雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)全套計(jì)算成果(2014)

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 班 級(jí)： 2011級(jí)土木工程x班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 201127 指導(dǎo)教師： 職稱： 完成日期： 2013 年 12 月 22 日目 錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)11、題目12、目的要求1 3、設(shè)計(jì)條件1二、本梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述21） 承重墻、柱網(wǎng)和梁格布置22） 結(jié)構(gòu)布置23） 單向板和雙向板肋形結(jié)構(gòu)的區(qū)別2三、 板厚及梁系截面尺寸的確定21） 板的厚度22） 次梁的截面尺寸23） 主梁的截面尺寸2四、雙向板設(shè)計(jì)3（1）板的荷載計(jì)算3（2）板的計(jì)算跨度l0的計(jì)算4（3）彎矩計(jì)算4（4）板的配筋6（5

2、）板的配筋圖8五、次梁設(shè)計(jì)8（1）計(jì)算跨度8（2）荷載計(jì)算8（3）內(nèi)力計(jì)算91） 彎矩計(jì)算92） 剪力計(jì)算11 （4） 正截面承載力計(jì)算13 （5） 斜截面承載力計(jì)算14 （6） 次梁構(gòu)造15六、裂縫驗(yàn)算15七、撓度驗(yàn)算15八、樓梯設(shè)計(jì)16（1）梯段板設(shè)計(jì)16（2）平臺(tái)板設(shè)計(jì)17 （3）平臺(tái)梁設(shè)計(jì)18九、設(shè)計(jì)心得19 附頁(yè)：圖紙-20雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)1、題目雙向板肋梁樓蓋2、目的要求鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本技能，學(xué)會(huì)運(yùn)用技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖冊(cè)，掌握施工圖的繪制方法，培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件繪圖；啟發(fā)學(xué)

3、生對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)工作情況的認(rèn)識(shí)和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析與解決問(wèn)題的能力、了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般程序和內(nèi)容，為畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后從事實(shí)際工作奠定初步基礎(chǔ)具有重要作用。21目的1）了解雙向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定；2）掌握板厚及梁系截面尺寸的確定方法；3）通過(guò)板的計(jì)算，掌握彈性內(nèi)力計(jì)算方法，熟悉按棋盤(pán)式布置活荷載考慮不利組合；4）通過(guò)主、次梁的計(jì)算，掌握按彈性理論分析內(nèi)力的計(jì)算方法，并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法；5）掌握板、主次梁的配筋計(jì)算、沖切驗(yàn)算，了解并熟悉現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)的有關(guān)構(gòu)造要求；6）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方法、制圖規(guī)定，進(jìn)一步提高制圖

4、的基本技能。22要求1）按彈性方法設(shè)計(jì)板、次梁、主梁。2）提交按規(guī)定格式書(shū)寫(xiě)的結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)一份，要求步驟清楚，計(jì)算正確，書(shū)寫(xiě)工整。3）繪制結(jié)構(gòu)施工圖，內(nèi)容包括梁板結(jié)構(gòu)平面布置圖；板的配筋圖；次梁配筋圖；主梁彎矩包絡(luò)圖、抵抗彎矩圖；及配筋斷面詳圖。圖紙折疊成A4規(guī)格，圖簽朝外。3、設(shè)計(jì)條件某多層廠房，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋，結(jié)構(gòu)布置如附圖所示。1）結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)尺寸及樓面活載大小詳見(jiàn)“附圖”；2）樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面，容重20KN/m3，板底及梁用15mm厚混合砂漿抹面，容重17KN/m3；3）混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，鋼筋除梁縱向主筋采用HRB335鋼筋外，其余均采用HPB235

5、鋼筋，鋼筋混凝土容重25KN/m3。二、本梁板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置的優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述在肋形樓蓋結(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(wèn)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寬度，因此，它們的間距不宜過(guò)大，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主梁的寬度一般為5m8m，次梁為4m6m。（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

6、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，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，減少其跨度既可減少內(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l2/l12時(shí)，按雙向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；若l2/l12，則按單向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。三、 板厚及梁系截面尺寸的確定1） 板的厚度有相關(guān)設(shè)計(jì)資料可以得出

