钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计说明

1、筋混凝土双向板肋梁楼盖设计DOC专业钢筋混凝土 11-12学年第三学期课程设计设计学院：建设工程学院班级：09级3班学号：63090305:王国超目录一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书21设计题目：22设计目的23设计容24设计资料25设计要求3二、板的设计41. 平面布置和截面尺寸42. 荷载计算43. 按弹性理论设计板61）计算跨度62）支座最大弯矩值73）按弹性理论配筋计算，如表2所示 84. 按塑性理论设计板81）A区格板弯矩计算92）B区格板弯矩计算。103）C区格弯矩计算。114）D角区格弯矩的计算。115）配筋计算。12三、支承梁的设计131. 纵向支承梁L-1设计131）跨

2、度计算132）荷载计算143）力计算154）正截面承载力计算185）斜截面受剪承载力结算192. 横向支承梁L-2设计201）计算跨度202）荷载计算203）力计算214）正截面承载力计算245）斜截面受剪承载力结算25一. 钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书1设计题目设计某多层工业厂房的中间楼面，采用现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖。2设计目的（1）了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和容；（2）了解梁、板结构的荷载传递途径及计算简图；（3）熟悉受弯构件梁和板的设计方法；（4）了解力包络图及材料图的绘制方法；（5）掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式。3设计容3.1结构平面布置图：柱网、板、及支承梁的

3、布置。3.2板的强度计算（按弹性理论计算）。根据楼面荷载，按弹性理论计算板的力，进行板的正截面承载力计算，并进 行板的钢筋配置。3.3板的强度计算（按塑性理论计算）。3.4支承梁强度计算（按弹性理论计算）。计算梁的力，进行梁的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。3.5绘制结构施工图：（1）结构平面布置图；（2）板的配筋图（按弹性理论计算）；（3）板的配筋图（按塑性理论计算）；（4）支承梁的配筋详图及其抵抗弯矩图；（5）钢筋明细表及图纸说明。4设计资料4. 1厂房平面示意图生产车间的四周外墙均为承重砖墙，设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mmX 400mm,层髙4. 5叭 建筑四周采

4、用370mm承重墙，平面示意图见下图（暂不用考虑楼 梯）。建筑四周采用370mm承重墙。支承梁短边跨度为5000mm，支承梁长边跨度为 6000mm。doc号业二、板的设计1平面布置和截面尺寸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5000”，支承梁长边的跨度为6000/;/;/ o根据任务书所 示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1所示。-II卩 l!lI111BBnZl iA 11 AB：2125000BCF - i i AD ； B li5000 LkDBMOOD 二- C 二 DHr;DOC号业板厚的确定：连续双向板的厚度一

5、般大于或等于L/5O = 5OOO/5O = 1OO/,且双向 板的厚度不宜小于80”，故取板厚为100/7?/?o支承梁截面尺寸：根据经验，支承梁的截面髙度h = L /14厶/8,梁截面高度为(6000/14 6000/8)劝=429 750mm故取h = 450mm；截面宽度故取 Z? = 250mm ；b = h/3 h/2 = 200 300mm2.荷载计算100mm厚钢筋混凝土楼板:18mm厚水泥砂浆打底：0Ax25 = 2.5kN/m20018x20 = 036kN/15mm厚混合砂浆天棚抹灰:0.015x17 = 0.255/n212mm水磨石:0.65W / m2恒荷载标准值

6、：乩=2.5 + 0.36 + 0.65 + 0.255 = 3.765RN / nr活荷载标准值：qk = 4kN / nry = L3x- = 2.6W/h224pr = 1.2x3.765 + 1.3x- = 7.118iWV/m26 2/? = 1.2x3.765 + 1.3x4 = 9.718W/n2作用在板上恒荷载均匀布置，活荷载按棋盘式布置。如图二所示8z/zZg丿&十g ?/&% / g 十g z V/,7/ +g 7/s%0.75,以防误差过大。Omax当要求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋牌式布置，它可以简化为当支座固 支时8+1作用下的跨中弯矩与当支座绞支时土纟作用下的

7、跨中弯矩之和。2 2支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即支座固支时g+g作用下的支座弯 矩。所有区格按其位置与尺寸分为A, B, C, D四类，如图三所示，计算弯矩时，考 虑钢筋混凝土的泊松比为0.2.图三1）计算跨度跨度计算规定：边跨：且侶/” +雪（板）/ l .O5/o = 1.05 x (5 -0.25) = 4.9875m 5mI、= 6m /. + + =4.93/772 2 2 2/v = 6m lO5/o =105x(5025)= 4987552/ =6-0.12- +0.25 + 0.122= 5.9444=5.93.D区格板计算:/v = 4.93m （同B区格板）1）

