钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计

1、塔里木大学混凝土结构课程设计钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计1.设计资料本设计为单层工业厂房。设计时，只考虑竖向荷载作用，要求完成钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖的结构设计。根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：1、墙体厚度370mm，结构横向长L124m，结构纵向长L230m。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向（板道桥方向），双向板（房建方向）肋形结构；2、该建筑位于非地震区；3、建筑物安全级别为二级；4、结构环境类别二类；5、建筑材料等级： 混凝土强度等级：见表中所给； 钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HPB300级，梁中受力筋HRB335级；6、荷载：钢筋混

2、凝土重力密度为25kNm3，楼面面层为水磨石(25mm厚水泥砂浆，自重为20kNm2)；梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm，重力密度为17kNm3)，楼面活荷载标准值见表1所示；7、结构平面布置及初估尺寸：板的支承长度为120mm，梁的支承长度为240mm。柱：b×h400mm×400mm，柱子的高度为4m；8、使用要求：梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见混凝土结构学课本附录；9、地基承载力为250KN/m2；10、采用的规范：混凝土结构设计规范(GB50010-2010)，建筑结构荷载规范(GB50092001)。1.1 楼面做法水泥砂浆面层（厚，容重20）钢筋混凝土现浇

3、板（容重25）板底混合砂浆抹灰（15mm厚，容重17）1.2 楼面荷载永久荷载分项系数=1.35，可变荷载标准值为=1.25KN/m2，分项系数1.4。1.3 材料选用混凝土C30（）钢筋采用HPB335（）级钢筋。1.4 结构平面布置 图1 梁格平面布置示意图由上图可知，支承梁纵向布置，跨度为7500mm，支承梁横向布置，跨度为6000mm。 板按塑性理论方法计算，板的长边与短边之比小于2故为双向板梁楼盖。2.双向板计算2.1 确定板厚h和梁截面板的厚度h=（）,且h>80mm（为双向板的短向计算跨度）得h=200mm。拟设梁截面bh=250mm900mm。2.2 荷载计算楼面活荷载：

4、 =1.25 水泥砂浆容重： =20 钢筋混凝土容重：=25 混合砂浆容重： =17 恒载分项系数： =1.35 活载分项系数： =1.4 板自重： 25mm厚水泥砂浆： 板天花为混合砂浆抹灰： 恒载标准值： 恒载设计值： 活荷载设计值： 合计： 2.3中间区格板A 计算跨度： 取，采用分离式配筋，故得跨内及支座塑性绞线上的总弯矩分别为: 由于区格板A四周与梁连接，内力折减系数为0.8，代入到下式，即2×7.1+2×3.36+2×14.2+2×6.72=295.08=2.4边区格板B计算跨度： 取，由于B区格板为三边连续一边简支，无边梁，内力不作折减。又

5、由于长边支座弯距为已知， 代入2×7.1+2×3.49+66.74+2×6.98=2.5边区格板C 计算跨度： 取，由于短边支座弯距为已知， 代入2×7.315+2×3.36+2×14.63+31.58=2.6角区格板D 计算跨度： 取， 代入2×7.315+2×3.66+68.3+27.0=配筋计算各区格板跨内及支座弯距已求得，取截面有效高度=200mm-20mm=180mm, mm,即可以近似按计算钢筋截面面积，计算结果如表2.1，表2.2。 表2.1 双向板跨中弯矩配筋 截 面m/(kNm)H0/mmAs/m

6、m2选配钢筋实配面积/mm2跨中A区格lox方向loy方向 4.702.82180170 1026581308150387335B区格lox方向loy方向 3.852.31180170 835381308150335387C区格lox方向loy方向 4.672.8180170 1016481308130387387D区格lox方向loy方向3.182.19180170755081508150335335 表2.2 双向板支座配筋 截 面m/(kNm)H0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mm2支座A-B 9.4180 20481308260387+193=580A-C5.64 180 122

7、81308260387+193=580B-D4.62 180 10081508300335+168=502C-D 9.34180 20281308260387+193=5803.支承梁计算（按弹性理论）梁的尺寸取为250mm×900mm，柱的尺寸为400mm×400mm。双向板传给支承梁的荷载分布为:双向板长边支承梁上荷载承梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布。支承梁结构自重及抹灰荷载为均匀分布。如下图所示。 3.1 横向支承梁荷载计算梁自重 25×0.25×（0.9-0.2）=4.375kN/m 梁侧抹灰 2×17×0.015&#

8、215;(0.9-0.2)=0.357kN/m 梁传来的均布荷载 g1=4.375+0.357=4.732kN/m板传来的恒载（三角形荷载） g2=5.755kN/m2×5.815×5/8m=20.9kN/m板传来的活荷载 q=1.25kN/m2×5.85×5/8m=4.54kN/m计算跨度主梁端部搁置在壁柱上，其支撑长度为240mm，柱的截面尺寸为400mm×400mmm。计算跨度计算如下。边跨 = 中间跨 =6-0.4=5.6m 跨度差 （6.022-5.88）/5.88=2.04%<10% 则可以按等跨连续梁计算计算简图如下3.2弯

9、矩及剪力计算将支承梁上的三角形形荷载根据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载，如图跨中弯矩由结构力学求解器求得：边跨：边跨弯矩图中间跨：中间跨弯矩图在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系表进行，支座截面最大弯矩计算，通过查表知其中求M时。其结果如下：序号计算简图 中间支座MBMCMD-131.07-86.91-131.07-8.47-5.65-8.47-18098-2.82-9.1-5.6516.78-5.65 -10.512.82-0.63 -7.68-8.472.04最不利荷载组合 +-139.54-92.62-139.54 +-150.05-89.79-140.

