钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计-优选.-..可修编.钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计——钢筋混凝土11-12学年第三学期课程设计设计学院：建设工程学院班级：09级3班学号：63090305：王国超钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共1页，当前为第1页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共1页，当前为第1页。目录一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书31设计题目：32设计目的33设计容34设计资料35设计要求4二、板的设计51.平面布置和截面尺寸52.荷载计算53.按弹性理论设计板71)计算跨度72)支座最大弯矩值83)按弹性理论配筋计算，如表2所示94.按塑性理论设计板91)A区格板弯矩计算102)B区格板弯矩计算。113)C区格弯矩计算。124)D角区格弯矩的计算。125)配筋计算。13三、支承梁的设计141.纵向支承梁L-1设计141)跨度计算142)荷载计算153)力计算164)正截面承载力计算195)斜截面受剪承载力结算202.横向支承梁L-2设计211)计算跨度212)荷载计算213)力计算224)正截面承载力计算255)斜截面受剪承载力结算26钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共2页，当前为第2页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共2页，当前为第2页。一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书1设计题目设计某多层工业厂房的中间楼面，采用现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖。2设计目的（1）了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和容；（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。3设计容3.1结构平面布置图：柱网、板、及支承梁的布置。3.2板的强度计算(按弹性理论计算)。根据楼面荷载，按弹性理论计算板的力，进行板的正截面承载力计算，并进行板的钢筋配置。3.3板的强度计算(按塑性理论计算)。3.4支承梁强度计算(按弹性理论计算)。计算梁的力，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。3.5绘制结构施工图：（1）结构平面布置图；（2）板的配筋图(按弹性理论计算)；（3）板的配筋图(按塑性理论计算)；（4）支承梁的配筋详图及其抵抗弯矩图；钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共3页，当前为第3页。（5）钢筋明细表及图纸说明。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共3页，当前为第3页。4设计资料4.1厂房平面示意图生产车间的四周外墙均为承重砖墙，设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm×400mm，层高4.5m。建筑四周采用370mm承重墙，平面示意图见下图（暂不用考虑楼梯）。建筑四周采用370mm承重墙。支承梁短边跨度为5000mm，支承梁长边跨度为6000mm。4.2建筑构造楼盖面层做法：30mm厚水磨石地面（12mm厚面层，18mm厚水泥砂浆打底），板底采用15mm厚混合砂浆天棚抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。4.3荷载参数永久荷载：包括梁、楼板及构造层的自重。钢筋混凝土的容重为25kN/m3，水泥砂浆的容重为20kN/m3，石灰砂浆的容重为17kN/m3，水磨石的容重为0.65kN/m2。分项系数（当对结构有利时）。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共4页，当前为第4页。可变荷载：楼面均布活荷载标准值6kN/m2，分项系数（由于活荷载标准值4kN/m2大于等于4kN/m2。所以取。）钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共4页，当前为第4页。4.4建筑材料（1）混凝土：C30。（2）钢筋：主梁及次梁受力筋可采用HRB400级或HRB500级钢筋，板及梁的其他钢筋可以采用HPB300级钢筋或HRB335级。5设计要求要求完成全部设计容，编写设计计算书一份：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。绘制设计图纸一套，一手绘图，其他CAD绘图。采用1号或2号图纸，选择适当比例。要求容完整，表达规，字体工整，图面整洁。二、板的设计1.平面布置和截面尺寸钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共5页，当前为第5页。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3~5m为宜。支承梁短边的跨度为，支承梁长边的跨度为。根据任务书所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1所示。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共5页，当前为第5页。SEQTable\*ARABIC1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，梁截面高度为故取；截面宽度故取；2.荷载计算钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共6页，当前为第6页。100mm厚钢筋混凝土楼板：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共6页，当前为第6页。18mm厚水泥砂浆打底：15mm厚混合砂浆天棚抹灰：12mm水磨石：恒荷载标准值：活荷载标准值：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共7页，当前为第7页。作用在板上恒荷载均匀布置，活荷载按棋盘式布置。如图二所示钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共7页，当前为第7页。图二3.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支座绞支时作用下的跨中弯矩之和。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共8页，当前为第8页。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即支座固支时作用下的支座弯矩。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共8页，当前为第8页。所有区格按其位置与尺寸分为A，B，C，D四类，如图三所示，计算弯矩时，考虑钢筋混凝土的泊松比为0.2.图三1)计算跨度跨度计算规定：边跨：且（板）（梁）中间跨且（板）钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共9页，当前为第9页。（梁）钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共9页，当前为第9页。A区格板计算：B区板计算：C区格板计算：D区格板计算：（同B区格板）（同C区格板）跨中弯矩计算（弯矩系数+弯矩系数）当μ=0.2时：计算结果如表1所示。2)支座最大弯矩值钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共10页，当前为第10页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共10页，当前为第10页。