鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆樓蓋的設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 2\o"CurrentDocument"1、設(shè)計(jì)任務(wù) 2\o"CurrentDocument"2、設(shè)計(jì)內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"3、設(shè)計(jì)條件 2\o"CurrentDocument"4、設(shè)計(jì)成果 2\o"CurrentDocument"二、設(shè)計(jì)計(jì)算書 2\o"CurrentDocument"1、結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸選擇 3\o"CurrentDocument"2、荷載計(jì)算 4\o"CurrentDocument"3、按彈性理論設(shè)計(jì)板 5\o"CurrentDocument"4、按塑性理論設(shè)計(jì)板 105、雙向板支承梁設(shè)計(jì) 156、繪制施工圖 28三、參考文獻(xiàn) 29四、設(shè)計(jì)心得 30一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)任務(wù)某多層工業(yè)廠房，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)外墻厚度均為300mm，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮豎向荷載作用，要求完成該鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆樓蓋的設(shè)計(jì)。2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)布置確定板厚度，對板進(jìn)行編號，繪制樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖。雙向板設(shè)計(jì)進(jìn)行荷載計(jì)算，按彈性方法和塑性方法進(jìn)行內(nèi)力和配筋計(jì)算，繪制板的配筋圖。支承梁設(shè)計(jì)3、 設(shè)計(jì)條件樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示。平面尺寸l=,l二，樓面均布活荷載q=4.5kN/m?。oxoy樓面做法：20mm厚水泥砂漿地面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mm厚石灰砂漿抹底。荷載：永久荷載主要為板，面層及粉刷層自重，鋼筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂漿容重20kN/m3,石灰砂漿容重17kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)—=1.2。分項(xiàng)G系數(shù)丫=1.3或1.4。Q材料：采用混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋采用HRB335鋼筋。4、 設(shè)計(jì)成果設(shè)計(jì)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。圖紙。結(jié)構(gòu)平面布置圖；板的配筋圖；支承梁的配筋圖。

圖1樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（仃=，loyJ二、設(shè)計(jì)計(jì)算書1、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3-5m為宜，本雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)雙向板區(qū)格平面尺寸l=l二，即支oxoy承梁短邊的跨度為3600mm，支承梁長邊的跨度為4200mm，根據(jù)圖1所示的柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖2所示。圖2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l/50=3600/50=72mm，且雙向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚為100mm。支撐梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，支撐梁的截面高度h=l/14~l/8。長跨梁截面高度：h=(4200/14~4200/8)mm=300~525mm。故取h=400mm。長跨梁截面寬度：b=h/3~h/2=(400/3~400/2)mm=133.3~200mm。故取b=200mm。短跨梁截面高度：h=(3600/14~3600/8)mm=257.1~450mm。故取h=400mm。短跨梁截面寬度：b=h/3~h/2=133.3~200mm。故取b=200mm。所以取縱梁和橫梁的截面高寬都為h=400mm， b=200mm。2、荷載計(jì)算100mmX25kN/m32；20mmX20kN/m32；15mmX17kN/m32；恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g2；恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g2；gk2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=4.5kN/m2k由于活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2，則取q。由可變荷載效應(yīng)控制的組合：g+qXX4.5)XkN/m2由永久荷載效應(yīng)控制的組合g+qXXX4.5)X2可見，對板而言，由可變荷載效應(yīng)控制。折算恒載設(shè)計(jì)值：p'=g+qXX2；折算活荷載設(shè)計(jì)值：p〃二q/2=1.3X4.5/2=2荷載設(shè)計(jì)值： pXX2

