鋼筋混凝土課程設(shè)計雙向板講解

麗水學(xué)院課程設(shè)計設(shè)計題目：鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋設(shè)計課程名稱： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計院系： 工學(xué)院土木工程學(xué)系.班級： 土木101姓名學(xué)號： 鄭名寶2組別成員：Z 無設(shè)計時間：2013年11月11日至11月16日共計1周二0一三年十一月十一日

目錄目錄第一部分設(shè)計任務(wù)書--第二部分設(shè)計說明書-第三部分設(shè)計施工圖紙第四部分參考資料 第五部分小結(jié) 第六部分成績評定表--第一部分設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計目的和方法通過本設(shè)計對所學(xué)課程內(nèi)容加深理解，并利用所學(xué)知識解決實際問題；培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計觀點、設(shè)計方法和一定的計算、設(shè)計能力，使我們掌握鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋的設(shè)計方法和步驟；培養(yǎng)用圖紙和設(shè)計計算書表達(dá)設(shè)計意圖的能力，進(jìn)一步掌握結(jié)構(gòu)施工圖的繪制方法。根據(jù)某多層建筑平面圖，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求，并考慮支承結(jié)構(gòu)的合理性確定主、次梁的結(jié)構(gòu)布置方案。確定板的厚度和主、次梁的截面尺寸及鋼筋和混凝土強(qiáng)度等級。按照塑性內(nèi)力重分布的方法進(jìn)行板、次梁的內(nèi)力和配筋的計算。按照彈性理論進(jìn)行主梁的內(nèi)力和配筋的計算。二、設(shè)計題目-鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋設(shè)計設(shè)計多層建筑樓蓋結(jié)構(gòu)平面尺寸及可變荷載的數(shù)值為：L1=4800mm、L2=6600mm、Pk=6.5kN/m2。樓面面層為20mm厚的水泥砂漿，梁、板下面用15mm厚的混合砂漿抹灰。梁、板混凝土強(qiáng)度等級均為C25；主梁、次梁受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其余均為HRB235級鋼筋。設(shè)主梁、柱的剛度比大于4。三、設(shè)計任務(wù)及要求本課程設(shè)計的內(nèi)容主要包括計算書和配筋施工圖兩大部分。（一）、計算說明書一份，應(yīng)包括：1．板、次梁和主梁的截面尺寸擬定；2．板荷載計算、內(nèi)力計算；（二）、施工圖一張，應(yīng)包括：梁配筋圖：板、主梁、次梁的模板圖及配筋圖、鋼筋表；施工圖要求做到布圖合理，圖面整潔，按比例作圖并符合“建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”中關(guān)于線型、符號、圖例等各項規(guī)定；圖中書寫字體一律采用仿宋體；同一張施工圖中各截面編號及鋼筋編號均不得重復(fù)。第二部分設(shè)計說明書（一）結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸選擇雙向板肋梁蓋由板和支撐梁構(gòu)成，支撐梁短邊的跨度為4800mm，支撐梁長邊的跨度為6600mm。根據(jù)柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖2.1所示。48004S0D4WD450048004S0D4WD45004300結(jié)構(gòu)平面布置圖2.1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80mm，故取板厚為100mm。支撐梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗，支撐梁的截面高度h=l/14~l/8,長跨梁截面高度h=(6600/14~6600/8)=471.43~825mm,故取h=600mm。長跨梁截面寬b=h/3~h/2=(600/3~600/2)=200~300mm,故取b=250mm。短跨梁截面高h(yuǎn)=(4800/14~4800/8)mm=342.9~600mm,故取h=600mm。