雙向板肋梁樓蓋設計全套計算成果(共21頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 課 程 設 計 設計題目： 雙向板肋梁樓蓋設計 學 院： 土木工程學院 專 業(yè)： 土木工程 班 級： 2011級土木工程x班 姓 名： 學 號： 201127 指導教師： 職稱： 完成日期： 2013 年 12 月 22 日專心-專注-專業(yè)目 錄 （2） 附頁：圖紙-20雙向板肋梁樓蓋設計計算書 1、 設計任務1、題目雙向板肋梁樓蓋2、目的要求鋼筋混凝土與砌體結構課程設計是教學計劃中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)和提高學生房屋結構設計基本技能，學會運用技術規(guī)范和標準圖冊，掌握施工圖的繪制方法，培養(yǎng)學生利用計算機軟件繪圖；啟發(fā)學生對實際結構工作情況的認識和鞏固所學

2、的理論知識，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析與解決問題的能力、了解鋼筋混凝土結構設計一般程序和內容，為畢業(yè)設計及今后從事實際工作奠定初步基礎具有重要作用。21目的1）了解雙向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關系及其計算簡圖的確定；2）掌握板厚及梁系截面尺寸的確定方法；3）通過板的計算，掌握彈性內力計算方法，熟悉按棋盤式布置活荷載考慮不利組合；4）通過主、次梁的計算，掌握按彈性理論分析內力的計算方法，并熟悉內力包絡圖和材料圖的繪制方法；5）掌握板、主次梁的配筋計算、沖切驗算，了解并熟悉現(xiàn)澆梁板結構的有關構造要求；6）掌握鋼筋混凝土結構施工圖的表達方法、制圖規(guī)定，進一步提高制圖的基本技能。22要求1）按彈性方法設

3、計板、次梁、主梁。2）提交按規(guī)定格式書寫的結構計算書一份，要求步驟清楚，計算正確，書寫工整。3）繪制結構施工圖，內容包括梁板結構平面布置圖；板的配筋圖；次梁配筋圖；主梁彎矩包絡圖、抵抗彎矩圖；及配筋斷面詳圖。圖紙折疊成A4規(guī)格，圖簽朝外。3、設計條件某多層廠房，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋，結構布置如附圖所示。1）結構布置柱網(wǎng)尺寸及樓面活載大小詳見“附圖”；2）樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面，容重20KN/m3，板底及梁用15mm厚混合砂漿抹面，容重17KN/m3；3）混凝土強度等級C25，鋼筋除梁縱向主筋采用HRB335鋼筋外，其余均采用HPB235鋼筋，鋼筋混凝土容重25KN/m3。

4、二、本梁板結構系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點評述在肋形樓蓋結構中，結構布置包括柱網(wǎng)、承重墻、梁格和板的布置，需注意的問題如下：1） 承重墻、柱網(wǎng)和梁格布置應滿足建筑使用要求柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大，內柱在滿足結構要求的情況下盡可能少設。2） 結構布置要合理、經(jīng)濟（1） 由于墻柱間距和柱網(wǎng)尺寸決定著主梁和次梁的寬度，因此，它們的間距不宜過大，根據(jù)設計經(jīng)驗，主梁的寬度一般為5m8m，次梁為4m6m。（2） 梁格布置力求規(guī)整，梁盡可能連續(xù)貫通，板厚和梁的截面尺寸盡可能統(tǒng)一。在較大孔洞的四周、非輕質隔墻下和較重的設備下應設置梁，以避免樓板直接承受集中荷載。（3） 由于板的混凝土用量占整個樓蓋的50%70%，因此，應使板厚

