双向板肋梁楼盖设计计算书论文.doc

陇东学院双向板肋梁楼盖设计计算书 1. 本梁板结构系统布置的优缺点评述在肋形楼盖结构中，结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置，需注意的问题如下：1） 承重墙、柱网和梁格布置应满足建筑使用要求柱网尺寸宜尽可能大，内柱在满足结构要求的情况下尽可能少设。2） 结构布置要合理、经济（1） 由于墙柱间距和柱网尺寸决定着主梁和次梁的宽度，因此，它们的间距不宜过大，根据设计经验，主梁的宽度一般为5m8m，次梁为4m6m。（2） 梁格布置力求规整，梁尽可能连续贯通，板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。在较大孔洞的四周、非轻质隔墙下和较重的设备下应设置梁，以避免楼板直接承受集中荷载。（3） 由于板的混凝土用量占整个楼盖的50%70%，因此，应使板厚尽可能接近构造要求的最小板厚。根据设计经验及经济效果，双向板的跨度（短向跨度）为5m左右。（4） 为增强横向刚度，主梁一般沿房屋横向布置，并与柱构成平面内框架，这样可使整个结构具有较大的侧向刚度。内框架与纵向的次梁形成空间结构，因此房屋整体刚度较好。当横向柱距大于纵向柱距较多时，也可沿纵向布置主梁。因为主梁承受的荷载较大，减少其跨度既可减少内力，又可增加房屋净高。3） 单向板和双向板肋形结构的区别若板的两个方向跨度比l2/l12时，按双向板肋形结构设计；若l2/l12，则按单向板肋形结构设计。2. 板厚及梁系截面尺寸的确定1） 板的厚度有相关设计资料可以得出，本设计是多跨连续板。板厚：hl0/50=112mm。 h取h=120mm2） 次梁的截面尺寸h=（1/181/12）l=（1/181/12）5700，按建筑模数h=450mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）450，按建筑模数b=200mm3） 主梁的截面尺寸h=（1/141/8）l=（1/141/8）7200，按建筑模数h=720mmB=（1/31/2）h=（1/31/2）720，按建筑模数b=300mm3. 绘制平面布置及区格划分、标注图（如图1.图2.）DBDAADDBB图1.双向板肋梁楼盖结构平面布置及区格板划分图图2.区格板标注图 4.双向板设计（1）板的荷载计算活载取活载的分项系数为1.4，则q=1.44.0=5.6KN/m2恒载取恒载的分项系数为1.2，则面层 20mm厚水泥砂浆面层 0.0220=0.4KN/m2板 80mm厚现浇板自重 0.0825=2.0KN/m2板底抹灰 15mm厚板底抹灰 0.01517=0.255KN/m2小计 4.386KN/m2所以：g+q=5.6+3.186=9.986KN/m2 g+q/2=3.186+5.6/2=7.186KN/m2 q/2=5.6/2=2.8KN/m2（2）板的计算跨度l0的计算(1) 内跨：l0=lc，lc为轴线间距；(2) 边跨：l0=ln+b，ln为板的净跨，b为梁宽。（3）弯矩计算跨中最大正弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化为，当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩与内支座铰支时q作用下的跨中弯矩值两者之和。支座负弯矩可以近似按活荷载满布时求得，即为内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。在上述各种情况中，周边梁对板的作用视为铰支座，如图3.所示。图3.连续双向板计算简图+计算弯矩时考虑泊桑比的影响，取1/6或0.2，在计算中取0.2。A区格板：l01/l02=5.7/7.2=0.8查表，并按计算板的跨中正弯矩；板的支座负弯矩按g+q作用计算。 m1=（0.0271+0.20.0144）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =12.7KNm/ m m2=（0.0144+0.20.0271）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =8.7KNm/ m m1=m1=-0.06649.9865.72=-21.6KNm/m m2=m2=-0.05599.9865.72=-18.2KNm/mB区格板：l01/l02=5.7/7.2=0.8 m1=（0.0219+0.20.0290）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =12.1KNm/ m m2=（0.0290+0.20.0219）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =14.5KNm/ m m1=m1=-0.07079.9865.72=-23.0KNm/m m2=m2=-0.05709.9865.72=-1805KNm/mC区格板：l01/l02=5.7/7.2=0.8 m1=（0.0310+0.20.0124）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =14.5KNm/ m