A—B支座：A—C支座：B—D支座：C—D支座：3)按弹性理论配筋计算，如表2所示表2按弹性理计算论板的配筋计算表截面选配钢筋实配面积跨中A区格7.99803513524.9270247252B区格89770300302C区格8.59803774024.6570229252D区格98270292302支座A—B16.6280729791A—C13.6270683791B—D16.9770851904C—D18.5680814904按塑性理论计算钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共11页，当前为第11页。弯矩计算钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共11页，当前为第11页。4.按塑性理论设计板钢筋混凝土为弹塑性体，因而弹性理论计算结果不能反映结构刚度随荷载而变化的特点，与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调。塑性铰线法是最常用的塑性理论设计方法之一。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之间的关系式，从而写出各塑性铰线上的弯矩值，并依次对各截面进行配筋计算。基本公式为：令：考虑到节省钢筋和配筋方便，一般取。为方便使用阶段两个方向的截面应力较为接近，宜取。采用通长配筋方式。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共12页，当前为第12页。带入基本公式，得：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共12页，当前为第12页。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，依次由外向直至外区格一一解出。对边区格、角区格板，按实际的边界支承情况进行计算。此处采用通长配筋方式（即分离式配筋），对于连续板的计算跨度的计算公式：当两端与梁整体连接时，；当一端搁支在墙上另一端与梁整体连接时，取（）与（）的较小值。其中：—板的计算跨度；——板的净跨度；——板的厚度；——板在墙上的支承长度。1)A区格板弯矩计算计算跨度：，取为2.0钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共13页，当前为第13页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共13页，当前为第13页。（负号表示支座弯矩）2)B区格板弯矩计算。计算跨度：，取为2.0将A区格板算得的短边支座弯矩，作为B区格板的的已知值，则：（负弯矩表示支座弯矩）3)C区格弯矩计算。计算跨度：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共14页，当前为第14页。，取为2.0钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共14页，当前为第14页。将A区格板算得的长边支座弯矩作为B区格板的的已知值，则：（负弯矩表示支座弯矩）4)D角区格弯矩的计算。计算跨度：，取为2.0该区格的支座配筋分别与B区格板和C区格板相同，故支座弯矩，已知，则：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共15页，当前为第15页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共15页，当前为第15页。5)配筋计算。由于双向配筋，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：=（短跨方向）（长跨方向）支座截面：。对A区格板，考虑该板四周与梁整浇在一起，整块板存在拱作用，使板的弯矩大大减小，故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数0.8。近似取。计算配筋截面面积的近似计算公式为。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共16页，当前为第17页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共16页，当前为第16页。表3按塑性理论计算板的配筋表钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共16页，当前为第17页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共16页，当前为第16页。截面选配钢筋实配面积跨中A区格4.33801892522.9470148252B区格5.01802202523.4170171252C区格5.92802603024.0870205252D区格7.78803424025.3770270302支座A—B8.6680379402A—C5.8870284302B—D5.8870284302C—D8.6680379402三、支承梁的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四所示。计算梁的力，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。图四双向板支承梁承受的荷载1.纵向支承梁L-1设计1)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：,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：；梁自重均布荷载设计值：。纵向支承梁QUOTE的计算图如图五所示。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共18页，当前为第18页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共18页，当前为第18页。图五3)力计算将g’、q’转化为均布荷载：弯矩计算：(k值由附表查得)。边跨:中跨:平均跨：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共19页，当前为第19页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共19页，当前为第19页。纵向梁弯矩计算如表所示钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共20页，当前为第20页。表4纵向支承梁L-1弯矩计算表钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共20页，当前为第20页。序号计算简图跨弯矩支座弯矩①②③—④——⑤—⑥⑦——⑧——⑨——最不利组合①+②+③①+②+④①+②+⑤①+②+⑥①+②+⑦①+②+⑧①+②+⑨组合项次①②③①②④①②③①②⑤①②⑥①②⑨①②⑥组合值组合项次①②④①②⑨①②⑦①②⑨①②⑦①②⑦①②⑦组合值剪力计算：(k值由附表查得)。边跨：中跨：平均跨：纵向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共21页，当前为第21页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共21页，当前为第21页。