混凝土双向板设计.docx

1、混凝土双向板设计*丽水学院课 程 设 计设计题目：钢筋混凝土现浇楼盖设计课程名称： 钢筋混凝土结构设计 院 系：_ _工学院土木工程学系_ 班 级：_ 土木092 _ 姓名学号：_ 杨坚34 _ 组别成员：_D组 杨坚 杨 汉 杨金龙 张波 谢尚皂 彭 勃 *设计时间：2012年06月22日至 07月03日共计2周二0 一二 年 七月 三 日一、设计任务书 1、设计目的和方法 通过本设计对所学课程内容加深理解，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

2、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支承梁的结构布置方案。确定板的厚度和支承梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。分别按照塑性计算方法和弹性理论计算方法进行板、支承梁的内力和配筋的计算。 2、设计资料(1)结构形式：某多层工业厂房，采用现浇钢筋混凝土结构，内外墙厚度均为300mm，设计时只考虑竖向荷载作用，要求完成该钢筋混凝土整体现浇楼盖的设计，其平面如图11所示。 楼盖结构平面布置图1-1（2）楼面做法：20mm厚水泥砂浆底面，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹底。（3）荷载：永久荷载主要为板、面层以及粉刷层自重，钢筋

3、混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,分项系数Rg=，分项系数Rq=或。（4）材料：平面尺寸lx=，ly=。楼面均布活荷载q=m。混凝土强度等级为C30。采用HRB335钢筋。 3、设计内容（1）双向板肋梁楼盖结构布置：确定板厚度，对板进行编号，绘制楼盖结构布置图。（2）双向板设计： 1按弹性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。 2按塑性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。（3）支承梁的设计。4、设计任务（1）设计书一份，包括封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计施工图、参考文献、设计心得、成绩评定表。!（2）施工图纸 1结构平面布置图 2板的配筋

4、图 3支承梁的配筋图5、设计要求施工图要求做到布图合理，图面整洁，按比例作图并符合“建筑制图统一标准”中关于线型、符号、图例等各项规定；图中书写字体一律采用仿宋体；同一张施工图中各截面编号及钢筋编号均不得重复。二、设计计算书1 结构布置及构件尺寸选择双向板肋梁盖由板和支撑梁构成，支撑梁短边的跨度为4800mm，支撑梁长边的跨度为6600mm。根据柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1-2所示。结构平面布置图1-2板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于l/50=4800/50=96mm，且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为100mm。 支撑梁截面尺寸：根据经验，支撑梁的截面高度h=l/

5、14l/8, 长跨梁截面高度h=(6600/146600/8)=825mm,故取h=600mm。 长跨梁截面宽 b=h/3h/2=(600/3600/2)=200300mm,故取b=250mm。 短跨梁截面高 h=(4800/144800/8)mm=600mm,故取h=500mm。 短跨梁截面宽 b= h/3h/2=250mm,故取b=250mm。2 荷载设计值 由于活荷载标准值等于4kN/m2，则取rQ =。 20mm原水泥砂浆底面20kN/m3=m2 120mm原钢筋砼现浇板25kN/m3=m2 15mm原石灰砂浆抹底17kN/m3=m2 gK=+3+=m2 恒荷载设计值：g=rGgK=g

6、K=m2；活荷载设计值：q=rQqK =m2g+q/2= kN/m2 q/2= kN/m2 g+q= kN/m2荷载布置图g+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+qg)g+qgg+q=g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2+q/2-q/2q/2-q/2$q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2/q/2-q/2q/23板的计算（一）按弹性理论计算由于现浇板均嵌固在四周的梁件，lox=4800mm,loy=6600mm。（1）弯矩计算 区格板A 跨中弯矩本区格为四边固

7、定板，则其跨中弯矩M=M1+M2。M1是在（g+q/2）荷载作用下按四边固定计算出跨中弯矩，M2是在q/2荷载作用下按四边简支情况下计算的跨中弯矩。因lx/ly=4800/6600=，l0=lx=4800mm，查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得 lx/lymxmymxmy四边固定四边简支- MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02=（+）+（+）= My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02=|（+） +（+）=支座弯矩A-A MXa=mx（g+q）l02= Myb=mY（g+q）l02=跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0

8、y=100-30=70mm(长跨方向)； 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，使板内弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系数，近似取rs为，fy=300N/mm2。跨中配筋计算Asx=rsh0fy=106/(30080)=308mm2 Asy=rsh0fy=106/(30070)=201mm2支座配筋计算A-A As=/rsh0xfy=106/(30080)=542mm2 A-B As=/rsh0yfy=106/(30070)=491mm2（区格板B 中间跨：lx= 边跨： ly= lx/ly= 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

