[毕业设计精品]双向板肋梁楼盖课程设计

1、 毕业设计精品 双向板肋梁楼盖课程设计双向板肋梁楼盖课程设计1.1 设计任务书1 设计资料1) 结构形式。某公共洗衣房楼盖平面为矩形，二层楼面建筑标高为3.6m，轴线尺寸为 15.3m×13.5m，内框架承重体系，外墙均为 370mm厚承重墙，钢筋混凝土柱截面尺寸为 400mm× 400mm，混凝土强度等级 C20，楼盖采用现浇双向板肋梁楼盖，其平面如图 1-12 所示。2) 楼面做法。水泥砂浆面层 20mm厚，钢筋混凝土现浇板，石灰砂浆抹底 15mm厚。2 设计内容1) 双向板肋梁楼盖结构布置。 2) 按弹性理论进行板的设计。 3) 按塑性理论进行板的设计。4) 支承梁的

2、设计。3 设计成果) 设计计算书一份，包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附(1录。(2) 图纸。1) 结构平面布置图 ;2) 板的配筋图 ;3) 支撑梁的配筋图。1.2 计算书1 结构布置及构件尺寸选择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4500mm，支承梁长边的跨度为5100mm。根据图112 所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图113 所示。板厚的确定 : 连续双向板的厚度一般大于或等于/50=4500/50=90mm，且双向板 l的厚度不宜小于80mm，故取板厚为120mm。支承梁截面尺寸 : 根据经验，支承梁

3、的截面高度h=/14/8 ，长跨梁截面高度为ll(5100/145100/8)mm=364.3637.5mm，故取 h=500mm;截面宽度b=h/3h/2=(400/3400/2)mm=133.3200mm，故取 b=250mm。 短跨梁截面高度为(4500/144500/8)mm=321.4562.5mm，故取 h=400mm; 截面宽度b=h/3h/2=(450/3450/2)mm=150225mm，故取 b=200mm. 2荷载计算2120mm厚钢筋混凝土板 :0.12 ×25=3kN/m;220=0.4kN/m; 20mm厚水泥砂浆面层 :0.02 ×215mm厚

4、石灰砂浆抹底 :0.015 ×17=0.255kN/m;2 恒荷载标准值 :g=3+0.4+0.255=3.655kN/m; k2 活荷载标准值 :q=3.0kN/m 。 k2p'=g+q/2=1.2 ×3.655+1.4 ×3.0/2=6.5kN/m2p"=q/2=4.2/2=2.1kN/m2P=1.2×33.655+1.4 ×3.0=8.6kN/m3 按弹性理论设计板此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭，并且要求同一方向相邻跨度的比值/?0.75 ，以防误差过大。ll0minmax当求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋盘式

5、布置，它可以简化为当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时?q/2作用下的跨中弯矩之和。 支座最大负弯矩可近似活荷载满布求得，即支座固支时g+q 作用下的支座弯矩。 所有区格板按其位置与尺寸分为A，B，C，D4 类，计算弯矩时，考虑混凝土的泊松比 =0.2( 查混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第条 ) 。-6 。 弯矩系数可查附表1(1)A 区格板计算。1) 计算跨度。=4.5m?1.05=(4.5- 0.25)×1.05=4.46m llx0=5.1m<1.05=(5.1- 0.2)×1.05=5.15m lly0/=4.5/5.1=

6、0.88 llxy2) 跨中弯矩。22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0258 ×6.5+0.0535 ×2.1)×llxxx224.5=5.67kN?m/m22M=弯矩系数× p'+ 弯矩系数× p"=(0.0200 ×6.5+0.0433 ×2.1)×llyxx224.5=4.47kN?m/m3) 支座弯矩。图 1-13 中(a ， b) 支座 ;2b2b 支座 =弯矩系数× p=- 0.0603 ×8.6 ×

7、4.5= -10.50kN?m/m Mlxx2a2a 支座 =弯矩系数××4.5= -9.49kN?m/m Mlyx4) 配筋计算。截面有效高度 : 由于是双向配筋，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h=120-20=100mm(短跨方向 ) ，h=120-30=90mm(长跨方 0x0y向 ); 支座截面 h=100mm。. 0对 A 区格板，考虑到该板四周与梁整浇在一起，整块板内存在穹顶作用，使板内弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8 ，近似取 为 0.95 。 s

8、 跨中正弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235.62A=0.8M/f h=0.8 ×5.67 ×10/210 ×0.95 ×100=227mm sxxys062A=0.8M/f h=0.8 ×4.47 ×10/210 ×0.95 ×90=199mm syyys0支座配筋见 B，C 区格板计算，因为相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时取绝对值的较大值作为该支座最大负弯矩。(2)B 区格板计算。1) 计算跨度。=+(h+b)/2=4.5-0.185-0.25/2+(0.25+0.12)/2=4.38<1.