3、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，并且要求同一方向的最小跨度與最大跨度之比不小于0.75，即lomin；20.75，以防產(chǎn)生較大誤差。max當(dāng)求各區(qū)格跨中最大彎矩時(shí)，活荷載應(yīng)按棋盤式布置，即應(yīng)在本區(qū)格內(nèi)以及在其左右前后每隔一區(qū)格布置活荷載。它可以簡化為：第一種情況內(nèi)支座近似看成固定支座時(shí)，其值為g+q2作用下的跨中彎矩值；第二種情況，內(nèi)支座近似看成簡支時(shí)，其值為±?2作用下的跨中彎矩，將上述兩種荷載作用下的板得內(nèi)力相加，即為最后的計(jì)算結(jié)果。g*qng+q/2g*qng+q/2B+q/Zg*qF2屮q/2g*q/2g叩2sq"g*q，2%-q/2%%-q/2%/q/2/-q/2f%-q/2%>/2/%%圖3連續(xù)雙向板荷載棋盤式布置圖支座最大負(fù)彎矩可近似按活荷載滿布求得，即內(nèi)支座近似看成固定支座時(shí)g+q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，D4類，計(jì)算彎矩時(shí)，考慮混凝土的泊松比卩=0.2（查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）第條）。m（卩）m卩mx=x+ym屮）—m卩my=y+x下述跨中彎矩系數(shù)均為考慮泊松比卩=0.2后的計(jì)算系數(shù)，支座處負(fù)彎矩仍按式m二表中彎矩系數(shù)XpI2計(jì)算。彎矩系數(shù)查教程附表。（1）區(qū)格板截面有效高度由于是雙向配筋，兩個(gè)方向的截面有效高度不同?？紤]到短跨方向的彎矩比長跨方向的大，故應(yīng)將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長跨方向的外側(cè)。因此，跨中截面h=100-20=80mm(短跨方向)，h=100-30=70mm(長跨方向)，支座截oxoy面h=80mm。o(2)區(qū)格板A,B,C,D各支座處板最大負(fù)彎矩計(jì)算由于近似地將恒載及活載作用在所有區(qū)格板上，則各內(nèi)部區(qū)格板均按四邊固定板計(jì)算支座彎矩；對于邊區(qū)格和角區(qū)格,內(nèi)部支承按固定考慮,外部邊界支承按實(shí)際情況考慮,本設(shè)計(jì)由于外部邊界都為支承梁,按固定考慮,所以計(jì)算區(qū)格板支座處板最大負(fù)彎矩時(shí),各板均按四邊固定查系數(shù)。又由于各板跨度尺寸相等,所以查得數(shù)據(jù)均相等。X方向上支座：M二彎矩系數(shù)Xpl2XX2kN.m/mxxY方向上支座：M二彎矩系數(shù)Xpl2XX2kN.m/myx各區(qū)格板四邊與梁整體連接,l=,l=。xy(3)A區(qū)格板計(jì)算①區(qū)格板的計(jì)算跨度M=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2xx1y1xx2y2xXX2XX2/mM=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2yx1y1xx2y2xXX2XX2/m③配筋計(jì)算。對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“拱作用效應(yīng)”,使板內(nèi)彎矩大大減小,故其彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8,近似取為0.95。s跨中正彎矩配筋計(jì)算：(鋼筋采用HRB335級)

Asx=200mm208M 0.8x4.895xAsx=200mm2_二f丫h300x0.95x80ysox0.8M 0.8x3.490x106A= —= =176mm2sy f丫h300x0.95x70ysoy支座彎矩配筋計(jì)算：（鋼筋采用HRB335級）X方向上支座：AAX方向上支座：AA-A=sx0.8M 0.8x7.718x106—二f丫h300x0.95x80yso=221mm20.8M 0.8x6.856x106Y方向上支座：Aa-b= —= =211mm2(本應(yīng)在算B板時(shí)sy f丫h 300x0.95x80yso進(jìn)行比較后取最大值，但因板跨相等，B板計(jì)算此支座時(shí)也折減20%,值必相等，所以不再進(jìn)行比較，直接算AA-B。)sy(5)B區(qū)格板計(jì)算M=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2xx1y1xx2y2xXX2XX2/mM=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2yx1y1xx2y2xXX2XX2/m③配筋計(jì)算。邊區(qū)格板B四周均有梁支承，其跨中彎矩可折減20%，沿X方向，B區(qū)格屬中間跨，跨中及支座截面的彎矩均可降低20%，沿Y方向，因lbf=3"440=0.85<1.5，故樓板邊緣算起第二支座即A—B交界處彎矩折減20%，邊支座不折減。所以折減的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取丫為0.95。sAsx0.8M Asx0.8M X-fYhysox0.8x3.989x106= =140mm2300x0.95x80

