雙向板肋梁樓蓋計算書

1、課程設(shè)計院 系：建筑工程學院 課 程：混凝土結(jié)構(gòu) 題 目：鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋設(shè)計 指導教師：張麗娜設(shè) 計 人：李亞飛 胡斌 趙夙平 汪隆旺 孫建輝 專業(yè)班級：10303403 成 績： 二0一二年十二月1、鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋設(shè)計任務書11.1 設(shè)計題目：11.2 設(shè)計目的11.3 設(shè)計內(nèi)容11.4 設(shè)計資料11.5 設(shè)計要求22、板的設(shè)計32.1.平面布置和截面尺寸32.2.荷載計算32.3按彈性理論設(shè)計板5計算跨度52.3.2支座最大彎矩值6按彈性理論配筋計算，如表2所示72.4按塑性理論設(shè)計板82.4.1 A區(qū)格板彎矩計算92.4.2 B區(qū)格板彎矩計算。92.4.3 C區(qū)格彎矩

2、計算。102.4.4 D角區(qū)格彎矩的計算。102.4.5 配筋計算。113、支承梁的設(shè)計123.1縱向支承梁L-1設(shè)計12跨度計算12荷載計算12內(nèi)力計算13正截面承載力計算16斜截面受剪承載力結(jié)算181、鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋設(shè)計任務書1.1 設(shè)計題目1.2 設(shè)計目的了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般程序和內(nèi)容；了解梁、板結(jié)構(gòu)的荷載傳遞途徑及計算簡圖；熟悉受彎構(gòu)件梁和板的設(shè)計方法；了解內(nèi)力包絡(luò)圖及材料圖的繪制方法；掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工圖表達方式。1.3 設(shè)計內(nèi)容 1.3.1 結(jié)構(gòu)平面布置圖：柱網(wǎng)、板、及支承梁的布置。 1.3.2 板的強度計算(按彈性理論計算)。 根據(jù)樓面荷載，按彈性理論計算

3、板的內(nèi)力，進行板的正截面承載力計算，并進行板的鋼筋配置。1.3.3 板的強度計算(按塑性理論計算)。 1.3.4 支承梁強度計算(按彈性理論計算)。計算梁的內(nèi)力，進行梁的正截面、斜截面承載力計算，并對此梁進行鋼筋配置。1.3.5 繪制結(jié)構(gòu)施工圖： （1） 結(jié)構(gòu)平面布置圖； （2） 板的配筋圖(按彈性理論計算)； （3） 板的配筋圖(按塑性理論計算)； （4） 支承梁的配筋詳圖及其抵抗彎矩圖； （5） 鋼筋明細表及圖紙說明。 1.4 設(shè)計資料 1.4.1 廠房平面示意圖 生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為400mm400mm，層高4.5m。建筑四周采用370mm承重墻

4、，平面示意圖見下圖（暫不用考慮樓梯）。建筑四周采用370mm承重墻。支承梁短邊跨度為4200mm，支承梁長邊跨度為4800mm。1.4.2建筑構(gòu)造樓蓋面層做法：20mm厚水泥砂漿找平，10mm厚水磨石地面，板底采用15mm厚混合砂漿天棚抹灰以及20mm厚水泥砂漿找平。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。1.4.3 荷載參數(shù)永久荷載：包括梁、樓板及構(gòu)造層的自重。鋼筋混凝土的容重為25kN/m3，水泥砂漿的容重為20 kN/m3，石灰砂漿的容重為17 kN/m3，水磨石的容重為0.65 kN/m2。分項系數(shù)（當對結(jié)構(gòu)有利時）。1.4.4建筑材料 1.5 設(shè)計要求 包括封面、設(shè)計任務書、目錄、計算書、參考文獻、附錄

