學(xué)士鋼筋混凝土課設(shè)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

PAGE11水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)雙向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2011年5月一、結(jié)構(gòu)布置在肋形樓蓋結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)布置包括柱網(wǎng)、承重墻、梁格和板的布置，需注意的問題如下：(1)承重墻、柱網(wǎng)和梁格布置應(yīng)滿足建筑使用要求柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大，內(nèi)柱在滿足結(jié)構(gòu)要求的情況下盡可能少設(shè)。(2)結(jié)構(gòu)布置要合理、經(jīng)濟(jì)①由于墻柱間距和柱網(wǎng)尺寸決定著主梁和次梁的跨度，因此，它們的間距不宜過大，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主梁的跨度一般為5m~8m，次梁為4m~6m。②梁格布置力求規(guī)整，梁盡可能連續(xù)貫通，板厚和梁的截面尺寸盡可能統(tǒng)一。在較大孔洞的四周、非輕質(zhì)隔墻下和較重的設(shè)備下應(yīng)設(shè)置梁，以避免樓板直接承受集中荷載。③由于板的混凝土用量占整個(gè)樓蓋的50%~70%，因此，應(yīng)使板厚盡可能接近構(gòu)造要求的最小板厚。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)效果，單向板的跨度（短向跨度）即次梁的間距一般為1.7~2.7m，常用跨度為1.7m~2.5m左右。雙向板的跨度（短向跨度）為5m左右。④為增強(qiáng)橫向剛度，主梁一般沿房屋橫向布置，并與柱構(gòu)成平面內(nèi)框架，這樣可使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度。內(nèi)框架與縱向的次梁形成空間結(jié)構(gòu)，因此房屋整體剛度較好。當(dāng)橫向柱距大于縱向柱距較多時(shí)，也可沿縱向布置主梁。因?yàn)橹髁撼惺艿暮奢d較大，減小其跨度既可減少內(nèi)力，又可增加房屋凈高。(3)單向板和雙向板肋形結(jié)構(gòu)的區(qū)別若板的兩個(gè)方向跨度比時(shí)，按雙向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；若，則按單向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、初步選擇板、梁的截面尺寸1、板的厚度板的尺寸除滿足承載力、剛度、裂縫寬度要求外，尚應(yīng)滿足施工要求。板厚取（單跨簡支板）；（多跨連續(xù)板）；按施工要求，一般單向板的厚度為60mm~120mm，常用厚度為80mm~100mm。雙向板的厚度?。▎慰绾喼О澹?；（多跨連續(xù)板）；一般雙向板的厚度為80mm~160mm，常用厚度為100mm~150mm。2、次梁的截面尺寸次梁高度取，寬度取。3、主梁截面尺寸主梁高度取，寬度取。三、在計(jì)算書上繪出結(jié)構(gòu)平面布置圖在計(jì)算書上畫出結(jié)構(gòu)布置，如圖1。注意標(biāo)注出柱、主梁、次梁和板的名稱（或編號），并確定板、次梁和主梁的計(jì)算單元及負(fù)荷范圍。圖1雙向板肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖四、雙向板的設(shè)計(jì)按彈性方法計(jì)算雙向板內(nèi)力。單塊板的內(nèi)力計(jì)算，可以根據(jù)四邊支承情況及沿短向（x向）與沿長向（y向）板的跨度之比lx/ly，利用教材356頁附錄十的表格進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算見教材214頁。1、板的荷載計(jì)算板的荷載計(jì)算可列表計(jì)算，見表2。荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/mmm2）荷載分項(xiàng)系數(shù)數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/mmm2）載水面現(xiàn)重板小計(jì)（gg）-可變荷載（qq）總荷載（g++q）-注意：分項(xiàng)系系數(shù)取值依依據(jù)《水工工混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》，γG=1..05，γQ=1..2。表2板的荷載計(jì)算表2、計(jì)算跨度l0的計(jì)算雙向板在墻上的支承長度a不小于120mm，中間支座寬度即為次梁和主梁的截面寬度。