2022年混凝土结构课程设计——钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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：指导老师：北京科技高校 2022 年 6 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录名师归纳总结 一、设计任务书. 1第 2 页,共 38 页1、设计目的和方法 . 12、设计任务 . 13、设计资料 . 14、设计要求 . 25、设计成果 . 26、设计要求 . 2二、设计说明书. 31、结构布置及构件尺寸挑选. 32荷载设计值 . 43. 板的运算 . 4按弹性理论设

2、计板. 43.1.1 A区格板运算 . 53.1.2 B区格板运算； . 63.1.3 C 区格板运算 . 73.1.4 D 区格板运算 . 8选配钢筋 . 10 按塑性理论设计板：. 10 3.2.1 A区格板运算 . 12 3.2.2 B区格板运算 . 13 3.2.3 C 区格板的运算 . 15 3.2.4 D 区格板的运算 . 16 4. 双向板支承梁设计 . 19 纵向支承梁 L-1 设计 . 20 运算跨度 . 20 荷载运算 . 20 内力运算； . 21 正截面承载力运算. 25 4.1.5 斜截面受剪承载力运算. 26 4.2 横向支承梁 L-2 设计 . 28 4.2.1

3、运算跨度； . 28 荷载运算 . 28 内力运算； . 29 正截面承载力运算. 32 4.2.5 斜截面受剪承载力运算. 34 三、参考文献 . 35四、设计心得 . 36- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜一、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懂得,并利用所学学问解决实际问题； 培育同学正确的设计观点、 设计方法和肯定的运算、 设计才能, 使我们把握钢筋混凝 土现浇楼盖的设计方法和步骤；培育用图纸和设计运算书表达设计意图的才能,进一步把握结构施工图的绘制方法；依据某

4、多层建筑平面图, 楼盖及屋盖均采纳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；依据塑性内力重分布的方法进行板、次梁的内力和配筋的运算；依据弹性理论进行主梁的内力和配筋的运算；2、设计任务某二层建筑物,为现浇混凝土内框架结构 中间为框架承重,四周为墙体承重 ,建筑平面示意图见以下图；试对楼盖包括标准层和顶层进行设计；4500 4500 450051005100510051005100图 1-1 楼盖结构平面布置3、设计资料1建设地点：北京市2楼面做法：水磨石地面、钢筋混凝土现浇板,1 20mm 石灰砂浆抹

5、底；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜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 G ；活载分项系数Q =1.3 或 1.4 ；4材料：平面尺寸 ly=m,lx=4.5m ；楼面均布活荷载 q=5.0kN/m；混凝土强度 等级为 C25；采纳 HRB335钢筋；4、设计要求 1 楼盖、屋盖的结构平面布置；2 楼盖板的内力分析与配筋运算考虑内力重

6、分布；次梁的内力分析与配筋运算考虑内力重分布；3 主梁的内力分析与配筋运算；5、设计成果 1 设计运算说明书一份,包括封面、设计任务书、目录、运算书、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 设计运算书要完整、运算过程及结果正确,表达清楚；3 配筋图要到达施工图的要求,施工图上的配筋应与运算书的运算结果一 致；原就要打印；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜二、设计说明书1

7、、结构布置及构件尺寸挑选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=m,lx=4.5m ,即支承梁短边的跨度为 4500mm,支承梁长边的跨度为 5100mm,依据图 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；4500DCCCD4500BAAAB4500DCCCD51005100510051005100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 双向板的厚度不宜小于 80mm,故取板厚为 120mm；l/50=5100/50=102mm,且支撑梁截面尺

8、寸：依据体会,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= 250mm,故取 b=200mm；短跨梁截面高 h=4500/14 4500/8mm=mm,故取 h=500mm 短跨梁截面宽 b= h/3 h/2=400/3 400/2=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；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 38 页精选学习资料 -

