双向板肋梁楼盖课程设计

1、双向板肋梁楼盖课程设计目录一、 设计任务书.(3)（一） 设计题目.(3)（二） 设计资料.(3)（三） 设计内容.(3)二、楼盖的结构平面布置.(3)三、 按弹性理论设计.(4)（1）荷载设计值.(4)（2）计算跨度.(4)（3）弯矩计算.(4)（4）截面设计.(6)（5）斜截面受剪承载力.(7)（6）裂缝宽度验算.(7)（7）绘制施工图.(9)四、按塑性铰线法设计.(9)（1）荷载设计值.(9)（2）计算跨度.(10)（3）弯矩计算.(10)（4）截面设计.(11)（7）绘制施工图.(12)五、支承梁的设计.(12)（1）荷载.,.(12)（2）计算简图.(13)（3）内力计算.(13)（

2、4）截面承载力计算.(14)参考文献.(15) 一、设计任务书说明：该课设所属此次课程设计统一编号55号。（一）设计题目 双向板肋梁楼盖课程设计（二）设计资料某4层框架房屋，采用现浇钢筋混凝土楼盖。现浇钢筋混凝土柱承重，柱截面尺寸400×400。结构柱网平面布置如附图所示。其中2、3、4层楼面建筑标高分别为4.200m、8.400m、12.600m。楼面均布活荷载标准值为6.5 KN/m2。楼面做法：10mm水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；20mm水泥砂浆抹底，60mm焦渣混凝土垫层。顶棚做法：V型轻钢龙骨吊顶（一层石膏板，无保温层）。（0.12KN/m2）隔墙：150mm陶粒空心砌块

3、（56 KN/m2），20mm石灰砂浆双面抹灰。每道处于轴线上的梁均按设置隔墙考虑。材料：混凝土强度等级C35;梁钢筋采用HRB400级钢筋，板采用HPB300级钢筋。环境类别：一类。（三）设计内容（1）确定结构布置方案，包括楼盖结构体系承重方式的确定，梁格布置，梁板截面尺寸的选定。（2）按照选定的结构方案，用手算进行楼板设计，包括荷载计算、内力分析和配筋计算。 （3）按照选定的结构方案，用手算进行梁的设计，包括荷载计算、内力分析和配筋计算（包括正截面和斜截面）。 （4）绘制结构施工图。图纸内容包括： 1、结构平面布置（包括梁、板、柱布置及编号） 2、楼板结构施工详图。 3、梁结构施工详图。主

4、梁要画出内力包络图和抵抗弯矩图，并以此确定钢筋的截断、弯起等布置。 （5）结构设计计算书一份（包括必要的文字说明在内）。 装订顺序：任务书，目录，正文，参考文献，(自选)软件分析结果 （6）课设总结：包括收获、体会、创新点和建议等。二、楼盖的结构平面设置按双向板肋梁楼盖设计，结构平面布置如图，支承梁截面取为200mmx500mm，根据构造要求，双向板板厚不宜小于80mm，由于不做挠度验算，双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足刚度要求，即hl01/40=165mm，取板厚取为170mm。三、按弹性理论设计（一）板的设计（1）荷载设计值 板的永久荷载标准值 10mm水磨石层（20mm水泥砂浆打底）

5、0.65KN/m2 60mm焦渣混凝土垫层 0.06X16.5=0.99 KN/m280mm钢筋混凝土板 0.08X25=2.0 KN/m2吊顶 0.12KN/m2小计 3.76 KN/m2 可变荷载标准值 6.50 KN/m2可变荷载效应起控制作用，则楼面活荷载设计值： q=6.50X1.3=8.45 KN/m2永久荷载设计值： g=3.76X1.2=4.512 KN/m2g+q/2=4.512+4.225=8.737 KN/m2q/2=4.225 KN/m2g+q=4.512+4.225x2=12.962 KN/m2（2）计算跨度内跨：l0= lc (轴线间距离)，边跨：l0= lc +2