7、，本設(shè)計(jì)是多跨連續(xù)板。板厚：hl0/50=90mm。 h取h=100mm2） 次梁的截面尺寸h=（1/181/12）l=（1/181/12）4500，按建筑模數(shù)h=350mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）250，按建筑模數(shù)b=150mm3） 主梁的截面尺寸h=（1/141/8）l=（1/141/8）6000，按建筑模數(shù)h=6000mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）720，按建筑模數(shù)b=300mm4）、繪制平面布置及區(qū)格劃分、標(biāo)注圖（如圖1.圖2.）B圖2.區(qū)格板標(biāo)注圖圖1.雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置及區(qū)格板劃分圖圖2.區(qū)格板標(biāo)注圖 四、雙向板設(shè)計(jì)（1）板的荷載計(jì)算活載取活載

8、的分項(xiàng)系數(shù)為1.4，則q=1.44.0=5.6KN/m2恒載取恒載的分項(xiàng)系數(shù)為1.2，則面層 20mm厚水泥砂漿面層 0.0220=0.400KN/m2板 100mm厚現(xiàn)澆板自重 0.125=2.500KN/m2板底抹灰 15mm厚板底抹灰 0.01517=0.255KN/m2小計(jì) 3.786KN/m2所以：g+q=5.6+3.786=9.386KN/m2 g+q/2=3.786+5.6/2=6.586KN/m2 q/2=5.6/2=2.8KN/m2（2）板的計(jì)算跨度l0的計(jì)算(1) 內(nèi)跨：l0=lc，lc為軸線間距；(2) 邊跨：l0=ln+b，ln為板的凈跨，b為梁寬。（3）彎矩計(jì)算跨中最

9、大正彎矩發(fā)生在活載為棋盤(pán)式布置時(shí)，它可以簡(jiǎn)化為，當(dāng)內(nèi)支座固支時(shí)g+q/2作用下的跨中彎矩與內(nèi)支座鉸支時(shí)q作用下的跨中彎矩值兩者之和。支座負(fù)彎矩可以近似按活荷載滿布時(shí)求得，即為內(nèi)支座固定時(shí)g+q作用下的支座彎矩。在上述各種情況中，周邊梁對(duì)板的作用視為鉸支座，如圖3.所示。+圖3.連續(xù)雙向板計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算彎矩時(shí)考慮泊桑比的影響，取1/6或0.2，在計(jì)算中取0.2。A區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75查表，并按計(jì)算板的跨中正彎矩；板的支座負(fù)彎矩按g+q作用計(jì)算。 m1=（0.0296+0.20.0130）6.5864.52+（0.0620+0.20.0317）2.84.52 =8.16KNm

10、/ m m2=（0.0130+0.20.0296）6.5864.52+（0.0317+0.20.0620）2.84.52 =5.02KNm/ m m1=m1=-0.07019.3864.52=-13.3KNm/m m2=m2=-0.05659.3864.52=-10.7KNm/mB區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0331+0.20.0109）6.5864.52+（0.0620+0.20.0317）2.84.52 =8.58KNm/ m m2=（0.0109+0.20.0331）6.5864.52+（0.0317+0.20.0620）2.84.52 =4.833KNm/

11、 m m1=m1=-0.07509.3864.52=-14.3KNm/m m2=0，m2=-0.05729.3864.52=-10.87KNm/mC區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0109+0.20.0331）6.5864.52+（0.0620+0.20.0317）2.84.52 =6.2KNm/ m m2=（0.0331+0.20.0109）6.5864.52+（0.0317+0.20.0620）2.84.52 =7.208KNm/ m m1=m1=-0.05729.3864.52=-10.87KNm/m m2=0，m2=-0.07509.3864.52=-14.3

12、KNm/mD區(qū)格板：l01/l02=4.5/6=0.75 m1=（0.0390+0.20.0189）6.5864.52+（0.0620+0.20.0317）2.84.52 =9.58KNm/ m m2=（0.0189+0.20.0390）6.5864.52+（0.0317+0.20.0620）2.84.52 =6.061KNm/ m m1=0，m1=-0.09389.3864.52=-17.8KNm/m m2=0，m2=-0.07609.3864.52=-14.4KNm/m表1按彈性理論計(jì)算彎矩值區(qū)格編號(hào)ABCD計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度（mm）lo14500450045004500lo26000600

