双向板肋梁楼盖课程设计.pdf

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1、 双向板肋梁楼盖 课程设计 目录 一、设计任务书.(3)（一）设计题目.(3)（二）设计资料.(3)（三）设计内容.(3)二、楼盖的结构平面布置.(3)三、按弹性理论设计.(4)（1）荷载设计值.(4)（2）计算跨度.(4)（3）弯矩计算.(4)（4）截面设计.(6)（5）斜截面受剪承载力.(7)（6）裂缝宽度验算.(7)（7）绘制施工图.(9)四、按塑性铰线法设计.(9)（1）荷载设计值.(9)（2）计算跨度.(10)（3）弯矩计算.(10)（4）截面设计.(11)（7）绘制施工图.(12)五、支承梁的设计.(12)（1）荷载.,.(12)（2）计算简图.(13)（3）内力计算.(13)（4

2、）截面承载力计算.(14)参考文 献.(15)一、设计任务书 说明：该课设所属此次课程设计统一编号 55 号。（一）设计题目 双向板肋梁楼盖课程设计（二）设计资料 某 4 层框架房屋，采用现浇钢筋混凝土楼盖。现浇钢筋混凝土柱承重，柱截面尺寸400400。结构柱网平面布置如附图所示。其中 2、3、4 层楼面建筑标高分别为、。楼面均布活荷载标准值为 KN/m2。楼面做法：10mm 水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；20mm 水泥砂浆抹底，60mm 焦渣混凝土垫层。顶棚做法：V 型轻钢龙骨吊顶（一层石膏板，无保温层）。（m2）隔墙：150mm 陶粒空心砌块（56 KN/m2），20mm 石灰砂浆双面抹灰

3、。每道处于轴线上的梁均按设置隔墙考虑。材料：混凝土强度等级 C35;梁钢筋采用 HRB400 级钢筋，板采用 HPB300 级钢筋。环境类别：一类。（三）设计内容（1）确定结构布置方案，包括楼盖结构体系承重方式的确定，梁格布置，梁板截面尺寸的选定。（2）按照选定的结构方案，用手算进行楼板设计，包括荷载计算、内力分析和配筋计算。（3）按照选定的结构方案，用手算进行梁的设计，包括荷载计算、内力分析和配筋计算（包括正截面和斜截面）。（4）绘制结构施工图。图纸内容包括：1、结构平面布置（包括梁、板、柱布置及编号）2、楼板结构施工详图。3、梁结构施工详图。主梁要画出内力包络图和抵抗弯矩图，并以此确定钢筋

4、的截断、弯起等布置。（5）结构设计计算书一份（包括必要的文字说明在内）。装订顺序：任务书，目录，正文，参考文献，(自选)软件分析结果 （6）课设总结：包括收获、体会、创新点和建议等。二、楼盖的结构平面设置 按双向板肋梁楼盖设计，结构平面布置如图，支承梁截面取为 200mmx500mm，根据构造要求，双向板板厚不宜小于 80mm，由于不做挠度验算，双向板的板厚与短跨跨长的比值应满足刚度要求，即 hl01/40=165mm，取板厚取为 170mm。三、按弹性理论设计（一）板的设计（1）荷载设计值 板的永久荷载标准值 10mm 水磨石层（20mm 水泥砂浆打底）m2 60mm 焦渣混凝土垫层 KN/

5、m2 80mm 钢筋混凝土板 =KN/m2 吊顶 m2 小计 KN/m2 可变荷载标准值 KN/m2 可变荷载效应起控制作用，则 楼面活荷载设计值：q=KN/m2 永久荷载设计值：g=KN/m2 g+q/2=+=KN/m2 q/2=KN/m2 g+q=+=KN/m2（2）计算跨度 内跨：l0=lc(轴线间距离)，边跨：l0=lc+200/2 各区格板具体的计算跨度列于下表。（3）弯矩计算 跨中最大弯矩为当内支座固定在g+q/2作用下的跨中弯矩和内支座铰支在q/2作用下的 跨中弯矩之和。此设计计算时混凝土的泊松比取为；支座最大负弯矩为内支座固定时 g+q作用下的支座弯矩。根据不同的支承情况，整个