8、跨中弯矩计算当P=0. 2时：.=5.93加（同C区格板）m =（弯矩系数xg+弯矩系数xq ）心mJ = mx + pmx 计算结果如表1所示。2）支座最大弯矩值AB 支座:m=(-15.57-17.67)=-16.62kN-mJm2AC 支座:m = 1(-13.46-13.78)=-13.62W - in Im2BD 支座：in = 1(-16.46-17.48)=-16.97kN-m/m2cD 支座：叫= 1（-17.01 -20.10）=-18.56W mhn3）按弹性理论配筋计算，如表2所示表2按弹性理计算论板的配筋计算表截面m/kN m)ho/mmAJmnr选配钢筋实配面积/mm

9、2跨中A区格7. 9980351081503524. 927024708 200252B区格8. 1880359081304025. 977030008170302C区格& 5980377加1304024. 657022908 200252D区格9. 1380401081304025. 82702928170302支座AB16. 6280729如2150791AC13.6270683012150791BD16. 9770851如2130904CD1& 5680814如2130904按塑性理论计算弯矩计算4.按塑性理论设计板钢筋混凝土为弹塑性体，因而弹性理论计算结果不能反映结构刚度随荷载而变化

10、的特点，与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调。塑性较线法是最常用的塑 性理论设计方法之一。塑性钱线法，是在塑性钱线位置确定的前提下，利用虚功原理 建立外荷载与作用在塑性钱线上的弯矩二者之间的关系式，从而写出各塑性钱线上的 弯矩值，并依次对各截面进行配筋计算。基本公式为：2M + 2My +M； +M； +M； +M；詁（g + 必v-Zx）令：叫a =mx 叫 my考虑到节省钢筋和配筋方便，一般取0 = 1525。为方便使用阶段两个方向的截面应力较为接近，宜取a = （-）2on采用通长配筋方式。M； = mJtn 卫（-I带入基本公式，得:8 （0 + a# + + a）先计算中间区格

11、板，然后将中间区格板计算得出的各支座弯矩值，作为计算相邻区格 板支座的已知弯矩值，依次由外向直至外区格一一解出。对边区格、角区格板，按实 际的边界支承情况进行计算。此处采用通长配筋方式（即分离式配筋），对于连续板 的计算跨度的计算公式：当两端与梁整体连接时,当一端搁支在墙上另一端与梁整体连接时，/。取（/“+）与（/”+巴）的较小值。 2 2其中：厶一板的计算跨度;板的净跨度;h一一板的厚度；d板在墙上的支承长度。1）A区格板弯矩计算 计算跨度：lQx =ln =5-0.2 = 4.8/wZOv = ln = 6 0.2 = 5.8m5.8n = 1.21h 4.8& =(丄)2=(丄)2 =

12、0 68, 0 取为 2.0n 1.21加虽 (Z/3)_9.718x4.8288 (np + afl + n + a)= 433KNmlm(1.21-1/3)(1.21x2 + 0.68 x 2.0 +1.21 + 0.68)m = a mr = 0.68 x 4.33 = 2.94KN m / mm/ =tn； = fiinx = -2.0x4.33 = 866KN mhn (负号表不支座弯矩)mJ = m = 0叫=20x294 = 588KN 加2) B区格板弯矩计算。计算跨度：/Or = ln =5-0.2 = 4.8/?/ov =in+h/2 = 6- 0.1-0.12 + 0.1

13、/2 = 5.83m5.83n = = 1.21h 4.8a =(l)2=(J_)2=0.68, 0 取为 2.0n 1.21将A区格板算得的短边支座弯矩m = 5.88KN 川/加，作为B区格板的“的 已知值，则：心羊心/3)-牛=叱空.21-1竺仝01KN皿n/3 + n +a1.21x2 + 1.21 + 0.68mv = a叫=0.68x5.01 = 3.41 KN mlmmJ = 一588KNmlm （负弯矩表示支座弯矩）m： = OKN in/ m=m； = /3叫=-2 x 5.01 = -1 Q.Q2KN - m / m3）C区格弯矩计算。计算跨度：h =仃+/2 = 5 01