13、060006000lo1/lo20.750.750.750.75跨中彎矩（kNm）lo18.168.586.29.58lo25.024.8337.2086.061支座彎矩（kNm）m113.314.300m113.314.310.8717.8m210.7014.30m210.710.8714.314.4（4）板的配筋截面有效高度：l01（短跨）方向跨中截面的h01=100-20=80mm，l02（長(zhǎng)跨）方向跨中截面高度h02=120-30=70mm。支座處截面處均為80mm。計(jì)算配筋時(shí)，近似取內(nèi)力臂系數(shù)s=0.95，As=m/（0.95h0fy）。截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋見(jiàn)表2. 表2. 截

14、面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋表截面h0（mm）m（KNm/m）As(mm2/m)配筋實(shí)配As(mm2/m)跨中A區(qū)格l01方向80 8.17 398.1 ,10150523.0l02方向705.02 279.6 ,10150523.0B區(qū)格l01方向808.58 418.1 ,10150523.0l02方向70 4.83 269 ,10150523.0C區(qū)格l01方向80 6.21 302.6 ,10150523.0l02方向707.21 401.6 ,10150523.0D區(qū)格l01方向80 9.58 466.9 ,10150523.0l02方向 706.06 337.5 ,10150523.0

15、支座g-h(g-h、k-l、k-l)80-17.83 868.9 ,12120942.0h-i(h-i、i-g、i-g、g-k、g-k)80 -14.26 694.9 ,12150754.0b-h（b-h、e-k、e-k）80 -14.45 704.2 ,12150754.0a-g(a-g、f-l、f-l)80 0 0.0 ,12150754.0g-g(l-l)8000.0 ,12150754.0c-i（c-i、d-j、d-j）80 -10.57529.7,12150754.0i-i(j-j)80-10.74523.4,12150754.0h-h(k-k)80-14.26 694.9,1215

16、0754.0b-c(b-c、d-e、d-e、c-d、c-d)80 00.0 ,12150754.0a-b（a-b、e-f、e-f)80 00.0 ,12150754.0（5）板的配筋圖（圖4.） 圖4.雙向板結(jié)構(gòu)布置圖及配筋圖五、次梁設(shè)計(jì)（1） 計(jì)算跨度邊跨：l0=ln+（a+b）/2=（4.5-0.15-0.12）+（0.2+0.25)/2=4.455m l0=1.025ln+b/2=1.025（4.5-0.15-0.12）+0.2/2=4.436m取小值：l0=4.436m中跨：去支撐中心線的距離，l0=4.5m平均跨度：（4.436+4.5）/2=4.468m跨度差：（4.5-4.436

17、）/4.436=1.44%V 截面滿足要求0.7ftbh00.71.27150300=40.005kN箍筋用量82008200820082008200fyvh0Asv/s(kN)42.7842.7842.7842.7842.780.7fcbh0+fyvh0Asv/s(kN)82.785V82.785V82.7859V82.785V82.785VV=ASV=/（bs）0.00140.00140.00140.00140.0014Vmin=0.24ft/fyv0.00113（6） 次梁構(gòu)造次梁的構(gòu)造應(yīng)滿足：次梁的構(gòu)造應(yīng)符合受彎構(gòu)件的所有構(gòu)造要求；2次梁深入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不小于240mm；3當(dāng)截面尺寸滿足

18、規(guī)范要求時(shí)，一般可以不做使用階段的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算。 次梁配筋圖見(jiàn)圖6. 六.裂縫驗(yàn)算 混凝土等級(jí)為C25，ftk=1.78N/mm2 該構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫，按三級(jí)抗裂計(jì)算， 在中間支座邊緣處 Mk= 165.29kN.m 鋼筋應(yīng)力為 有效配筋率 縱向應(yīng)變不均勻系數(shù) 換算鋼筋直徑 滿足抗裂要求七.撓度驗(yàn)算 （混凝土等級(jí)為C25 ，Ec=2.8104N/mm2） （1）短期剛度BS （2）撓度增大系數(shù) 當(dāng),=0時(shí)，取=2.0 （3）受彎構(gòu)件的剛度B荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Mk= 165.29kN.m 荷載準(zhǔn)永久值Mq=64.97 kN.m （4）跨中撓度，符合要求。八、樓梯設(shè)計(jì) 梯段板設(shè)計(jì) 梯段板數(shù)據(jù)初步確