序号计算简图剪力①33.37-51.3244.55-40.1542.35-42.3540.15-44.55-51.32-33.37②6.54-11.369.86-8.899.38-9.388.89-9.86-11.36-6.54③43.36-53.641.261.2648.5-48.5-1.26-1.2653.64-43.36④-5.14-5.1449.76-47.240047.24-49.765.145.14⑤36.86-60.1450.01-38.99-2.23-2.2347.82-49.185.045.04⑥-3.40-3.441.13-55.8757.33-39.07-3.59-3.5954.03-42.97⑦42.97-55.008.258.25-2.23-2.230.580.58-0.10-0.10⑧-4.75-4.7548.02-48.996.606.60-1.75-1.750.390.39⑨1.261.26-6.40-6.4048.5-48.56.46.4-1.26-1.26力组合①+②+③83.27-116.3255.67-47.82100.23-100.2347.28-55.67116.32-83.27①+②+④34.77-67.82104.17-96.2851.73-51.7396.28-104.1767.82-34.77①+②+⑤76.77-122.82104.42-88.0349.5-53.9696.86-103.59-57.62-34.87①+②+⑥36.51-66.0895.54-104.91109.06-90.8045.45-58.00-8.65-82.88①+②+⑦82.88-117.6862.66-40.7949.5-53.9649.62-53.83-62.78-40.01①+②+⑧35.16-67.43102.43-98.0358.33-45.1347.29-56.16-63.07-39.52①+②+⑨41.17-61.4248.01-55.44100.23-100.2355.44-48.0163.94-41.17组合项次①②③①②⑤①②⑤①②⑥①②⑥①②③①②⑤①②④①②③①②③组合值83.27-122.82104.42-104.91109.06-100.2396.86-104.17116.32-83.27组合项次①②④①②⑨①②⑨①②⑦①②⑦①②⑧①②⑥①②⑨①②⑥①②⑤组合值34.77-61.4248.01-40.7949.5-45.1345.45-48.01-8.65-34.774)正截面承载力计算确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据《混凝土设计规》（GB50010-2002）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取较小值。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共22页，当前为第22页。边跨：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共22页，当前为第22页。取较小值。中间跨：取较小值。支座截面仍按矩形截面计算。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QUOTE。此处，取（跨中），（支座）属于第一类T形截面。正截面承载力结算。按弹性理论计算连续梁力时，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。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共23页，当前为第23页。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。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共23页，当前为第23页。根据《混凝土设计规》（）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5中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。表5纵向支承梁L-1正截面受弯承载力计算表截面边跨中支座中间跨中中间支座89.09-112.3265.23-94.9889.09-91.4965.23-94.980.0240.0330.0180.0340.9880.9830.9910.983642.3718.2470.3745.6选用钢筋实际配筋面积（）763763509763配筋率5)斜截面受剪承载力结算所以，根据《混凝土设计规》（GB50010-2002）第10.2.10条的规定，该梁中箍筋最大间距为200mm。横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表6。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共24页，当前为第24页。表6横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共24页，当前为第24页。截面83.27-122.82104.42-104.91109.06-100.2396.86-104.17116.32-83.27,满足截面要求箍筋直径和肢数HRB335，8200，双肢100.6100.6100.6100.6100.6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/175175175175175175配筋率配筋图见附图4-6。2.横向支承梁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：(5.955+6)/2=5.978m。跨度差：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共25页，当前为第25页。，可按等跨连续梁计算。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共25页，当前为第25页。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：；梁自重均布荷载设计值：。横向支承梁QUOTE的计算图如图五所示。图六横向支承梁L-2计算简图3)力计算钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共26页，当前为第26页。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共26页，当前为第26页。弯矩计算：（k值由附表1-4-2查得）。边跨：中跨：平均跨（计算支座弯矩时取用）：计算结果如表7所示。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共27页，当前为第27页。表7横向支承梁L-2弯矩计算表钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共27页，当前为第27页。项次荷载简图①恒荷载②恒荷载③活荷载—④活荷载⑤活荷载—⑥活荷载—力组合①+②+③146.94-124.7520.98-124.75①+②+④125.95-180.1965.99-110.68①+②+⑤66.11-124.7583.49-124.75①+②+⑥143.20-139.2320.98-69.21最不利力组合项次①+②+⑤①+②+③①+②+③①+②+⑥组合值/66.11-124.7520.98-69.21组合项次①+②+③①+②+④①+②+⑤①+②+③组合值/146.94-180.1983.49-124.75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。剪力计算：边跨：中跨：平均跨（计算支座弯矩时取用）：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共28页，当前为第28页。结果如表8所示。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共28页，当前为第28页。表8横向支承梁L-2剪力计算项次荷载简图①②③00④⑤⑥力组合117.55-159.0969.66-117.46-69.66159.0962.40-90.15138.60-48.53-138.6090.15108.32-168.33150.35-50.86-127.3987.81103.77-161.4481.15-57.76-81.1580.01组合项次①②④QUOTE①②④QUOTE①②③①②④①②③①②⑥组合值62.40-90.1569.66-48.53-69.6680.01组合项次①②③QUOTE①②⑤①②⑤①②③①②④QUOTE①②③组合值117.55-168.33150.35-117.46-138.60159.094)正截面承载力计算确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据《混凝土设计规》（GB50010-2002）第7.2.3条的规定，翼缘宽度取较小值。边跨：取较小值。钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共29页，当前为第29页。中间跨：钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计全文共29页，当前为第29页。取较小值。支座截面仍按矩形截面计算判断截面类型。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