混凝土结构课程设计双向板设计

塔里木大学混凝土结构课程设计塔里木大学混凝土结构课程设计工程概况根据初步设计成成果，提出设设计资料及数数据如下：（1）、墙体厚厚度370mm，结构横向向长L1＝42m，结构纵向向长L2＝18m。楼梯位于于该层平面的的外部，本设设计不予考虑虑。楼盖采用用装配式双向板板肋形结构；；（2）、该建筑筑位于非地震震区；（3）、建筑物物安全级别为为二级；（4）、结构环环境类别二类类；（5）、建筑材材料等级：混混凝土强度等等级：混凝土土C20；钢筋：板中中钢筋、梁中中箍筋、构造造钢筋HPB2335级，梁中受受力筋HRB3335级；（6）、荷载：：钢筋混凝土土重力密度为为25kN／m3，楼面面层层为水磨石(25mm厚水泥砂浆浆，自重为20kN／m2)；梁板天花花为混合砂浆浆抹灰(15mm，重力密度度为17kN／m3)，楼面活荷荷载标准值6kN／m2；永久荷载载分项系数1.2，可变荷载载分项系数1.3。（7）、结构平平面布置及初初估尺寸：板板的支承长度度为120mm，梁的支承承长度为240mm。柱：b×h＝400mmm×400mmm，柱子的高高度为4m；（如图1）（8）、使用要要求：梁、板板允许挠度、最最大裂缝宽度度允许值见混混凝土结构学学课本附录；；（9）、地基承承载力为250KNN/m2；（10）、采用用的规范：混混凝土结构设设计规范(GB500010-22010)，建筑结构构荷载规范(GB50009—2001)。图1梁板结构构平面布置由图1可知，支支承梁纵向布布置，跨度为为7000mmm，支承梁横横向布置，跨跨度为6000mmm。板按弹性性性理论方法计计算，板的长长边与短边之之比小于2故为双向板板梁楼盖。2板的计算（1）确定板板厚h和梁截面计算构件板的厚厚度=（为双向板的的短向计算跨跨度）且故取取。纵向梁的的梁高=（为横向梁的的间距）梁的的宽高比为2，则纵向梁梁的尺寸。横向梁的梁高==（为纵向梁的的间距）梁的的宽高比为2，则横向梁梁的尺寸。（2）荷载计计算25mm水泥砂砂浆面层0..025×25=0.5kN/m2150mm钢筋筋混凝土板00.15×25=3.75kN/m215mm混合砂砂浆抹灰0.0155×17=00.26kN/m2恒载标准值4.511kN/m2永久荷载设计值值g=1.2××4.51==5.4kNN/m2可变荷载设计值值q=1.3××6.0=77.8kN/m2合计13.2kkN/m2（3）板的承载载力计算在求各区格板跨跨内正弯矩时时按恒荷载均均布及活荷载载棋盘式布置置计算，取荷荷载：kN/m2kN/m2在作用下，各内内支座均可视视作固定支座座，边支座按按实际情况确确定，如果搭搭接在墙上的的视为简支，搭搭接在梁上的的视为固定。某某些区格板跨跨内最大正弯弯矩不在板的的中心点处，在在作用下，各各区格板四边边均可视为简简支跨内最大大正弯矩在中中心点处，计计算时，可近近似取二者之之和作为跨内内最大正弯矩矩。在求各支座最大大负弯矩（绝绝对值）时，按按恒荷载及活活荷载均满布布各区格板计计算，取荷载载：kN/m2按《混凝土结构构设计》（第第三版）沈蒲蒲生主编附录录8进行内力计计算，计算简简图及计算表表格见表2。角区格板A计算算跨度(a是梁、板板在墙上的支支承长度，b是梁、板的的中间支座宽宽度，h是板的厚度度，是梁、板板的净跨度)故，故。边区格板B计算算跨度故，(是支座中心线线的距离)故。边区格板C计算算跨度故，故。边区格板D计算算跨度故，故。表2双向板弯矩矩计算区格AB跨内计算简图++mx（0.031558×9.33+0.04496×3..9）×5.9442=17.22kN·m/m（0.02555×9.3++0.05006×3.99）×5.9442=15.33kN·m/mmy（0.021668×9.33+0.03349×3..9×5.9942=11.99kN·m/m（0.02255×9.3++0.03448×3.99）×5.9442=12.11kN·m/mmx(u)17.2+0..2×11..9=19..6kN·m/m215.3+0..2×12..1=17..7kN·m/mmy(u)11.9+0..2×17..2=15..3kN·m/m12.1+0..2×15..3=15..2kN·m/m支座计算简图mx10.0818××13.2××5.9422=38kN··m/m0.0711××13.2××5.9422=33kN/m2my10.073×113.2×55.942=34kN··m/m0.0683××13.2××5.9422=31.88kN·m/m区格CD跨内计算简图++mx（0.02855×9.3++0.04996×3.99）×62=16.55kN/m2（0.04966×9.3++0.04996×3.99）×62=17