9、05=4.4m lllxn0=501m<1.05=(5.1- 0.2)×1.05=5.15m lly0/=4.38/5.1=0.86 llxy2) 跨中弯矩。22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0305 ×6.5+0.0554 ×2.1)×llxxx224.38=6.04kN?m/m22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0276 ×6.5+0.0432 ×2.1)×llyxx224.38=5.18kN?m/m3)

10、支座弯矩。图 1-13 中(b ， c) 支座 :22b2b 支座 =弯矩系数× p=- 0.0678 ×8.6 ×4.38= -11.19kN?m/m Mlxx22c2c 支座 =弯矩系数× p=- 0.0699 ×8.6 ×4.38= -11.53kN?m/m Mlyx4) 配筋计算。近似取 =0.95 ， h=100mm，h=90mm。 s0x0y 跨中正弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235.62A=M/fh=6.04×10/210 ×0.95 ×100=303mm sxxys062 A=M/f

11、 h=5.18×10/210 ×0.95 ×90=288mmsyyys0支座截面配筋计算 : 钢筋选用用 HRB335。2b 支座 : 取较大弯矩值为 -11.19kN?m/m。62bb=fh=11.19×10/300 ×0.95 ×100=393mm AM/ys0maxsxc 支座配筋见 D区格板计算。(3)C 区格板计算。1) 计算跨度=4.5m lx=5.1-0.18+0.12/2=4.98<1.05 lly0l/=4.5/4.98=0.90 lxy2) 跨中弯矩22M=弯矩系数× p' +弯矩系数

12、15; p"=(0.0300 ×6.5+0.0516 ×2.1)×llxxx224.5=6.14kN?m/m22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0209 ×6.5+0.0434 ×2.1)×llyxx224.5=4.60kN?m/m3) 支座弯矩。图 1.13 中(d ， a) 支座 :22d2d 支座 =弯矩系数× p = - 0.0663 ×8.6 ×4.5= -11.55kN?m/m Mlxx22a2a 支座 =弯矩系数× p

13、 = - 0.0563 ×8.6 ×4.5= -9.8kN?m/m Mlyx4) 配筋计算。近似取 为 0.95 ， h=100mm， h=90mm。 s0x0y 跨中正弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235。62A=M/fh=6.14×10/210 ×0.95 ×100=308mm sxxys062A=M/fh=4.60×10/210 ×0.95 ×90=256mmsyyys0支座截面配筋计算 : 钢筋选用用 HRB335。 a 支座 : 取较大弯矩值为 -9.8kN?m/m。6/2 aa=f h=9.8 &#

14、215;10300×0.95 ×100=343.9mmAM/ys0syyd 支座配筋见 D区格板计算。(4)D 区格板计算。1) 计算跨度=4.38m(同 B 区格板 ) lx=4.98m(同 C 区格板 ) ly/=4.38/4.98=0.88 llxy2) 跨中弯矩22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0349 ×6.5+0.0535 ×2.1)×llxxx22/m 4.38=6.51kN?m22M=弯矩系数× p' +弯矩系数× p"=(0.0286

15、 ×6.5+0.0433 ×2.1)×llyxx224.38=5.31kN?m/m3) 支座弯矩。图 1.13 中(d ， c) 支座 :22d2d 支座 =弯矩系数× p = - 0.0797 ×8.6 ×4.38= -13.15kN?m/m Mlxx22c2c 支座 =弯矩系数× p = - 0.0723 ×8.6 ×4.38= -11.93kN?m/m Mlyx4) 配筋计算。近似取 为 0.95 ， h=100mm， h=90mm。 s0x0y 跨中正弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235。62

16、A=M/fh=6.51×10/210 ×0.95 ×100=326mm sxxys062A=M/fh=5.31×10/210 ×0.95 ×90=296mm syyys0支座截面配筋计算 : 钢筋选用用 HRB335。2d 支座 : 取较大弯矩值为 -13.15kN?m/m。62dd =f h=13.15×10/300 ×0.95 ×100=461mm AM/ys0smaxxx2c 支座 : 取较大弯矩值为 -11.93kN?m/m。62cc=f h=11.93×10/300 ×0.9