9、简支板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得 lx/lymx;mymxmy三边固定，一边简支四边简支- Mx=Mx1+Mx2 =(mx1+(g+q/2)lx2+(mx2+(q/2)lx2 =+= My=My1+My2=(my1+(g+q/2)lx2+(my2+(q/2)lx2 =+ = 3)支座弯矩。B-B Mx=mx(g+q)lx2= My=my(g+q)lx2= 4)配筋计算。跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)；沿y方向lb/l=,故折减系数取 近似取rs为，fy=300N/mm2跨中正弯矩配筋计算： Asx=rsh0x

10、fy =106/(30080)=347mm2， Asy=rsh0yfy =106/(30070)=220mm2支座截面配筋计算：B-A As=/rsh0xfy =106/(30070)=655mm2 B-B As=/rsh0yfy =106/(30080)=434mm2区格板C 1) 计算跨度。 边跨： lx=ln+h/2+b/2= 中间跨：ly= lx/ly= 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；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得 lx/lymxmymx；my三边固定 一边简支四边简支】-Mx=Mx1+Mx2=(mx1+(g+q/2)lx

11、2+(mx2+(q/2)lx2 =+= My=My1+My2=(my1+(g+q/2)lx2+(my2+(q/2)lx2 =+ = 3)支座弯矩。C-A Mx=mx(g+q)lx2= My=my(g+q)lx2= 4)配筋计算。跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)；沿x方向lb/l=436BD8079614150890C边支座7088214150890CD8059414180855D边支座lx8088214150890D边支座ly7079614150890！（二）按塑性理论计算 （1）将楼盖划分为A、B、C、D四种区格板，每区格板均取

12、mx=my =(lx/ly)2 x= x=y= y= 其中ly为长跨跨长ly=，lx为短跨跨长lx= 将跨内正弯矩区钢筋在离支座边ly/4处截断一半，则跨内正塑性铰线上的总弯矩MX ,My应按下列计算：Mx =（ly-lx/4）mx 同理:My=（lx-lx/4）my ,作用于板面上的荷载设计值为P=+=m2即=（）2 = mx=my= 弯矩计算跨内正塑性铰线上的总弯矩：MX =（ly-lx/4）mx=（）mx= My=（lx-lx/4）my=3/4my=支座边负塑性铰线上的总弯矩:Mx=Mx=mxly=2= My=My=mylx=2my=根据虚功原理得：MX+My+(Mx+Mx+My+My)

13、=1/24 plx2(3ly-lx)+1/22+2)=1/24（3） 解得 my=m/m 所以mx=my =m/m my=my”=my=2=m/m mx=mx=mx=2=m/m 其他板区格B、C、D均属于四边固定板，且长短边的比值均为，故区格B、C、D的弯矩与区格A相等。（2）配筋计算截面有效高度h0： 短边方向跨中截面hox=800mm长边方向跨中截面 hoy=70mm 座截面h0=80mmAs=m/rsh0fy rs取 fy=300N/mm2(HRB335)中央区格A由于A区隔板四周均有整浇梁支撑，故其跨中及支座截面弯矩应予以折减，取折减系数，x方向跨中 As=rsh0xfy=106/80

14、300)=169mm2x方向支座 As= mx/rsh0xfy=106/80300)=338mm2y方向跨中 As= rsh0yfy=106/70300)=94mm2y方向支座 As=/rsh0yfy=106/70300)=188mm2区格BB区格板四周均有梁支承，其跨中和支座截面弯矩均可折减，沿y方向lb/l=,故折减系数取 y方向跨中 As= 94mm2 （与区格A相同）y方向边支座，不应折减 As=my/rsh0yfy=106/70300)=235mm2x方向跨中 As=169mm2 （与区格A相同）x方向B-B板共界支座As=/rsh0xfy=106/80300)=338mm2x方向B

15、-D板共界支座，因D区格属于角区格，不应折减。As=mx/rsh0xfy=106/80300)=423mm2区格CC区格板四周均有梁支承，其跨中和支座截面弯矩均可折减，沿y方向lb/l=,故折减系数取y方向跨中 As= 94mm2 （与区格A相同）y方向边支座，不应折减 /As=my/rsh0yfy=106/70300)=235mm2x方向跨中 As=rsh0xfy=106/80300)=169mm2x方向支座 As= mx/rsh0xfy=106/180300)=338mm2区格DD区格为角区格，可不进行折减y方向跨中 As=my/rsh0yfy=106/70300)=124mm2y方向边支