m2=（0.0124+0.20.0310）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =10.0KNm/ m m1=m1=-0.07229.9865.72=-23.4KNm/m m2=m2=-0.05709.9865.72=-18.5KNm/mD区格板： m1=（0.0356+0.20.0204）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =15.0KNm/ m m2=（0.0204+0.20.0356）7.1865.72+（0.0561+0.20.0334）2.85.72 =10.5KNm/ m m1=m1=-0.08839.9865.72=-28.7KNm/m m2=m2=-0.07489.9865.72=-24.3KNm/m（4）板的配筋截面有效高度：l01（短跨）方向跨中截面的h01=120-20=100mm，l02（长跨）方向跨中截面高度h02=120-30=90mm。支座处截面处均为100mm。计算配筋时，近似取内力臂系数s=0.95，As=m/（0.95h0fy）。截面配筋计算结果及实际配筋见表1. 表1. 截面配筋计算结果及实际配筋表截面h0（mm）m（KNm/m）As(mm2/m)配筋实配As(mm2/m)跨中A区格l01方向100 10.2 509.3 12150754.0l02方向907.0 387.6 12150754.0B区格l01方向100 9.7 485.2 12150754.0l02方向9011.6 646.1 12150754.0C区格l01方向100 11.6 581.5 12150754.0l02方向908.0 445.6 12150754.0D区格l01方向100 15.0 751.9 12150754.0l02方向90 10.5 584.8 12150754.0支座g-h(g-h、k-l、k-l)10026.1 1305.8 141101399.0h-i(h-i、i-g、i-g、g-k、g-k)100 25.2 1260.7 141101399.0b-h（b-h、e-k、e-k）100 23.7 1185.5 141101399.0a-g(a-g、f-l、f-l)100 0 0.0 141101399.0g-g(l-l)100 00.0 141101399.0c-i（c-i、d-j、d-j）100 -18.5927.312120942.0i-i(j-j)100-18.2912.312120942.0h-h(k-k)100-18.4 919.8 12120942.0b-c(b-c、d-e、d-e、c-d、c-d)100 00.0 12120942.0a-b（a-b、e-f、e-f)100 00.0 12120942.0（5）板的配筋图（图4.）图4.5. 次梁设计（1） 计算跨度边跨：l0=ln+（a+b）/2=（5.7-0.15-0.12）+（0.3+0.25)/2=5.705m l0=1.025ln+b/2=1.025（5.7-0.15-0.12）+0.3/2=5.71575m取小值：l0=5.705m中跨：去支撑中心线的距离，l0=5.7m平均跨度：（5.705+5.7）/2=5.7025m跨度差：（5.705-5.7）/5.7=8.77%，可按等跨连续梁计算。（2）荷载计算恒载：板传来的荷载 4.3865.7=25.0kN/m板传来的等效均布荷载 25.05/8=15.63kN/m次梁自重 （0.45-0.12）0.325=2.475kN/m次梁底及两侧粉刷自重 （0.45-0.12+0.3）170.015=0.2295kN/m小计 15.86kN/mg=1.215.86=24.71kN/m活载：板传来的活荷载5.65.7=31.92kN/m板传来的等效均布活荷载31.925/8=19.95kN/mq=19.951.4=27.93kN/m（3） 内力计算（计算简图如图5.）图 5.内力计算简图1） 弯矩计算：M=k1glo2+k2glo2+k3qlo2（k值可以查表得到）边跨：glo2=（2.475+0.2295）5.7052=88.02kNm glo2=25.05.7052=813.68kNm qlo2=31.925.7052=1038.90kNm中间跨：glo2=（2.475+0.2295）5.72=87.87kNm glo2=25.05.72=812.25kNm qlo2=31.925.72=181.94kNm平均跨：（计算支座弯矩时取用）glo2=（2.475+0.2295）5.70252=87.94kNm glo2=25.05.70252=812.96kNm qlo2=31.925.70252=1038.00kNm次梁弯矩计算如表2.表2. 