5、盡可能接近構造要求的最小板厚。根據(jù)設計經(jīng)驗及經(jīng)濟效果，雙向板的跨度（短向跨度）為5m左右。（4） 為增強橫向剛度，主梁一般沿房屋橫向布置，并與柱構成平面內框架，這樣可使整個結構具有較大的側向剛度。內框架與縱向的次梁形成空間結構，因此房屋整體剛度較好。當橫向柱距大于縱向柱距較多時，也可沿縱向布置主梁。因為主梁承受的荷載較大，減少其跨度既可減少內力，又可增加房屋凈高。3） 單向板和雙向板肋形結構的區(qū)別若板的兩個方向跨度比l2/l12時，按雙向板肋形結構設計；若l2/l12，則按單向板肋形結構設計。三、 板厚及梁系截面尺寸的確定1） 板的厚度有相關設計資料可以得出，本設計是多跨連續(xù)板。板厚：hl0/

6、50=90mm。 h取h=100mm2） 次梁的截面尺寸h=（1/181/12）l=（1/181/12）×4500，按建筑模數(shù)h=350mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）×250，按建筑模數(shù)b=150mm3） 主梁的截面尺寸h=（1/141/8）l=（1/141/8）×6000，按建筑模數(shù)h=6000mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）×720，按建筑模數(shù)b=300mm4）、繪制平面布置及區(qū)格劃分、標注圖（如圖1.圖2.）B圖2.區(qū)格板標注圖圖1.雙向板肋梁樓蓋結構平面布置及區(qū)格板劃分圖圖2.區(qū)格板標注圖 四、雙向板設計（1）板的荷載計

7、算活載取活載的分項系數(shù)為1.4，則q=1.4×4.0=5.6KN/m2恒載取恒載的分項系數(shù)為1.2，則面層 20mm厚水泥砂漿面層 0.02×20=0.400KN/m2板 100mm厚現(xiàn)澆板自重 0.1×25=2.500KN/m2板底抹灰 15mm厚板底抹灰 0.015×17=0.255KN/m2小計 3.786KN/m2所以：g+q=5.6+3.786=9.386KN/m2 g+q/2=3.786+5.6/2=6.586KN/m2 q/2=5.6/2=2.8KN/m2（2）板的計算跨度l0的計算(1) 內跨：l0=lc，lc為軸線間距；(2) 邊跨：l

8、0=ln+b，ln為板的凈跨，b為梁寬。（3）彎矩計算跨中最大正彎矩發(fā)生在活載為棋盤式布置時，它可以簡化為，當內支座固支時g+q/2作用下的跨中彎矩與內支座鉸支時±q作用下的跨中彎矩值兩者之和。支座負彎矩可以近似按活荷載滿布時求得，即為內支座固定時g+q作用下的支座彎矩。在上述各種情況中，周邊梁對板的作用視為鉸支座，如圖3.所示。+圖3.連續(xù)雙向板計算簡圖計算彎矩時考慮泊桑比的影響，取1/6或0.2，在計算中取0.2。A區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75查表，并按計算板的跨中正彎矩；板的支座負彎矩按g+q作用計算。 m1=（0.0296+0.2×0.0130）&#

9、215;6.586×4.52+（0.0620+0.2×0.0317）×2.8×4.52 =8.16KN·m/ m m2=（0.0130+0.2×0.0296）×6.586×4.52+（0.0317+0.2×0.0620）×2.8×4.52 =5.02KN·m/ m m1'=m1"=-0.0701×9.386×4.52=-13.3KN·m/m m2'=m2"=-0.0565×9.386×4.5

10、2=-10.7KN·m/mB區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0331+0.2×0.0109）×6.586×4.52+（0.0620+0.2×0.0317）×2.8×4.52 =8.58KN·m/ m m2=（0.0109+0.2×0.0331）×6.586×4.52+（0.0317+0.2×0.0620）×2.8×4.52 =4.833KN·m/ m m1'=m1"=-0.0750×9.386

11、×4.52=-14.3KN·m/m m2'=0，m2"=-0.0572×9.386×4.52=-10.87KN·m/mC區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0109+0.2×0.0331）×6.586×4.52+（0.0620+0.2×0.0317）×2.8×4.52 =6.2KN·m/ m m2=（0.0331+0.2×0.0109）×6.586×4.52+（0.0317+0.2×0.0620）