16、座 As=my/rsh0yfy=106/70300)=248mm2x方向跨中 As=mx/rsh0xfy=106/80300)=211m2x方向支座 As=/rsh0xfy=106/80300)=423mm2截面h0（mm2）！As（mm2）配筋（mm2）实配（mm2）跨中A区格lx80】1698200251ly70948200251B区格lx801698200#251ly70948200251C区格lx801698200251ly70948200251D区格lx802118200251ly701248200251支座AA8033810200393AB70188/8200251B边支座7023

17、58200251BB8033810200393BD80423101804367090235,8200251CD702488200251D边支座lx8042310180436D边支座ly)2482418200251:4、梁的计算（1）支座弯矩按弹性理论设计计算梁的支座弯矩时，可按支座弯矩等效原则，按下式将三角形荷载和梯形荷载等效为均布荷载Pe。/三角形荷载作用时：（lx方向）：Pe=5/8P梯形荷载作用时： （ly方向）：Pe=(1-212+13)P其中：P=Plx=(g+q)lx=m 1=(lx/2)/ly=(2= 即 Pe=5/8P=5/8=m Pe=(1-2+=m,纵向支承梁L-1设计：横

18、向支承梁L-1的计算简图如图所示】图1-5 纵向支承梁L-1的计算简图计算跨度：边跨：l1= ln1+（a+b）/2=（+）/2= + b/2= 取小值l1=*中间跨： l2=平均跨度： （+）/2=跨度差： （）/=%,可按等跨连续梁计算。荷载计算：梁自重： （）25= kN/m梁粉刷抹灰自重：2（）17= kN/m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值 g=（+）=m将三角形荷载折算成均布荷载后，作用在梁上的荷载设计值：|Pe +q=+= kN/m跨内最大弯矩由于是只考虑均布荷载，所以查 混凝土结构设计 附表1-4五跨梁中：M1系数为：，M2系数为，M3系数为， M12=mM23=m M34=

19、kNm M45= kNm M56= kNm支座弯矩支座弯矩系数 M2=M5为：， M3=M4为：M1=M6=0M2=M5=mM3=M4=m为了安全弯矩值都乘以： M12=m M23=m M34= kNm M45=m M56=m M2=M5=m M3=M4=m横向支承梁L-2设计横向支承梁L-2的计算简图如图所示、图1-6 横向支承梁L-2的计算简图计算跨度：边跨：l1= ln1+（a+b）/2= + b/2= |取小值l1=中间跨：l2=平均跨度：（+）/2=跨度差：（）/=%,可按等跨连续梁计算。荷载计算：梁自重：（）25=m梁粉刷抹灰自重：2（）17=m梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值g=

20、（+）=m作用在梁上的荷载设计值：Pe+q=+= kN/m跨中最大弯矩：由于是只考虑均布荷载，所以查附表1-2三跨梁中：跨内最大弯矩系数：M1为，M2为MAB=ly2=mMBC=ly2= kNmMCD=m 支座弯矩：)支座弯矩系数： Mb为， Mc为MA=MD=0MB=MC=ly2=m为了安全弯矩值都乘以：MAB=mMBC= kNm MCD=mMB=MC=m(2)剪力计算纵向支承梁L-1：查附表1-4五跨梁中剪力系数V1= V2L= V2R= V3L = V3R = V4L = V4R = V5L= V5R= V6=剪力为V1=V2L=￥V2R=V3L=V3R=V4L=V4R=V5L=V5R=

21、 V6=横向支承梁L-2：查附表1-2：剪力系数V1= VBL= VBR= VCL= VCR= VD=VA=ly= VBL=ly= kNVBR=ly=VCL=ly=VCR=ly= VD=ly=！(3)配筋计算C30混凝土：1=1; fc=mm2; ft= kN/mm2HRB335钢筋：fy=300KN/mm2截面尺寸如图 验算截面尺寸：纵梁：b=250mm,h0=h-40=460mm,hw=h0=460mm- hw/b=460/250=Vmax=横梁：b=250mm,h0=h-40=560mm,hw=h0=560mm hw/b=560/250=Vmax= 正截面受弯承载力计算根据题意，HRB335钢筋，取b=受弯承载力计算过程见表15。 计算截面)计算过程跨中A-BE-F跨中B-CD-E跨中C-D支座B、E/支座C、DlxM（kNm）s=M/1fcbh02（=1-b=b=b=b=b=As=1fcbh0/fy（mm2）493214291691510选配钢筋。220214214222220实配As（mm2）628】308308760628 计算截面计算过程跨中AB%CD跨中BC支座B、ClyMsb=b=b=As8482611074选配钢筋420214420实配As（mm2）12563081256(5)斜截面受剪承载力计算lx:=250460=115