9、- - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜2荷载设计值由于活荷载标准值大于Q4kN/m2,就取Q ；恒荷载设计值：qqk=1.3 5=kN/m2 活荷载设计值：gGgkgk2 2m 25kN/m3=3kN/m2 m 17kN/m32 g =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=+/2=7.24kN/m2 折算活荷载设计值： p =q/2=/2=kN/m2 荷载设计值： p=g+q=4.788+=8kN/m2 3. 板的运算此法假定支撑梁不产生竖向位移且不受扭

10、,lmin /lmax 0.75, 以防误差过大；并且要求同一方向相邻跨度比值当求各区格跨中最大弯矩时, 活荷载应按棋盘式布置, 它可以简化为当内支座固支时 g+q/2 作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时查混凝土结构设计标准 GB50010-2002弯矩系数可查混凝土结构设计附表 2；q/2 作用下的弯矩之和；g+qgg+qgg+q=g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2+q/2-q/2q/2-q/2q/2gggg+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2-q/2q/2-q/2q/2-q/2g+qg+qggg+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2q/2-q/2q/2

11、-q/2q/2g+qg+qg+q图 2-2 荷载布置图4 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.1.1 A混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜区格板运算1 运算跨度中间跨： lxo -0.2=4.515m l y=o =m l x/l y2 跨中弯矩A区格板是中间部位区格板,在 g+q/2 作用下,按四边固定板运算；在 q/2作用下按四边简支运算；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 2.1 A区格板弯矩系数 mxmylx/lymxmy四边固定60344四

12、边简支- - Mx u=Mx1 u+Mx2u =mx1y1g+q/2lx2+mx2y2q/2l2 x 231 61 4.52578 54 4.52=/m My u=My1 u+My2u22 =my1x1g+q/2lx2+my2x2q/2lx 231 4.5254 578 4.5=/m 3 支座弯矩 a支座： Mx a=mxg+q/2lx 2=-0.0603 4.52=-/m b支座： My b=myg+q/2lx 244 4.52=-/m 4 配筋运算截面有效高度： 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

13、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；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜对 A 区格板,考虑到该板四周与梁整浇在一起,板内弯矩大大减小,故其弯矩设计值应乘以折减系数 fy=300N/mm2；跨中正弯矩配筋运算： A sxxu/rsh0f y 8.13 10 6/300 95=mmAsyyu/rsh0f y 10 6/300 85=mm整块板内存在穹顶作

14、用, 使 0.8 ,近似取 rs 为 0.95 ,支座配筋见 B、C 区格板运算,由于相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩 不相等时,取肯定值的较大值作为该支座的最大负弯矩；3.1.2 B 区格板运算；1 运算跨度；边跨： lx=ln+h/2+b/2=4.52/2/2=4.39m o 4.5-0.15-0.25/2=4.44m 中间跨： l y=o =m l x/l y=4.39/= 2 跨中弯矩；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运算；在 B q/2 作用下按四边简支运算； 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 2.2 B区格板弯矩

15、系数 mx mylx/lymxmy三边固定,一边简支0.86142687566四边简支0.86496350- - Mx u=Mx1u+Mx2u =mx1y1g+q/2lx 2+mx2y2q/2l2 x =0.0285 142 4.392496 50 4.392=/m My u=My1u+My2ux 2+my2x2q/2lx2 =my1x1g+q/2l6 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜 142 285 4.3925 496 4.392 =5.59/m

16、3 支座弯矩； ba 支座： Mx a=mxg+q/2lx 2=-0.0687 4.392=-/m支座： My b=myg+q/2lx 266 4.392=-0/m 4 配筋运算；近似取 r s为 0.95 ,f y=300N/mm 2,h0x=95mm,h0y=85mm；跨中正弯矩配筋运算： A sx=Mx u/r sh0f y = 10 6/300 95=mmAsy=My u/r sh0f y = 10 6/300 85=mm支座截面配筋运算：a 支座：取较大弯矩值为 -9/m ；Asxa=Mx a/rsh0f y= 10 6/300 95=mm2 c 支座配筋见 D区格板运算；3.1.3