6、00/2各区格板具体的计算跨度列于下表。（3）弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定在g+q/2作用下的跨中弯矩和内支座铰支在q/2作用下的跨中弯矩之和。此设计计算时混凝土的泊松比取为0.2；支座最大负弯矩为内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。根据不同的支承情况，整个楼盖可以分为A、B、C、D四种区格板。A区格板：l01/ l02=6600/7800=0.85，周边固支时，由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0246，0.0156，支座弯矩系数分别为-0.0626，-0.0551。周边简支时，由附表7-1查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0506，0.0348。于是m

7、1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506+0.2x0.0348)q l012/2 =0.02772x8.737x6.62+0.05756x4.225x6.62=21.14KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506x0.2+0.0348)q l012/2 =0.02052x8.737x6.62+0.04492x4.225x6.62=16.08KN.mm1= m1=-0.0626 (g+q) l012=-35.35KN.mm2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-31.11KN.mB区格板：

8、l01/l02=0.86，周边固支时，由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0241，0.0158，支座弯矩系数分别为-0.0619，-0.0549。一边固定（长边）三边简支时，由附表7-1查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0425，0.0214。于是m1=(0.0241+0.2x0.0158)( g+q/2) l012+(0.0425+0.2x0.0214)q l012/2 =0.02726x8.737x6.62+0.04678x4.225x6.62=18.98KN.mm2=(0.0241x0.2+0.0158)( g+q/2) l012+(0.0425x0.2+

9、0.0214)q l012/2 =0.02062x8.737x6.62+0.0299x4.225x6.62=13.35KN.mm1= m1=-0.0619 (g+q) l012=-34.95KN.mm2= m2=-0.0549 (g+q) l012=-31.00KN.mC区格板：l01/ l02=0.84，周边固支时，由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0251，0.0155，支座弯矩系数分别为-0.0634，-0.0553。一边固定（短边）三边简支时，由附表7-1查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0346，0.0367。于是m1=(0.0251+0.2x0.01

10、55)( g+q/2) l012+(0.0346+0.2x0.0367)q l012/2 =0.0282x8.737x6.62+0.04194x4.225x6.62=18.45KN.mm2=(0.0251x0.2+0.0155)( g+q/2) l012+(0.0346x0.2+0.0367)q l012/2 =0.02052x8.737x6.62+0.04362x4.225x6.62=15.84KN.mm1= m1=-0.0634 (g+q) l012=-35.80KN.mm2= m2=-0.0553 (g+q) l012=-31.22KN.mD区格板：l01/ l02=0.85，周边固支时

11、，由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0246，0.0156，支座弯矩系数分别为-0.0626，-0.0551。邻边固定、邻边简支时，由附表7-1查得l01、l02跨中弯矩系数分别为0.0328，0.0229。于是m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328+0.2x0.0229)q l012/2 =0.02772x8.737x6.62+0.03738x4.225x6.62=17.43KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328x0.2+0.0229)q l012/2 =0.02

12、052x8.737x6.62+0.02946x4.225x6.62=13.23KN.mm1= m1=-0.0626 (g+q) l012=-35.35KN.mm2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-31.11KN.m各区格板分别算得的弯矩值见下表， 按弹性理论计算的弯矩值 表2-1项目 区格ABCDl01（m）6.66.76.66.7l02（m）7.87.87.97.9l01/ l020.850.860.840.85m1（KN.m）21.1418.9818.4517.43m2（KN.m）16.0813.3515.8413.23m1 （KN.m）-35.35-34.95-35.80

13、-35.35m1 （KN.m）-35.35-34.95-35.80-35.35m2 （KN.m）-31.11-31.00-31.22-31.11m2 （KN.m）-31.11-31.00-31.22-31.11（4）截面设计截面有效高度：一类环境类别板的最小混凝土保护层厚度15mm，假定选用C 10钢筋，则l01方向跨中截面的h01=170-20=150mm，l02方向跨中截面的h02=170-20-10=140mm，支座截面处的h0=150mm。截面设计用的弯矩：因楼盖周边有梁与板整浇，考虑到穹顶作用，使板内弯矩大大减小，以及边区格B、C板的lb/ l0<1.5，故所有区格的跨中弯矩及