5、。要求概念清楚，計算完整、準確，成果盡量表格化，并裝訂成冊。一張手繪圖，其他CAD繪圖。采用1號或2號圖紙，選擇適當比例。要求內(nèi)容完整，表達規(guī)范，字體工整，圖面整潔。2、板的設(shè)計2.1.平面布置和截面尺寸雙向板肋梁樓蓋由板和支承梁構(gòu)成。雙向板肋梁樓蓋中，雙向板區(qū)格一般以35m為宜。支承梁短邊的跨度為，支承梁長邊的跨度為。根據(jù)任務書所示的柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖所示。圖2-1 結(jié)構(gòu)平面圖板厚的確定：連續(xù)雙向板的厚度一般大于或等于L/50=4800/50=96mm,且雙向板的厚度不宜小于，故取板厚為。 支承梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗，支承梁的截面高度，梁截面高度為 4200/14-4200/

6、8=300525mm故??；截面寬度 故取；2.2.荷載計算100mm厚鋼筋混凝土樓板： 20mm厚水泥砂漿打底： 0.0220=0.4kKN/m15mm厚混合砂漿天棚抹灰： 10mm水磨石： 0.0125=0.25KN/m2 恒荷載標準值： gk=2.5+0.4+0.25+0.255=3.405KN/m2活荷載標準值： qk=8KN/m2q=1.38/2=502KN/m2g=1.23.405+1.38/2=9.286KN/m2p=1.23.405+1.38=14.486KN/m2作用在板上恒荷載均勻布置，活荷載按棋盤式布置。如圖所示圖2-2 彎矩計算簡圖2.3.按彈性理論設(shè)計板 此法假定支承梁

7、不產(chǎn)生豎向位移且不受扭，并且要求同一方向相鄰跨度比值,以防誤差過大。 當要求各區(qū)格跨中最大彎矩時，活荷載應按棋牌式布置，它可以簡化為當支座固支時作用下的跨中彎矩與當內(nèi)支座絞支時作用下的跨中彎矩之和。 支座最大負彎矩可近似按活荷載滿布求得，即內(nèi)支座固支時作用下的支座彎矩。所有區(qū)格按其位置與尺寸分為A，B，C，D四類，如圖三所示，計算彎矩時，考慮鋼筋混凝土的泊松比為0.2.圖2-3 結(jié)構(gòu)平面圖 計算跨度跨度計算規(guī)定：邊跨： lo=ln+a/2+b/2=(4.2-0.2-0.12)+(0.37+0.4)/2=4.265且（板）（梁）=1.025(4.2-0.2-0.12)+0.4/2=4.177去小

8、值lo =4.177中間跨且（板）（梁）A區(qū)格板計算： lx=4.81.05 lo=1.05(4.8-0.25)=4.775mly=4.21.05lo=1.05(4.2-0.25)=4.1475mB區(qū)板計算： lx=4.8-0.12-0.25/2+(0.25+0.12)/2=4.74mly =4.21.05lo=1.05(4.2-0.25)=4.1475ln+h/2+b/2=4.14mC區(qū)格板計算：lx=4.81.056lo=1.05(4.8-0.25)=4.7775ly=4.2-0.12.0.25/2+(0.25+0.12)/2=4.14ln+h/2+b/2=4.13mD區(qū)格板計算：lx=4

9、.14m（同B區(qū)格板）ly=4.13m（同C區(qū)格板）1) 跨中彎矩計算 （彎矩系數(shù)+彎矩系數(shù)）當=0.2時：計算結(jié)果如表所示。項目 區(qū)格ABCDlo1(m)4.24.3254.24.325lo2(m)4.84.84.9254.925lo2/lo10.870.9090.810.87m1(0.0231+0.20.0161)9.2864.2+(0.0476+0.20.0354)5.24.2=9.33(0.0291+0.20.02)9.2864.325+(0.0456+0.20.0358)5.24.325=10.96(0.0305+0.20.0426)9.2864.2+(0.055+0.20.0337

10、)5.24.32=11.40(0.311+0.20.0219)9.2864.3052+(0.0484+0.20.0318)5.24.3252=11.49m2(0.0161+0.20.0231)9.264.22+(0.0354+0.20.0476)5.24.22=7.56(0.0224+0.20.0291)9.2864.352+(0.0356+0.20.055)=9.45(0.0226+0.20.0305)9.2864.22+(0.0307+0.20.055)5.24.22=8.53(0.0236+0.20.0364)9.2864.3252+(0.0313+0.20.0545)5.24.3252