.22kN/m2my（0.01422×9.3++0.03449×3.99）×62=9.5kNN·m/m（0.03499×9.3++0.03449×3.99）×62=16.66kN·m/mmx(u)16.5+0..2×9.55=18.44kN·m/m23.5+0..2×16..6=26..8kN·m/mmy(u)9.5+0.22×16.55=12.88kN·m/m16.6+0..2×23..5=23..3kN·m/m支座计算简图mx10.0678××13.2××62=32.66kN/m20.0618××13.2××62=kN·m//mmy10.0566××13.2××62=26.99kN/m20.0549××13.2××62=26kNN·m/m支座处的弯矩A—B支座kN·m//mA—C支座kN·m//mC—D支座kkN·m/mB—D支座kkN·m/m各跨内、支座弯弯矩已求得（考考虑D区格板四周周与梁整体连连结，乘以折折减系数0.8。边区格板板的跨内截面面及第一支座座截面：时，减减小20%；时，减小10%。是沿板边缘缘方向的计算算跨度，是垂垂直于边缘方方向的计算跨跨度），即可可近似按算出出相应的钢筋筋截面面积，取取跨内及支座座截面，，具体计算算如下表3，表4。表3双向板板跨中弯矩配配筋截面m/(kN･mm)h0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mmm2跨中A区格lox方向19.58125785Ф12@11001028loy方向15.3115661Ф10@1100714B区格lox方向17.7125710Ф10@1100714loy方向15.2×0..8115530Ф10@1100714C区格lox方向18.4×0..8125590Ф10@1100714loy方向12.8×0..8115446Ф10@1100714D区格lox方向27.8×0..8125890Ф12@11001028loy方向21.3×0..8115743Ф10@1100714表4双向板支支座配筋截面m/(kN･mm)h0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mmm2支座A-B32.9×0..81151147Ф14@11001399B-B31.81151386Ф14@11001399C-D25.3×0..8115882Ф12@11001028D-D26×0.8115906Ф12@11001028A-C35.3×0..81251132Ф14@11001399B-D31×0.8125994Ф12@110010283支承梁的计算算长边方向梁的尺尺寸取300mmm×600mmm，短边方向向梁的尺寸取取250mmm×500mmm，柱的尺寸寸为400mmm×400mmm。双向板传传给支承梁的的荷载分布为为:双向板长边边支承梁上荷荷载承梯形分分布，短边支支承梁上荷载载呈三角形分分布。支承梁梁结构自重及及抹灰荷载为为均匀分布。如如图2所示。图2双向板支承承梁计算简图图3.1长边支承承梁计算（1）荷载计算算梁自重1..2×25××0.3×（0.6-00.15）=4.055kN/m梁侧抹灰2×1.2×17×0.0155×(0.6-00.15)==0.28kkN/m梁传来的均布荷荷载g1=4.055+0.288=4.333kN/m板传来的恒载（梯梯形荷载）g=5.44×6=322.4kN//m板传来的活荷载载（梯形荷载载）q=7.88×6=466.8kN//m（2）计算跨度度梁端部搁置在墙墙上，其支撑撑长度为240mm，柱的截面面尺寸为400mmm×400mmmm。计算跨度度如下。边跨：则=6.88mm。中间跨，则取取=6.933m。跨度差则可以以按等跨连续续梁计算。计算简图如3所所示。a)b)图3梁的尺寸和和计算简图a)梁的尺寸；；b）计算简图图（3）弯矩及剪剪力计算按弹性理论计算算支承梁时，为为方便计算，将将支承梁上的的梯形或三角角形荷载根据据支座截面弯弯矩相等的原原则等换为等等效均布荷载载。连续梁在在等效均布荷荷载作用下，按按结构力学的的一般方法求求得支座弯矩矩值；各跨的的跨内弯矩和和支座处的剪剪力值应按梁梁上原有荷载载形式进行计计算。等效后的弯矩图图图4梯形荷载载转换等效荷荷载图等效的恒载设计计值：kNN/m等效的活载设计计值：kNN/m支座截面最大弯弯矩按下列公公式计算：其中对于端支座座=6.888m，中间支支座=6.993m。K为等跨截面面连续梁在常常用荷载作用用下内力系数数，查《混凝凝土结构设计计》（第三版版）沈蒲生主主编附录7。见下表5。