次梁弯矩计算项次荷载简图 K M1 K MB K M2 K MC K M3 K MD K M4 K ME K M51恒载0.078-0.1050.033-0.0790.046-0.0790.033-0.1050.0787.651-9.232.90-6.954.05-6.952.90-9.237.6512恒载0.053-0.0660.026-0.0490.0340.0490.026-0.0660.05343.09-53.6621.14-39.8427.64-39.8421.14-53.6643.093活载0.067-0.033-30.1-0.0250.059-0.025-30.1-0.0330.06769.55-34.25-25.9561.24-25.95-34.2569.554活载-28.5-0.0330.055-0.025-25.95-0.0250.055-0.033-28.5-57.09-34.25-25.95-25.95-34.2557.095活载0.040-0.0750.041-0.014-21.78-0.0280.053-0.0320.04050.86-77.8542.56-14.53-29.0655.01-33.2250.866活载-11.42-0.0220.039-0.0700.044-0.0130.044-0.0360.066-22.8440.48-72.6645.67-13.4940.48-37.3768.517活载0.063-0.042-16.100.0114.16-0.0031.04-0.0010.06365.39-43.6011.42-3.111.0465.398活载-16.09-0.0310.051-0.034-12.450.0090.051-0.002-1.04-32.1852.94-35.299.3452.94-2.089活载4.150.008-12.99-0.0330.050-0.033-12.990.0084.158.30-34.2551.9-34.258.30内力组合1+2+3120.29-96.48-6.06-78.8092.93-78.80-6.06-96.48120.291+2+422.24-97.0858.29-72.74 5.74-72.7458.29-97.0822.241+2+5101.60-140.0866.60-61.329.91-61.3266.60-140.08101.601+2+639.32-85.0764.52-119.4577.36-119.4564.52-85.0739.321+2+7116.13-105.237.94-35.3735.85-35.377.94-105.23116.131+2+834.65-.94.4176.98-82.0819.24-82.08176.98-94.4134.651+2+954.89-70.5311.04-81.0483.59-81.0411.05-70.5354.89最不利内力Mmin组合项次1+2+41+2+91+2+7(1+2+3)1+2+51+2+41+2+51+2+3(1+2+7)1+2+91+2+4Mmin组合值（kNm）22.24-70.539.94-6.06-61.325.74-61.329.94-6.0670.5322.24最不利内力Mmax组合项次1+2+31+2+51+2+81+2+61+2+71+2+61+2+81+2+51+2+3Mmax组合值（kNm）120.29-140.0876.98-119.4592.93-119.4576.98-140.08120.292） 剪力计算：V=k1glo+k2glo+k3qlo（k值可以查表得到）边跨：glo=（2.475+0.2295）5.705=15.43kN glo=25.05.705=142.63kN qlo=31.925.705=182.10kN中间跨：glo=（2.475+0.2295）5.7=15.42kN glo=25.05.7=142.50kN qlo=31.925.7=181.95kN平均跨：（计算支座剪力时取用）glo=（2.475+0.2295）5.7025=15.42kN glo=25.05.7025=142.56kN qlo=31.925.7025=182.02kN次梁剪力计算如表3.表3. 次梁剪力计算项次荷载简图 K VA K VBL K VBR K VCL K VCR K VDL K VDR K VEL K VER K VF1恒载0.394-0.6060.526-0.4740.500-0.5000.474-0.526-0.606-0.3946.08-9.258.11-7.317.71-7.71-7.318.11-9.25-6.082恒载0.184-0.3160.266-0.2340.250-0.2500.234-0.2660.3160.18426.33-45.0537.92-33.3635.63-35.6333.36-37.9245.0526.233活载0.2170.2830.0080.0080.250-0.250-0.006-0.0080.2830.21739.5051.511.461.4645.51-45.51-1.09-1.4651.5139.504活载0.033-0.0330.258-0.242000.242-0.2580.0330.0336.01-6.0146.96-46.960044.05-46.966.016.015活载0.1750.3250.311-0.189-0.014-0.0140.246-0.2550.0320.03231.8559.1656.61-34.40-2.55-2.5544.78-46.425.825.826活载-0.022-0.0220.202-0.2980.307-0.198-0.028-0.0230.286-0.214-4.00-4.0036.77-54.2455.88-36.04-5.10-4.1952.06-38.957活载0.208-0.