钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计.docx
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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
――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
姓名：
王国超
一、钢筋混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书2
1设计题目：
2
2设计目的2
3设计内容2
4设计资料2
5设计要求3
二、板的设计4
1.平面布置和截面尺寸4
2.荷载计算4
3.按弹性理论设计板6
1）计算跨度6
2）支座最大弯矩值7
3）按弹性理论配筋计算，如表2所示8
4.按塑性理论设计板8
1）A区格板弯矩计算9
2）B区格板弯矩计算。
10
3）C区格弯矩计算。
11
4）D角区格弯矩的计算。
11
5）配筋计算。
12
三、支承梁的设计13
1.纵向支承梁L-1设计13
1）跨度计算13
2）荷载计算14
3）内力计算15
4）正截面承载力计算18
5）斜截面受剪承载力结算19
2.横向支承梁L-2设计20
1）计算跨度20
2）荷载计算20
3）内力计算21
4）正截面承载力计算24
5）斜截面受剪承载力结算25
、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。
3设计内容
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内力，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。
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；
（5）钢筋明细表及图纸说明。
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，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mmX400mm,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g1.2（当对结构有利时g1.0）。
可变荷载：
楼面均布活荷载标准值6kN/m2，分项系数q1.3（由于活荷载标准
值4kN/m2大于等于4kN/m2。
所以取q1.3。
）
4.4建筑材料
（1）混凝土：
C3Q
（2）钢筋：
主梁及次梁受力筋可采用HRB40级或HRB500
级钢筋，板内及梁内的其他钢筋可以采用HPB30级钢筋或HRB33级。
5设计要求
要求完成全部设计内容，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，一张手绘图，其他CAD绘图。
采用1号或2号图纸，选择适当比例。
要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。
、板的设计
1.平面布置和截面尺寸
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5000mm，支承梁长边的跨度为6000mm。
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。
板厚的确定：
连续双向板的厚度一般大于或等于L/505000/50100mm,且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为100mm。
支承梁截面尺寸：
根据经验，支承梁的截面高度
hL/14~L/8，
梁截面高度为
（6000/14~6000/8）mm429~750mm
故取h450mm;截面宽度bh/3~h/2200~300mm
故取b250mm；
2.荷载计算
100mn厚钢筋混凝土楼板：
0.1252.5kN/m2
18mn厚水泥砂浆打底：
0.018200.36kN/m2
15mn厚混合砂浆天棚抹灰：
0.015170.255kN/m2
12mn水磨石:
2
0.65kN/m
恒荷载标准值：
gk2.50.360.650.2553.765kN/m2
qk4kN/m
活荷载标准值:
q1.3-
2.6kN/m2
2
g1.23.765
1.3
42
-7.118kN/m2
2
2
p1.23.7651.349.718kN/m2
图
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
乡0
8
£
i
%
/艺十gX
hi
a
亍1
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也0.75,以防误差过大。
lomax
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gq作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时q作用下的跨中弯矩之和。
22
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gq作用下的支座
弯矩。
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
且lo
「托（板）
跨度计算规定:
边跨：
K
lo1.0纵+2（梁）
中间跨
lo=lc
（弯矩系数
g+弯矩系数q
）l0x
A区格板计算:
B区板计算:
C区格板计算:
D区格板计算:
1）跨中弯矩计算
当卩=0.2时:
且lo1.1ln（板）
计算结果如表1所示。
2）支座最大弯矩值
A—B支座：
mx:
=3（-15.57-17.67）=-16.62kN
m/m
A—C支座：
my:
1
=尹13.46-13.78）=-13.62kN
m/m
B—D支座：
mx:
1
=—（-16.46-17.48）=-16.97kN
m/m
c—D支座：
my=空（-17.01-20.10）=-18.5&Nm/m
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
m/（kNm）
h°/mm