14、A-A支座弯矩折减20%。楼盖的角区格板不折减。最小配筋率截面积为：AS,min=max0.45 ft/ fy ,0.2%bh=0.26%x1000x170=442 mm2。截面配筋计算结果及实际配筋列于表2-2。 双向板截面配筋 表2-2截面 项目h0(mm)m(KN.m)AS(mm2)配筋实有AS(mm2)跨中A区格l01方向1500.8x21.14=16.91427.4<442A10170462l02方向1400.8x 16.08=12.86347.2<442A10170462B区格l01方向1500.8x 18.98=15.18382.7<442A10170462l0

15、2方向1400.8x 13.35=10.68287.3<442A10170462C区格l01方向1500.8x 18.45=14.76371.9<442A10170462l02方向1400.8x 15.84=12.67341.9<442A10170462D区格l01方向15021.14537.5>442A10140561l02方向14016.08436.4<442A10170462内支座A-A1500.8x 31.11=24.89636.4>442A10120654A-B1500.8x 35.35=28.28726.7>442A10/12130737A

16、-C1500.8x 31.22=24.98638.8>442A10120654C-D1500.8x 35.80=28.64736.4>442A10/12130737B-B1500.8x 31.00=24.80634.0>442A10120654B-D1500.8x 31.11=24.89636.4>442A10120654边支座B15031.00799.9>442A12140808C15035.80930.6>442A12120942Dl01方向15035.35918.3>442A12120942Dl02方向15031.11802.9>442A1

17、2140808显然，以上实际配筋均满足最小配筋率要求。根据构造要求，当板厚h>150mm时，钢筋间距不宜大于1.5h=255mm，且不宜大于250mm，显然以上配筋均满足。（5）斜截面受剪承载力由于板的厚度较大，需验算斜截面受弯承载力。由混凝土结构设计规范规定：不配箍筋和弯起钢筋的一般板类构件，其斜截面受剪承载力按下式计算：Vu=0.7hftbh0=0.7x(800/800)0.25x1.57x1000x150x10-3=164.85KN> Vmax= 1/2(g+q)bl01=42.77KN，即斜截面受弯承载力满足要求。（6）裂缝宽度验算由表2-2可得：在短跨方向上，A、B、C各

18、区板的配筋相同，且A区格板上的跨中弯矩最大，若在短跨方向上A区格板跨中满足最大裂缝宽度要求，则所有的区格板在短跨方向上均满足要求；在长跨方向上，各区板的配筋相同，且A区格板上的跨中弯矩最大，若在长跨方向上A区格板跨中满足最大裂缝宽度要求，则所有的区格板在长跨方向上均满足要求；D区格板双向均验算裂缝宽度。支座A-A、A-B、A-C、C-D、B-B、B-D的配筋相同，且A-B支座弯矩最大，若支座A-B满足最大裂缝宽度要求，则其它支座也满足要求。边支座B、C、D的配筋相同，且C的支座弯矩最大，若支座C满足最大裂缝宽度要求，则B、D也满足要求。 根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）附录D

19、中表D.0.1-1所示，准永久值系数应取，按准永久组合计算， 板的永久荷载标准值 3.76 KN/m2板的可变荷载标准值 6.50 KN/m2g+q/2=3.76+0.85x6.5/2=6.52 KN/m2q/2=0.85x6.5/2= 2.76KN/m2g+q=3.76+0.85x6.5=9.285 KN/m2区格板弯矩准永久值：A区格板：m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506+0.2x0.0348)q l012/2=0.02772x6.52x6.62+0.05756x2.76x6.62=14.79KN.mm2=(0.0246x0.2+0.01