19、定踏步寬為290mm，踏步高h(yuǎn)=4200/28=150，樓梯踏步尺寸為150mm290mm。板傾斜角tan=150/290=0.517，=27.3，cos=0.889，取1m寬板帶進(jìn)行計(jì)算。梯段水平方向跨度l=14290=4060mm。梯段板厚取h=（1/301/25）l=135162mm荷載計(jì)算表7 梯段板荷載計(jì)算表荷 載 種 類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/m）永 久荷 載20mm厚水泥砂漿面層（0.29+0.15）0.0220/0.29=0.611.20.73140mm厚樓梯踏步板0.1425/0.889=3.941.24.73踏步自重1/20.290.1525/0

20、.29=1.881.22.2515mm厚板底抹灰0.01517/0.889=0.291.20.35小 計(jì)（g）6.72-8.06可變荷載（q）2.51.43.50總荷載（g+q）9.13-11.56 內(nèi)力計(jì)算跨中彎矩Mmax=1/10（g+q）ln2=1/1011.564.062=19.06kN/m配筋計(jì)算h0=140-20=120mm，選配A12200，As=628mm2平臺(tái)板設(shè)計(jì)確定板寬板厚取h=100mm，取1m寬板帶進(jìn)行計(jì)算。板跨度l0=1940-120-200+100/2+200=1770mm。荷載計(jì)算表8 平臺(tái)板荷載計(jì)算表荷 載 種 類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（

21、kN/m）永 久荷 載20mm厚水泥砂漿面層0.0220/=0.41.20.48100mm厚平臺(tái)板0.125=2.51.23.0015mm厚板底抹灰0.01517=0.2551.20.306小 計(jì)（g）3.155-3.786可變荷載（q）2.51.43.50總荷載（g+q）5.655-7.286 內(nèi)力計(jì)算跨中彎矩Mmax=1/8（g+q）l02=1/87.2861.772=2.853kN/m配筋計(jì)算h0=100-20=80mm，選配A8200，As=251mm2平臺(tái)梁設(shè)計(jì)荷載計(jì)算初定平臺(tái)梁尺寸bh=200350mm表9 平臺(tái)梁荷載計(jì)算表荷 載 種 類荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值

22、（kN/m）永久荷載梯段板傳來(lái)荷載0.0220/=0.41.20.48平臺(tái)板傳來(lái)荷載0.125=2.51.23.00平臺(tái)梁自重0.2（0.35-0.1）25=1.2515mm厚梁抹灰0.0150.2+（0.35-0.1）217=0.1791.20.306小 計(jì)（g）3.155-3.786可變荷載梯段板傳來(lái)荷載平臺(tái)板傳來(lái)荷載2.51.43.50小計(jì)總荷載（g+q）5.655-7.286 截面設(shè)計(jì) 平臺(tái)梁計(jì)算跨度l0=（3600-120-125）+250/2+240/2=3600mm彎矩設(shè)計(jì)值Mmax=1/8ql02=1/832.5513.62=52.733kN/mh0=h-35=350-35=3

23、15mmbf=b+5hf=200+5100=700mm1fcbfhf（h0-hf/2）=111.9200100（315-50）=6.307108=630.7kN/m52.733kN/m，屬于第一類T形截面，選配3B16，As=603mm2剪力設(shè)計(jì)值Vmax=1/2ql0=1/232.5513.6=58.592kN箍筋選用A6200，則斜截面的受剪承載力=0.71.27200315+270228.3/200315=80.07kNVmax=58.592kN（滿足要求） 九、雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)心得課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，從8號(hào)到22號(hào)，連續(xù)兩周的奮斗，終于算是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)緊張而又快樂(lè)的完成了任務(wù)，其中的酸甜苦辣，想必只有我一個(gè)人可以體會(huì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了許多課堂上所不能理解的知識(shí)，感受頗深。早有聽(tīng)聞一句話“人跟人的差距不是懂不懂，而是能不能，或者是做不做！”原來(lái)也對(duì)其有所了解，但這次的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行下來(lái)卻又對(duì)其有更深的感悟。這個(gè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了兩個(gè)