鋼筋混凝土雙向肋梁樓蓋設(shè)計(jì)

1、1.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)目的（1）了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序和內(nèi)容；（2）了解梁、板結(jié)構(gòu)的荷載傳遞途徑及計(jì)算簡(jiǎn)圖；（3）熟悉受彎構(gòu)件梁和板的設(shè)計(jì)方法；（4）了解內(nèi)力包絡(luò)圖及材料圖的繪制方法；（5）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工圖表達(dá)方式。1.2 設(shè)計(jì)資料（1）結(jié)構(gòu)形式某教學(xué)樓，樓蓋平面為矩形，二層樓面建筑標(biāo)高為3.6m，為多層磚混結(jié)構(gòu)，采用整體式鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋，鋼筋混凝土柱的截面尺寸為400mm×400mm。結(jié)構(gòu)平面布置如圖11所示。外墻厚370mm。圖1-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖（2）樓面構(gòu)造做法30mm厚水磨石地面（12mm厚面層，18mm厚水泥砂漿打底），板底有15mm厚

2、石灰砂漿抹灰?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。（3）荷載永久荷載：包括梁、樓板及構(gòu)造層自重。鋼筋混凝土容重為25kN/m3，水泥砂漿容重20 kN/m3，石灰砂漿容重17 kN/m3，水磨石容重0.65 kN/m2，粉煤灰空心砌塊容重為8kN/m3。分項(xiàng)系數(shù)（當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)）?？勺兒奢d：樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值10 kN/m2，分項(xiàng)系數(shù)。(4）材料混凝土：C30鋼 筋：板 HPB235級(jí)梁： 主筋HRB335級(jí)，箍筋HPB235級(jí)1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容(1雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置(2板、梁的設(shè)計(jì)1現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)根據(jù)樓面荷載，按彈性理論計(jì)算板的內(nèi)力，進(jìn)行板的正截面承載力計(jì)算，并進(jìn)行板的鋼筋配置。2支承梁的設(shè)計(jì)計(jì)算梁的內(nèi)力，

3、進(jìn)行梁的正截面、斜截面承載力計(jì)算，并對(duì)此梁進(jìn)行鋼筋配置。(3繪制結(jié)構(gòu)施工圖繪制板的配筋圖及梁的配筋詳圖及其抵抗彎矩圖，并作鋼筋明細(xì)表，最后完成結(jié)構(gòu)施工圖一張。1.4基本要求（1）完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書一份。包括封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、計(jì)算書、參考文獻(xiàn)、附錄。要求概念清楚，計(jì)算完整、準(zhǔn)確，成果盡量表格化，并裝訂成冊(cè)。（2）圖紙。蓋施工圖一張，包括結(jié)構(gòu)平面布置圖、板的配筋圖、支承梁的配筋圖樓。采用1號(hào)圖紙，選擇適當(dāng)比例。要求內(nèi)容完整，表達(dá)規(guī)范，字體工整，圖面整潔。1.5小組分工2.結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸選擇雙向板肋梁樓蓋由板和支承梁構(gòu)成。雙向板肋梁樓蓋中，雙向板區(qū)格一般以35m為宜。支承梁短邊的跨度為，支承梁

4、長(zhǎng)邊的跨度為。根據(jù)圖11所示的柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖2-1所示。圖2-1 雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖板厚的確定：連續(xù)雙向板的厚度一般大于或等于,且雙向板的厚度不宜小于，故取板厚為。支承梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，支承梁的截面高度，長(zhǎng)垮梁截面高度為故??；截面寬度故取；短跨梁截面高度為故??；界面寬度故取。3.雙向板設(shè)計(jì)計(jì)算3.1荷載計(jì)算120mm厚鋼筋混凝土樓板 18mm厚水泥砂漿面層找平 15mm厚石灰砂漿底面粉刷 12mm水磨石 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.2按彈性理論設(shè)計(jì)板此法假定支承梁不產(chǎn)生豎向位移且不受扭，并且要求同一方向相鄰跨度比值,以防誤差過(guò)大。當(dāng)要求各區(qū)格跨中最大彎矩