20、56)( g+q/2) l012+(0.0506x0.2+0.0348)q l012/2 =0.02052x6.52x6.62+0.04492x2.76x6.62=11.23KN.m m2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-22.29KN.mB区格板：m2= m2=-0.0549 (g+q) l012=-22.20KN.m C区格板： m1= m1=-0.0634 (g+q) l012=-25.64KN.m D区格板：m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328+0.2x0.0229)q l012/2 =0.02772x6.52x6.62

21、+0.03738x 2.76x6.62=12.37KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328x0.2+0.0229)q l012/2 =0.02052x6.52x6.62+0.02946x 2.76x6.62=9.37KN.m 板的裂缝宽度验算 表2-3板的验算位置A的l01方向A的l02方向D的l01方向D的l02方向支座A-B边支座C14.79x0.8=11.8311.23x0.8=8.9812.379.3722.29x0.8=17.8325.64462462561462737942100010001000100010001000h0(m

22、m)150140150140150150sq(MPa）196.22159.58168.97166.51 185.38223.47te0.0150.0150.0180.0150.0230.0310.6030.5180.6250.542 0.7700.8961010101011120.12<0.40.08<0.40.09<0.40.09 <0.40.12<0.40.15<0.4其中sq=Mq/( Ash0)；te= As /Ate,若te<0.01,则取te =0.01；=1.1-0.65ftk/(tesq)且0.2<<1.0；max=crsq

23、(1.9cs+0.08deq/te)/Es。（7）绘制施工图板配筋采用分离式，由于q/g=8.45/4.5=1.88<3，则板面配筋从支座边伸出长度为a=ln/4=7800/4=1950mm取a=2000mm。端支座伸出长度为l0/7=1114mm，统一取为1100mm。双向板楼盖的配筋图见图1。图1 双向弹性设计板配筋图四、按塑性铰线法设计（1）荷载设计值 g+q=12.962KN/m2（2）计算跨度内跨：l0= lc-b(b为梁宽)，边跨：l0= lc -b/2各区格板的计算跨度值列于下表1， 按塑性铰线法计算的正截面受弯承载力设计值 表2-4区格 项目ABCDl01（m）6.46.

24、56.46.5l02（m）7.6 7.67.77.7M1u 6.00 m15.97 m16.10 m16.07 m1M2u3.40 m13.57 m13.32 m13.47 m1M1u -15.20 m1-15.20 m1-15.40 m1-15.40 m1M1u-15.20 m1-15.20 m1-15.40 m1-15.40 m1M2u -9.08 m1-9.51 m1-8.84 m-9.26 m1M2u-9.08 m1-9.51 m1-8.84 m1-9.26 m1m1u10.7710.8610.9811.07m2u7.647.947.587.89m1u-21.54-21.72-21.9

25、6-22.14m1u-21.54-21.72-21.96-22.14m2u-15.28-15.88-15.16-15.78m2u-15.28-15.88-15.16-15.78（3）弯矩计算截面有效高度：一类环境类别板的最小混凝土保护层厚度15mm，选用C 10钢筋，则l01方向跨中截面的有效高度h01=150mm，l02方向跨中截面的有效高度h02=140mm，支座截面处的h0=150mm。因楼盖周边有梁与板整浇，考虑到穹顶作用，使板内弯矩大大小，以及边区格B、C板的lb/ l0<1.5，故所有区格的跨中弯矩及A-A支座弯矩折减20%。楼盖的角区格板不折减。最小配筋率截面积为：AS,m

26、in=max0.45 ft/ fy ,0.2%bh=0.26%x1000x170=442 mm2。假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值；跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起；取m2u =m1u；取，n= l02/ l01，=1/n2然后可得：A区格板：M1u= m1u (n-1/4) l01= m1u (7.6/6.4-1/4)x6.4=6m1uM1u=3m1ul01/4=0.75x (6.4/7.6)2x(7.6/6.4)x6.4 m1u=3.40m1uM1u= M1u=-2 m1u(l02/ l01) l01=-2 m1ux7.6=-15.2m1uM2