0.8M 0.8x3.312x106A= —= =133mm2syf丫h 300x0.95x70ysoy支座彎矩配筋計(jì)算：（鋼筋采用HRB335級）X方向上支座：. 0.8M 0.8x7.718x10X方向上支座：Ab-b= —= =261mm2sxf丫h 300x0.95x80ysoAb-d=Mx=7.718x106=319mm2(因D區(qū)格板為角區(qū)sxf丫h300x0.95x80yso格板，支座截面彎矩不應(yīng)折減。)Y方向上邊支座：A=Y方向上邊支座：A=syM=6.856x106 = 2 y——一 =281mm2f丫h300x0.95x80yso(6)C區(qū)格板計(jì)算M=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2xx1y1 xx2y2 xXX2XX2/mM=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2yx1y1xx2y2xXX2XX2/m③配筋計(jì)算。邊區(qū)格板C四周均有梁支承，其跨中彎矩可折減20%，沿Y方向，B區(qū)格屬中間跨，跨中截面的彎矩可降低20%，支座因與角區(qū)格D連接，不折減，沿X方向，因竹=3*440=0.85<1.5，故樓板邊緣算起第二支座即A—C交界處彎矩折減20%，邊支座不折減。所以折減的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取丫s為0.95。跨中正彎矩配筋計(jì)算：(鋼筋采用HRB335級)0.8x4.0264x0.8x4.0264x106300x0.95x80=141mm2A= x-sxfYhysox

4 0.8M 0.8x2.8755x106iirA= —= =115mm2syf丫h 300x0.95x70ysoy支座彎矩配筋計(jì)算：（鋼筋采用HRB335級）X方向上支座：Y方向上支座：. 0.8M 0.8x7.718xX方向上支座：Y方向上支座：Aa-c= —= =261mm2sxf丫h300x0.95x80ysof「M 7.718x106 /、*士十才出卄、A=x= =319mm2（邊支座不折減。）sxf丫h300x0.95x80ysofM6.856x106 …Ac-d= y—= =311mm2sy f丫h 300x0.95x80yso(7)D區(qū)格板計(jì)算M=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2xx1y1 xx2y2 xXX2XX2/mM=(m)(g+q/2)l2+(m)(q/2)l2yx1y1xx2y2xXX2XX2/m③配筋計(jì)算。D區(qū)格板為角區(qū)格板，跨中彎矩和支座彎矩均不折減，近似取丫為0.95。s跨中正彎矩配筋計(jì)算：(鋼筋采用HRB335級)AsxMxAsxMx—fYhysox3.735x106300x0.95x80=141mm2M 2.853x106A= y—= =115mm2sy f丫h300x0.95x70ysoy支座彎矩配筋計(jì)算：（鋼筋采用HRB335級）M 7.718x106X方向上支座：A= x一= =319mm2sxfyh300x0.95x80yso

Y方向上支座：A=Y方向上支座：A=syM_6.856x106_OO1 y——一 =321mm2f丫h300x0.95x80yso4．按塑性理論設(shè)計(jì)板（1）鋼筋混凝土為彈塑性體，因而按彈性理論計(jì)算結(jié)果不能反映結(jié)構(gòu)的剛度隨荷載而改變的特點(diǎn)，與已考慮材料塑性性質(zhì)的截面計(jì)算理論也不協(xié)調(diào)。塑性鉸線法是常用的塑性理論計(jì)算方法之一。塑性絞線法，是在塑性絞線位置確定的前提下，利用虛功原理建立外荷載與作用在塑性鉸線上的彎矩二者間的關(guān)系式，從而求出各塑性鉸線上的彎矩值，并依次對各截面進(jìn)行配筋計(jì)算?；竟剑?M+M+_(基本公式：1M+M+_(M2+M〃 f+M+Myyff)1=pl2(3/—/)24yxyf tf fl m mmmml為板短邊長度）y令 n二亠,a=—,B= —= —=—=l為板短邊長度）yl m mmmmx x xxyy考慮到節(jié)省鋼材和配筋方便，一般取B=2.0，為使在使用階段兩方向的截面應(yīng)力較接近，宜取a=（丄）2=（lx-|）2 。■-y先計(jì)算中間區(qū)格板，然后將中間區(qū)格板計(jì)算得出的各支座彎矩值作為計(jì)算相鄰區(qū)格板支座的已知彎矩值，依次由內(nèi)向外直至外區(qū)各板可一一解出。對邊區(qū)格板，角區(qū)格板，按實(shí)際的邊界支承情況進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用彎起鋼筋配筋方式。（2）樓蓋劃分A,B,C,D四種區(qū)格板，每區(qū)格板均取m=m=am,a=(xyy/l)2,0=0=0=B=2.0，其中/為板短邊長度,1 x x y y xxl為板長邊長度。y將跨內(nèi)正彎矩區(qū)鋼筋在離支座邊lx4處截?cái)嘁话?，則跨內(nèi)正塑性鉸線上的總彎矩M，M應(yīng)按下式計(jì)算：xyl lm l—（/—xx2）m+—xxxx2—（/—x）m