6、楼盖可以分为 A、B、C、D 四种区格板。A 区格板：l01/l02=6600/7800=，周边固支时，由教材中附表 7-4 可查得 l01、l02跨中 弯矩系数分别为，支座弯矩系数分别为，。周边简支时，由附表 7-1 查得 l01、l02跨中弯矩系数分别为，。于是 m1=+g+q/2)l012+l012/2 =g+q/2)l012+l012/2 =m1=(g+q)l012=m2=(g+q)l012=区格板：l01/l02=，周边固支时，由教材中附表7-4 可查得 l01、l02跨中弯矩系数分别 为，支座弯矩系数分别为，。一边固定（长边）三边简支时，由附表 7-1 查得 l01、l02跨中弯矩

7、系数分别为，。于是 m1=+g+q/2)l012+l012/2 =g+q/2)l012+l012/2 =m1=(g+q)l012=m2=(g+q)l012=区格板：l01/l02=，周边固支时，由教材中附表 7-4 可查得 l01、l02跨中弯矩系数分 别为，支座弯矩系数分别为，。一边固定（短边）三边简支时，由附表 7-1 查得 l01、l02跨中弯矩系数分别为，。于是 m1=+g+q/2)l012+l012/2 =g+q/2)l012+l012/2 =m1=(g+q)l012=m2=(g+q)l012=区格板：l01/l02=，周边固支时，由教材中附表 7-4 可查得 l01、l02跨中 弯

8、矩系数分别为，支座弯矩系数分别为，。邻边固定、邻边简支时，由附表 7-1 查得 l01、l02跨中弯矩系数分别为，。于是 m1=+g+q/2)l012+l012/2 =g+q/2)l012+l012/2 =m1=(g+q)l012=m2=(g+q)l012=各区格板分别算得的弯矩值见下表，按弹性理论计算的弯矩值 表 2-1 项目 区格 A B C D l01（m）l02（m）l01/l02 m1（）m2（）m1（）m1（）m2（）m2（）（4）截面设计 截面有效高度：一类环境类别板的最小混凝土保护层厚度 15mm，假定选用 C 10 钢筋，则 l01方向跨中截面的 h01=170-20=150

9、mm，l02方向跨中截面的 h02=170-20-10=140mm，支座截 面处的 h0=150mm。截面设计用的弯矩：因楼盖周边有梁与板整浇，考虑到穹顶作用，使板内弯矩大大减小，以及边区格 B、C 板的 lb/l0，故所有区格的跨中弯矩及 A-A 支座弯矩折减 20%。楼盖的角区格板不折减。最小配筋率截面积为：AS,min=max ft/fy,%bh=%x1000 x170=442 mm2。截面配筋计算结果及实际配筋列于表 2-2。双向板截面配筋 表 2-2 截面 项目 h0(mm)m AS(mm2)配筋 实有AS(mm2)跨中 A区格 l01方向 150 方向 140 =442 A1017

10、0 462 B区格 l01方向 150 =442 A10170 462 l02方向 140 =442 A10170 462 C区格 l01方向 150 =442 A10170 462 l02方向 140 =442 A10140 561 l02方向 140 442 A10120 654 A-B 150 =442 A10/12130 737 A-C 150 =442 A10120 654 C-D 150 =442 A10/12130 737 B-B 150 =442 A10120 654 B-D 150 =442 A10120 654 边支座 B 150 442 A12140 808 C 150