14、一 0.12 + 0.1/2 = 4.83/?/Qy = ln = 6-0.2 = 5.8/m竺= 1.204.83& =（丄）2=（丄）2=069, 0 取为 2.0 n1.20将A区格板算得的长边支座弯矩m： =&66KN/m作为B区格板的皿的已知值, 则：羊（警=丁xW/3）-呼+92K5加a/3 + n +aA “ 一0.69x2 + 1.2 + 0.69g = a 叫=0.69 x5.92 = 4.08KN m / m= -8.66K/V-m/m （负弯矩表示支座弯矩） = 0KN -m/m%mJ = m = Pm. =-2.0x 4.08 = -8.16KN m/ m4）D角区格弯

15、矩的计算。计算跨度：lQx =/w+/i/2 = 5-0.1-0.12 + 0.1/2 = 4.83/?/ lQy =ln+h/2 = 6- 0.1-012+0l/2 = 583 加0y5.83n = 1.21h 4.83a = （-）2=（）2=0.68, 0 取为 2.0 n 1.21该区格的支座配筋分别与B区格板和C区格板相同，故支座弯矩?仁已知, 则：学一 1/3）一竽一扌n + a= 778KN 也/加山管川 (1.21 _ 1 / 3) _旦严一学1.21 + 0.68叫=amx = 0.69 x 7.78 = 5.31KN m/ mm： =0KN in/mntY = OKN ml

16、mnix = 10.02 KN tn! inmy = -8.16A7V ml m5）配筋计算。由于双向配筋，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：Id = h-20mm = 100 - 20 = 80mm （短跨方向）h、=h 30mm = 100 30 = 70mm （长跨方向）支座截面：/zo = 80/72/7? o对A区格板，考虑该板四周与梁整浇在一起，整块板存在拱作用，使板的弯矩大 大减小,故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数0.8。近似取乙=0.95。计算配筋截面面积的近似计算公式为人=厂

17、0 95从表3按塑性理论计算板的配筋表截面m/kN m)hohntnA J mm1选配钢筋实配面积/mm2跨中A区格4. 338018908 200252*2. 947014808 200252B区格5.01802202002523.417017108 200252C区格5. 9280260081703024.087020508 200252D区格7. 7880342。813040255. 377(.127008170302支座AB8. 66803798130402AC5. 887028108170302BD5. 887028408170302CD8. 66803798130402三、支承梁的

18、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四所示。计算梁的力，进行梁 的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。=/ + = 5-0.185-0.2+-37 + 0-4221 纵向支承梁L-1设计1）跨度计算 边跨：1.025/,H +| = 1.025 x(5-0.185-0.2) + 0.2 = 4.93? 取小值lx = 4.93m o中跨：取支乘中心线间的距离人=5.0m ,平均跨度:(4.93+ 5.0)/2 = 4.965也,按等跨连续梁计算。2）荷载计算由板传来的恒荷载的设计值：由板传来的活荷载的设计值：梁自重：梁自重均布荷载设计值：纵向支承梁的计算图如图五所示

19、。g = l2x3765x5 = 27lMN/加q = 1.3x4x5 = 31.2 刀V / m0.25 x (0.45 一0.1) x 25 = 3.125kN / m ；g = l2x3125 = 3750V/M,g =27. llkN/m q* =31. 2kN/m g-3. 75kN/ni图五3）力计算将g、q转化为均布荷载：g = g，x? = 27.11x? = 16.94kN/加88 = x- = 31.2x-= 19.5W/h88a）弯矩计算:M=Rg/：+込g號+心盘（k值由附表查得）。边跨：g可=3.75x4.932 =91.14册加g /； = 16.94 x 4.93

20、2 =411.73kN - m=19.5x4.932 =473.95册加中跨：g =3.75x52 =93.7505g/； =16.94x52 =423.5RN= 19.5x52=487.53平均跨：= 3.75 x 4.965? = 92.44kN - mg =16.94 x 4.9652 =417.59册加7; =19.5 x 4.9652 = 480.7W-w纵向梁弯矩计算如表所示表4纵向支承梁L-1弯矩计算表序D计算简图跨弯矩支座弯矩kkm2kM.kMpkMckkAG0.0780.0330.046-0.105-0.079-0.079-0.105AUU1：F33.0313.9819.48

21、-44.4733.46-33.46-44.470.0780.0330.046-0.105-0.079-0.079-0.105七亠亠7.313.094.31-9.84-7.41-7.41-9.84I JlII0.10.085-0.053-0.040-0.040-0.053亠AsTWtlflB4&7541.44-25.84-19.5-19.5-25.84A IAt * t fIh0.079一0.053-0.040-0.040-0.0534?Jr显3&51-25.84-19.5-19.5-25.84jf I0.0730.059/28.760.119-0.022-0.044-0.051念矗4為35.5

