混凝土结构课程设计报告钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计.docx

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混凝土结构课程设计报告钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计

混凝土结构课程设计

设计题目：

钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计

学院：

土木与环境工程学院

班级：

：

学号：

指导教师：

科技大学2014年6月目录

一、设计任务书

1、设计目的和方法

通过本设计对所学课程容加深理解，并利用所学知识解决实际问题；培养学生正确的设计观点、设计方法和一定的计算、设计能力，使我们掌握钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和步骤；培养用图纸和设计计算书表达设计意图的能力，进一步掌握结构施工图的绘制方法。

根据某多层建筑平面图，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构的要求，并考虑支承结构的合理性确定主、次梁的结构布置方案。

确定板的厚度和主、次梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。

按照塑性力重分布的方法进行板、次梁的力和配筋的计算。

按照弹性理论进行主梁的力和配筋的计算。

2、设计任务

某二层建筑物，为现浇混凝土框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重），建筑平面示意图见下图。

试对楼盖（包括标准层和顶层）进行设计。

图1-1楼盖结构平面布置

3、设计资料

（1）建设地点：

市

（2）楼面做法：

水磨石地面、钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。

（3）荷载：

永久荷载主要为板、面层以及粉刷层自重，钢筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,恒载分项系数=1.2。

活载分项系数=1.3或1.4。

（4）材料：

平面尺寸ly=5.1m，lx=4.5m。

楼面均布活荷载q=5.0kN/m。

混凝土强度等级为C25。

采用HRB335钢筋。

4、设计要求

（1）楼盖、屋盖的结构平面布置。

（2）楼盖板的力分析与配筋计算（考虑力重分布）。

次梁的力分析与

配筋计算（考虑力重分布）。

（3）主梁的力分析与配筋计算。

5、设计成果

（1）设计计算说明书一份，包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录、设计心得。

（2）楼板配筋图、次梁配筋图、主梁的弯矩包络图和配筋图。

6、设计要求

（1）独立完成，严禁抄袭。

（2）设计计算书要完整、计算过程及结果正确，表达清晰。

（3）配筋图要达到施工图的要求，施工图上的配筋应与计算书的计算结果一

致。

原则要打印。

二、设计说明书

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，本双向板肋梁楼盖设计双向板区格平面尺寸ly=5.1m，lx=4.5m，即支承梁短边的跨度为4500mm，支承梁长边的跨度为5100mm，根据图1所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1-2所示。

图2-1双向板肋梁楼盖结构平面布置图

板、次梁和主梁的截面尺寸拟定：

板厚的确定：

连续双向板的厚度一般大于或等于l/50=5100/50=102mm，且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为120mm。

支撑梁截面尺寸：

根据经验，支撑梁的截面高度h=l/14～l/8,

长跨梁截面高度h=（5100/14～5100/8）=364.3～637.5mm,故取h=500mm。

长跨梁截面宽b=h/3～h/2=（500/3～500/2）=166.7～250mm,故取b=200mm。

短跨梁截面高h=（4500/14～4500/8）mm=321.4～562.5mm,故取h=500mm

短跨梁截面宽b=h/3～h/2=400/3～400/2=133.3～200mm,故取b=200mm。

由于板面的载荷沿短跨方向传递程度要大于沿长跨方向的传递程度，故取得短跨梁尺寸要偏大一点。

2．荷载设计值

由于活荷载标准值大于4kN/m2，则取=1.3。

恒荷载设计值：

=1.3×5=6.5kN/m2

活荷载设计值：

=1.2×

30mm厚水磨石地面：

0.65kN/m2

100mm厚钢筋混凝土现浇板：

0.12m×25kN/m3=3kN/m2

20mm厚石灰砂浆抹底：

0.020m×17kN/m3=0.34kN/m2

=0.65+3+0.34=3.99kN/m2

g=3.99×1.2=4.788kN/m2

折算恒载设计值：

p′=g+q/2=3.99+6.5/2=7.24kN/m2

折算活荷载设计值：

p″=q/2=6.5/2=3.25kN/m2

荷载设计值：

p=g+q=4.788+6.5=11.288kN/m2

3.板的计算

3.1按弹性理论设计板

此法假定支撑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lmin/lmax≥0.75,以防误差过大。

当求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋盘式布置，它可以简化为当支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当支座铰支时±q/2作用下的弯矩之和。

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，考虑混凝土的泊松比u=0.2（查《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）第4.1.8条）

弯矩系数可查《混凝土结构设计》附表2。

图2-2荷载布置图

3.1.1A区格板计算

（1）计算跨度

中间跨：

lx=4.5m≈1.05lo=1.05×（4.5-0.2）=4.515m

ly=5.1m≈1.05lo=1.05×（5.1-0.2）=5.145m

lx/ly=4.15/5.145=0.88

（2）跨中弯矩

A区格板是中间部位区格板，在g+q/2作用下，按四边固定板计算；在q/2作用下按四边简支计算。

A区格板弯矩系数查《混凝土结构设计》附表2，结果如表2.1所示。

表2.1A区格板弯矩系数

lx/ly

mx

my

mx'

my'