11、442 A12120 942 D l01方向 150 442 A12120 942 D l02方向 150 442 A12140 808 显然，以上实际配筋均满足最小配筋率要求。根据构造要求，当板厚 h150mm 时，钢筋间距不宜大于=255mm，且不宜大于 250mm，显然以上配筋均满足。（5）斜截面受剪承载力 由于板的厚度较大，需验算斜截面受弯承载力。由混凝土结构设计规范规定：不配箍筋和弯起钢筋的一般板类构件，其斜截面受剪承载力按下式计算：Vu=hftbh0=(800/800)Vmax=1/2(g+q)bl01=，即斜截面受弯承载力满足要求。（6）裂缝宽度验算 由表 2-2 可得：在短跨方

12、向上，A、B、C 各区板的配筋相同，且 A 区格板上的跨中弯矩最大，若在短跨方向上 A 区格板跨中满足最大裂缝宽度要求，则所有的区格板在短跨方向上均满足要求；在长跨方向上，各区板的配筋相同，且 A 区格板上的跨中弯矩最大，若在长跨方向上 A 区格板跨中满足最大裂缝宽度要求，则所有的区格板在长跨方向上均满足要求；D 区格板双向均验算裂缝宽度。支座 A-A、A-B、A-C、C-D、B-B、B-D 的配筋相同，且 A-B 支座弯矩最大，若支座 A-B 满足最大裂缝宽度要求，则其它支座也满足要求。边支座 B、C、D的配筋相同，且 C 的支座弯矩最大，若支座 C 满足最大裂缝宽度要求，则 B、D 也满足

13、要求。根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）附录 D 中表所示，准永久值系数应取85.0q，按准永久组合计算，板的永久荷载标准值 KN/m2 板的可变荷载标准值 KN/m2 g+q/2=+KN/m2 q/2=m2 g+q=+KN/m2 区格板弯矩准永久值：A 区格板：m1=+g+q/2)l012+l012/2=g+q/2)l012+l012/2 =m2=m2=(g+q)l012=区格板：m2=m2=(g+q)l012=C 区格板：m1=m1=(g+q)l012=D 区格板：m1=+g+q/2)l012+l012/2 =g+q/2)l012+l012/2 =板的裂缝宽度验算 表 2-

14、3 板的验算位置 A 的 l01方向 A 的 l02方向 D 的 l01方向 D 的 l02方向 支座 A-B 边支座 C mkNMq mmmAs/mmb ）te mmdeq 10 10 10 10 11 12 max()mm 其中sq=Mq/(Ash0)；te=As/Ate,若te,则取te=；=且；max=crsq+te)/Es。（7）绘制施工图 板 配 筋 采 用 分 离 式，由 于 q/g=3，则 板 面 配 筋 从 支 座 边 伸 出 长 度 为a=ln/4=7800/4=1950mm 取 a=2000mm。端支座伸出长度为 l0/7=1114mm，统一取为 1100mm。双向板楼盖

15、的配筋图见图 1。图 1 双向弹性设计板配筋图 四、按塑性铰线法设计（1）荷载设计值 g+q=m2（2）计算跨度 内跨：l0=lc-b(b 为梁宽)，边跨：l0=lc-b/2 各区格板的计算跨度值列于下表 1，按塑性铰线法计算的正截面受弯承载力设计值 表 2-4 区格 项目 A B C D l01（m）l02（m）M1u m1 m1 m1 m1 M2u m1 m1 m1 m1 M1u m1 m1 m1 m1 M1u m1 m1 m1 m1 M2u m1 m1 m m1 M2u m1 m1 m1 m1 m1u m2u m1u m1u m2u m2u （3）弯矩计算 截面有效高度：一类环境类别板的