17、 C 区格板运算1 运算跨度；中间跨： l x=4.5m 边跨： ly=m o =m l x/l y=4.5/=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运算；在q/2 作用下按四边简支运算； 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 2.3 C 区格板弯矩系数三边固定,一边简支lx/lymxmy mx my0.922605965061四边简支0.92438360- - 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102

18、 班 41112054 柴丽娜Mx u=Mx1u+Mx2u =mx1y1g+q/2lx 2+mx2y2q/2l2 x =0.0260 159 4.52438 60 4.52=7.63/m My u=My1u+My2u2 =my1x1g+q/2lx 2+my2x2q/2lx2 159 260 4.526 438 4.5 /m 3 支座弯矩；d 支座： Mx d=mx g+q/2l x 2=-0.650 4.5 2=-/m b 支座： My b=my g+q/2l x 261 4.5 2=-8.22/m 4 配筋运算；近似取 r s为 0.95 ,f y=300N/mm2,h0x=95mm,h0y

19、=85mm；跨中正弯矩配筋运算： Asx=Mx u/rsh0f y = 106/300 mm2 Asy=My u/rsh0f y = 106/300 85=mm2 支座截面配筋运算：b 支座：取较大弯矩值为 -8.22/m ；Asxb=Mxm b/r sh0f y =8.22 106/300 95=3mm2 d 支座配筋见 D区格板运算；3.1.4 D 区格板运算1 运算跨度； l xm同 B区格 l y=m同 C区格lx/l y=4.39/=0.90 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运算；在 q/2 作用下按四边简支运算； D区格板弯矩系

20、数查 混凝土结构设计 附表 2,8 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜结果如表 2.4 所示；表 D 区格板弯矩系数lx/ly2 x2 mxmymxmy两邻边固定, 两邻边简支0.9029122477616四边简支0.9045658- - Mx u=Mx1u+Mx2u =mx1y1g+q/2lx 2+mx2y2q/2l 291 224 2456 58 =/m My u=My1u+My2u 2 =my1x1g+q/2lx 2+my2x2q/2lx2 =0

21、.0224 291 4.39258 456 4.39=6.75/m 3 支座弯矩；d 支座： Mx d=mx g+q/2lx2776 4.392=-/m 2=-/m c 支座： My c=my g+q/2lx2=-0.0716 4.394 配筋运算；近似取 rs为 0.95 ,fy=300N/mm 2,h0x=95mm,h0y=85mm；跨中正弯矩配筋运算： A sx=Mx u/r sh0f y = 10 6/300 mmAsy=My u/r sh0f y =6.75 10 6/300 85=mm支座截面配筋运算：d 支座：取较大弯矩值为 -/m ；Asx d=Mxmax d/r sh0f y

22、 = 10 6/300 95=400mmc 支座：取较大弯矩值为 -/m ；Asx c=Mxmax c/r sh0f y 10 6/300 95=mm9 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜选配钢筋跨截面x表按塑性理论运算板的配筋表选配钢筋实配面积m kN m h o/mm2 A mm/mm2A 区格l95 8200251 85 8200251 lyl95 8 125402 xB 区格85 8200251 yl中C区格lx- 95 8125402 85

23、8200251 yll95 8 125402 xD区格l85 8 125402 yAA 95 8200251 支AB - 95 8 125402 座AC - 95 8 125402 BD -1 95 400 8 125402 8 125C-C - 95 402 C-D -9.99 95 402 8 125按塑性理论设计板：钢筋混凝土为弹塑性体, 因而弹性理论运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运算理论也不和谐；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

24、,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运算；基本公式为：令：2Mx2MyMMMM1gq l23 lylxxxyyx1210 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计=土木 1102 班 41112054 柴丽娜n=ly,m ,m x=m= m x=m=mxyylxmxm xmymy考虑到节约钢筋和配筋便利,一般取宜取12；n采纳通长配筋方式； = 1.52.5 两个方向的截面应力较为接近,Mxm l x yM m l x yM m l x yxxMym l y xM m l y xM