計(jì)算跨度按圖2進(jìn)行計(jì)算。圖2按彈性理論分析連續(xù)梁、板的計(jì)算跨度3、雙向板跨中最大彎矩的計(jì)算多跨連續(xù)雙向板的內(nèi)力計(jì)算可以簡化為單塊板來計(jì)算。多跨連續(xù)雙向板的內(nèi)力計(jì)算需要進(jìn)行最不利活載布置。當(dāng)求某區(qū)格板跨中最大彎矩時(shí)，最不利的活載按棋盤式布置，如計(jì)算圖1中D區(qū)格板的跨中彎矩時(shí)，活載布置在圖1有陰影的板區(qū)格內(nèi)，如黑白相間的棋盤。此時(shí)沿板的長邊方向，板的計(jì)算簡圖如圖3（a）所示。我們可以將圖3（a）的連續(xù)梁的內(nèi)力計(jì)算通過圖3（b）和圖3（c）的疊加來計(jì)算；圖3（b）中，滿布荷載（g+q/2），連續(xù)板的內(nèi)支座（與梁整澆在一起）兩邊荷載對稱，近似認(rèn)為中間支座為固定支座，邊支座按實(shí)際情況確定，若支承在墻上，則為簡支；圖3（c）為荷載（q/2）在相鄰兩跨反對稱布置，近似認(rèn)為中間支座為簡支支座，邊支座按實(shí)際情況確定。如圖1中D區(qū)格板的跨中彎矩可以看作為荷載（g+q/2）作用下兩鄰邊簡支、兩鄰邊固定的單塊板和荷載（q/2）作用下四邊簡支的單塊板的疊加，利用教材356頁附錄十的表格計(jì)算單塊板的內(nèi)力，再疊加起來即可。其余區(qū)格板跨中彎矩計(jì)算依此類推。如A區(qū)格板四邊均與梁整澆，故此其跨中彎矩為荷載（g+q/2）作用下四邊固定支座的單塊板和荷載（q/2）作用下四邊簡支支座單塊板跨中彎矩的疊加。（a）（b）（c）圖3計(jì)算雙向板最大跨中彎矩的計(jì)算簡圖4、雙向板支座中點(diǎn)最大彎矩的計(jì)算連續(xù)雙向板的支座最大彎矩，可以將全部荷載（p=g+q）布滿各跨來計(jì)算，此時(shí)可以認(rèn)為各跨的板固定在各中間支座上，即把板的內(nèi)支座看作固定支座、邊支座由實(shí)際情況確定的單塊板來計(jì)算每個(gè)區(qū)格板的支座中點(diǎn)最大彎矩。對于相鄰區(qū)格板的共同支座的最大彎矩，可以取相鄰兩個(gè)區(qū)格板計(jì)算的支座中點(diǎn)最大彎矩的平均值。五、次梁設(shè)計(jì)按彈性理論計(jì)算支承梁——次梁和主梁的內(nèi)力。雙向板上的荷載是沿兩個(gè)方向傳到四邊的支承梁上，精確地決定雙向板傳給梁的荷載較為困難，在設(shè)計(jì)中多采用近似方法分配，即對每一個(gè)區(qū)格，作四角的角平分線與平行長邊的中線相交，將板的面積分為4小塊，每小塊面積上荷載認(rèn)為傳遞到相鄰的支承梁上，故板傳給次梁的荷載沿跨度方向?yàn)槿切畏植蓟蛱菪畏植?，傳給主梁的荷載沿跨度方向?yàn)樘菪畏植蓟蛉切畏植?。具體見教材215頁。1、荷載計(jì)算永久荷載包括：板傳來的恒荷載、次梁自重和次梁底及兩側(cè)的粉刷重量；可變荷載僅考慮板傳來的樓面活荷載。為便于計(jì)算，通常將三角形分布的荷載按教材359頁附錄十一等效為均布荷載計(jì)算次梁的內(nèi)力。因按彈性理論計(jì)算，需要進(jìn)行活荷載的最不利布置。表1次梁的荷載計(jì)算表荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/mmm）荷載分項(xiàng)系數(shù)數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/mmm）載荷效荷側(cè)自小計(jì)（gg）板傳來的活荷荷載（q）效荷qE總荷載（g++q）2、計(jì)算簡圖次梁在墻上的支承長度a不小于240mm，中間支座寬度即為主梁寬度。計(jì)算跨度按圖2進(jìn)行計(jì)算。邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差若不超過10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力；多于五跨連續(xù)梁按五跨計(jì)算內(nèi)力；小于或等于五跨的連續(xù)梁按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算內(nèi)力。g+q（等效以后）圖4次梁的計(jì)算簡圖3、次梁內(nèi)力計(jì)算次梁內(nèi)力計(jì)算按教材342-344頁附錄六的表4進(jìn)行。相應(yīng)于次梁各個(gè)控制截面最不利內(nèi)力的活載布置方式如表2所示，首先由附錄六的表4查出彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)，再計(jì)算出相應(yīng)的彎矩和剪力。各支座截面的彎矩按式M=α1gl02+α2ql02；各支座截面剪力按式V=β1gln+β2qln。其中，α1、β1分別為永久荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)；α2、β2分別為可變荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)。