钢筋溷凝土双向肋梁楼盖设计

1、1.设计任务书1.1 设计目的（1）了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容；（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）了解内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。1.2 设计资料（1）结构形式某教学楼，楼盖平面为矩形，二层楼面建筑标高为3.6m，为多层砖混结构，采用整体式钢筋混凝土双向板肋梁楼盖，钢筋混凝土柱的截面尺寸为400mm×400mm。结构平面布置如图11所示。外墙厚370mm。图1-1 结构平面布置图（2）楼面构造做法30mm厚水磨石地面（12mm厚面层，18mm厚水泥砂浆打底），板底有15mm厚

2、石灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。（3）荷载永久荷载：包括梁、楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为25kN/m3，水泥砂浆容重20 kN/m3，石灰砂浆容重17 kN/m3，水磨石容重0.65 kN/m2，粉煤灰空心砌块容重为8kN/m3。分项系数（当对结构有利时）。可变荷载：楼面均布活荷载标准值10 kN/m2，分项系数。(4）材料混凝土：C30钢筋：板 HPB235级梁：主筋HRB335级，箍筋HPB235级1.3设计内容(1)双向板肋梁楼盖结构布置(2)板、梁的设计1)现浇板的设计根据楼面荷载，按弹性理论计算板的内力，进行板的正截面承载力计算，并进行板的钢筋配置。2)支承梁的设计计算梁的内

3、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)绘制结构施工图绘制板的配筋图及梁的配筋详图及其抵抗弯矩图，并作钢筋明细表，最后完成结构施工图一张。1.4基本要求（1）完成结构计算书一份。包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。（2）图纸。盖施工图一张，包括结构平面布置图、板的配筋图、支承梁的配筋图楼。采用1号图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。1.5小组分工2.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，

4、支承梁长边的跨度为。根据图11所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图2-1所示。图2-1 双向板肋梁楼盖结构平面布置图板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于,且双向板的厚度不宜小于，故取板厚为。支承梁截面尺寸：根据经验，支承梁的截面高度，长垮梁截面高度为故取；截面宽度故取；短跨梁截面高度为故取；界面宽度故取。3.双向板设计计算3.1荷载计算120mm厚钢筋混凝土楼板 18mm厚水泥砂浆面层找平 15mm厚石灰砂浆底面粉刷 12mm水磨石 恒荷载标准值 活荷载标准值 3.2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比值,以防误差过大。 当要求各区格跨中

5、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作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时作用下的跨中弯矩之和。 支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时作用下的支座弯矩。所有区格板按其位置与尺寸分为A，B，C，D四类，计算弯矩时，考虑钢筋混凝土的泊松比为0.2.(1)A区格板计算1)计算跨度2)跨中弯矩3)支座弯矩b支座a支座 4）配筋计算截面有效高度：由于是双向配筋，两个方向的有效截面高度不同。考虑到短跨方向比长垮方向的大，故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长垮方向的外侧。因此： 跨中截面支座截面 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

6、小，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8，近似取为0.95。跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235.支座配筋建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，取绝对值的较大值做为该支座的最大负弯矩。(2)B区板计算1) 计算跨度2)跨中弯矩3）支座弯矩b支座 a支座 4）配筋计算跨中截面（长跨方向）（短跨方向）支座截面跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235.支座截面配筋计算：钢筋选用HRB335b支座：取较大弯矩值为25.078c支座配筋见D区格板计算。(3)C区格板计算1) 计算跨度2) 跨中弯矩3）支座弯矩d 支座a支座 4）配筋计算跨中截面（长跨方向）（短跨方向）近似

7、取跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235支座截面配筋计算：钢筋选用HRB335a支座:取较大弯矩值为。d支座配筋见板D计算。(4)D区格板计算1）计算跨度（同B区格板）（同C区格板）2）跨中弯矩 3）支座弯矩d支座c支座4）配筋计算跨中截面（长跨方向）（短跨方向）近似取跨中正弯矩配筋计算：选用HPB235钢筋。支座截面配筋计算：钢筋选用HRB335.c支座:取较大弯矩值为d支座:取较大弯矩值为（5）选配钢筋 表3-1 跨中截面钢筋表截面A区格板跨中B区格板跨中C区格板跨中D区格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向计算钢筋 面积/45360163075763076463683

8、6选用钢筋101601012010120101001012010100101201090实际配筋 面积/491654654785654785654872截面a支座b支座c支座 d支座计算钢筋面积/1249125713551469选用钢筋14120141201411014/16120实际配筋面积/1283128313991480表3-2 支座截面配筋表图3-1 按弹性理论设计板的结构配筋图4.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图4-1所示。图4-1双向板支承梁承受的荷载计算梁的内力，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。4.1横向支承梁L-1设计(1