xy4 x4 2 y4x

l3同理可得M=(l--x)m二—lmyx4y4xy作用于板面上的荷載設(shè)計(jì)值為px3.155x4.5kN/m2。板的計(jì)算跨度(凈跨)：l=3.6-0.2二，l=4.2-0.2二，a/3.4)2=1.38。xy根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)資料，該廠房劃分好的每區(qū)格板，l，l都相等，因此其各xy板按塑性理論算得的跨內(nèi)彎矩，支座彎矩都相等，不必由內(nèi)向外一一解出。a)彎矩計(jì)算跨內(nèi)塑性鉸線上的總彎矩為：M=(l—L)m=(4.0—3.4/4)xmmxy4x yy=3=3lm4xy=IX3.4my支座邊負(fù)塑性鉸線上的總彎矩為：TOC\o"1-5"\h\zf 〃M=M=Bmlxxmmxx xy yyf “M=M=Bmlxmmyyyxyy1 f " f " 1 一由M+M+—(M+M+M+M)二一pl2(31—l)(l為板短邊長度)xy2xxyy24xyxx得m[4.35+2.55+-(11.04x2+6.80x2)]=丄x9.636x3.42x(3x4.0-3.4)y 2 24解上式可得m/m,于是有：ym=am=1.38x1.613=2.226kN.m/'mfx〃y<m=m=Pm=2.0x2.226=4.452kN.mJmx/ x〃 xm=m=Pm=2.0x1.613=3.226kN.mjmJy y yb)配筋計(jì)算

跨中截面積h=100-20=80mm,h二100-30=70mm,oxoy支座截面近似取h=80mm，近似取丫為0.95。根據(jù)：os1、 中間跨的跨中截面及中間支座上應(yīng)予以折減，折減系數(shù)為0.8；2、 邊跨的跨中截面及從樓板邊緣算起的第二支座上，當(dāng)＜1.5時(shí)，折減系數(shù)為0.8,當(dāng)1.5WJ/；W2時(shí)，折減系數(shù)為0.9。本設(shè)計(jì)資料中，,彳＜1.5,所以折減系數(shù)為0.8；3、角區(qū)格不應(yīng)折減。①中央?yún)^(qū)格板AX方向跨中：Asx0.8mx-

fYhysox0.8x2.226x106= =78mm2300x0.95xX方向跨中：Asx0.8mx-

fYhysox0.8x2.226x106= =78mm2300x0.95x80Y方向跨中：Asy0.8m—二fYhysoy0.8x1.613x106卄=65mm2300x0.95x70X方向支座：AsxA-A=0.8mx-fYhyso0.8x4.452x106= =156mm2300x0.95x80Y方向支座：AsxA-C=0.8x4.452x106=156mm2f丫h 300x0.95x80yso0.8m-x—=AA-Bsy0.8myfYhyso0.8x3.226x106= =113mm2300x0.95x80②邊區(qū)格板BX方向跨中：Asx0.8mx—

fYhysox0.8x2.226x106= =78mm2300x0.95x80Y方向跨中：Asy0.8m—二fYhysoy0.8x1.613x106=65mm2300x0.95x70X方向支座：Asx0.8x4.452x106= =156mm2fyh300x0.95x80yso0.8m xY方向支座：AB-D二sx0.8mx-fYhyso4.452x106 “=195mm2300x0.95x80AA-B=sy0.8m 0.8x3.226x106 — =113mm2fyh300x0.95x80ysoY方向邊支座：，mA— y—syfyhyso3.226x106300x0.95x80—141mm2②邊區(qū)格板CX方向跨中：Asx0.8m x—fYhysox0.8x2.226x106— —78mm2300x0.95x80Y方向跨中：Asy0.8mfYh