表5支承梁支座座弯矩计算序号计算简图支座(kN·mm)K/MBK/MCeq\o\ac(○,1)-0.105-134.2-0.079-102.4eq\o\ac(○,2)-0.119-184.533-0.022-34.6eq\o\ac(○,3)-0.035-54.3-0.111-174.6最不利荷载组合合eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,3)-188.5-277eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,2)-318.7-137各跨中弯矩和支支座的剪力按按梁上原有荷荷载用结构求求解器求。边跨荷载b)图5边跨上承承受的荷载a）板传来的荷荷载;b)梁的自重边跨采用结构求求解器求得弯弯矩图（kN·m）、剪力图图（kN）如下图6及图7所示。a)b)图6边跨跨中中弯矩图a）板传来的荷荷载的弯矩；；b)梁的产生的的弯矩两者之和M=1199.577+12.886=2111.89kkN·ma)b)图7边跨支座座剪力图a）板传来的荷荷载的剪力；；b)梁的产生的的剪力两者之和V左==105.779+11..17=1115.8kkNV右=-2011.51-118.62==-218..19kNN中间跨荷载a）b)图8中间跨荷荷载a）板传来的荷荷载;b)梁的自重中间跨采用结构构求解器求得得弯矩图（kN·m）、剪力图图（kN）如下图9及图10所示。a)b)图9中间跨跨中中弯矩图a）板传来的荷荷载的弯矩；；b)梁的产生的的弯矩两者之和M=1132.777+8.666=140..53kNN·ma)b)图10中间跨跨支座剪力图图a）板传来的荷荷载的剪力；；b)梁的产生的的剪力两者之和V左==155.663+15==169.006kNV右右=-2555.63-115=-1669.06kN（4）梁的承载载力计算中间梁跨内截面面按T形截面计算算，其翼缘计计算宽度为边跨中间跨环境类别一类单单排布筋取则则。翼缘厚判别T形截面类类型边跨中跨均属于第一类TT形截面支座截面按矩形形截面计算，支支座与跨中均均按一排钢筋筋考虑，取==565mmm连续支承梁正截截面及斜截面面计算分见下下表6及表7。表6连续支承承梁正截面承承载力计算截面边跨跨内离端第二支座中间跨内中间支座M（kN·m）211.89-318.7140.53-2770.030.340.020.370.030.430.020.37/mm2124223328352006选配钢筋3Ф254Ф282Ф254Ф25实配钢筋面积//mm2147324639821964表7连续支承承梁斜截面计计算截面端支座内侧离端第二支外侧侧离端第二支内侧侧中间支座V/kN115.8218.19169.06169.06406800>>V406800>>V406800>>V406800>>V130500>>V130500<<V130500<<V130500<<V选用箍筋2Ф102Ф102Ф102Ф10157157157157构造配筋265600600实配箍筋间距ss200200200200边梁跨内截面按按倒L形截面计算算，其翼缘计计算宽度为边跨中间跨环境类别一类单单排布筋取则则。翼缘厚判别L形截面类类型边跨中跨均属于第一类LL形截面支座截面按矩形形截面计算，支支座与跨中均均按一排钢筋筋考虑，取==565mmm求边梁的弯矩时时因为板只有有一半荷载传传递到梁上，故故其弯矩和剪剪力等于中间间梁板传递弯弯矩、剪力的的一半与梁自自重产生弯矩矩、剪力的之之和。连续支承梁（边边梁）正截面面及斜截面计计算分见下表表8及表9。表8连续支承承边梁正截面面承载力计算算截面边跨跨内离端第二支座中间跨内中间支座M（kN·m）112.36-17073.14-146.70.0320.180.020.160.0320.200.020.17/mm26651084417922选配钢筋2Ф223Ф222Ф223Ф22实配钢筋面积//mm276011407601140表9连续支承承边梁斜截面面计算截面端支座内侧离端第二支外侧侧离端第二支内侧侧中间支座V/kN62.91117.4391.2591.25406800>>V406800>>V406800>>V406800>>V130500>>V130500>>V130500>>V130500>>V选用箍筋2Ф102Ф102Ф102Ф10157157157157构造配筋构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距ss2002002002003.2短边支承承梁计算(1)荷载计算算梁自重11.2×25×0.25×（0.5-00.15）=3.4kkN/m梁侧抹灰2×1.2×17×0.0155×(0.5-00.15)==0.21kkN/m梁传来的均布荷荷载g22=3.4++0.21==3.61kkN/m板传来的恒载（三三角形荷载）g=5..4kN/mm2×6m=332.4kNN/m板传来的活荷载载（三角形荷荷载）q=7.88kN/m2×6m=446.8kkN/m(2)计算跨度度梁端部搁置在墙墙上，其支撑撑长度为240mm，柱的截面面尺寸为400mmm×400mmmm。