9、)跨度计算边跨：取小值。中跨：取支乘中心线间的距离，平均跨度：,跨度差：，可按等跨连续梁计算。(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：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值：。横向支承梁的计算图如图所示。图4-2 横向支撑梁L-1计算简图(3)内力计算1)弯矩计算：(k值由附表查得)。边跨：中跨：平均跨(计算支座弯矩时用):横梁弯矩计算如表4-1所示表4-1横向支撑梁L-1弯矩计算项次荷载简图恒荷载g恒荷载活荷载活荷载-22.18活荷载活荷载-37.21内力组合+150.82-109.42-23.72-109.42+32.23-109.4295.75

10、-109.42+125.3-169.5375.53-95.11+143.73-125.17-16.57-79.37最不利内力组合项次+组合值/32.23-169.53-23.72-109.42组合项次+组合值/150.82-109.4295.75-79.372)剪力计算：(k值由附表查得)。边跨：中跨：平均跨（计算支座弯矩时取用）：横向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示。表4-2横向支撑梁L-1剪力计算项次荷载简图恒荷载g恒荷载活荷载活荷载活荷载活荷载内力组合91.42-129.9548.4344-67.19111.7980.83-140.47124.9688.65-132.6861.61组合

11、项次组合值44-140.4748.43组合项次组合值91.42-67.19124.96（4）正截面承载力计算1）确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取较小值。边跨：取较小值。中间跨：取较小值。支座截面仍按矩形截面计算。2)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高度。此处，取（跨中），（支座）属于第一类T形截面。3）正截

12、面承载力结算。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，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。受力钢筋选用级，箍筋选用级。根据混凝土设计规范（）第条的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为和中的较大值，即。下表4-3中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。表4-3横向支撑梁L-1正截面受弯承载力计算截面边跨中支座中间跨中150.82-169.5395.75-23.72-150.82-144.5495.75-23.720.0190.1300.

13、0120.0030.9900.930.9940.998906.81015.8594.6146.7选用钢筋320322220216实际配筋面积（）9411140628402配筋率0.52%0.63%0.35%0.22%（5）斜截面受剪承载力结算横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表4-4。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第10.2.10条的规定，该梁中箍筋最大间距为240mm。表4-4横向支撑梁L-1斜截面受剪承载力计算截面A支座B支座左B支座右124.96,满足截面要求箍筋直径和肢数HRB235，8200，双肢按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175配筋率配

14、筋图见附图4-6。4.2纵向支承梁L-2设计(1)计算跨度边跨：取小值。中跨：取支乘中心线间的距离。平均跨度：(6.263+6.3)/2=6.282m。跨度差：，可按等跨连续梁计算。(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：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值：。纵向支承梁的计算图如图所示。图4-3 纵向支撑梁L-2计算简图(3)内力计算 1）弯矩计算：（k值由附表1-4-2查得）。平均跨（计算支座弯矩时取用）：以表4-5中恒荷载作用下的支座剪力和跨中弯矩的求解为例。取脱离体AB杆件，所受荷载及内力如图4-4所示。求边跨中的弯矩，所取脱离体如图4

15、-5所示图4-4 AB杆件脱离体图4-5求边跨中弯矩时所取的脱离体对A点取矩，得支座弯矩由表1-25中已知，求得，再由竖向合力等于零，求得。近似认为跨中最大弯矩在跨中截面位置，对1点取矩得算得其他的跨中弯矩同理求得，如表4-5所示。表4-5纵向支撑梁L-2弯矩计算项次荷载简图恒荷载恒荷载49.040.149.2活荷载136.8-44.2活荷载-15.9116.2活荷载107.294.2活荷载129.3-37.2内力组合+201.9113.5-9.1113.5+49.2113.5151.3113,5+172.3172.7129.398.5+194.4-128.5-2.184.3最不利内力组合项次

16、+组合值/49.2-172.7-9.1-113.5组合项次+组合值/201.9-113.5151.3-84.3 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。2）剪力计算：边跨：中跨：表4-6纵向支承梁L-2剪力计算项次荷载简图恒荷载恒荷载30.0-55.242.7活荷载69.4-83.50活荷载5.1-5.176.7活荷载60.093.088.5活荷载67.085.97.0内力组合112.2-157.958.847.9-79. 5135.5102.8-167.4147.3109.8-160.365.8组合项次组合值47.9-167.458.8组合项次组合值112.2-

17、79.5147.3(4)正截面承载力计算1)确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取较小值。边跨：取较小值。中间跨：取较小值。支座截面仍按矩形截面计算2)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高度。属于第一类T形截面。3)正截面承载力结算。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

18、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，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HRB335级，箍筋选用HPB235级。根据混凝土设计规范（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%和中的较大值，即0.2%。下表4-7中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。表4-7纵向支撑梁L-2正截面受弯承载力计算截面边跨中B支座中间跨中201.9-172.7151.3-9.1-201.9-143.2151.3-9.10.0180.0900.0150.0010.9910.9550.9930.99951113.3819.4832.649.8选用钢筋322320320216实际配筋面积（）1140942942402配筋率0.58%0.48%0.48%0.21%(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。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第10.2.10条的规定，该梁中箍筋最大间距为240mm。表4-8横向支撑梁L-2斜截面受剪承载力计算截面A支座B支座左B支座右111.61167.4147.3,满足截面要求,按配