As/mm2
选配钢筋
头配面积/mm
跨
中
A区
格
lox
7.99
80
351
8@150
352
loy
4.92
70
247
8@200
252
B区
格
lox
8.18
80
359
8@130
402
loy
5.97
70
300
8@170
302
C区
格
lox
8.59
80
377
8@130
402
loy
4.65
70
229
8@200
252
D区
格
lox
9.13
80
401
8@130
402
loy
5.82
70
292
8@170
302
支
座
A—B
16.62
80
729
12@150
791
A—C
13.62
70
683
12@150
791
B—D
16.97
70
851
_12@130
904
C-D
18.56
80
814
_12@130
904
按塑性理论计算
弯矩计算
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：
2Mx2MyMxMxMyMv（gq）l；（3lylx）
令：
ly
my
mx
mxm；mymy
mym；mym『
考虑到节省钢筋和配筋方便，一般取1.5:
2.5。
为方便使用阶段两个方向的截面
应力较为接近，宜取（-）2。
n
采用通长配筋方式。
M；m；ly
M；m；ly
M；m；ly
Mymyl；
Mymyl；
Mym；l；
带入基本公式，得:
）l；（n1/3）
8（nn）
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，依次由外向内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，l0ln；
当一端搁支在墙上另一端与梁整体连接时，lo取（ln+2）与（ln+f）的较小值其中：
lo—板的计算跨度；
ln――板的净跨度；
h――板的厚度；
a——板在墙上的支承长度。
1）A区格板弯矩计算计算跨度：
（1.211/3）
2
4.33KNm/m
8（1.2120.682.01.210.68）
mymx0.684.332.94KNm/m
mxmxmx2.04.338.66KNm/m（负号表示支座弯矩）
mymy
my
2.0
2.94
5.88KN
m/m
2）B区格板弯矩计算。
计算跨度：
〔0x
ln5
0.2
4.8m
l0yn
h/2
60.1
0.12
0.1/2
5.83m
l0y5.83
I0x4.8
mymx0.685.013.41KNm/m
已知值，则:
mx
单（n1/3）号
^71^严（1.211/3）警
1.2121.210.68
5.01KNm/m
my5.88KNm/m（负弯矩表示支座弯矩）
my0KNm/m
3）C区格弯矩计算。
计算跨度:
l0x
lnh/2
0.1
0.120.1/24.83m
l0y
ln
0.25.8m
则:
旦1.20
4.83
（丄）2
n
古）2
0.69,
取为2.0
将A区格板算得的长边支座弯矩
mx
8.66KN
m/m作为B区格板的
mx的已知值,
4）D
则:
2'
牛（n1/3）罟9.71884.832（1.20
mx
mx
my
角区格弯矩的计算。
计算跨度：
l0x
l°y
8
0.6921.20.69
1.208.66
―-25.92KN
mymx0.695.924.08KNm/m
8.66KNm/m（负弯矩表示支座弯矩）
my
ln
ln
m/m
mx
my
h/2
h/2
0KNm/m
2.0
0.1
0.1
4.08
0.12
0.12
l°y5.83
匚483
8.16KNm/m
0.1/24.83m
0.1/25.83m
1.21
（+2（古）20.68，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mx，my已知,
mx
pl2
工（n1/3）
nmxmy
P
2
9.7184.8321.2110.028.16
—8—（1.211/3）7.78KNm/m
1.210.68
my
mx
0.69
7.785.37KNm/m
mx0KNm/m
my0KNm/m
mx10.02KNm/m
my8.16KNm/m
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：
h°x=h20mm1002080mm（短跨方向）
h°
80mm。
支座截面:
对A区格板，考虑该板四周与梁整浇在一起，整块板内存在内拱作用，使板的内
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s0.95。
计算
配筋截面面积的近似计算公式为人
0.95fyh0
表3按塑性理论计算板的配筋表
截面
m/（kNm）
ho/mm
As/mm2
选配钢筋
实配面积/mm2
跨
中
A区格
〔ox
4.33
80
189
8@200
252
loy
2.94
70
148
_8@200
252
B区格
〔ox
5.01
80
220
_8@200
252
loy
3.41
70
171
_8@200
252
C区格
lox
5.92
80
260
_8@170
302
loy
4.08
70
205
_8@200
252
D区格
lox
7.78
80
342
_8@130
402
loy
5.37
70
270
8@170
302
支
座
A—B
8.66
80
379
8@130
402
A—C
5.88
70
284
8@170
302
B—D
5.88
70
284
_8@170
302
C—D
8.66
80
379
_8@130
402
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。
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：
l1ln1ab50.1850.20.370.45m
22
K
1.025lnib1.025（50.1850.2）0.24.93m
2
取小值li4.93m。
中跨：
取支乘中心线间的距离l25.0m,
平均跨度：
（4.935.0）/24.965m,
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:
g1.23.765527.11kN/m
q1.34531.2kN/m
梁自重：
梁自重均布荷载设计值：
纵向支承梁错误!