17、5 ×100=418.6mm AM/ys0syy(5) 选配钢筋。跨中截面配筋如表 1-17 所示，支座截面配筋如表 1-18 所示。表 1-17 跨中截面配筋A 区隔板跨中 B 区隔板跨中 C区隔板跨中 D区隔板跨中截面X 方向 Y 方向 X 方向 Y 方向 X 方向 Y 方向 X 方向 Y 方向计算钢筋面积选用钢筋 82008201820282038204820582068207实际配筋面积表 1-18 支座截面配筋截面 a 支座 b 支座 c 支座 d 支座2 计算钢筋面积 /mm 393 343.9 418.6 461选用钢筋 180120 180120 8/10130 18

18、01302 实际配筋面积 /mm 419 387 419 4954. 按塑性理论设计板钢筋混凝土为弹性体，因而按弹性理论计算结果不能反映结构的刚度随荷载而改变的特点，与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调。塑性铰线法师最常用的塑性理论计算方法之一。塑性铰线法，是在塑性铰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铰线上的弯矩二者间的关系式，从而求出各塑性铰线上的弯矩值，并依次对各截面进行配筋计算。基本公式''''''22M+2M+=(g+q) (3-)/12 MMllMMlxyyxxxyyx''''&

19、#39;'' n=/, a=m/m,=/=/ m =/ m =/ m令 llmmmmmyxxyy yxyyyxx考虑到节省钢材和配筋方便，一般取=1.52.5 。为使在使用阶段两方向的截2 面应力较为接近，宜取a=(1/n) 。(1) 采用通常配筋。'''''''''''' M= m ,=, =,M =m, = = llllMmlMmlMmMmxxyyyyyxyxyxxxxxyy2(n-1/3)plx代入基本公式，得m= x(n, ，, ， n，a)8(2) 采用弯起钢筋。通常可将两

20、个方向承受跨中弯矩的钢筋在距支座不大于l/4x处弯起 50%，承担部分支座弯矩。此时3l''''''''''''x=(l-), =l, =l, =l,M=l,M=l,MmMMmMmmm,myyyxyxyxyxxxxxyyxx44代入基本公式，得2(n-1/3)plxm= x138n,， , ，(n-) ，a44先计算中间区格板，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，依次由内向外直至外区格可一一解出。对边区格、角区格板，按实际的边界支承情况进行计算。本例采用通长配

21、筋方式( 即分离式配筋 )1)A 区格板弯矩计算。计算跨度:=-b=4.5-0.25=4.25m (为中到中的距离， b 为梁宽 ) lllx00=5.1-0.2=4.9m lyn=/l=4.9/4.25=1.15 lyx12=0.75 ，取为 2.0 则 ,()n22(n-1/3)(1.15-1/3) 8.6×4.25 plxm= x(n,， , ，n， a)81.15 ， 2.0 ，0.75 ，2.0 ， 1.15 ，0.7582.78kN?m/m=0.75×2.78=2.09 kN?m/m m,myx'''=2.0 ×2.78= 5.

22、56 kN?m/m( 负号表示支座弯矩 ) mm,mxxx'''=2.0 ×2.09= 4.18 kN?m/m mmm,yyy2)B 区格板计算。计算跨度 :h=+=4.5-0.185-0.25/2+0.12/2=4.25m llxn2=5.1-0.2=4.9m lyn=/=4.9/4.25=1.15 llyx12''=0.75,取为 2.0 ，将 A 区格板算得得长边支座弯矩=5.56 kN?m/m,m,()xn' 作为 B 区格板的的已知值，则 mx2'2plnm8.6 ， 5.56xxn,(1/3)(1.15,1/3),8

23、282=3.72 kN?m/mmx, ，n，,0.75 ，2.0 ，1.15 ，0.75=0.75×3.72=2.79 kN?m/m m,myx'=-5.56 kN?m/m( 负号表示支座弯矩 ) mx''=0 kN?m/m mx'''=-2.0 ×2.79= -5.58 kN?m/m mmm,yyy3)C 区格板计算。计算跨度 : =4.5-0.25=4.25m lx=5.1-0.185-0.2/2+0.12/2=4.875m lyn=/=4.875/4.25=1.15 llyx1''2=0.76,取为 2.