计算跨度度计算如下。边跨:故=5.88mm。中间跨，则取取=5.888m。梁的有关尺寸及及支承情况如如图11。a)b)图11梁的尺尺寸和计算简简图a）梁的尺寸；；b）计算简图图（3）梁的承载载力计算将支承梁上的三三角形荷载根根据支座截面面弯矩相等的的原则换算为为等效均布荷荷载，如图12。图12三角形形荷载的等效效等效的恒载设计计值：kNN/m等效的活载设计计值：kNN/m支座截面最大弯弯矩按下列公公式计算：其中对于端支座座=5.888m，中间支座座=5.888m。K为等跨截面面连续梁在常常用荷载作用用下内力系数数，查《混凝凝土结构设计计》（第三版版）沈蒲生主主编附录7。见下表10。表10支承梁梁支座弯矩计计算序号计算简图中间支座(kNN·m)K/Meq\o\ac(○,1)-0.1-82.5eq\o\ac(○,2)-0.117-118.322最不利荷载组合合eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,,2)-200.8各跨中弯矩和支支座的剪力按按梁上原有荷荷载用结构求求解器求。边跨求得弯矩MM=129..84+8..74=1338.58kkN·m剪力V左=800.04+77.96=888kNV右右=-1522.81-113.27==-166..08kNN中间跨跨求得弯弯矩M=88..57+5..2=90..77kN··m剪力V左=1116.42++10.611=127..03kNNV右=-1166.42-110.61==-127..03kNN（4）截面支承承梁计算中间梁跨内截面面按T形截面计算算，其翼缘计计算宽度为环境类别一类单单排布筋取则则。翼缘厚判别T形截面类类型属于第一类T形形截面支座截面按矩形形截面计算，支支座与跨中均均按一排钢筋筋考虑，取==565mmm连续支承梁正截截面及斜截面面计算分见下下表11及表12。表11连续支支承梁正截面面承载力计算算截面边跨跨内离端第二支座中间跨内M（kN·m）138.58-200.890.770.0230.260.0150.0230.310.015/mm28151401531选配钢筋2Ф282Ф25+2ФФ202Ф20实配钢筋面积//mm212301610628表12连续支支承梁斜截面面计算截面端支座内侧离端第二支外侧侧离端第二支内侧侧V/kN88166.08127.03339000>>V339000>>V339000>>V108700>>V108700<<V108700<<V选用箍筋2Ф102Ф102Ф10157157157构造配筋4051270实配箍筋间距ss200200200边梁跨内截面按按倒L形截面计算算，其翼缘计计算宽度为环境类别一类单单排布筋取则则。翼缘厚判别L形截面类类型属于第一类L形形截面支座截面按矩形形截面计算，支支座与跨中均均按一排钢筋筋考虑，取==565mmm求边梁的弯矩时时因为板只有有一半荷载传传递到梁上，故故其弯矩和剪剪力等于中间间梁板传递弯弯矩、剪力的的一半与梁自自重产生弯矩矩、剪力的之之和。连续支承梁（边边梁）正截面面及斜截面计计算分见下表表13及表14。表13连续支支承边梁正截截面承载力计计算截面边跨跨内离端第二支座中间跨内M（kN·m）73.66-105.947.990.0240.1380.0160.0240.1490.016/mm2425673283选配钢筋2Ф182Ф202Ф16实配钢筋面积//mm2509628402表14连续支支承边梁斜截截面计算截面端支座内侧离端第二支外侧侧离端第二支内侧侧V/kN47.9889.6768.82339000>>V339000>>V339000>>V108700>>V108700>>V108700>>V选用箍筋2Ф102Ф102Ф10157157157构造配筋构造配筋构造配筋实配箍筋间距ss2002002004柱的计算中柱的荷载计算算：长边梁的传递递荷载设计值值：(32..4+46..8)×6..93×0..5+4.333×6.993=3044.4kNN短边梁的传递递荷载设计值值：(32..4+46..8)×5..88×0..5+3.661×5.888=2355.5kN柱的自重：4××0.4×00.4×255=16kkN柱的抹灰：4××0.0155×0.4××4×17==1.6kkNN1=5577.5kNN长边边柱荷载计计算：长边梁的传递荷荷载设计值：：(32.