16、最小混凝土保护层厚度 15mm，选用 C 10 钢筋，则 l01方向跨中截面的有效高度 h01=150mm，l02方向跨中截面的有效高度 h02=140mm，支座截面处的 h0=150mm。因楼盖周边有梁与板整浇，考虑到穹顶作用，使板内弯矩大大小，以及边区格 B、C 板的 lb/l0150mm 时，钢筋间距不宜大于=255mm，且不宜大于 250mm，显然以上配筋均满足。同理可得按塑性铰线法配筋的板的斜截面受剪承载力和裂缝跨度验算满足要求。（5）施工图 板配筋构造同板的弹性设计法。双向板楼盖的配筋图见图 2。图 2 板塑性设计配筋图 五、支承梁的设计 按弹性理论设计。梁的截面尺寸取为 250m

17、mx650mm。双向板传给支承梁的荷载分布为：双向板长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布。支承梁自重及抹灰荷载为均匀分布。双向板支承梁承受的荷载如图所示：选取横向支承梁计算。（1）荷载设计值 梁自重 梁侧抹灰 梁传来的均布荷载 g1=+=m 板传来的恒载 g2=板传来的活载 q=（2）计算跨度 由于两端与柱整体连接，计算长度取其净跨 ln。边跨 ln=；跨中 ln=。跨度差，故可按等跨连续梁计算。（3）内力计算 计算简图：跨中和支座截面最大弯矩和剪力按下列公式计算：22211 022 030Mk g lk g lk ql 41 052 060Vk g lk g lk ql

18、弯矩计算 表 2-6 序号 计算简图 边跨跨内 中间支座 中间跨内 kM kM kM 1g 0.08014.33 0.10017.91 0.0254.35 2g 0.05472.19 0.06381.72 0.02127.24 q 0.068170.24 0.03175.31 q 0.03175.31 0.052126.33 q 0.050125.18 0.073/0.021177.34/51.01 0.03892.31 q 0.063157.72 0.042/0.010102.03/24.29 内力组合 剪力计算 表 2-7 序号 计算简图 端支座 中间支座 AkV BkV左 BkV右 1g

19、 0.40010.69 0.60016.04 0.50013.37 2g 0.18368.38 0.313116.96 0.25093.41 q 0.21981.83 0.281105.00 00 q 0.03111.58 0.03111.58 0.25093.41 q 0.17766.13 0.323120.69 0.302112.85 q 0.20877.72 0.292109.11 0.05219.43 最不 -238 利组合 （4）截面支承梁计算 支承梁跨内截面按 T 形截面计算，其翼缘计算宽度 bf=l0/3=6600/3=2200mm，bf=b+sn=200+6400=6600mm

20、，bf=b+12hf=200+12x170=2240mm，取三者中较小值，则 bf=2200mm。环境类别为一类，C35 混凝土，梁的最小保护层厚度取 c=20mm。取箍筋直径为 10mm，纵向钢筋直径为 20mm，则按一排纵向钢筋考虑 h0=650-20-10-20/2=610mm。C35 混凝土，1=，fc=mm2，c=1，ft=mm2；纵向钢筋采用 HRB400 级，fy=360 N/mm2，fyv=360 N/mm2。1 fc bf hf(h0-hf/2)=(610-85)x10-6=，即跨内截面均属于第一类 T 形截面。最小配筋率为=max ft/fy,%=%,则跨中配筋最小截面积为

21、：As=%x250 x650=325 mm2。正截面受弯承载力计算 表 2-8 截面 边跨跨中 中间支座 中间跨跨中 M1 MB M2 M Vb/2 M-Vb/2 210scfMf b h 11 2s 01scyAbhff 构造配筋（mm2）325 325 325 实际配筋（mm2）4C20 As=1256mm2 3C22 As=1140mm2 2C20+1C12 As=741mm2 斜截面承载力计算 表 2-9 截面 端支座 中间支座 VA VB 左 VB 右 V(kN)hw/b 440/250=4 4 V V V 截面尺寸满足要求 ftbh0（KN）V V 且 500h800 时，根据构要求梁中箍筋的最大间距和最小直径为 250mm 和 6mm。参考文献 1GB50009-2012，建筑结构荷载规范S 2GB50010-2010，混凝土结构设计规范S 精心搜集整理，只为你的需要