內(nèi)力組合可以按表3和表4進(jìn)行，但應(yīng)當(dāng)注意，在三角形分布或梯形分布的荷載等效為均布荷載計(jì)算時(shí)，是按支座負(fù)彎矩相等的原則等效的，內(nèi)力組合只需計(jì)算支座負(fù)彎矩，跨中彎矩需根據(jù)荷載作用情況以及支座負(fù)彎矩推算。即把每跨梁看作是支座作用有力矩、承受實(shí)際荷載作用的簡支梁來計(jì)算跨中彎矩。4、承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算支座承受負(fù)彎矩，翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面進(jìn)行設(shè)計(jì)；而跨中翼緣位于受壓區(qū)，按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度按教材70頁表3-3進(jìn)行計(jì)算。正截面承載力計(jì)算過程可列于表5，按照參考書進(jìn)行正截面承載力計(jì)算時(shí)，注意區(qū)別不同規(guī)范計(jì)算公式的區(qū)別，承載力計(jì)算公式以教材為準(zhǔn)。2）斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)。斜截面承載力計(jì)算過程可列于表6。六、主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì)1、荷載設(shè)計(jì)值由于板傳給主梁的荷載沿跨度方向?yàn)樘菪畏植迹瘟簜鹘o主梁的為集中荷載，而主梁的自重和為均布荷載。為簡化計(jì)算，通常將三角形分布或梯形分布的荷載，以及集中荷載按教材359頁附錄十一等效為均布荷載計(jì)算主梁的內(nèi)力。因按彈性理論計(jì)算，需要進(jìn)行活荷載的最不利布置。主梁承受的永久荷載包括：板傳來的恒荷載、次梁傳來的恒荷載（若主梁跨間未布置次梁，則無此項(xiàng)）、主梁自重和主梁底及兩側(cè)的粉刷重量；主梁承受的可變荷載包括板傳來的可變荷載、次梁傳來的可變荷載（若主梁跨間未布置次梁，則無此項(xiàng)）?？砂幢?進(jìn)行計(jì)算。2、計(jì)算簡圖主梁在墻上的支承長度a不小于370mm，中間支座寬度即為柱橫截面高度。計(jì)算跨度按圖2進(jìn)行計(jì)算，其中，邊跨：取，兩式較小值；中間跨：邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差若不超過10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。表2按彈性方法的次梁內(nèi)力計(jì)算表①α1β1②α1β1③α1β1④α1β1⑤α1β1表3次梁彎矩組合表項(xiàng)次合合表4次梁剪力組合項(xiàng)次合合表5次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面位置2C3彎矩設(shè)計(jì)值MM(kN.mm)截面類型αSξAS(mm22)選配鋼筋實(shí)際配筋面積積(mm2)表6次梁斜截面受彎承載力計(jì)算截面位置QQCC剪力設(shè)計(jì)值VV(kN)0.25fccbh00.07fccbh0彎起鋼筋箍筋用量表7主梁的荷載計(jì)算表荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/mmm）荷載分項(xiàng)系數(shù)數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/mmm）荷效荷gE1恒等恒gE2側(cè)自小計(jì)（gg）板傳來的活荷荷載（q1）效荷qE1活（q2）等活qE2小計(jì)（qq）總荷載（g++q）3、彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁的彎矩及剪力系數(shù)可由教材附錄六的表2查得。按彈性理論計(jì)算內(nèi)力時(shí)，需要考慮可變荷載的最不利布置方式，因此應(yīng)將永久荷載和可變荷載作用下的內(nèi)力單獨(dú)計(jì)算，然后對控制截面內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算各截面及支座的最大內(nèi)力或最小內(nèi)力。各支座截面的彎矩按式M=α1gl02+α2ql02；各支座截面剪力按式V=β1gln+β2qln。其中，α1、β1分別為永久荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)；α2、β2分別為可變荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)。