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，进一步掌握结构施

2、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，钢筋混

3、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=1.2，分项系数Rq=1.3或1.4。（4）材料：平面尺寸lx=4.8m，ly=6.6m。楼面均布活荷载q=4.0kN/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。（

4、2）施工图纸 1结构平面布置图 2板的配筋图 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

5、面尺寸：根据经验，支撑梁的截面高度h=l/14l/8, 长跨梁截面高度h=(6600/146600/8)=471.43825mm,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=342.9600mm,故取h=500mm。 短跨梁截面宽 b= h/3h/2=166.7250mm,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 =1.4。 20mm原水泥砂浆底面0.0220kN/m3=0.4kN/m2 120mm原钢筋砼现浇板0.1025kN

6、/m3=2.5kN/m2 15mm原石灰砂浆抹底0.01517kN/m3=0.255kN/m2 gK=0.4+3+0.255=3.155kN/m2 恒荷载设计值：g=rGgK=1.2gK=3.786kN/m2活荷载设计值：q=rQqK =1.44.0=5.6kN/m2g+q/2=6.586 kN/m2 q/2=2.8 kN/m2 g+q=9.386 kN/m2荷载布置图g+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+qgg+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/

7、2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2q/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=0.73，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0.730.03060.0123-0.0714-0.0566

8、四边简支0.730.06450.0309- MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02=（0.0306+0.20.0123）6.5864.82+（0.0645+0.20.0309）2.84.82=9.58kN.m My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02=（0.0123+0.20.0306） 6.5864.82+（0.0309+0.20.0645）2.84.82=5.63kN.m支座弯矩A-A MXa=mx（g+q）l02=-0.07149.3864.82=-15.44kN.mA-B Myb=mY（g+q）l02=-0.05669.3864.82=-1

9、2.24kN.m跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=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0.8，近似取rs为0.95，fy=300N/mm2。跨中配筋计算Asx=0.8Mx/rsh0fy=0.89.58106/(3000.9580)=308mm2 Asy=0.8My/rsh0fy=0.85.63106/(3000.9570)=201mm2支座配筋计算A-A As=0.8Mx/rsh0xfy=0.815.44106/(3000.9580)=542mm2 A-B

10、As=0.8My/rsh0yfy=0.812.24106/(3000.9570)=491mm2区格板B 中间跨：lx=4.8m 边跨： ly=6.6-0.15+0.1/2=6.50m lx/ly=4.8/6.51=0.74 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/lymxmymxmy三边固定，一边简支0.740.03350.0106-0.0755-0.0572四边简支0.740.06760.0313- Mx=Mx1+Mx2 =(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2+(mx2+0.2my2)(q/2

11、)lx2 =(0.0335+0.20.0106)6.5864.82+(0.0676+0.20.0313)2.84.82=9.90kN.m/m My=My1+My2=(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2 =(0.0106+0.20.0335)6.5864.82+(0.0313+0.20.0676)2.84.82 =5.47kN.m/m 3)支座弯矩。B-B Mx=mx(g+q)lx2=-0.07559.3864.82=-16.33kN.m/mB-A My=my(g+q)lx2=-0.05729.3864.82=-12.37kN.m/m 4)配筋计

12、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=4.8/6.6=0.731.5,故折减系数取0.8 近似取rs为0.95，fy=300N/mm2跨中正弯矩配筋计算： Asx=0.8Mx/rsh0xfy =0.89.90106/(3000.9580)=347mm2 Asy=0.8My/rsh0yfy =0.85.47106/(3000.9570)=220mm2支座截面配筋计算：B-A As=0.8Mx/rsh0xfy =0.816.33106/(3000.9570)=655mm2 B-B As=0.8My/rsh0yfy =0

13、.812.37106/(3000.9580)=434mm2区格板C 1) 计算跨度。 边跨： lx=ln+h/2+b/2=(4.8-0.15-0.25/2)+0.10/2+0.25/2=4.70m 中间跨：ly=6.6m lx/ly=4.70/6.6=0.71 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/lymxmymxmy三边固定 一边简支0.710.03460.0097-0.0764-0.0572四边简支0.710.06700.0300-Mx=Mx1+Mx2=(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2

14、+(mx2+0.2my2)(q/2)lx2 =(0.0346+0.20.0097)6.5864.702+(0.0670+0.20.0300)2.84.702=9.84kN.m/m My=My1+My2=(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2 =(0.0097+0.20.0346)6.5864.702+(0.0300+0.20.0670)2.84.702 =5.10kN.m/m 3)支座弯矩。C-A Mx=mx(g+q)lx2=-0.07649.3864.702=-15.84kN.m/mC-D My=my(g+q)lx2=-0.05729.3864

15、.702=-11.86kN.m/m 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=6.6/4.8=1.381.5,故折减系数取0.8近似取rs为0.95，fy=300N/mm2跨中正弯矩配筋计算： Asx=0.8Mx/rsh0fy =0.89.84106/(3000.9580)=345mm2 Asy=0.8My/rsh0fy =0.85.10106/(3000.9570)=205mm2支座截面配筋计算：C-A Asxa=0.8Mx/rsh0xfy =0.815.84106/(3000.9580)=556mm2C-

16、D Asy=0.8My/rsh0yfy =0.811.86106/(3000.9570)=594mm2D区格板计算 1) 计算跨度。 lx=4.70m（同C区格) ly=6.50m（同B区格） 2）跨中弯矩。 D区格板是角区格板，在 g+q/2作用下，按两邻边固定两邻边简支板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得 lx/lymxmymxmy两邻边固定，两邻边简支0.720.04120.0179-0.0970-0.0766四边简支0.720.06580.0304-Mx=Mx1+Mx2=(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2+(mx2+0.2my2)(q/2)lx2 =(0.041

