混凝土双向板设计.docx

课 程 设 计 说 明 书
设 计 及 说 明
主要结果
一、截面尺寸确定和结构平面布置
1. 截面尺寸确定方法
板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于（1/40～l/50）lox =4800/50=96～120mm，且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为100mm。
主梁的确定：h=(1/12-1/8)lx=400mm-600mm,取h=500
又h/b=2-3，则b 取250mm.
则次梁取h*b=150mm*350mm
柱的确定： 有任务书给出 400mm*400mm
墙厚的确定：由砌块规格取墙厚200mm
2、结构平面布置图
双向板肋梁盖由板和支撑梁构成。根据柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1所示。

图 1 结构平面布置
二、荷载计算
1.恒载计算
12mm水磨石： 0.010m*0.65kN/m3=0.0065kN/m2
板厚：
h=100mm

主梁：h=500mm
b=250mm

次梁:
h=350mm
b=150mm

墙厚：
200mm
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主要结果
18mm水泥砂浆： 0.018m*20=0.36
15mm石灰砂浆： 0.015m*17=0.255
板自重： 0.010m*25=2.5
恒载标准值： 3.1215
恒载设计值： g=3.1215*1.2=3.7458
活载标准值： 5
活载设计值: q=5*1.4=7
合计： p=q+g=10.7458
按弹性理论计算有：
g’=3.7458+(7 )/2=7.2458
q’=(7)/2=3.5
三、计算跨度的计算方法和实例
1. 计算跨度的计算方法
边 跨：
中间跨：
2.各区格板计算跨度的计算
2.1区格板A计算跨度:(、均按边跨算)

2.2区格板B计算跨度：(按中间跨算、按边跨算)

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主要结果

2.3区格板C计算跨度：(按边跨算、按中间跨算)
同区格A中

2.4区格板D计算跨度:(、均按中间跨算)

2.5区格板E计算跨度:(按中间跨算、按边跨算)

2.6区格板F计算跨度:(、均按中间跨算)

四、弯矩的计算方法和实例
1.弯矩的计算
区格板A：

A区格板是角区格板，在 g+q/2作用下，按两邻边固定两邻边简支

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主要结果
板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比

lx/ly
mx
my
mx'
my'
两邻边固定，两邻边简支
0.61
0.0489
0.01334
-0.1085
-0.0781
四边简支
0.61
0.0806
0.0248
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0489+0.2×0.01334)×7.2458×2.8752+(0.0806+0.2× 0.0248)×3.5×2.8752=5.56kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.01334+0.2×0.0489)×7.2458×2.8752+(0.0248+0.2× 0.0806)×3.5×2.8752=2.57kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.1085×10.7458×2.8752=-9.64kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0781×10.7458×2.8752=-6.94kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)； A区格板为角区格，不折减，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算
Asx=Mx/rsh0fy=5.56×106/(270×0.95×80)=271mm2 Asy=My/rsh0fy=2.57×106/(270×0.95×70)=143mm2
支座配筋计算
Asx=Mx’/rsh0xfy=9.64×106/(270×0.95×80)=470mm2
Asy=My’/rsh0yfy=6.94×106/(270×0.95×70)=387mm2
区格板B：

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主要结果
B区格板是边区格板，在 g+q/2作用下，按三边固定一边简支板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得

lx/ly
mx
my
mx'
my'
三边固定一边简支
0.51
0.0406
0.031
-0.0834
-0.0569
四边简支
0.51
0.0950
0.0181
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0406+0.2×0.031)×7.2458×2.42+(0.0950+0.2×0.0181)× 3.5×2.42=3.94kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.031+0.2×0.0406)×7.2458×2.42+(0.0181+0.2× 0.0950)× 3.5×2.42=2.38kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.0834×10.7458×2.42=-5.16kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0569×10.7458×2.42=-3.52kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)；B区格板是边区格板，1.5 lb/l=4.8/2.4=2.02.0故其弯矩设计值应乘以折减系数0.9，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算
Asx=0.9Mx/rsh0fy=0.9×3.94×106/(270×0.95×80)=173mm2
Asy=0.9My/rsh0fy=0.9×2.38×106/(270×0.95×70)=120mm2
支座配筋计算
Asx=0.9Mx’/rsh0xfy=0.9×5.16×106/(270×0.95×80)=228mm2
Asy=0.9My’/rsh0yfy=0.9×3.52×106/(270×0.95×70)=177mm2
区格板C：