12、×2.8×4.52 =7.208KN·m/ m m1'=m1"=-0.0572×9.386×4.52=-10.87KN·m/m m2'=0，m2"=-0.0750×9.386×4.52=-14.3KN·m/mD區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0390+0.2×0.0189）×6.586×4.52+（0.0620+0.2×0.0317）×2.8×4.52 =9.58KN·m/

13、m m2=（0.0189+0.2×0.0390）×6.586×4.52+（0.0317+0.2×0.0620）×2.8×4.52 =6.061KN·m/ m m1'=0，m1"=-0.0938×9.386×4.52=-17.8KN·m/m m2'=0，m2"=-0.0760×9.386×4.52=-14.4KN·m/m表1按彈性理論計算彎矩值區(qū)格編號ABCD計算簡圖計算跨度（mm）lo14500450045004500lo2600

14、0600060006000lo1/lo20.750.750.750.75跨中彎矩（kNm）lo18.168.586.29.58lo25.024.8337.2086.061支座彎矩（kNm）m1'13.314.300m1"13.314.310.8717.8m2'10.7014.30m2"10.710.8714.314.4（4）板的配筋截面有效高度：l01（短跨）方向跨中截面的h01=100-20=80mm，l02（長跨）方向跨中截面高度h02=120-30=70mm。支座處截面處均為80mm。計算配筋時，近似取內力臂系數(shù)s=0.95，As=m/（0.95h0f

15、y）。截面配筋計算結果及實際配筋見表2. 表2. 截面配筋計算結果及實際配筋表截面h0（mm）m（KN·m/m）As(mm2/m)配筋實配As(mm2/m)跨中A區(qū)格l01方向80 8.17 398.1 ,10150523.0l02方向705.02 279.6 ,10150523.0B區(qū)格l01方向808.58 418.1 ,10150523.0l02方向70 4.83 269 ,10150523.0C區(qū)格l01方向80 6.21 302.6 ,10150523.0l02方向707.21 401.6 ,10150523.0D區(qū)格l01方向80 9.58 466.9 ,10150523

16、.0l02方向 706.06 337.5 ,10150523.0支座g-h(g'-h'、k-l、k'-l')80-17.83 868.9 ,12120942.0h-i(h'-i'、i'-g'、i-g、g-k、g'-k')80 -14.26 694.9 ,12150754.0b-h（b'-h'、e'-k'、e-k）80 -14.45 704.2 ,12150754.0a-g(a'-g'、f-l、f'-l')80 0 0.0 ,12150754.0g-g&

17、#39;(l-l')8000.0 ,12150754.0c-i（c'-i'、d-j、d'-j'）80 -10.57529.7,12150754.0i-i'(j-j')80-10.74523.4,12150754.0h-h'(k-k')80-14.26 694.9,12150754.0b-c(b'-c'、d-e、d'-e'、c-d、c'-d')80 00.0 ,12150754.0a-b（a'-b'、e-f、e'-f')80 00.0 ,1215

18、0754.0（5）板的配筋圖（圖4.） 圖4.雙向板結構布置圖及配筋圖五、次梁設計（1） 計算跨度邊跨：l0=ln+（a+b）/2=（4.5-0.15-0.12）+（0.2+0.25)/2=4.455m l0=1.025ln+b/2=1.025×（4.5-0.15-0.12）+0.2/2=4.436m取小值：l0=4.436m中跨：去支撐中心線的距離，l0=4.5m平均跨度：（4.436+4.5）/2=4.468m跨度差：（4.5-4.436）/4.436=1.44%<10%，可按等跨連續(xù)梁計算。（2）荷載計算恒載：板傳來的荷載 2.655×4.5=11.9475kN