四边固定

0.88

0.0231

0.0161

-0.0603

-0.0544

四边简支

0.88

0.0578

0.0354

-

-

Mxu=Mx1u+Mx2u

=（mx1+0.2my1）（g+q/2）lx2+（mx2+0.2my2）（q/2）lx2

=（0.0231+0.2×0.0161）×7.24×4.52+（0.0578+0.2×0.0354）×3.25×4.52

=8.13kN.m/m

Myu=My1u+My2u

=（my1+0.2mx1）（g+q/2）lx2+（my2+0.2mx2）（q/2）lx2

=（0.0161+0.2×0.0231）×7.24×4.52+（0.0354+0.2×0.0578）×3.25×4.52

=6.13kN.m/m

（3）支座弯矩

a支座：

Mxa=mx'（g+q/2）lx2=-0.0603×7.24×4.52=-8.84kN.m/m

b支座：

Myb=my'（g+q/2）lx2=-0.0544×7.24×4.52=-7.98kN.m/m

（4）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h0x=120-25=95mm（短跨方向），h0y=120-35=85mm（长跨方向）；支座截面h0=h0x=95mm。

对A区格板，考虑到该板四周与梁整浇在一起，整块板存在穹顶作用，使板弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8，近似取rs为0.95，fy=300N/mm2。

跨中正弯矩配筋计算：

Asx=0.8Mxu/rsh0fy=0.8×8.13×106/（300×0.95×95）=240.22mm2

Asy=0.8Myu/rsh0fy=0.8×6.13×106/（300×0.95×85）=202.44mm2

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的最大负弯矩。

3.1.2B区格板计算。

（1）计算跨度。

边跨：

lx=ln+h/2+b/2=（4.5-0.15-0.25/2）+0.12/2+0.2/2=4.39m

<1.05lo=1.05×（4.5-0.15-0.25/2）=4.44m

中间跨：

ly=5.1m<1.05lo=1.05×（5.1-0.15）=5.20m

lx/ly=4.39/5.1=0.86

（2）跨中弯矩。

B区格板是边区格板，在g+q/2作用下，按三边固定一边简支板计算；在q/2作用下按四边简支计算。

B区格板弯矩系数查《混凝土结构设计》附表2，结果如表2.2所示。

表2.2B区格板弯矩系数

lx/ly

mx

my

mx'

my'

三边固定，一边简支

0.86

0.0285

0.0142

-0.0687

-0.0566

四边简支

0.86

0.0496

0.0350

-

-

Mxu=Mx1u+Mx2u

=（mx1+0.2my1）（g+q/2）lx2+（mx2+0.2my2）（q/2）lx2

=（0.0285+0.2×0.0142）×7.24×4.392+（0.0496+0.2×0.0350）×3.25×4.392

=7.92kN.m/m

Myu=My1u+My2u

=（my1+0.2mx1）（g+q/2）lx2+（my2+0.2mx2）（q/2）lx2

=（0.0142+0.2×0.0285）×7.24×4.392+（0.0350+0.2×0.0496）×3.25×4.392

=5.59kN.m/m

（3）支座弯矩。

a支座：

Mxa=mx'（g+q/2）lx2=-0.0687×7.24×4.392=-9.59kN.m/m

b支座：

Myb=my'（g+q/2）lx2=-0.0566×7.24×4.392=-7.90kN.m/m

（4）配筋计算。

近似取rs为0.95，fy=300N/mm2，h0x=95mm，h0y=85mm。

跨中正弯矩配筋计算：

Asx=Mxu/rsh0fy=7.92×106/（300×0.95×95）=292.52mm2

Asy=Myu/rsh0fy=5.59×106/（300×0.95×85）=230.75mm2

支座截面配筋计算：

a支座：

取较大弯矩值为-9.59kN.m/m。

Asxa=Mxa/rsh0fy=9.59×106/（300×0.95×95）=354.20mm2

c支座配筋见D区格板计算。

3.1.3C区格板计算

（1）计算跨度。

中间跨：

lx=4.5m

边跨：

ly=5.1-0.25+0.1/2=4.90m

<1.05lo=1.05×（5.1-0.15-0.25/2）=5.07m

lx/ly=4.5/4.9=0.92

（2）跨中弯矩。

C区格板是边区格板，在g+q/2作用下，按三边固定一边简支板计算；在q/2作用下按四边简支计算。

C区格板弯矩系数查《混凝土结构设计》附表2，结果如表2.3所示。

表2.3C区格板弯矩系数

lx/ly

mx

my

mx'

my'

三边固定，一边简支

0.92

0.0260

0.0159

-0.0650

-0.0561

四边简支

0.92

0.0438

0.0360

-

-

Mxu=Mx1u+Mx2u

=（mx1+0.2my1）（g+q/2）lx2+（mx2+0.2my2）（q/2）lx2

=（0.0260+0.2×0.0159）×7.24×4.52+（0.0438+0.2×0.0360）×3.25×4.52

=7.63kN.m/m

Myu=My1u+My2u

=（my1+0.2mx1）（g+q/2）lx2+（my2+0.2mx2）（q/2）lx2

=（0.0159+0.2×0.0260）×7.24×4.52+（0.