主梁各截面及支座的彎矩及剪力系數(shù)教材附錄六的表2查得后，可計(jì)算出相應(yīng)的彎矩及剪力，可參考表8進(jìn)行，為便于繪制主梁內(nèi)力包絡(luò)圖，應(yīng)將恒荷載和活荷載作用下的內(nèi)力圖分別繪制出來，最不利內(nèi)力組合時(shí)再將每種組合方式下的內(nèi)力圖繪制出來，合并到同一坐標(biāo)系下即得內(nèi)力包絡(luò)圖。值得注意的是主梁的結(jié)構(gòu)對稱且荷載對稱，只需畫出一跨半的內(nèi)力包絡(luò)圖即可。內(nèi)力組合可按表9和表10進(jìn)行。4、承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算支座承受負(fù)彎矩，翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面進(jìn)行設(shè)計(jì)；而跨中翼緣位于受壓區(qū)，按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度按教材70頁表3-3進(jìn)行計(jì)算。正截面承載力計(jì)算過程可列于表11。2）斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)斜截面承載力計(jì)算過程可列于表12。5、主、次梁交接處附加橫向鋼筋計(jì)算在主梁與次梁交接處，主梁的梁腹承受由次梁傳來的集中荷載作用，因而有可能在主梁的中下部出現(xiàn)斜向裂縫。為防止破壞，應(yīng)在此交接處設(shè)置附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋）。表8按彈性方法的主梁內(nèi)力計(jì)算表①α1β1②α1β1③α1β1④α1β1表9主梁彎矩組合項(xiàng)次合合表10主梁剪力組合項(xiàng)次合合表11主梁正截面受彎承載力計(jì)算截面位置2彎矩設(shè)計(jì)值MM(kN.mm)截面類型αSξAS(mm22)選配鋼筋實(shí)際配筋面積積(mm2)表12主梁斜截面受彎承載力計(jì)算截面位置lr剪力設(shè)計(jì)值VV(kN)0.25fccbh00.07fccbh0彎起鋼筋箍筋用量(a)主梁與次梁交接處斜向裂縫(b)吊筋形式(c)箍筋形式圖5主梁與次梁交接處箍筋和吊筋形式考慮到主梁與次梁交接處的破壞面大體如圖9(b)和(c)虛線所示，故附加橫向鋼筋應(yīng)布置在S=2h1+3b的范圍內(nèi)，其數(shù)量按下式計(jì)算：式中：F——次梁傳給主梁的集中荷載設(shè)計(jì)值（應(yīng)扣除主梁自重）；fyv——附加橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；α——附加橫向鋼筋與梁軸線的夾角，一般取α=45°；七、施工圖繪制施工圖繪制必必須符合國國家制圖標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《房屋屋建筑制圖圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》和《建建筑結(jié)構(gòu)制制圖標(biāo)準(zhǔn)》，圖圖面布置合合理，表達(dá)達(dá)正確，文文字規(guī)范，線線條清楚，達(dá)達(dá)到施工圖圖設(shè)計(jì)深度度要求。1結(jié)構(gòu)平面面布置圖參照圖圖2畫出結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置置，注意哪哪些用實(shí)線線表示，哪哪些用虛線線表示。給給板、主梁梁和次梁編編號，尺寸寸標(biāo)注要求求清楚、完完整。2板的配筋筋圖板的鋼筋負(fù)彎彎矩筋畫在在上邊（左左邊），正正彎矩筋畫畫在下邊（右右邊）。圖圖上標(biāo)注的的受力鋼筋筋直徑和間間距與計(jì)算算書上計(jì)算算出來的要要相對應(yīng)。沿沿墻四周、單單向板的非非受力方向向和橫向主主梁上設(shè)計(jì)計(jì)構(gòu)造鋼筋筋。所有鋼鋼筋注明直直徑和間距距，受力負(fù)負(fù)筋和構(gòu)造造負(fù)筋注明明尺寸。所所有鋼筋均均編號，編編號相同的的鋼筋只需需在一處注注明鋼筋直直徑、間距距和尺寸。鋼筋用粗線表表示，其他他用細(xì)線表表示。3主、次梁梁的配筋圖圖畫出梁的縱斷斷面圖和每每跨的跨中中和支座處處的橫斷面面圖。主梁梁鋼筋截?cái)鄶帱c(diǎn)和起彎彎點(diǎn)應(yīng)根據(jù)據(jù)彎矩包絡(luò)絡(luò)圖確定，鋼鋼筋在支座座的錨固長長度應(yīng)根據(jù)據(jù)構(gòu)造要求求確定。在在梁的縱斷斷面圖上標(biāo)標(biāo)注鋼筋的的編號和斷斷點(diǎn)位置。除除開計(jì)算得得到的縱向向受力鋼筋筋和箍筋以以外，還要要設(shè)計(jì)構(gòu)造造鋼筋：邊邊支座的構(gòu)構(gòu)造負(fù)筋和和架力鋼筋筋。橫斷面面圖上應(yīng)將將鋼筋的根根數(shù)、鋼筋筋位置、鋼鋼筋直徑、鋼鋼筋