19、/m板傳來的等效均布荷載 11.9475×5/8=7.467kN/m次梁自重 （0.35-0.1）×0.15×25=0.9375kN/m次梁底及兩側粉刷自重 （0.35-0.1)×2+0.15×17×0.015=0.1658kN/m小計 7.63kN/mg=1.2×7.63=9.16kN/m活載：板傳來的活荷載5.6×4.5=25.2kN/m板傳來的等效均布活荷載25.2×5/8=15.75kN/mq=15.75×1.4=22.05kN/m（3） 內力計算（計算簡圖如圖5.）圖 5.內力計算簡圖

20、1） 彎矩計算：M=k1glo2+k2g'lo2+k3q'lo2（k值可以查表得到）邊跨：glo2=（0.9375+0.1658）×4.4362=21.71kN·m g'lo2=11.9475×4.4362=235.1kN·m q'lo2=25.2×4.4362=495.9kN·m中間跨：glo2=（0.9375+0.1658）×4.52=22.34kN·m g'lo2=11.9475×4.52=241.94kN·m q'lo2=25.2×

21、;4.52=510.3kN·m平均跨：（計算支座彎矩時取用）glo2=（0.9375+0.1658）×4.4682=22.03kN·m g'lo2=11.9475×4.4682=238.5kN·m q'lo2=25.2×4.4682=503.07kN·m次梁彎矩計算如表3 表3.次梁彎矩計算項次荷載簡圖 K M1 K MB K M2 K MC K M31恒 載0.078-0.1050.033-0.0790.0461.693-2.3130.737-1.741.0282恒載0.053-0.0660.026-0.0

22、490.03412.46-15.746.29-11.698.2263活載0.067-0.0330-0.0250.05933.225-16.60-12.57730.1084活 載0-0.0330.055-0.0250-16.6028.067-12.5575活載0.040-0.0750.041-0.014019.836-37.7320.922-7.0436活載0-0.0220.039-0.0700.044-11.06819.902-35.2122.453內力組合1+2+347.38-34.657.03-26.0139.361+2+414.15-34.6535.09-26.019.2541+2+53

23、3.99-55.7827.95-20.479.2541+2+614.15-29.1226.93-48.6431.71最不利內力Mmin組合項次 1+2+4(1+2+6) 1+2+6 1+2+3 1+2+5 1+2+4(1+2+5)Mmin組合值（kN·m）14.15-29.127.03-20.479.254最不利內力Mmax組合項次 1+2+3 1+2+5 1+2+4 1+2+6 1+2+3Mmax組合值（kN·m）47.38-55.7835.09-48.6439.362） 剪力計算：V=k1glo+k2g'lo+k3q'lo（k值可以查表得到）邊跨：glo

24、=（0.9375+0.1658）×4.436=4.89kN·m g'lo=11.9475×4.436=53.0kN·m q'lo=25.2×4.436=111.79kN·m中間跨：glo=（0.9375+0.1658）×4.5=4.965kN·m g'lo=11.9475×4.5=53.76kN·m q'lo=25.2×4.5=113.4kN·m平均跨：（計算支座剪力時取用）glo=（0.9375+0.1658）×4.468=4.93

25、kN·m g'lo=11.9475×4.468=53.38kN·m q'lo=25.2×4.468=112.6kN·m3)次梁剪力計算 如表4. 表4. 次梁剪力計算項次荷載簡圖 K VA K VBL K VBR K VCL K VCR1恒載0.394-0.6060.526-0.4740.5001.942-2.9632.612-2.3532.4832恒載0.184-0.3160.266-0.2340.2509.82216.7514.30-12.5813.443活載0.2170.2830.0080.0080.25024.43431

26、.6370.9072-0.907213.444活載0.033-0.0330.258-0.24203.716-3.68929.257-27.44205活載0.1750.3250.311-0.189-0.01419.70536.33235.267-21.43-1.5886活載-0.022-0.0220.202-0.2980.307-2.477-2.45922.907-33.79334.814 內 力組合1+2+336.211.9217.82-15.8429.3631+2+415.48-23.446.17-42.37515.9231+2+531.4716.6252.18-36.3614.341+2+