25、 m l y xyy带入基本公式,得：m xpl2nn1/ 3作为运算x8n先运算中间区格板, 然后将中间区格板运算得出的各支座弯矩值,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形进行运算；此处采纳通长配筋方式 即别离式配筋,对于连续板的运算跨度的运算公式：本设计采纳弯起钢筋配筋方式； x=楼盖划分 A,B,C,D 四种区格板, 每区格板均取m =m ,=lylx2 , x= y= y=2.0 ,其中xl 为板短边长度,yl 为板长边长度 , 且两者均为净跨；由于是双向配筋, 两个方向的截面的有效高度不同；考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向

26、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,短边方向跨中截面 h x 120 25 95 mm长边方向跨中截面 h oy 120 35 85 mm支座截面 h 0 120 25 95 mm折减原就依据：1、中间跨的跨中截面及中间支座上应予以折减,折减系数为 0.8 ；2、边跨的跨中截面及从楼板边缘算起的其次支座上,当 l bl 1.5 时,折减系数为 0.8 ,当 1.5 l bl2 时,折减系数为 0.9 ；本设计资料中,l bl1.5 ,所以折减系数为 0.8 ；3、角区格不应折减；11 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 38 页精选学习资料 -

27、- - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜A-A .0.95. 0 . .；截面设计用的弯矩：楼盖周边未设圈梁,故只能将区格的跨中弯矩及支座弯矩削减 20%,其余均不折减；为了便于运算,近似取s 为 0.95 ,.=3.2.1 A区格板运算A格板区为四边连续双向板；1 板的运算跨度净跨 ：lxlyln1.45.02.43 m0.lyln.51.02.49 m n=.49.11402l4 .3x769,12n1.1402弯矩运算弯矩将跨内正弯矩区钢筋在离支座边xl4处截断一半,就跨内正塑性铰线上的总Mx,My应按下式运算：2=xl yl- 4m

28、xMx=yl-xl2m +lxm x442lxmy同理可得My=xl -xlm =344跨内塑性铰线上的总弯矩为：Mx=xl yl - 4m =-/4 69m =41myMy=3lxmy=34.3m y=my44支座边负塑性铰线上的总弯矩为：M=M=mxly4.969m =7.536my2 pl 3yl -xl xl 为短跨得：xxM =M =mylxm =my1由Mx+My+1 2M+ M + M + M =x2412 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴

29、丽娜m 41+17 .53628.62=111 .2882 4.33.494.3224解上式可得m =/m,于是有：m xm y/4.055/0 .7695.273kN.mmm x m x m x2.05.27310.546 kN.mmm y m y m y2.04 .0558.11kN.mm3配筋运算对 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, 故对其跨中弯矩设计值应乘以折减系数0.8 ；为了便于运算,近似取s 为 0.95 ；配筋运算如下：X 方向跨中：A =0.8 m x=0.85 .2731062 =mmfysh ox3000.9595Y

30、方向跨中：A =0.8m y=0.84 .0551062 =1mmfyshoy3000.9585X 方向支座：A sxAC=fym xh o=10.546951062 =mms3000.95Y 方向支座：A yAB=fym yh o=8 .11106952 =mm3000 .95ssAyAA= 0 .8 m y=0 .88.111062 =mmfy3000.9595sh o3.2.2 B区格板运算B格板区为三边连续一短边简支持的双向板；1 板的运算跨度净跨 ：l x.450 .2.43 ml y5.1.020 .12/2-0.2/2.486 mnly24.861.1300.783,lx.43211n1.13013 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 混凝土结构课程设计土木 1102 班 41112054 柴丽娜2 板的弯矩运算此时简支边的跨中弯矩等于零, 其余支座弯矩和短跨跨中弯矩不变,长跨跨中弯矩变为：M y1（23）m xlx7mlx48跨内塑性铰线上的总弯矩为：M x =yl - 4 xlm =m y m yM y = 7l xm y = 7 4.3 m y =3.7625 m y8 8支座边负塑性铰线上的总弯矩为：将 A 区格板算得的短跨支座弯矩 m /m 作 y为 B 区格板的 m ；y