24、0 ，将 A 区格板算得得长边支座弯矩=4.18 kN?m/m,m,()yn' 作为 B 区格板的的已知值，则 my'22mpl8.6 ，n，,1.15 ，2.0 ，1.15 ，0.76=0.75×3.27=2.45 kN?m/m m,myx'=-4.18 kN?m/m( 负号表示支座弯矩 ) my''=0 kN?m/m my'''=-2.0 ×3.27= -6.54 kN?m/m mm,mxxx4)D 区格板计算。计算跨度 : l=4.25m(同 B 区格板 ) xl=4.875m( 同 C 区格板 ) yn

25、=/=4.875/4.25=1.15 llyx12=0.76, 取为 2.0 ，该区格板的支座配筋分别于B区格板和 C区格板 ,()n'' 相同，故支座弯矩，已知，则 mmyx'2'2mplnm8.6 ， 6.45yxxn,(1/3)(1.15,1/3),822822=mxn， ,1.15 ，0.764.87 kN?m/m=0.75×4.87=3.65 kN?m/m m,myx'=-5.58 kN?m/m( 负号表示支座弯矩 ) my''''=0， =0 mmyx'=-6.54 kN?m/m mx5) 配

26、筋计算。由于是双向配筋，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，故应将单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 =120-20=100mm(短跨方向 ) ，h0xh=120-30=90mm(长跨方向 ); 支座截面 h=100mm。 0y0对 A 区格板，考虑到该板四周与梁整体浇在一起，整块板内存在穹顶作用，使格板内弯矩大大减小，故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数 0.8 。近似取为 ,sM0.95。计 算配筋截面面积的近似计算公式为。A,S0.95fhy0跨中正弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235，跨中截面配筋如表1-19 所示。根据混凝土结构

27、设计规范(GB50010-2002)第构造规定，受力钢筋的间距不宜大于 200mm。支座负弯矩配筋计算 : 钢筋选用 HPB235，截面配筋如表1-20 所示。表 119 跨中截面配筋A 区格板跨中 B 区格板跨中 C 区格板跨中 D 区格板跨中截面X方向 Y 方向X方向Y 方向 X方向 Y 方向X方向Y 方向 M0.8×2.780.8 ×2.09 3.72 2.97 3.27 2.45 4.87 3.65 KN,m/mh100 90 100 90 100 90 100 90 0计算钢筋111.5 93.1 186.5 155.4 163.9 136.5 244.1 203

28、.32 面积 /mm选用钢筋 8200 8200 8200 8200 8200 8200 8200 8200实际配筋251 251 251 251 251 251 251 2512 面积 /mm表 120 支座截面配筋截面 a 支座 b 支座 c 支座 d 支座M 4.18 5.56 5.58 6.54 KN,m/mh100 100 100 100 02 计算钢筋面积 /mm 209.5 278.7 279.7 327.8选用钢筋 8200 8180 8180 101502 实际配筋面积 /mm 419 279 279 3355( 双向板支承梁设计按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如

29、图1-14 所示。(1) 纵向支撑梁 L-1 设计1) 计算跨度。a，b，,ll边跨 : =4.5-0.185-0.2+(0.37+0.40)/2=4.50m n112l1.025+b/2=1.025×(4.5 -0.185-0.2)+0.40/2=4.418m n1l 取小值 =4.418m。 1l 中跨 : 取支撑中心线间的距离， =4.5m。 2平均跨度 :(4.418+4.5)/2=4.459m。跨度差 :(4.5-4.418)/4.5=0.02%，可按等跨连续梁计算。2) 荷载计算。'g 由板传来的恒荷载设计值'q 由板传来的活荷载设计值特别注意 : 由于纵

30、向梁 ( 短跨方向 ) 上的荷载为三角形分布，受荷面积应采用短跨的计算跨度。梁自重 :0.2*(0.4-0.12)*25=1.4 kN/m梁粉刷抹灰 :0.015*2*(0.4-0.12)17=0.143 kN/m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值:g=1.2*(1.4+0.143)=1.8516 kN/m纵向支承梁 L 的计算简图，如图1-15 所示。 13) 内力计算。2'2'2i)弯矩计算 :M=k(k 值由附表 1-4-2 查得 ) 。 kgl ，kgl ，kql10203022 边跨22 中跨22 平均跨 ( 计算支座弯矩时取用纵梁弯矩计算如表1-21 所示。'