27、69.287-22.1739.82-48.7350.74最不利內力Vmin組合項次1+2+61+2+31+2+31+2+31+2+5Vmin組合值（kN）9.28711.9217.82-15.8414.34最不利內力Vmax組合項次1+2+31+2+41+2+51+2+61+2+6Vmax組合值（kN）36.2-23.452.18-48.7350.74（4） 正截面承載力計算1） 確定翼緣寬度（跨截面按T形截面計算）根據(jù)混凝土設計規(guī)范（GB50010-2002）第7.2.3條規(guī)定，翼緣寬度取較小值。邊跨：bf'=l0/3=4.436/3=1.479m bf'=b+Sn=0.15

28、+(4.5-0.12-0.1)=4.43m去較小值bf'=1.479m中間跨：bf'=l0/3=1.5m bf'=b+Sn=0.15+（4.5-0.12-0.1）=4.43m去較小值：bf'=1.5m支座截面仍按矩形截面計算。2） 判斷截面類型在主次梁交接處，由于板、主梁及次梁的負彎矩鋼筋相互交叉重疊，短跨方向（次梁）的鋼筋一般均在長跨（主梁）鋼筋的下面，梁的有效高度減小。因此，進行次梁支座截面承載力計算時，應根據(jù)其鋼筋的實際位置來確定界面的有效高度h0。一般取值為：單排鋼筋時，h0=h-（5060mm）；雙排鋼筋時，h0=h-（7080mm）。取h0=300m

29、m（跨中），h0=280mm（支座）。選用混凝土C25。1fcbf'hf'(h0-hf'/2)=1.0×11.9×1479×100×（300-100/2）=440kN·m120.29kN·m屬于第一類T形截面。3） 正截面承載力計算按彈性理論計算連續(xù)梁內力時，中間跨的計算長度取為中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。而實際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，所以計算配筋時，將其換算到截面邊緣。次梁正截面承載力計算見表4.受力鋼筋選用HPB300級，箍筋選用HPB30

30、0級。根據(jù)混凝土設計規(guī)范（GB50010-2002）第9.5.1條的規(guī)定，縱向受力鋼筋的最小配筋率為0.2%和0.45ft/fy中的較大值，即0.2%。表中的配筋滿足要求。配筋形式采用分離式。表5.次梁正截面承載力計算表 截面邊跨中B支座C支座中間跨中M（kN·m）47.38-55.78-48.6435.0939.36截面類型第一類T形矩形矩形第一類T形第一類T形0.0300.3470.3030.0220.0250.030.4470.3720.0220.0250.9850.7770.810.9890.988593.8886.3737.7438491.8選用鋼筋2B222B22+1B2

31、02B18+1B202B182B20實際配筋面積/mm27601074823509628(5) 斜截面承載力計算次梁斜截面受剪承載力計算見表6.。根據(jù)混凝土設計規(guī)范（GB50010-2002）第10.2.10條的規(guī)定，該梁中箍筋最大間距為200mm。表6.次梁斜截面承載力計算表截面位置邊支座QA第一內支座QBl第一內支座QBr中間支座QCl中間支座QCr剪力設計值V(kN)36.2-23.452.18-48.7350.740.25fcbh00.25×11.9×150×300=133.875kN>V 截面滿足要求0.7ftbh00.7×1.27

32、15;150×300=40.005kN箍筋用量82008200820082008200fyvh0Asv/s(kN)42.7842.7842.7842.7842.780.7fcbh0+fyvh0Asv/s(kN)82.785>V82.785>V82.7859>V82.785>V82.785>VV=ASV=/（bs）0.00140.00140.00140.00140.0014Vmin=0.24ft/fyv0.00113（6） 次梁構造次梁的構造應滿足：次梁的構造應符合受彎構件的所有構造要求；2次梁深入墻內的長度不小于240mm；3當截面尺寸滿足規(guī)范要求時，一