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主要结果
区格板C：
C区格板是边区格板，在 g+q/2作用下，按三边固定一边简支板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得

lx/ly
mx
my
mx'
my'
三边固定一边简支
0.59
0.0387
0.0056
0.0816
-0.0571
四边简支
0.59
0.0834
0.0236
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0387+0.2×0.0056)×7.2458×2.8752+(0.0834+0.2× 0.0236)×3.5×2.8752=4.93kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.0056+0.2×0.0387)×7.2458×2.8752+(0.0236+0.2× 0.0834)× 3.5×2.8752=1.96kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.0816×10.7458×2.8752=-7.25kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0571×10.7458×2.8752=-5.07kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方
向)； C区格板是边区格板，1.5 lb/l=4.8/3=1.62.0，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.9，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算
Asx=0.9Mx/rsh0fy=0.9×4.93×106/(270×0.95×80)=217mm2
Asy=0.9My/rsh0fy=0.9×1.96×106/(270×0.95×70)=99mm2
支座配筋计算
Asx=0.9Mx’/rsh0xfy=0.9×7.25×106/(270×0.95×80)=318mm2

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主要结果
Asy=0.9My’/rsh0yfy=0.9×5.07×106/(270×0.95×70)=254mm2
区格板D：
D区格为四边固定板，在 g+q/2作用下，按四边固定板板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得：

lx/ly
mx
my
mx'
my'
四边固定板
0.50
0.0400
0.0038
-0.0829
-0.0570
四边简支
0.50
0.0965
0.0174
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0400+0.2×0.0038)×7.2458×2.42+(0.0965+0.2× 0.0174)×3.5×2.42=3.72kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.0038+0.2×0.0400)×7.2458×2.42+(0.0174+0.2× 0.0965)× 3.5×2.42=1.24kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.0829×10.7458×2.42=-5.13kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0570×10.7458×2.42=-3.53kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)； D区格板，考虑到该板四周与梁整浇在一起，整块板内存在穹顶作用，使板内弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算
Asx=0.8Mx/rsh0fy=0.8×3.72×106/(270×0.95×80)=145mm2
Asy=0.8My/rsh0fy=0.8×1.24×106/(270×0.95×70)=56mm2
支座配筋计算

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主要结果
Asx=0.8Mx’/rsh0xfy=0.8×5.13×106/(270×0.95×80)=200mm2
Asy=0.8My’/rsh0yfy=0.8×3.53×106/(270×0.95×70)=158mm2
区格板E：
E区格板是边区格板，在 g+q/2作用下，按三边固定一边简支板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得：

lx/ly
mx
my
mx'
my'
三边固定一边简支
0.64
0.0371
0.0073
-0.0800
-0.0572
四边简支
0.64
0.0764
0.0265
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0371+0.2×0.0073)×7.2458×32+(0.0764+0.2×0.0265)× 3.5×32=5.09kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.0073+0.2×0.0371)×7.2458×32+(0.0265+0.2×0.0764)× 3.5×32=2.28kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.0800×10.7458×32=-7.74kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0572×10.7458×32=-5.53kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)；E区格板是边区格板，1.5 lb/l=4.8/3=1.62.0，故其弯
矩设计值应乘以折减系数0.9，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算：
Asx=0.9Mx/rsh0fy=0.9×5.09×106/(270×0.95×80)=224mm2 Asy=0.9My/rsh0fy=0.9×2.28×106/(270×0.95×70)=115mm2

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主要结果
支座配筋计算
Asx=0.9Mx’/rsh0xfy=0.9×7.74×106/(270×0.95×80)=340mm2
Asy=0.9My’/rsh0yfy=0.9×5.53×106/(270×0.95×70)=277mm2
区格板F：
E区格板是中间区格板，在 g+q/2作用下，按四边固定板板计算；查 混凝土结构设计 附表2 且考虑泊松比得：

lx/ly
mx
my
mx'
my'
四边固定板
0.63
0.0354
0.0087
-0.0777
-0.0571
四边简支
0.63
0.0778
0.0259
-
-
跨中弯矩：
MX=MX1+MX2=mx1（g+q/2）l02+mx2l02
=(0.0354+0.2×0.0087)×7.2458×32+(0.0778+0.2×0.0259)× 3.5×32=5.04kN.m/m
My=My1+My2=my1（g+q/2）l02+my2l02
=(0.0087+0.2×0.0354)×7.2458×32+(0.0259+0.2×0.0778)× 3.5×32=2.34kN.m/m
支座弯矩：
MX’=mx'（g+q）l02=-0.0777×10.7458×32=-7.52kN.m
My’=mY'（g+q）l02=-0.0571×10.7458×32=-5.52kN.m
跨中截面h0x=100-20=80mm(短跨方向)，h0y=100-30=70mm(长跨方向)；F区格板，考虑到该板四周与梁整浇在一起，整块板内存在穹顶作用，使板内弯矩大大减小，故其弯矩设计值应乘以折减系