11、=9.49m1-0.060314.4864.22=-15.41-0.074314.4864.3252=-20.13-0.07614.4864.22=-19.42-0.076514.4864.3252=-20.73m1-16.370-17.420m2-0.054514.4864.22=-13.93-0.071614.4864.3252=-19.4000m2-13.93-19.40-0.070214.4864.22=-17942=-19.68支座最大彎矩值A(chǔ)B支座：AC支座：BD支座：CD支座：按彈性理論配筋計算，如表2所示表2 按彈性理計算論板的配筋計算表截面選配鋼筋實配面積跨中A區(qū)格7.468

12、031081603146.01703028160314 B區(qū)格8.77803858130387 7.56703808130387 C區(qū)格9.128040081254026.82703368150335D區(qū)格9.198040481254027.597038110200393支座AB9.86804328110457AC12.4270623880629BD12.6070631880629CD13.2680582885592按塑性理論計算彎矩計算2.4.按塑性理論設(shè)計板鋼筋混凝土為彈塑性體，因而彈性理論計算結(jié)果不能反映結(jié)構(gòu)剛度隨荷載而變化的特點，與已考慮材料塑性性質(zhì)的截面計算理論也不協(xié)調(diào)。塑性鉸線法是

13、最常用的塑性理論設(shè)計方法之一。塑性鉸線法，是在塑性鉸線位置確定的前提下，利用虛功原理建立外荷載與作用在塑性鉸線上的彎矩二者之間的關(guān)系式，從而寫出各塑性鉸線上的彎矩值，并依次對各截面進行配筋計算?；竟綖椋毫睿嚎紤]到節(jié)省鋼筋和配筋方便，一般取。為方便使用階段兩個方向的截面應力較為接近，宜取。采用通長配筋方式。帶入基本公式，得：先計算中間區(qū)格板，然后將中間區(qū)格板計算得出的各支座彎矩值，作為計算相鄰區(qū)格板支座的已知彎矩值，依次由外向內(nèi)直至外區(qū)格一一解出。對邊區(qū)格、角區(qū)格板，按實際的邊界支承情況進行計算。此處采用通長配筋方式（即分離式配筋），對于連續(xù)板的計算跨度的計算公式：當兩端與梁整體連接時，；當

14、一端擱支在墻上另一端與梁整體連接時，?。ǎ┡c（）的較小值。其中：板的計算跨度； 板的凈跨度； 板的厚度； 板在墻上的支承長度。2.4.1 A區(qū)格板彎矩計算計算跨度：lox=ln=4.2-0.2=4.0mlox=ln=4.8-0.2=4.6mn=loy/lox=4.6/4.0=1.15=(1/n)2=0.76，取為2.0=14.4864.02/8(1.15-1/3)/(1.152+0.762+1.150.76)=5.04KN.m/m my=mx=0.765.04=3.83KN.m/mmx=mx=mx=-2.04.33=-8.66KN.m/m（負號表示支座彎矩）my=my=my=-2.03.83=

15、-7.66KN.m/m區(qū)格板彎矩計算。計算跨度：lox=ln=4.2-0.2=4mloy=ln+h/2=4.8-0.1-0.12+0.1/2=44.63mn=loy/lox=4.63/4=1.16=(1/n)2=(1/1.15)2=0.76，取為2.0將A區(qū)格板算得的短邊支座彎矩my=-7.66KN.m/m，作為B區(qū)格板的的已知值，則：mx=pl2x/8(n-1/3)-my/2 /(n+n+)= 14.48642(1.15-1/3)-7.66/2 /(1.152+1.15+0.76)=4.71KN.m/mmy=mx=0.764.71=3.58KN.m/mmy=-7.66KN.m/m（負彎矩表示