2920.0530.053-0.014-0.0140.0040.004-0.001-0.00137.86-53.159.659.65-2.55-2.550.730.73-0.18-0.188活载-0.031-0.0310.247-0.2530.0430.049-0.011-0.0110.0020.002-5.6444.9644.96-46.057.838.92-2.00-2.000.360.369活载0.0080.008-0.041-0.041-0.250-0.2500.0410.041-0.008-0.0081.461.46-7.46-7.4645.55-45.557.467.46-1.46-1.46内力组合1+2+371.91-2.7947.49-39.4888.85-88.8539.8544.57105.817.091+2+438.41-60.3192.93-87.9543.34-43.3484.99-0.9360.31-26.401+2+564.264.86102.64-75.3440.79-45.8985.72-0.3960.12-26.591+2+628.41-58.3082.80-95.1899.22-79.3835.8441.81106.36-71.361+2+770.21-107.4555.68-31.2940.79-45.8941.6746.7654.12-32.591+2+829.77-99.2690.63-86.9951.17-42.4238.9444.0354.90-32.051+2+933.57-52.8438.57-48.4488.89-88.8948.4053.4952.84-33.87最不利内力Mmin组合项次1+2+81+2+31+2+91+2+71+2+571+2+81+2+61+2+61+2+91+2+4Vmin组合值（kN）26.77-2.7938.59-31.2940.79-42.4235.8441.8135.84-26.40最不利内力Vmax组合项次1+2+31+2+71+2+51+2+41+2+61+2+91+2+51+2+91+2+61+2+6Vmax组合值（kN）71.91-107.45102.64-78.9599.22-88.8985.7253.49106.36-71.36（4） 正截面承载力计算1） 确定翼缘宽度（跨截面按T形截面计算）根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第7.2.3条规定，翼缘宽度取较小值。边跨：bf=l0/3=5.705/3=1.9m bf=b+Sn=0.2+(5.7-0.12-0.1)=5.68m去较小值bf=1.9m中间跨：bf=l0/3=1.9m bf=b+Sn=0.2+（5.7-0.12-0.1）=5.68m去较小值：bf=1.9m支座截面仍按矩形截面计算。2） 判断截面类型在主次梁交接处，由于板、主梁及次梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠，短跨方向（次梁）的钢筋一般均在长跨（主梁）钢筋的下面，梁的有效高度减小。因此，进行次梁支座截面承载力计算时，应根据其钢筋的实际位置来确定界面的有效高度h0。一般取值为：单排钢筋时，h0=h-（5060mm）；双排钢筋时，h0=h-（7080mm）。取h0=400mm（跨中），h0=380mm（支座）。选用混凝土C25。1fcbfhf(h0-hf/2)=1.011.91900120（400-120/2）=727.13kNm120.29kNm属于第一类T形截面。3） 正截面承载力计算按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算长度取为中心线间的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的。而实际上正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的控制截面在支座边缘，所以计算配筋时，将其换算到截面边缘。次梁正截面承载力计算见表4.受力钢筋选用HRB335级，箍筋选用HPB235级。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第9.5.1条的规定，纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%和0.45ft/fy中的较大值，即0.2%。表中的配筋满足要求。配筋形式采用分离式。表4.次梁正截面承载力计算表截面边跨中B支座C支座D支座中间跨中M（kNm）120.29-140.08-119.45-119.4576.9892.93Vbz/2（kN）-10.759.92-8.89Mb=M-Vbz/2（kNm）120.29-150.83-109.53-128.4476.9892.930.0330.0420.0300.0360.0210.0470.0340.0430.0300.0370.0210.0480.9850.9790.9850.9820.9890.9761023135110021178649793选用钢筋3B223B253B223B253B183B20实际配筋面积/mm21140147311401473763941配筋率1.27%1.64%1.27%1.37%0.84%1.04%(5) 斜截面承载力计算次梁斜截面受剪承载力计算见表5.。