未找到引用源
0.25（0.450.1）253.125kN/m；
g1.23.1253.75kN/m。
的计算图如图五所示。
冬五
3）内力计算
将g'、q'
转化为均布荷载:
g
5g-
5
27.11-
16.94kN/m
8
8
5
5
q
q-
31.2-
19.5kN/m
8
8
a）弯矩计算：
2
Mkiglok2g1
2
Iokaq
lo（k值由附表查得）o
边跨:
gi：
3.75
4.932
91.14kN
m
glo
16.94
4.932
411.73kN
m
ql2
19.5
4.932
473.95kN
m
中跨:
gl；
3.75
52
93.75kN
m
gl；
16.94
52
423.5kN
m
ql0
19.5
52
487.5kN
m
平均跨:
2
glo3.75
4.9652
92.44kNm
gl216.94
4.9652
417.59kNm
ql（219.5
4.9652
480.7kNm
纵向梁弯矩计算如表所示
表4纵向支承梁L-1弯矩计算表
序
号
计算简图
跨内弯矩
支座弯矩
k
M1
k
m2
k
M3
k
Mb
k
Me
k
Md
k
Me
0.078
0.033
0.046
0.105
0.079
0.079
0.105
①
1-■fln2
AH
ei-
33.03
13.98
19.48
44.47
33.46
33.46
44.47
②
111E111ft»1
*p1rIrm1fr11r11mif
0.078
0.033
0.046
0.105
0.079
0.079
0.105
7.31
3.09
4.31
9.84
7.41
7.41
9.84
0.1
0.085
0.053
0.040
0.040
0.053
Irir1
.ttrrjttiiit
③
岳A
△事召4Sr
48.75
41.44
25.84
19.5
19.5
25.84
④
■异矗-5
||
0.079
38.51
一
0.053
25.84
0.040
19.5
0.040
19.5
0.053
25.84
⑤
0.073
0.05928.76
一
0.119
0.022
0.044
0.051
必承24乂
35.59
0.07833.03
58.01
10.73
21.46
24.86
⑥
1tf4rtttrrtitt«
0.098
0.055
0.064
0.035
0.111
0.020
0.057
i^r
47.78
26.81
31.2
17.06
54.11
9.75
27.79
⑦
Iivi>
0.094
一
一
0.067
0.018
0.005
0.001
曲4亠亠寻J
卜45.83
32.66
8.78
2.44
0.49
⑧
tf仃q
」*-——
一
0.074
36.08
一
0.049
23.89
0.054
26.33
0.014
6.83
0.004
1.95
⑨
»1T1>
一
一
0.072
0.013
0.053
0.053
0.013
iStpvuv-abi
35.1
6.34
25.84
25.84
6.34
最
不利组合
①+②+③
89.09
17.07
65.23
80.15
60.37
60.37
80.15
①+②+④
40.34
55.58
23.79
80.15
60.37
60.37
80.15
①+②+⑤
75.93
35.83
23.79
112.32
51.6
62.33
79.17
①+②+⑥
88.12
43.88
54.99
71.37
94.98
50.62
82.1
①+②+⑦
86.17
17.07
23.79
86.97
49.65
43.31
54.8
①+②+⑧
40.34
53.15
23.79
78.2
67.2
47.60
56.26
①+②+⑨
40.34
17.07
59.02
60.65
66.71
66.71
60.65
Mmax
组合项次
①②③
①②④
①②③
①②⑤
①②⑥
①②⑨
①②⑥
组合值
89.09
55.58
65.23
112.32
94.98
66.71
82.1
Mmin
组合项次
①②④
①②⑨
①②⑦
①②⑨
①②⑦
①②⑦
①②⑦
组合值
40.34
17.07
23.79
60.65
49.65
43.31
54.8
b）剪力计算：
Vkiglok2gloksqI。
（k值由附表查得）
边跨：
glo3.754.9318.48kN
gIo16.944.9383.51kN
qlo19.54.9396.14kN
中跨:
glo3.75518.75kN
glo
16.94584.7kN
平均跨:
ql019.5597kN
gl03.754.96518.62kN
gl016.944.96584.11kN
ql019.54.96596.82kN
纵向支承梁L-1剪力计算如表4-2所示。
序号
计算简图
剪力
Va
Vb左
Vb右
Vc左
Vc右
Vd左
VD右
Ve左
Ve右
Vf
①
tUtt
|■宅t"0屯m馬—
A1!
CDEF
33.37
-51.32
44.55
-40.15
42.35
-42.35
40.15
-44.55
-51.32
-33.37
-1136
-889
-938
-986
②
111E1F»111P«111iifefF1fi191tfMiP
6.54
9.86
9.38
8.89
-11.36
-6.54
屆亠丄丄宀名
③
43.36
-53.64
1.26
1.26
48.5
-48.5
-1.26
-1.26
53.64
-43.36
必宀缶44
④
1i11rit-5.14
-5.14
49.76
-47.24
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