22、90.078/33.03-58.01-10.73-21.46-24.861、Ift0.0980.0550.064-0.035-0.111-0.020-0.057aWFJ47.7826.8131.2-17.06一541-9.75-27.79（7）xFb0.094-0.067-0.018-0.005-0.001!s-45.83-32.66-8.78-2.44-0.49 89.09RN w（-l2.32kN m）属 2 2于第一类T形截面。C）正截面承载力结算。按弹性理论计算连续梁力时，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

23、和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，所以计算配筋时，将其 换算到截面边缘。横梁正截面承载力计算见下表。受力钢筋选用吨400级，箍筋选用HRB335级。根据混凝土设计规(GB50010-2002)第951条的规定，纵向受力钢筋的最 小配筋率为0.2%和0.45 ft / fc中的较大值，即0.2% o下表5中的配筋率满足要求。配 筋形式采用分离式。表5纵向支承梁L-1正截面受弯承载力计算表截面边跨中3支座中间跨中中间支座M /kN m）89. 09-112. 3265. 23-94. 98Vb:/2（kN-m）04104.17x 一20.832Mh=M-Vh/2 伙N 仙）89. 09-91

24、.4965. 23-94. 98_ Mb6 （啊0. 0240. 0330.0180. 034加1 Jl 2乞0.024 b =0.5180.034 b =0.5180.018b =0.5180.034 0.2%0.68% 0.2%0.45% 0.2%0.68% 0.2%5)斜截面受剪承载力结算Vnux 0.7/；/?/?0= 0.7x1.43 x 250 x 360 = 90.09W所以，根据混凝土设计规(GB50010-2002)第10.2. 10条的规定，该梁中箍筋 最大间距为200mmo横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表6。表6横向支承梁L-1斜裁面受剪承载力计算截面% 嗚叫左

25、V/kN83. 27-122.82-104.91-100. 23-104. 17-83. 27104. 42109. 0696. 86116. 321.00V, 足截面要求DOC号业0.7几伙N)vnm 0.7九=0.7 X1.43 X 250 x 360 = 903kN箍筋直径和肢数HRB335, 8200,双肢Asv/ mm2100.6100.6100.6100.6100.6100.61.25几A,人 s =(mm)U-0.7 他按构造 配筋按构造 配筋按构造配筋按构造 配筋按构造配 筋按构造配 筋实配间距/mm175175175175175175配筋率 = 175x250=0-23%-(

26、)9%配筋图见附图4-6o2横向支承梁L-2设计1) 计算跨度边跨：.f u + b c 幺 cl cc 0.37 + 0.4/, = / += 6 0.185 0.2 H 6/?z1 w, 2 21.025/, +- = 1.025 x(6-0.185-0.2) + 0.2 = 5.955? 2取小值厶=5.955/ o中跨：取支乘中心线间的距离/2 = 6,h o平均跨度：(5. 955+6)/2=5. 978nu跨度差：W.75%vl0%,可按等跨连续梁计算。62) 荷载计算由板传来的恒荷载的设计值： g = 1.2x3.765x5 = 27.113/？由板传来的活荷载的设计值： 7 =

27、 1.3x4x5 = 31.23/梁自重：0.25 x (0.45 一0.1) x 25 = 3.125kN / m ；梁自重均布荷载设计值：g = 1.2x3.125 = 3.753/?。横向支承梁的计算图如图五所示。1855955600059558=27. llkN/m q=32. lkN/m g=3, 75kN/m 图六横向支承梁L-2计算简图3）力计算a = a/ = 2500/5955 = 0.420g； = (1 一 2夕 + 夕)g，=( 一 2 % 0.4202 + 0.4203) x 27.11 = 19.554&N / m仇=(1 _ 2夕 + 夕灯=(1 _ 2 x 0.

28、4202 + 0.420) x 32.1 = 23.1533 / 加a）弯矩计算:M=g/：+g蠢+匕亦可（k值由附表1-4-2查得）。边跨：臨=3.75 x 5.9552 = 132.9弘V m= 19.554x5.955? =693.42归V加血瓷=23.153x5.9552 =820.05樹加中跨：g/； =3.75 x 62 =135曲加g J： = 19.554x62=703.944W-w=23.153x62 =833.508W-m平均跨(计算支座弯矩时取用)：g/j =3.75x5.97& = 134.012-/ng 代=19.554x5.9782 =69&79kN加么7： = 2