31、'ii)剪力计算 :(k 值由附表 1-4-2 查得 ) V,kgl，kgl ，kql102030边跨''中跨''平均跨 ( 计算支座弯矩时取用纵向支承梁 L-1 剪力计算如表 1-22 所示。4) 正截面承载力计算。i) 确定翼缘宽度。跨中截面按 T 形计算。根据混凝土设计规范 (GB50010-2002)第条规定，翼缘宽的取较小值。l'0边跨 :=4.418/3= 1.473m bf3' =b+=0.2+4.3=4.5m bSfn' 取较小值 =1.473m bfl'0中间跨 :=4.5/3=1. 5m bf3'

32、;=b+=0.2+4.3=4.5m bSfn' 取较小值 =1.5m bf支座截面仍按矩形截面计算。ii) 判断截面类型。在纵横梁交接处，由于板，横向梁及纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠，短跨方向梁 ( 纵梁 ) 的钢筋一般均在长跨方向梁 ( 横梁 ) 钢筋的下面，梁的有效高度减小。因此，进行短跨方向梁 ( 纵梁 ) 支座截面承载力计算时，应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度。一般取值为 : 单排钢筋 h0时， h=h-(5060); 双排钢筋时， h=(8090) 。取 h=340mm(跨中 ) ，h=310mm0000(支座 )'hf'' =1.0

33、15;9.6 ×1473×120×(340 -120/2),()fbhh,1cff02=475.1kN?m>48.8 kN?m(29.2 kN?m)属于第一类 T 形截面。iii) 正截面承载力计算。按弹性理论计算连续梁内力时，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和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，计算配筋时，将其转换到截面边缘。纵梁正截面承载力计算表123. 受力钢筋选用 HRB335级，箍筋选用HPB235级。根据混凝土结构设计规范(GB50010-2002) 第条的规定，纵向

34、受力钢ft筋的最小配筋率为0.2%和 0.45%中的较大值，即0.2%。表 1-23 中的配筋率fy满足要求。配筋形式采用分离式。2) 横向支撑梁 L-2 设计。 (1) 计算跨度。ab，l ，,l边跨 : =5.1-0.185-0.2+(0.37+0.40)/2=5.10m n112l1.025+b/2=1.025×(5.1 -0.185-0.2)+0.40/2=5.033m n1取小值 =5.033m 。 l1中跨 : 取支撑中心线间的距离，=5.1m。 l2平均跨度 :(5.033+5.1)/2=5.067m。跨度差 :(5.1-5.033)/5.1=0.01%，可按等跨连续梁

35、计算。2) 荷载计算。' 由板传来的恒荷载设计值:=1.2×3.655 ×4.5=19.737kN/m g' 由板传来的活荷载设计值: =1.4×3×4.5=18.9kN/m q梁自重 :0.25×(0.5 - 0.12)×25=2.375 kN/m梁粉刷抹灰:0.015×2×(0.5 -0.12)17=0.194 kN/m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值 :g=1.2 ×(2.375+0.194)=3.083 kN/m横向支撑梁 L-2 的计算简图如图1-16 所示。3) 内力计算。按弹

36、性理论设计计算梁的支座弯矩时，可按支座弯矩等效的原则，将梯形荷载等效为均布荷载，按附表 1-4 求得，跨中弯矩取脱离体求得，即23'23'=(1-2×0.440+0.440)×19.737=13.776kN/m g,(1,2a ， a)gE23'23'=(1-2×0.440+0.440)×18.9=13.192kN/m q,(1,2a ， a)qE2'2'2i)弯矩计算 :(k 值由附表 1-4-2 查的 ) 。 M,kgl ，kgl ，kqlEE102030平均跨 ( 计算支座弯矩时取用 ):22=3.0

37、83×5.067=79.15kN?m gl02'2gl=13.776×5.067=353.69 kN?m E02'2=13.192×5.067=338.70 kN?m qlE0以表 1-25 中 ?恒荷载作用下的支座剪力和跨中弯矩的求解为例。脱离体杆件，所受荷载及内力如图1-17 所示。求边跨中的弯矩，所取脱离体如图所示。ABM11-18对 A 点取距，得× (2.209 ×2+0.615)=+19.737 ×2.209/2 ×2.209 ×2/3+19.737 ×0.615VMBB×(2.209+0.615/2)+19.737×2.209/2 ×(2.209+0.615+2.209/3)支座弯矩由表 1-25 中已知 :=35.4KN?m.求得 =34.9KN。 MMVBBB由竖向合力等于 0，求的=20.08KN。 VA近似认为跨中最大弯矩在跨中截面