短跨梁截面寬b=h/3~h/2=166.7~250mm,故取b=250mm。二)荷載設(shè)計值由于活荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于6.5kN/m2，則取r=1.3。Q20mm原水泥砂漿地面0.02X20kN/m3=0.4kN/m2100mm原鋼筋砼現(xiàn)澆板0.1X25kN/m3=2.5kN/m215mm原石灰砂漿抹底0.015X17kN/m3=0.255kN/m2恒荷載設(shè)計值：g=0.4+2.5+0.255=3.155kN/m2活荷載設(shè)計值：q=6.5kN/m2g+q/2=1.2X3.155+1.3X6.5/2=8.011kN/m2q/2=1.3X6.5/2=4.225kN/m2；g+q=1.2X3.155+1.3X6.5=12.236kN/m2；（三） 按彈性理論設(shè)計板此法假定支撐梁不產(chǎn)生豎向位移且不受扭，并且要求同一方向相鄰跨度比值l/l±0.75,以防誤差過大。minmax當(dāng)求各區(qū)格跨中最大彎矩時，活荷載應(yīng)按棋盤式布置，它可以簡化為當(dāng)內(nèi)支座固支時g+q/2作用下的跨中彎矩值與當(dāng)內(nèi)支座鉸支時土q/2作用下的彎矩之和。所有區(qū)格板按其位置與尺寸分為A、B、C、D四類，計算彎矩時，考慮混凝土的泊松比u=0.2（查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）第4.1.8條）彎矩系數(shù)可查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附表2。g+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+qg+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2荷載布置圖2.2（1）A區(qū)格板計算。1） 計算跨度。中間跨：l=4.8mxl=6.6myl/l=4.8/6.6=0.73xy2）跨中彎矩。A區(qū)格板是中間部位區(qū)格板，在g+q/2作用下，按四邊固定板計算；在q/2作用下按四邊簡支計算。A區(qū)格板彎矩系數(shù)查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附表2,結(jié)果如表2.3所示。表2.3A區(qū)格板彎矩系數(shù)l/lxymxmym'xm'y四邊固定0.730.03060.0123-0.0715-0.0567四邊簡支0.730.06450.0309--Mu=Mu+Muxx1x2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2x1y1xx2y2x=(0.0306+0.2X0.0123)X8.011X4.82+(0.0645+0.2X0.0309)X4.225X4.82=12.98kN.m/mMu=Mu+Muyy1y2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2y1x1xy2x2x=(0.0123+0.2X0.0306)X8.011X4.82+(0.0309+0.2X0.0645)X4.225X4.82=12.98kN.m/m支座彎矩。a支座：Ma=m'(g+q/2)l2=-0.0715X8.011X4.82=-13.197kN.m/mxxxb支座：Mb二m'（g+q/2）l2=-0.0567X8.011X4.82=-10.465kN.m/myyx4）配筋計算。截面有效高度：由于是雙向配筋，兩個方向的截面有效高度不同。考慮到短跨方向的彎矩比長跨方向的大，故應(yīng)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h=100-20=80mm（短跨方向），h=100-30=70mm（長跨方0x0y向）；支座截面h=h=80mm。00x對A區(qū)格板，考慮到該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小，故其彎矩設(shè)計值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取r為0.95，sf=300N/mm2。y跨中正彎矩配筋計算：A=0.8Mu/rhf=0.8X12.98X106/（300X0.95X80）=455mm2sx xs0yA=0.8Mu/rhf=0.8X7.66X106/（300X0.95X70）=307mm2sy ys0y支座配筋見B、C區(qū)格板計算，因為相鄰區(qū)格板分別求得的同一支座負(fù)彎矩不相等時，取絕對值的較大值作為該支座的最大負(fù)彎矩。