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主要结果
0.8，近似取rs为0.95，fy=270N/mm2。
跨中配筋计算
Asx=0.8Mx/rsh0fy=0.8×5.04×106/(270×0.95×80)=197mm2 Asy=0.8My/rsh0fy=0.8×2.34×106/(270×0.95×70)=105mm2
支座配筋计算
Asx=0.8Mx’/rsh0xfy=0.8×7.52×106/(270×0.95×80)=293mm2
Asy=0.8My’/rsh0yfy=0.8×5.52×106/(270×0.95×70)=246mm2
跨中配筋表

m/(KN.m)
As/mm2
选配钢筋
实配面积/mm2
A
X方向
5.56
271

314
Y方向
2.57
143

236
B
X方向
3.94
173

236
Y方向
2.38
120

157
C
X方向
4.93
217

314
Y方向
1.96
99

157
D
X方向
3.72
145

236
Y方向
1.24
56

85
E
X方向
5.09
224

314
Y方向
2.28
115

157
F
X方向
5.04
197

236
Y方向
2.34
105

157

设 计 及 说 明
主要结果

m/(KN.m)
As/mm2
选配钢筋
实配面积/mm2

9.64
470
Ф10@200

6.94

Ф10@200

5.16
228
Ф10@200

3.52
177
Ф6@200

7.25
318
Ф10@200

5.07
254
Ф10@200

5.13

Ф8@200

Ф6@200

Ф10@200

Ф10@200

Ф10@200

Ф10@200

设 计 及 说 明
主要结果
五、电算方法和结果对比分析
1.PMCAD操作流程

否

是

楼板计算是否合理
出楼板配筋图
楼板配筋
结束
构件布置
荷载输入
整体组装
设计参数
开始
建立轴网模型

图2 PMCAD计算流程图

2.PMCAD内力结果及配筋结果

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设 计 及 说 明
主要结果
A区格板
B区格板

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设 计 及 说 明
主要结果

C区格板

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设 计 及 说 明
主要结果

D区格板

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设 计 及 说 明
主要结果
E区格板

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设 计 及 说 明
主要结果
F区格板

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设 计 及 说 明
主要结果

PKPM计算结果表及配筋表（见下表）

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设 计 及 说 明
主要结果

m/(kN･m)
AS/mm2
选配钢筋
实配/mm2
跨中
A
X方向
3.08
200
Ф8@200
279
Y方向
6.00
292
Ф8@150
372
B
X方向
1.45
200
Ф8@200
279
Y方向
3.80
200
Ф8@200
279
C
X方向
3.03
200
Ф8@200
279
Y方向
5.91
288.26
Ф8@150
372
D
X方向
1.23
200
Ф8@200
279
Y方向
3.72
200
Ф8@200
279
E
X方向
2.52
200
Ф8@200
279
Y方向
5.24
254.12
Ф8@180
310
F
X方向
2.33
200
Ф8@200
279
Y方向
5.06
244.90
Ф8@200
279
支座

7.54
373.68
Ф10@200
436

10.35
528.40
Ф12@200
628

3.52
200
Ф8@200
279

5.17
250.66
Ф10@200
436

7.42
367.38
Ф10@200
436

9.67
490.31
Ф8@100
559

3.53
200
Ф8@180
279

5.13
248.46
Ф10@200
436

5.53
268.63
Ф8@180
310

7.79
386.87
Ф10@200
436

5.52
268.38
Ф8@180
310

7.53
273.40
Ф10@200
436
3、PMCAD配筋结果:

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设 计 及 说 明
主要结果

4、与手算对比分析
电算弯矩略大于手算弯矩结果。可能原因：
1）电算对于整体现浇式的框架结构，计算跨度直接取轴线之间距离。
2）电算中Lx与Ly的取法与手算不同，但不影响弯矩结果