33、般可以不做使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。 次梁配筋圖見圖6. 六.裂縫驗算 混凝土等級為C25，ftk=1.78N/mm2 該構件允許出現(xiàn)裂縫，按三級抗裂計算， 在中間支座邊緣處 Mk= 165.29kN.m 鋼筋應力為 有效配筋率 縱向應變不均勻系數(shù) 換算鋼筋直徑 滿足抗裂要求七.撓度驗算 （混凝土等級為C25 ，Ec=2.8×104N/mm2） （1）短期剛度BS （2）撓度增大系數(shù) 當,=0時，取=2.0 （3）受彎構件的剛度B荷載標準值 Mk= 165.29kN.m 荷載準永久值Mq=64.97 kN.m （4）跨中撓度，符合要求。八、樓梯設計 梯段板設計 梯段板數(shù)據(jù)初步確定

34、踏步寬為290mm，踏步高h=4200/28=150，樓梯踏步尺寸為150mm×290mm。板傾斜角tan=150/290=0.517，=27.3°，cos=0.889，取1m寬板帶進行計算。梯段水平方向跨度l=14×290=4060mm。梯段板厚取h=（1/301/25）l=135162mm荷載計算表7 梯段板荷載計算表荷 載 種 類荷載標準值（kN/m²）荷載分項系數(shù)荷載設計值（kN/m²）永 久荷 載20mm厚水泥砂漿面層（0.29+0.15）×0.02×20/0.29=0.611.20.73140mm厚樓梯踏步板0.

35、14×25/0.889=3.941.24.73踏步自重1/2×0.29×0.15×25/0.29=1.881.22.2515mm厚板底抹灰0.015×17/0.889=0.291.20.35小 計（g）6.72-8.06可變荷載（q）2.51.43.50總荷載（g+q）9.13-11.56 內力計算跨中彎矩Mmax=1/10（g+q）ln2=1/10×11.56×4.062=19.06kN/m配筋計算h0=140-20=120mm，選配A12200，As=628mm2平臺板設計確定板寬板厚取h=100mm，取1m寬板帶進行計

36、算。板跨度l0=1940-120-200+100/2+200=1770mm。荷載計算表8 平臺板荷載計算表荷 載 種 類荷載標準值（kN/m²）荷載分項系數(shù)荷載設計值（kN/m²）永 久荷 載20mm厚水泥砂漿面層0.02×20/=0.41.20.48100mm厚平臺板0.1×25=2.51.23.0015mm厚板底抹灰0.015×17=0.2551.20.306小 計（g）3.155-3.786可變荷載（q）2.51.43.50總荷載（g+q）5.655-7.286 內力計算跨中彎矩Mmax=1/8（g+q）l02=1/8×7.28

37、6×1.772=2.853kN/m配筋計算h0=100-20=80mm，選配A8200，As=251mm2平臺梁設計荷載計算初定平臺梁尺寸b×h=200×350mm表9 平臺梁荷載計算表荷 載 種 類荷載標準值（kN/m²）荷載分項系數(shù)荷載設計值（kN/m²）永久荷載梯段板傳來荷載0.02×20/=0.41.20.48平臺板傳來荷載0.1×25=2.51.23.00平臺梁自重0.2×（0.35-0.1）×25=1.2515mm厚梁抹灰0.015×0.2+（0.35-0.1）×2×17=0.1791.20.306小 計（g）3.155-3.786可變荷載梯段板傳來荷載平臺板傳來荷載2.51.43.50小計總荷載（g+q）5.655-7.286 截面設計 平臺梁計算跨度l0=（3600-120-125）+250/2+240/2=3600mm彎矩設計值Mmax=1/8ql02=1/8×32.551×3.62=52.733kN/mh0=h-35=350-35=315mmbf=b+5hf=200+5×100=700mm1fcbfhf