（2）B區(qū)格板計算。1） 計算跨度。邊跨：l=4.8+0.25/2=4.93mx中間跨：l=6.6myl/l=4.93/6.6=0.75xy2） 跨中彎矩。B區(qū)格板是邊區(qū)格板，在g+q/2作用下，按三邊固定一邊簡支板計算；在q/2作用下按四邊簡支計算。B區(qū)格板彎矩系數(shù)查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附表2,結(jié)果如表2.4所示。表2.4B區(qū)格板彎矩系數(shù)l/lxymxmym，xm，y三邊固定，一邊簡支0.750.03310.0109-0.0750-0.0572四邊簡支0.750.06200.0317--Mu=Mu+Muxx1x2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2x1y1xx2y2x=(0.0331+0.2X0.0109)X8.011X4.932+(0.620+0.2X0.0317)X4.225X4.932=13.89kN.m/mMu=Mu+Muyy1y2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2y1x1xy2x2x=(0.0109+0.2X0.0331)X8.011X4.932+(0.0317+0.2X0.0620)X4.225X4.932=7.94kN.m/m支座彎矩。a支座：Ma二m'(g+q/2)l2=—0.0750X8.011X4.932=—14.60kN.m/mxx xc支座：Mc二m'(g+q/2)l2=—0.0572X8.011X4.932=—11.14kN.m/myy x配筋計算。近似取r為0.95，f=300N/mm2，h=80mm，h=70mm。sy0x0y跨中正彎矩配筋計算：A=Mu/rhf=13.89X106/(300X0.95X80)=609mm2sxxs0yA=Mu/rhf=7.94X106/(300X0.95X70)=398mm2syys0y支座截面配筋計算：a支座：取較大彎矩值為-14.60kN.m/m。Aa=Ma/rhf=14.60X106/(300X0.95X80)=640mm2sxxmaxs0yc支座配筋見D區(qū)格板計算。C區(qū)格板計算。計算跨度。中間跨：l=4.8mx邊跨：l=6.6+0.25=6.73myl/l=4.8/6.73=0.71xy跨中彎矩。C區(qū)格板是邊區(qū)格板，在g+q/2作用下，按三邊固定一邊簡支板計算；在q/2作用下按四邊簡支計算。C區(qū)格板彎矩系數(shù)查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附表2,結(jié)果如表2.5所示。表2.5C區(qū)格板彎矩系數(shù)l/lxymxmym，xm，y三邊固定，一邊簡支0.710.03460.0096-0.0769-0.0572四邊簡支0.710.06700.0300--Mu=Mu+Muxx1x2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2x1y1xx2y2x=(0.0346+0.2X0.0096)X8.011X4.82+(0.0670+0.2X0.0300)X4.225X4.82=13.85kN.m/mMu=Mu+Muyy1y2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2y1x1xy2x2x=(0.0096+0.2X0.0346)X8.011X4.82+(0.0300+0.2X0.0670)X4.225X4.82=7.27kN.m/m支座彎矩。d支座：Md二m'(g+q/2)l2=—0.0769X8.011X4.82=—14.20kN.m/mxx xb支座：Mb=m'(g+q/2)l2=-0.0572X8.011X4.82=-10.56kN.m/myy x配筋計算。近似取r為0.95，f=300N/mm2，h=80mm，h=70mm。sy0x0y跨中正彎矩配筋計算：A=Mu/rhf=13.85X106/(300X0.95X80)=607mm2sxxs0yA=Mu/rhf=7.27X106/(300X0.95X70)=364mm2syys0y支座截面配筋計算：b支座：取較大彎矩值為-10.56kN.m/m。Ab=Mb/rhf=10.56X106/(300X0.95X80)=463mm2sxxmaxs0yd支座配筋見D區(qū)格板計算。4)D區(qū)格板計算。