16、支座彎矩）my=0KN.m/m mx=mx=mx=-24.71=-9.42KN.m/m2.4.3 C區(qū)格彎矩計算。 計算跨度：lox=ln +h/2=4.2-0.1-0.12+0.1/2=4.03mloy=ln =4.8-0.2=4.6mn=loy/lox=4.6/4.03=1.14a=(1/n)2=(1/1.14)2=0.77，取為2.0將A區(qū)格板算得的長邊支座彎矩 mx=10.08KN.m/m作為B區(qū)格板的的已知值，則：mx =5.21my=mx =0.775.21=4.01KN.m/mmy=-8.66KN.m/m（負彎矩表示支座彎矩）my=0KN.m/mmy=my=my=-2.04.01

17、=-8.02KN.m/m2.4.4 D角區(qū)格彎矩的計算。 計算跨度：lox=ln+h/2=4.2-0.1-0.12+0.1/2=4.03mloy=lnn=loy/lox=4.63/4.03=1.15a=(1/n)2=(1/1.15)2=0.76，取為2.0該區(qū)格的支座配筋分別與B區(qū)格板和C區(qū)格板相同，故支座彎矩，已知，則：mx=14.486/84.032(1.15-1/3)-1.15/29.42-8.02/2/1.15+0.76=7.64my=mx =0.769.64=5.81KN.m/mmx=-9.42KN.m/mmy=-8.02KN.m/m配筋計算。由于雙向配筋，兩個方向的截面有效高度不同

18、?？紤]到短跨方向的彎矩比長跨方向的大，故應將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長跨方向的外側(cè)。因此，跨中截面：=（短跨方向）（長跨方向）支座截面：。對A區(qū)格板，考慮該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在內(nèi)拱作用，使板的內(nèi)彎矩大大減小，故對其跨中彎矩設(shè)計值應乘以折減系數(shù)0.8。近似取。計算配筋截面面積的近似計算公式為。表3 按塑性理論計算板的配筋表截面選配鋼筋實配面積跨中A區(qū)格5.04802208200252 3.83701938200252 B區(qū)格4.71802078200252 3.58701808200252 C區(qū)格5.218022981703024.01702018200 252D區(qū)格7.648

19、033681304025.81702928170302支座AB10.08804418110451AC7.66703708130387BD7.66703708130387CD10.088044181104573、支承梁的設(shè)計按彈性理論設(shè)計支承梁。雙向板支承梁承受的荷載如圖四所示。計算梁的內(nèi)力，進行梁的正截面、斜截面承載力計算，并對此梁進行鋼筋配置。 圖3-1 雙向板支承梁承受的荷載3.1.縱向支承梁L-1設(shè)計跨度計算邊跨：l1=ln1+(a+b)/2=4.2-0.185-0.2+(0.37+0.4)/2=4.2m1.025ln1+b/2=1.025(4.2-0.185-0.2)+0.2=4.11

20、m取小值l1=4.11m。中跨：取支乘中心線間的距離l2=4.2m，平均跨度：(4.11+4.2)/2=4.155,按等跨連續(xù)梁計算。荷載計算由板傳來的恒荷載的設(shè)計值： g=1.23.4054.2=17.16KN.m由板傳來的活荷載的設(shè)計值： q=1.384.2=43.68KN.m梁自重： 0.25(0.45-0.1)25=3.125KN.m ；梁自重均布荷載設(shè)計值： ?？v向支承梁的計算圖如圖所示。圖3-1 縱向支承梁的計算圖3.1.3 內(nèi)力計算將g、q轉(zhuǎn)化為均布荷載：g=g5/8=17.165/8=10.73KN/mq=q5/8=31.25/8=27.3KN/ma) 彎矩計算： (k值由附表

21、查得)。邊跨: gl02=4.0864.112 gl02=10.734.112ql02=27.34.112中跨: gl02=4.0864.22gl02=10.734.22ql02=27.34.22平均跨：gl02=4.0864.1552gl02=10.734.1552ql02=27.34.1552縱向梁彎矩計算如表所示表4 縱向支承梁L-1彎矩計算表序號計算簡圖 跨內(nèi)彎矩支座彎矩0.05310.030.0264.920.0346.43-0.066-12.49-0.049-9.270.049-9.27-0.06612.490.0785.620.0332.380.0463.32-0.105-7.5