27、u= M2u=-2 m1u(l01/ l02)2 l01=-2 m1ux(6.4/7.6)2x6.4=-9.08m1u则m1u=p l01 (n-1/3)/82n+2+(n-1/4)+3/4= 10.77KN.mm2u=m1u=(6.4/7.6)2x10.77=7.64KN.mm1u= m1u=-2x10.77=-21.54KN.mm2u= m2u=-2x7.64=-15.28KN.m同理可求得B、C、D区格板的弯矩。所有结果列于上表中。（4）截面设计令m1= m1u；m2= m2u；m1= m1u；m1= m1u；m2= m2u；m2= m2u。各区格板的截面配筋计算列于表11-12。 按塑

28、性理论设计的截面配筋 表2-5截面 项目 h0/mmm(KN.m)AS(mm2)配筋实配AS(mm2)跨中A区格l01方向1500.8x10.77=8.62215.3A10170462l02方向1400.8x7.64=6.11163.2A10170462B区格l01方向1500.8x10.86=8.69217.1A10170462l02方向1400.8x7.94=6.35169.7A10170462C区格l01方向1500.8x0.98=8.78219.4A10170462l02方向1400.8x7.58=6.06161.8A10170462D区格l01方向15011.07277.5A1017

29、0462l02方向1407.89211.3A10170462内支座A-A150-0.8x15.28=-12.22306.8A10170462A-B150-0.8x21.72=-17.38439.5A10170462A-C150-0.8x15.28=-12.22306.8A10170462C-D150-0.8x22.14=-17.71448.1A10170462B-B150-0.8x15.88=-12.70319.1A10170462B-D150-0.8x15.88=-12.70319.1A10170462边支座B150-15.88400.8A10170462C150-21.96559.1A10

30、140561Dl01方向150-22.14563.8A10140561Dl02方向150-15.78398.2A10170462显然，以上实际配筋均满足最小配筋率要求。根据构造要求，当板厚h>150mm时，钢筋间距不宜大于1.5h=255mm，且不宜大于250mm，显然以上配筋均满足。同理可得按塑性铰线法配筋的板的斜截面受剪承载力和裂缝跨度验算满足要求。（5）施工图板配筋构造同板的弹性设计法。双向板楼盖的配筋图见图2。图2 板塑性设计配筋图五、支承梁的设计按弹性理论设计。梁的截面尺寸取为250mmx650mm。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呈梯形分布，短边支承梁上荷

31、载呈三角形分布。支承梁自重及抹灰荷载为均匀分布。双向板支承梁承受的荷载如图所示：选取横向支承梁计算。（1）荷载设计值梁自重 1.2x25x0.25x(0.65-0.17)=3.6KN/m 梁侧抹灰 2x1.2x17x0.02x(0.65-0.17)=0.39KN/m 梁传来的均布荷载 g1=3.6+0.39=3.99KN/m 板传来的恒载 g2=4.512x6.6=29.78KN/m 板传来的活载 q=8.45x6.6=55.77KN/m（2）计算跨度 由于两端与柱整体连接，计算长度取其净跨ln。 边跨ln=6.7m；跨中ln=6.6m。跨度差(6.7-6.6)/6.6=1.5%<10%

32、，故可按等跨连续梁计算。（3）内力计算计算简图：跨中和支座截面最大弯矩和剪力按下列公式计算： 弯矩计算 表2-6序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨内内力组合256.76-174.9431.5986.52-174.94157.92211.7-276.97123.9244.24-201.6631.59剪力计算 表2-7序号计算简图端支座中间支座最不利组合160.9-238106.7890.65-144.58200.19145.2-253.69219.63156.79-242.11126.21（4）截面支承梁计算支承梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度bf=l0/3=6600/3=2200mm，bf=b+sn=200+