計算跨度。l=4.93m(同B區(qū)格)xl=6.73m(同C區(qū)格)yl/l=0.73xy2）跨中彎矩。D區(qū)格板是角區(qū)格板，在g+q/2作用下，按兩鄰邊固定兩鄰邊簡支板計算；在q/2作用下按四邊簡支計算。D區(qū)格板彎矩系數(shù)查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附表2,結(jié)果如表2.6所示。表2.6D區(qū)格板彎矩系數(shù)l/lxymxmym'xm，y兩鄰邊固定，兩鄰邊簡支0.730.04040.0182-0.0960-0.0764四邊簡支0.730.06490.0309--Mu=Mu+Muxx1x2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2x1y1xx2y2x=(0.0404+0.2X0.0182)X8.011X4.932+(0.0649+0.2X0.0309)X4.225X4.932=15.87kN.m/mMu=Mu+Mu

yy1y2=(m+0.2m)(g+q/2)l2+(m+0.2m)(q/2)l2y1x1xy2x2x=(0.0182+0.2X0.0404)X8.011X4.932+(0.0309+0.2X0.0649)X4.225X4.932=9.62kN.m/m支座彎矩。d支座：Md=m'(g+q/2)l2=—0.0960X8.011X4.932=—18.69kN.m/mxx xc支座：Mc二m'(g+q/2)l2=—0.0764X8.011X4.932=—14.88kN.m/myy x配筋計算。近似取r為0.95，f=300N/mm2，h=80mm，h=70mm。sy0x0y跨中正彎矩配筋計算：A=Mu/rhf=15.87X106/(300X0.95X80)=696mm2sxxs0yA=Mu/rhf=9.62X106/(300X0.95X70)=482mm2syys0y支座截面配筋計算：d支座：取較大彎矩值為-18.69kN.m/m。Ad=Md/rhf=18.69X106/(300X0.95X80)=820mm2sxxmaxs0yc支座：取較大彎矩值為-14.88kN.m/m。

Ac=Mc/rhf=14.88X106/(300X0.95X80)=653mm2sxxmaxs0y(5)選配鋼筋。跨中截面配筋如表2.7所示，支座截面配筋如表2.8所示。表2.7跨中截面配筋截面A區(qū)格板跨中B區(qū)格板跨中C區(qū)格板跨中D區(qū)格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向計算鋼筋面積/mm2455307609398607364694482選用鋼筋④8@110中8@160中8@80中8@125中8@80中8@130蟲8@70中8@100實際配筋面積/mm2457314629402629387719503表2.8支座截面配筋截面a支座b支座c支座d支座計算鋼筋面積/mm2640463653820選用鋼筋中8@75蟲8@100中8@75中10@95實際配筋面積/mm2671503671826按塑性理論設(shè)計板鋼筋混凝土為彈塑性體，因而按彈性理論計算結(jié)果不能反映結(jié)構(gòu)的剛度隨荷載而改變的特點，與已考慮材料塑性性質(zhì)的截面計算理論也不協(xié)調(diào)。塑性鉸線法是最常用的塑性理論計算方法之一。塑性鉸線法，是在塑性鉸線位置確定的前提下。利用虛功原理簡歷外荷載與作用在塑性鉸線上的彎矩二者間的關(guān)系式，從而求出各塑性鉸線上的彎矩值，并依次對各截面進(jìn)行配筋計算。基本公式為2M+2M+M'+M''+M'+M''=1/12(g+q)l2(3l-l)Xyxxyyxyx令n=l/l,a二m/m,0二m'/m'二m''/m二m'/m二m''/myxyxxyxxyyyy考慮到節(jié)省鋼材和配筋方便，一般取0=1.5~2.5。為使在使用階段兩方向的截面應(yīng)力較為接近，宜取a=(l/n)2。采用通常配筋：M二ml,M'二m'l,M''=mTX xy x xy x x yM=ml，M'=m'l，M''=m''ly yx y yx y y x代入基本公式，得m=(g+q)l2(n-1/3)/[8(n0+a0+n+a)]。xx1)A區(qū)格板彎矩計算。計算跨度：l=l-b=4.8-0.25=4.55m(l為軸線間距離，b為梁寬)xool=6.6-0.25=6.35myn=l/l=6.35/4.55=1.40yxa=(1/n)2=0.51，0取為2.0，則m=(g+q)l2(n-1/3)/[8(n0+a0+n+a)]xx=12.236X4.552X(1.40-1/3)/[8X(1.40X2.0+0.51X2.0+1.40+0.51)]=5.89kN?m/mm=am=0.51X5.89=3.00kN?m/myxm'二m=0m=-2.0X5.89=T1.78kN?m/m(負(fù)號表示支座彎矩)xx xm'二m''=0m=—2.0X3.00=—6.00kN?m/myy yB區(qū)格板彎矩計算。