5、時(shí)，活荷載應(yīng)按棋牌式布置，它可以簡(jiǎn)化為當(dāng)支座固支時(shí)作用下的跨中彎矩與當(dāng)內(nèi)支座絞支時(shí)作用下的跨中彎矩之和。支座最大負(fù)彎矩可近似按活荷載滿布求得，即內(nèi)支座固支時(shí)作用下的支座彎矩。所有區(qū)格板按其位置與尺寸分為A，B，C，D四類，計(jì)算彎矩時(shí)，考慮鋼筋混凝土的泊松比為0.2.(1 A區(qū)格板計(jì)算1計(jì)算跨度 2跨中彎矩 3支座彎矩 b支座 a支座 4）配筋計(jì)算截面有效高度：由于是雙向配筋，兩個(gè)方向的有效截面高度不同?？紤]到短跨方向比長(zhǎng)垮方向的大，故應(yīng)將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長(zhǎng)垮方向的外側(cè)。因此： 跨中截面支座截面對(duì)A區(qū)格板，考慮到該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小，故其彎

6、矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取為0.95?？缰姓龔澗嘏浣钣?jì)算：鋼筋選用HPB235.支座配筋建B，C區(qū)格板計(jì)算，因?yàn)橄噜弲^(qū)格板分別求得的同一支座負(fù)彎矩不相等時(shí)，取絕對(duì)值的較大值做為該支座的最大負(fù)彎矩。(2 B區(qū)板計(jì)算1 計(jì)算跨度 2跨中彎矩3）支座彎矩 b支座 a支座 4）配筋計(jì)算跨中截面（長(zhǎng)跨方向）（短跨方向）支座截面跨中正彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235.支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用HRB335b支座：取較大彎矩值為25.078c支座配筋見(jiàn)D區(qū)格板計(jì)算。(3 C區(qū)格板計(jì)算1 計(jì)算跨度 2 跨中彎矩3）支座彎矩d 支座 a支座 4）配筋計(jì)算跨中截面 （長(zhǎng)跨方向）（短跨方向）近似取跨中正

7、彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用HRB335a支座:取較大彎矩值為。 d支座配筋見(jiàn)板D計(jì)算。(4 D區(qū)格板計(jì)算1）計(jì)算跨度（同B區(qū)格板） （同C區(qū)格板）2）跨中彎矩 3）支座彎矩d支座 c支座 4）配筋計(jì)算跨中截面 （長(zhǎng)跨方向）（短跨方向）近似取跨中正彎矩配筋計(jì)算：選用HPB235鋼筋。支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用HRB335.c支座:取較大彎矩值為 d支座:取較大彎矩值為 （5）選配鋼筋 表3-1 跨中截面鋼筋表截面A區(qū)格板跨中B區(qū)格板跨中C區(qū)格板跨中D區(qū)格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向計(jì)算鋼筋 面積/45360163075763076463

8、6836選用鋼筋101601012010120101001012010100101201090實(shí)際配筋 面積/491654654785654785654872截面a支座b支座c支座 d支座計(jì)算鋼筋面積/1249125713551469選用鋼筋14120141201411014/16120實(shí)際配筋面積/1283128313991480表3-2 支座截面配筋表圖3-1 按彈性理論設(shè)計(jì)板的結(jié)構(gòu)配筋圖4.雙向板支承梁設(shè)計(jì)按彈性理論設(shè)計(jì)支承梁。雙向板支承梁承受的荷載如圖4-1所示。圖4-1 雙向板支承梁承受的荷載計(jì)算梁的內(nèi)力，進(jìn)行梁的正截面、斜截面承載力計(jì)算，并對(duì)此梁進(jìn)行鋼筋配置。4.1橫向支承梁L-1