29、3.153x5.9782 = 827.4lJWV/w计算结果如表7所示。表7横向支承梁-2弯矩计算表项次荷载简图kkkkMc恒荷 载illvitttftfttlftfV!0.080-0.10.025-0.11 2 :;ABCD10.64-13.53.375-13.5恒荷 载 8I I 11 1! r r M t ! f r r i T r r I r 0.080-00.025-0.1F i丛2却3ABCD55.47-69.8817.60-69.88活荷 载jffflmniim123AB . C1)0.101-0.05-0.0582.83-41.37-41.37活荷 载q 1 2 入 3 ACD

30、0.07359.86-0.117-96.810.05445.01-0.033-27.30活荷 载 q12 3 ABC1)-0.05-41.370.07562.51-0.05-41.37活荷 载r q“取44 j0.094-0.0670.0171 2 3 ABCI)77.09-55.8514.17力 组 合+146. 94-124. 7520. 98-124.75+125. 95-180. 1965. 99-110. 68+66. 11-124. 7583. 49-124.75+113. 20-139. 2320. 98-69.21最 不 利力Mmm组合项次+M mm 组合值 /(kN-m)66

31、. 11-124. 7520. 98-69.21M组合项次+M 组合值/伙N加）146. 94-180.1983. 49-124.75注：跨跨中弯矩时根据求得的支座弯矩按未等效前的实际荷载取悦离体求出的。b）剪力计算：皿+叮边跨：g/（）= 3.75 x 5.955 = 22.33RNgj（）=19.554x5.955 = 116.443 加侏 7。=23.153x5.955 = 137.88脚加中跨：賦=3.75x6 = 22.5RN - mgJo =19.554x6 = 117.32EN加你 7。=23.153x6 = 13&92kNm平均跨（计算支座弯矩时取用）：glQ = 3.75 x

32、 5.978 = 22.427V-/ng J。=19.554x5.978 = 116.89W mq Jo =23.153x5.978 = 13SAlkN-m结果如表8所示。表8横向支承梁L-2剪力计算项次荷载简图k 可k%k%k可kk0.4-0.60.5-0.40.50.68.932-13.39811.21-8.932-11.2113.3980.4-0.60.5-0.4-0.50.646.576-69.86458.45-46.576-58.4569.8640.45-0.550-0.4500.5562.046-75.834-62.04675.8340.05-0.050.50.05-0.50.05

33、6.894-6.89468.946.894-68.946.8940.38352.81-0.617-85.070.58380.690.0334.55-0.417-57.730.0334.550.35-0.5670.083-0.017-0.083-0.01748.258-7&1811.49-2.35-11.49-2.35力组 合117. 55-159. 0969. 66-117.46-69. 66159. 0962. 40-90. 15138. 60-4& 53-138. 6090. 15108. 32-168. 33150. 35-50. 86-127. 3987.81103. 77-161.4

34、481. 15-57. 76-81. 1580.01组合项次组合值62.40-90. 1569. 66-48 53-69. 6680.01组合项次组合值117. 55-168. 33150. 35-117.46-138. 60159. 094）正截面承载力计算a） 确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据混凝土设计规 （GB50010-2002）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取较小值边跨：=士空= 1.985加33b； =b + S =0.25+ 5.615 = 5.865 加取较小值/?/= 1.985Wo中间跨：b； = = - = 2m33b； =b + Sit =0.25 + 5.6

35、 = 5.85取较小值= 2m o支座截面仍按矩形截面计算b）判断截面类型。在纵横梁交接处，由于板、横向梁和纵向梁的负弯矩钢筋相 互交叉重叠，短跨方向梁（横梁）的钢筋一般均在长跨方向梁（纵梁）钢筋的下面， 梁的有效高度减小。因此，进行短跨方向梁（横梁）支座截面计算时，应根据其钢筋 的实际位置来确定截面的有效髙度几。佩=450-40 = 410，. li, ajcbfhfh)100V985X100 0-丁)和 W.94M心 8。咏5)属于第一类T形截面。c）正截面承载力结算。按弹性理论计算连续梁力时，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

36、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，所以计算配筋时，将其 换算到截面边缘。横梁正截面承载力计算见下表。受力钢筋选用HRB400级，箍筋选用HRB335级。根据混凝土设计规(GB50010-2002)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%o下表9中的配筋率满足要求。配筋 fc形式采用分离式。表9横向支承梁L-2正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座中间跨中M/伙N 也)146. 94180. 1983. 49Vb：/2(k N 04168.33x -33.672146. 94146. 5283. 49a 曲)时0. 0310. 0310.018加 l-Jl-2y0.31V% =0.5180.31 v 心=0.5180.180.2%l.ll%0.2%0.74% 0.2%5)斜截面受剪承载力结算纵向支承梁L-2斜截面受剪承载力计算见下表4-8。根据混凝土设计规 (GB