44+46.88)×6.993×0.55×0.5++4.33××6.93==167kkN短边梁的传递递荷载设计值值：(32.4++46.8))×5.888×0.5××0.5+33.61×55.88×00.5=1227kN柱的自重：4×0..4×0.44×25=116kN柱的抹灰：4×0.0015×0..4×4×117=1.66kNN2=311..6kN短边边柱荷载计计算：长边梁的传递荷荷载设计值:(32..4+46..8)×（3+0.993）×0.5++4.33××6.93××0.5=1170.6kN短边梁的传递荷荷载设计值：：((32.4++46.8))×5.888×0.5××0.5+33.61×55.88=1137.6kN柱的自重：4×0..4×0.44×25=116kN柱的抹灰：4×0.0015×0..4×4×117=1.66kNN3=325..8kN柱结构的计算：：柱的计算高高度为4m，截面尺寸寸为b×h==400mmm×400mmm，受力钢钢筋采用HRB3335级钢筋，柱柱中箍筋采用用HPB2335级钢筋，混凝凝土强度等级级为，环境类类别为二a环境，则。中柱：，由公公式：可计算算得：由计算可得：柱柱混凝土自身身可抵抗其轴轴力，则可按按最小配筋率率配受力钢筋筋。单侧：全部：选配。每侧柱中箍筋按构造造配置为：。钢钢筋配筋图如如图13所示。长边边柱：，由由公式：可计计算得：由计算可得：柱柱混凝土自身身可抵抗其轴轴力，则可构构造配筋选配配。钢筋配筋图如图图14所示：短边边柱：，由由公式：可计计算得：由计算可得：柱柱混凝土自身身可抵抗其轴轴力，则可按按最小配筋率率配受力钢筋筋。则可构造配筋选选配。柱中箍筋按构造造配置为：。钢钢筋配筋图如如图15所示：图13中柱的配配筋图图14长边边柱配配筋图图15短边边柱配配筋图5板的验算双向板验算（1）荷载计算算板上恒载标准值值g=4.551kN//m2板上活载标准值值q=6kkN/m2查表得准永久值值组合系数为为0.4则g1=g+00.5×0..4q=5..7kN/m2q1=0.5××0.4q==1.2kkN/m2g+0.44q=4.551+6×44=6.9kN/m2(2)弯矩计算算如下表15。表15双向板弯弯矩计算区格AB跨内计算简图++mx（0.031558×5.77+0.04496×1..2）×5.9442=8.4kkN·m/m（0.02555×5.7++0.05006×1.22）×5.9442=7.3kkN·m/mmy（0.021668×5.77+0.03349×1..2×5.9942=5.8kkN·m/m（0.02255×5.7++0.03448×1.22）×5.9442=6kN··m/mmx(u)8.4+0.22×5.8==9.56kkN·m/m27.3+0.22×6=8..5kN··m/mmy(u)5.8+0.22×8.4==7.48kkN·m/m6+0.2×77.3=7..46kN··m/m支座计算简图mx0.0818××6.9×55.942=19.66kN·m/m0.0711××6.9×55.942=17.33kN·m/mmy0.073×66.9×5..942=17.88kN·m/m0.0683××6.9×55.942=16.66kN·m/m区格CD跨内计算简图++mx（0.02855×5.7++0.04996×1.22）×62=8kN/m2（0.04966×5.7++0.04996×1.22）×62=12.33kN/m2my（0.01422×5.7++0.03449×1.22）×62=4.4kNN·m/m（0.03499×5.7++0.03449×1.22）×62=8.677kN·m/mmx(u)8+0.2×44.4=8..88kN··m/m12.3+0..2×8.667=14kN·m//mmy(u)9.5+0.22×16.55=12.88kN·m//m8.67+0..2×12..3=11kN·m//m支座计算简图mx0.0678××6.9×662=17kN/m20.0618××6.9×662=15.33kN·m/mmy0.0566××6.9×662=14kN/m20.0549××6.9×662=13.66kN·m/m支座处的弯矩A—B支座kN·m//mA—C支座kN·m//mC—D支座kN·m//mB—D支座kN·m//m(3)裂缝验算算短边方向最大弯矩，取11m板宽，环境境类别为二类类C=20mmm，h0=150--(20+00.5×144)=1233mm，钢筋选用用的是HPB2335级Ф14@1110,AS=13999mm，Vj=0.7，,长边方向最大弯矩，取11m板宽，环境境类别为二类类C=20mmm，h0=150--(20+00.5×144)=1233mm，钢筋选用用的