9、設(shè)計(jì)(1跨度計(jì)算邊跨：取小值。中跨：取支乘中心線間的距離，平均跨度：,跨度差：，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。(2荷載計(jì)算由板傳來(lái)的恒荷載的設(shè)計(jì)值： 由板傳來(lái)的活荷載的設(shè)計(jì)值： 梁自重：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹灰產(chǎn)生的均布荷載設(shè)計(jì)值：。橫向支承梁的計(jì)算圖如圖所示。圖4-2 橫向支撐梁L-1計(jì)算簡(jiǎn)圖(3內(nèi)力計(jì)算1彎矩計(jì)算： (k值由附表查得。邊跨：中跨：平均跨(計(jì)算支座彎矩時(shí)用: 橫梁彎矩計(jì)算如表4-1所示表4-1橫向支撐梁L-1彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒荷載g恒荷載活荷載活荷載-22.18活荷載活荷載-37.21內(nèi)力組合+150.82-109.42-23.72-109.42+32.23-109.4295.

10、75-109.42+125.3-169.5375.53-95.11+143.73-125.17-16.57-79.37最不利內(nèi)力組合項(xiàng)次+組合值/32.23-169.53-23.72-109.42組合項(xiàng)次+組合值/150.82-109.4295.75-79.372剪力計(jì)算： (k值由附表查得。邊跨： 中跨：平均跨（計(jì)算支座彎矩時(shí)取用）：橫向支承梁L-1剪力計(jì)算如表4-2所示。表4-2橫向支撐梁L-1剪力計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒荷載g恒荷載活荷載活荷載活荷載活荷載內(nèi)力組合91.42-129.9548.4344-67.19111.7980.83-140.47124.9688.65-132.6861.61

11、組合項(xiàng)次組合值44-140.4748.43組合項(xiàng)次組合值91.42-67.19124.96（4）正截面承載力計(jì)算邊跨：取較小值。中間跨：取較小值。支座截面仍按矩形截面計(jì)算。2判斷截面類型。在縱橫梁交接處，由于板、橫向梁和縱向梁的負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，短跨方向梁（橫梁）的鋼筋一般均在長(zhǎng)跨方向梁（縱梁）鋼筋的下面，梁的有效高度減小。因此，進(jìn)行短跨方向梁（橫梁）支座截面計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)其鋼筋的實(shí)際位置來(lái)確定截面的有效高度。此處，?。缰校?，（支座）屬于第一類T形截面。3）正截面承載力結(jié)算。按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁內(nèi)力時(shí)，中間跨的計(jì)算跨度取為支座中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的

12、。而實(shí)際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，所以計(jì)算配筋時(shí)，將其換算到截面邊緣。橫梁正截面承載力計(jì)算見(jiàn)下表。受力鋼筋選用級(jí)，箍筋選用級(jí)。根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范（）第條的規(guī)定，縱向受力鋼筋的最小配筋率為和中的較大值，即。下表4-3中的配筋率滿足要求。配筋形式采用分離式。表4-3橫向支撐梁L-1正截面受彎承載力計(jì)算截面邊跨中支座中間跨中150.82-169.5395.75-23.72-150.82-144.5495.75-23.720.0190.1300.0120.0030.9900.930.9940.998906.81015.8594.6146.7選用鋼筋32032222021

13、6實(shí)際配筋面積（）9411140628402配筋率0.52%0.63%0.35%0.22%（5）斜截面受剪承載力結(jié)算表4-4橫向支撐梁L-1斜截面受剪承載力計(jì)算截面A支座B支座左B支座右124.96,滿足截面要求箍筋直徑和肢數(shù)HRB235，8200，雙肢按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配間距/175175175配筋率配筋圖見(jiàn)附圖4-6。4.2縱向支承梁L-2設(shè)計(jì)(1計(jì)算跨度邊跨：取小值。中跨：取支乘中心線間的距離。平均跨度：(6.263+6.3/2=6.282m。跨度差：，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。(2荷載計(jì)算由板傳來(lái)的恒荷載的設(shè)計(jì)值：；由板傳來(lái)的活荷載的設(shè)計(jì)值：。梁自重：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹

14、灰產(chǎn)生的均布荷載設(shè)計(jì)值：?？v向支承梁的計(jì)算圖如圖所示。圖4-3 縱向支撐梁L-2計(jì)算簡(jiǎn)圖(3內(nèi)力計(jì)算1）彎矩計(jì)算：（k值由附表1-4-2查得）。平均跨（計(jì)算支座彎矩時(shí)取用）： 以表4-5中恒荷載作用下的支座剪力和跨中彎矩的求解為例。取脫離體AB桿件，所受荷載及內(nèi)力如圖4-4所示。求邊跨中的彎矩，所取脫離體如圖4-5所示圖4-4 AB桿件脫離體 圖4-5 求邊跨中彎矩時(shí)所取的脫離體對(duì)A點(diǎn)取矩，得支座彎矩由表1-25中已知，求得 ，再由豎向合力等于零，求得。近似認(rèn)為跨中最大彎矩在跨中截面位置，對(duì)1點(diǎn)取矩得 算得其他的跨中彎矩同理求得，如表4-5所示。表4-5縱向支撐梁L-2彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒荷

15、載恒荷載49.040.149.2活荷載136.8-44.2活荷載-15.9116.2活荷載107.294.2活荷載129.3-37.2內(nèi)力組合+201.9113.5-9.1113.5+49.2113.5151.3113,5+172.3172.7129.398.5+194.4-128.5-2.184.3最不利內(nèi)力組合項(xiàng)次+組合值/49.2-172.7-9.1-113.5組合項(xiàng)次+組合值/201.9-113.5151.3-84.3注：跨跨中彎矩時(shí)根據(jù)求得的支座彎矩按未等效前的實(shí)際荷載取悅離體求出的。2）剪力計(jì)算：邊跨：中跨：表4-6 縱向支承梁L-2剪力計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒荷載恒荷載30.0-55.

16、242.7活荷載69.4-83.50活荷載5.1-5.176.7活荷載60.093.088.5活荷載67.085.97.0內(nèi)力組合112.2-157.958.847.9-79. 5135.5102.8-167.4147.3109.8-160.365.8組合項(xiàng)次組合值47.9-167.458.8組合項(xiàng)次組合值112.2-79.5147.3(4正截面承載力計(jì)算邊跨：取較小值。中間跨：取較小值。支座截面仍按矩形截面計(jì)算2判斷截面類型。在縱橫梁交接處，由于板、橫向梁和縱向梁的負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，短跨方向梁（橫梁）的鋼筋一般均在長(zhǎng)跨方向梁（縱梁）鋼筋的下面，梁的有效高度減小。因此，進(jìn)行短跨方向梁（橫

17、梁）支座截面計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)其鋼筋的實(shí)際位置來(lái)確定截面的有效高度。屬于第一類T形截面。3正截面承載力結(jié)算。按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁內(nèi)力時(shí)，中間跨的計(jì)算跨度取為支座中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。而實(shí)際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，所以計(jì)算配筋時(shí)，將其換算到截面邊緣。橫梁正截面承載力計(jì)算見(jiàn)下表。受力鋼筋選用HRB335級(jí)，箍筋選用HPB235級(jí)。中的較大值，即0.2%。下表4-7中的配筋率滿足要求。配筋形式采用分離式。表4-7 縱向支撐梁L-2正截面受彎承載力計(jì)算截面邊跨中B支座中間跨中201.9-172.7151.3-9.1-201.9-143.2151.3-9.10.0180.0900.0150.0010.9910.9550.9930.99951113.3819.4832.649.8選用鋼筋322320320216實(shí)際配筋面積（）1140942942402配筋率0.58%0.48%0.48%0.21%(5斜截面受剪承載力結(jié)算表4-8橫向支撐梁L-2斜截面受剪承載力計(jì)算截面A支座B支座左B支座右111.