10、17 +-136.72-70.19-136.72 +-141.58-84015-131.7 +-138.7595.44-129.033.3截面支承梁计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为边跨 <b+s0=250+5600=5858mm中间跨 < b+s0=250+5600=5858mm取 判别T形截面类型 边跨中 跨均属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，支座与跨中均按一排钢筋考虑，取=900-45=855mm正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间支座中间支座 中间跨内 M1MBMcMD M2正弯矩 M2负弯矩 M(kN/m)106.15141.58 95.4414

11、0.1765.71 0.0050.0560.0380.0550.003 0.0050.0570.0390.0560.003/mm2413.8570390.4560.6248.3选配钢筋314314+212314212+214214实配钢筋面积/mm2461461+226=687461226+308=534308斜截面承载力计算截面端支座 中间支座VAVB左 VB右VC左VC右V/kN78.47134.89124.76109.27109.2773.1>V773.1>V773.1>V773.1>V773.1>V216.5>V216.5>V V216.5&g

12、t;V216.5>V216.5>V选用箍筋210210210210210157157157157157构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距s2502502502502503.4纵向支承梁荷载计算梁自重 25×0.25×（0.9-0.2）=4.375kN/m 梁侧抹灰 2×17×0.015×(0.9-0.2)=0.357kN/m 梁传来的均布荷载 g1=4.375+0.357=4.732kN/m板传来的恒载（T形荷载） g2=5.755kN/m2×6.022m×（1-2×0.42+0.43

13、）=24.9kN/m板传来的活荷载 q=1.25kN/m2×5.815m×（1-2×0.42+0.43）=5.41kN/m恒荷载设计值 g=1.35×(24.9+4.37+0.357)=40 kN/m活荷载设计值 q=1.4×0.7×5.41=5.30 kN/m计算跨度主梁端部搁置在壁柱上，其支撑长度为240mm，柱的截面尺寸为400mm×400mmm。计算跨度计算如下。边跨 = m中间跨 跨度差 （7.56-7.4）/7.4=2.2%<10% 则可以按等跨连续梁计算计算简图如下弯矩及剪力计算 将支承梁上的梯形形荷载根

14、据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载，如图 由结构力学求解器求得跨中弯矩：边跨：边跨弯矩图中间跨：中间跨弯矩图通过等效转换计算得板传来的T形恒荷载转换为均布荷载为24.9kN/m,板传来的T形活荷载转换为均布荷载为5.41kN/m. 按等效均布荷载确定支座截面弯矩值，然后再按单跨梁在梯形荷载作用下按结构力学的方法求得梁跨内截面弯矩和支座剪力。正截面承载力计算序号 计算简图中间支座MBMCMD -239.47-158.9-239.47-16.01-10.68-16.01 -35.88-5.34-17.2 -10.6831.73-10.68 -19.875.34-1.19 -14.53-16

15、.013.85 +-255.48-169.58-255.48最不利荷载组合 +-275.35-164.24-256.67 +-250.15-127.17-250.15 +-259.34-153.526-250.15 +-254-174.19-235.62 截面支承梁计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为边跨 <b+s0=250+7180=7430mm中间跨 <b+s0=250+7180=7430mm取 判别T形截面类型 边跨中 跨均属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，支座与跨中均按一排钢筋考虑，取跨内负截面在负弯矩作用下按矩形截面计算正截面承载力计算截面边跨跨内 中

16、间支座中间跨内 M1 MB MC M2 M176.19 275.35174.91125.590.00650.1090.0690.0046 0.00650.1160.070.0046/mm2675.41161.2700.7487.9选配钢筋318 214+318 318218实配钢筋面积/mm2763308+1017=1325763509斜截面承载力计算截面端支座 中间支座VAVB左VB右VC左VC右V/kN114.73195.91174.91153.27153.27773.1>V773.1>V773.1>V773.1>V773.1>V216.2>V216.2

17、>V216.2>V216.2>V216.2>V选用箍筋210210210210210157157157157157构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距s2502502502502504.板的裂缝验算4.1区格梁的裂缝验算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按下列公式计算：X方向:准永久荷载效应组合： T形截面，,取满足要求，可以。 Oy方向准永久荷载效应组合： T形截面， ，取满足要求，可以。5.板的挠度验算5.1区格梁的挠度验算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 ：受压翼缘面积与腹板有效面积的比值： 矩形截面：Ox方向 Oy方向 纵向受拉钢筋配筋率Ox方向

18、Oy方向 钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式计算:Ox方向Oy方向5)考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数当时， 受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算 Ox方向 Oy方向 6)挠度Ox方向 可以满足规范要求Oy方向 可以满足规范要求6.梁的挠度验算6.1横梁的挠度验算g=4.375+0.357+20.9q=4.54取h0=900-65mm=835mmAS=534mm2受拉刚劲配筋率：矩形截面： 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值： 矩形截面： 钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式计算:，满足规定要求6.2纵梁的挠度验算g=24.9+4.375+0.0357=26.5q=5.3取h0=900-65mm=835mmAS=769mm2受拉刚劲配筋率：矩形截面： 受压翼缘面积与腹板有效面积的比值： 矩形截面： 钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式计算:，满足规定要求6.3梁的裂缝宽度验算对横梁：矩形截面： 取0.2.,满足要求对纵梁：矩形截面： ，满足要求。7.柱的配筋计算柱的平面布置图梁板的荷载传递：板： 恒荷载设计值： 活荷载设计值： 横梁自重及其抹灰自重设计值: ；纵梁自重及其抹灰自重 如上图 所示：板传柱荷载：恒荷载设计值：活