%。表1-27中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。5）斜截面受剪承载力计算。横向支撑梁L-2斜截面受剪承载力计算见表1-28. 根据混凝土结构设计规范（GB50010）第10.2.10条的规定，故该梁中箍筋最大间距为200mm。1.3绘制施工图1. 双向板结构平面布置及板配筋图根据计算结果并考虑构造要求，分别绘制按弹性理论计算的板配筋图和按塑性铰线法计算的板配筋图，如图1-19和图1-20所示。2双向板支承梁配筋如图根据计算结果并考虑构造要求，分别绘制纵向支承梁L-1和横向支承梁L-2的配筋图，如图1-21和图1-22所示。