22、7-0.049-5.69-0.049-5.69-0.066-7.570.06732.270.05928.42-0.033-15.89-0.025-12.04-0.025-12.040.033-15.890.05526.49-0.033-15.89-0.025-12.04-0.025-12.04-0.033-15.890.04923.600.041/0.05319.74/25.52-0.075-36.12-0.014-6.74-0.028-13.49-0.032-15.410.06631.780.03918.780.04421.19-0.022-10.59-0.07-33.71-0.013-6.

23、26-0.036-17.340.06330.34-0.042-20.230.0115.30-0.003-1.440.0010.480.05124.56-0.031-14.93-0.034-16.370.0094.33-0.002-0.960.05024.080.0083.85-0.033-15.84-0.033-15.840.0083.85最不利組合 +47.927.338.17-35.95-27-27-35.95+15.6533.799.75-35.95-27-27-35.95+39.2529.939.75-56.18-21.07-28.45-35.47+47.4326.0830.94-30

24、.65-48.67-21.22-37.40+45.997.39.75-40.29-20.26-16.40-19.58+15.6531.869.75-34.99-31.33-19.26-21.02+15.657.333.83-16.21-30.85-30.85-18.81組合項次組合值47.9233.7938.17-56.18-48.67-30.85-37.40組合項次組合值15.657.39.75-16.21-20.26-16.40-19.58b) 剪力計算： (k值由附表查得)。邊跨：gl0=4.0864.11=16.79KNgl0=10.734.11=44.10KNql0=27.34.11

25、=112.20KN中跨：gl0=4.0864.2=17.16KNgl0=10.734.2=45.07KNql0=27.34.2=114.66KN平均跨：gl0=4.0864.155=16.98KNgl0=10.734.155=44.58KN ql0=27.364.155=113.43KN縱向支承梁L-1剪力計算如表4-2所示。表5 縱向支承梁L-1剪力計算表序號計算簡圖剪力8.29-14.2411.99-10.5511.27-11.2710.55-11.9914.248.2917.76-27.3123.71-21.3622.54-22.5421.36-23.7127.31-17.769.781

26、2.750.360.3611.27-11.27-0.36-0.3612.759.781.49-1.4911.63-10.910010.91-11.631.491.497.89-14.6514.02-8.5-0.63-0.6311.09-11.49 1.441.44-0.99-0.999.1-13.4313.84-8.92-1.26-1.0412.89-9.649.37-13.162.392.39-0.63-0.630.180.18-0.045-0.045-1.40-1.4011.13-11.401.942.21-0.50-0.500.090.090.360.36-1.85-1.8511.27-

27、11.271.851.05-0.36-0.36內(nèi)力組合+35.83-28.236.66-31.5545.08-45.08-32.27-36.061.560.31+27.54-43.0447.33-42.8233.81-33.81-21.0-47.3354.30-7.98+33.94-26.949.72-40.4133.18-34.44-20.82-49.1943.04-8.03+25.06-42.5444.8-45.3447.6542.7333.17-36.7442.54-19.11+35.42-54.7138.09-29.5233.0834.4131.7335.5354.44-9.52+24

28、.65-42.9546.83-43.3135.75-31.60-32.41-36.2041.51-9.38+26.41-41.19-33.76-45.0833.85-9.83組合項次組合值35.83-54.71-26.90-54.71-29.54100.2396.86-104.17116.32-19.11組合項次組合值24.6533.8549.72-40.7949.5-45.1345.45-48.01-8.650.31正截面承載力計算a) 確定翼緣寬度?？缰薪孛姘碩形截面計算。根據(jù)混凝土設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）第7.2.3條的規(guī)定，翼緣寬度取較小值。邊跨：bf=l0 /3=4.2/3=1.4mbf=b+Sn=0.25+3.8=4.05m取較