根据混凝土设计规范（GB50010-2002）第10.2.10条的规定，该梁中箍筋最大间距为200mm。表5.次梁斜截面承载力计算表截面A支座支座左支座右C支座左C支座右D支座左支座右E支座左E支座右F支座V（kN）71.91-107.45102.64-87.9599.22-88.8985.7253.49106.36-71.360.25cfcbh0（kN）0.25111.9370200=220.015V 截面满足要求0.7ftbh0（）0.71.27200370=65.786V 按计算配筋箍筋直径及肢数 A6 双肢Asv（mm2）56.656.656.656.656.656.656.656.656.656.6904.0031.96150.2236.01165.5835.79277.72450.24136.4540.37实配间距200200200200200200200200200200配筋率svsv=2Asv/(bs)=256.6/(200200）=0.28%svmin=0.24ft/fyv=0.15%（6） 次梁构造次梁的构造应满足：次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求；2次梁深入墙内的长度不小于240mm；3当截面尺寸满足规范要求时，一般可以不做使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。次梁配筋图见图6.图6.次梁配筋图6. 主梁设计（1）计算跨度边跨：l0=ln+（a+b）/2=（7.2-0.1-0.12）+（0.2+0.25)/2=7.125m l0=1.025ln+b/2=1.025（7.2-0.1-0.12）+0.2/2=7.1725m取小值：l0=7.125m中跨：去支撑中心线的距离，l0=7.2m平均跨度：（7.125+7.2）/2=7.19m图6.次梁配筋图跨度差：（7.2-7.125）/7.2=1.04%，可按等跨连续梁计算。（2）荷载计算恒载：板传来的荷载 4.3867.2=31.25kN/m次梁传来的荷载 （2.475+0.2295）7.2=19.47kN/m板传来的等效均布荷载 （31.58+19.47）0.744=15.63kN/m主梁自重 （0.72-0.12）0.325=4.5kN/m主梁底及两侧粉刷自重 （0.72-0.12+0.3）170.015=0.68kN/m小计 37.09kN/mg=1.237.09=44.51kN/m活载：板传来的活荷载5.67.2=40.32kN/m板传来的等效均布活荷载（31.92+40.32）0.744=37.67kN/mq=37.671.4=52.74kN/m（3） 内力计算（计算简图如图7.）图7.主梁内力计算简图1）弯矩计算：M=k1glo2+k2gElo2+k3qElo2（k值可以查表得到）平均跨：（计算支座弯矩时取用）glo2=67.487.192=3488.45kNm gElo2=37.097.192=1917.41kNm gElo2=52.747.192=2726.45kNm主梁弯矩计算如表6.表6. 主梁弯矩计算项次荷载简图 K M1 K MB K M2 K MC1恒载0.080-0.1000.025-0.100279.08-348.8587.21-348.852恒载154.06-0.10048.00-0.100-191.74-191.743活载192.50-0.050-963.69-0.050-1363.23-1363.234活载-681.62-0.050144.22-0.050-1363.23-1363.235活载141.25-0.117-224.50-0.033-39.00-89.976活载179.69-0.067-128.40-0.017-182.67-46.35内力组合1+2+3625.64-1903.81-828.48-1903.821+2+4-248.48-1903.81279.43-1903.821+2+5574.39-859.59-189.29-630.561+2+6612.83-723.266.81-586.94最不利内力Mmin组合项次1+2+41+2+61+2+61+2+6Mmin组合值（kNm）-248.48-723.266.81-586.94最不利内力Mmax组合项次1+2+31+2+41+2+31+2+3Mmax组合值（kNm）625.64-1903.81828.48-1903.812)剪力计算：V=k1glo+k2gElo+k3qlo（k值可以查表得到）平均跨：（计算支座弯矩时取用）glo2=67.487.19=485.18kN glo2=37.097.19=266.68kN qlo2=52.747.19=379.20kN主梁剪力计算如表7.表7. 主梁剪力计算项次荷载简图 K VA K VBL K VBR1恒载0.400-0.6000.50019.41-29.1124.302恒载10.69-16.0313.363活载12.00-14.7004活载-1.33-1.3313.355活载10.25-16.4815.586活载11.58-15.142.23内力组合1+2+342.10-59.8437.621+2+428.76-46.4