計算跨度：l=l+h/2=4.8—0.25—0.25/2+0.1/2=4.48mxnl=6.6—0.25=6.35myn=l/l=6.35/4.48=1.421yxa=(1/n)2=0.50，0取為2.0，將A區(qū)格板算得的長邊支座彎矩m''=11.78kN?m/m作為B區(qū)格板的m'的已知值，則xxm二[(g+q)l2(nT/3)/8-nm'/2]/(a0+n+a)xxx二[12.236X4.482X(1.42-1/3)/8-1.42X11.78/2]/(0.50X2.0+1.42+0.50)=6.38kN?m/mm=am=0.50X5.89=2.95kN?m/myxm'=-11.78kN?m/m(負(fù)號表示支座彎矩)xm''=0kN?m/mxm'二m=0m=-2.0X2.95=-5.9kN?m/myyyC區(qū)格板彎矩計算。計算跨度：l=4.8-0.25=4.55mxl=6.6-0.25-0.25/2+0.1/2=6.28myn=l/l=6.28/4.55=1.38yxa=(1/n)2=0.53，0取為2.0，將A區(qū)格板算得的長邊支座彎矩m''=6.00kN?m/m作為B區(qū)格板的m'的已知值，則yym=[(g+q)l2(n-1/3)/8-m'/2]/(n0+n+a)xxy=[12.236X4.552X(1.38-1/3)/8-6.00/2]/(1.38X2.0+1.38+0.53)=6.45kN?m/mm=am=0.53X6.45=3.42kN?m/myxm'=-6.00kN?m/m(負(fù)號表示支座彎矩)ym''=0kN?m/mym'=m=0m=-2.0X6.45=-12.90kN?m/mxxxD區(qū)格板彎矩計算。計算跨度：l=4.48m(同B區(qū)格板)xl=6.28m(同C區(qū)格板)yn=l/l=6.28/4.48=1.1.37yxa=(1/n)2=0.53,0取為2.0,該區(qū)格板的支座配筋分別與B區(qū)格板和C區(qū)格板相同，故支座彎矩彎矩m',m'已知，則xym=[(g+q)l2(n-1/3)/8-m'/2-nm'/2]/(n+a)xxyx二[12.236X4.482X(1.37-1/3)/8-5.9/2-1.37X12.90/2]/(1.37+0.53)=10.55kN?m/mm=am=0.53X10.55=5.59N?m/myxm'=-5.90kN?m/m(負(fù)號表示支座彎矩)ym''=0kN?m/mym''=0kN?m/mxm'=-12.90kN?m/mx配筋計算。由于是雙向配筋，兩個方向的截面的有效高度不同。考慮到短跨方向的彎矩比長跨方向的大，故應(yīng)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h=100-20=80mm(短跨方向)，h=100-30=70mm(長跨方向)；0x0y支座截面h=h=80mm。00x對A區(qū)格板，考慮到該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小，故對其跨中彎矩設(shè)計值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8。近似取r為s0.95。計算配筋截面面積的近似計算公式為A=M/rhf。ss0y跨中正彎矩配筋計算：鋼筋選用HRB335，跨中截面配筋如表4.1所示。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第10.1.4構(gòu)造規(guī)定，受力鋼筋的間距不宜大于200mm?？缰薪孛媾浣钊绫?.1所示，支座負(fù)彎矩配筋計算：鋼筋選用HRB335，截面配筋如表4.2所示

表4.1跨中截面配筋截面A區(qū)格板跨中B區(qū)格板跨中C區(qū)格板跨中D區(qū)格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向M/kN?m/m0.8X5.890.8X3.006.362.956.453.4210.555.59ho8070807080708070計算鋼筋面積/mm2207120279148283171463280選用鋼筋?8@200中8@200?8@180空8@200中8@170騷@200中8@100中8@170實際配筋面積/mm22512512792512832515