17、2+0.20.0179)6.5864.702+(0.0658+0.20.0304)2.84.702=10.96kN.m/m My=My1+My2=(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2 =(0.0179+0.20.0412)6.5864.702+(0.0304+0.20.0658)2.84.702 =6.49kN.m/m3)支座弯矩。D-B Mx=mx(g+q)lx2=-0.09709.3864.702=-20.11kN.m/mD-C My=my(g+q)lx2=-0.07669.3864.702=-15.89kN.m/m4)配筋计算。角区格，不

18、折减，近似取rs为0.95，fy=300N/mm2，h0x=800mm，h0y=700mm。跨中正弯矩配筋计算： Asx=Mx/rsh0xfy =10.96106/(3000.9580=481mm2 Asy=My/rsh0yfy =6.49106/(3000.9570)=325mm2支座截面配筋计算：D-B As=Mx/rsh0xfy =16.32106/(3000.9580)=882mm2D-C As=Mx/rsh0yfy =12.89106/(3000.9570)=796mm2截面配筋计算截面h0（mm2）As（mm2）配筋（mm2）实配（mm2）跨中A区格lx8033610200393l

19、y702268200251B区格lx8034710200393ly702208200251C区格lx8034510200393ly702058200251D区格lx8048110160491ly7032510200393支座AA8054212200565AB7065512170665AC7055612200565B边支座8079614180855BB8043410180436BD8079614150890C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、

20、D四种区格板，每区格板均取 mx=my =(lx/ly)2 x= x=y= y=2.0 其中ly为长跨跨长ly=6.6-0.25=6.35m，lx为短跨跨长lx=4.8-0.25=4.55m 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=5.6+4.386=9.986kN/m2即=（6.35/4.55）2 =1.95 mx=my=1.95my 弯矩计算跨内正塑性铰线上的总弯矩：MX =（ly-lx/4）mx=（6.35-4.55/4）mx=5.

21、21mx=10.16my My=（lx-lx/4）my=3/44.55my=3.41my支座边负塑性铰线上的总弯矩:Mx=Mx=mxly=21.95my6.35=24.77my My=My=mylx=2my4.55=9.1my根据虚功原理得：MX+My+(Mx+Mx+My+My)=1/24 plx2(3ly-lx)10.16my+2.96my+1/2(24.77my2+9.1my2)=1/249.3864.552（36.35-4.55） 解得 my=2.47kNm/m 所以mx=my =1.95my=1.952.47=4.82kNm/m my=my”=my=22.47=4.94kNm/m mx

22、=mx=mx=21.952.47=9.64kNm/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0.72，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0.95 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0.8，x方向跨中 As=0.8mx/rsh0xfy=0.84.82106/(0.9580300)=169mm2x方向支座 As=0.8 mx/rsh0xf

23、y=0.89.64106/(0.9580300)=338mm2y方向跨中 As= 0.8my/rsh0yfy=0.82.47106/(0.9570300)=94mm2y方向支座 As=0.8my/rsh0yfy=0.84.94106/(0.9570300)=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=4.55/6.35=0.731.5,故折减系数取0.8 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=4.94106/(0.9570300)=235mm2x方向跨中 As=169mm2 （与区格A相

24、同）x方向B-B板共界支座As=0.8mx/rsh0xfy=0.89.64106/(0.9580300)=338mm2x方向B-D板共界支座，因D区格属于角区格，不应折减。As=mx/rsh0xfy=9.64106/(0.9580300)=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=6.35/4.55=1.381.5,故折减系数取0.8y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=4.94106/(0.9570300)=235mm2x方向跨中 As=0.8mx/rsh0xfy=0.84.8210

25、6/(0.9580300)=169mm2x方向支座 As=0.8 mx/rsh0xfy=0.89.64106/(0.95180300)=338mm2区格DD区格为角区格，可不进行折减y方向跨中 As=my/rsh0yfy=2.47106/(0.9570300)=124mm2y方向边支座 As=my/rsh0yfy=4.94106/(0.9570300)=248mm2x方向跨中 As=mx/rsh0xfy=4.82106/(0.9580300)=211m2x方向支座 As=0.8mx/rsh0xfy=9.64106/(0.9580300)=423mm2截面h0（mm2）As（mm2）配筋（mm2

26、）实配（mm2）跨中A区格lx801698200251ly70948200251B区格lx801698200251ly70948200251C区格lx801698200251ly70948200251D区格lx802118200251ly701248200251支座AA8033810200393AB701888200251B边支座702358200251BB8033810200393BD804231018043670902358200251CD702488200251D边支座lx8042310180436D边支座ly24824182002514、梁的计算（1）支座弯矩按弹性理论设计计算梁的支座

27、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=9.3864.8=45.05kN/m 1=(lx/2)/ly=4.8/(26.6)=0.364 即 Pe=5/8P=5/845.05=28.16kN/m Pe=(1-20.3642+0.3643)45.05=35.28kN/m纵向支承梁L-1设计：横向支承梁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=4.8-0.15-0.25/2+（0.1+0.25）/2=4.70m 1.025ln1+ b/2=1.025(4.8-0.15-0.25/2)+0.25/2=4.763m 取小值l1=4.70m中间跨： l2=4.8m平均跨度： （4.71+4.8）/2=4.75m跨度差： （4.8-4.70）/4.8=2.08%,可按等跨连续梁计算。荷载计算：梁自重： 0.25（0.5-0.1）25=2.5 kN/m梁粉刷抹灰自重：0.0152（0.5-0