钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计

塔里木大学混凝土结构课程设计1钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖结构设计1.设计资料本设计为单层工业厂房。设计时，只考虑竖向荷载作用，要求完成钢筋混凝土整体现浇双向板楼盖的结构设计。根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：1、墙体厚度370mm，结构横向长L1＝24m，结构纵向长L2＝30m。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向（板道桥方向），双向板（房建方向）肋形结构；2、该建筑位于非地震区；3、建筑物安全级别为二级；4、结构环境类别二类；5、建筑材料等级：混凝土强度等级：见表中所给；钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HPB300级，梁中受力筋HRB335级；6、荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN／m3，楼面面层为水磨石(25mm厚水泥砂浆，自重为20kN／m2)；梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm，重力密度为17kN／m3)，楼面活荷载标准值见表1所示；7、结构平面布置及初估尺寸：板的支承长度为120mm，梁的支承长度为240mm。柱：b×h＝400mm×400mm，柱子的高度为4m；8、使用要求：梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见混凝土结构学课本附录；9、地基承载力为250KN/m2；10、采用的规范：混凝土结构设计规范(GB50010-2010)，建筑结构荷载规范(GB5009—2001)。塔里木大学混凝土结构课程设计21.1楼面做法水泥砂浆面层（mm25厚，容重202kNm）钢筋混凝土现浇板（容重253kNm）板底混合砂浆抹灰（15mm厚，容重173kNm）1.2楼面荷载永久荷载分项系数G=1.35，可变荷载标准值为Q=1.25KN/m2，分项系数1.4。1.3材料选用混凝土C30（2214.3/,1.43/ctfNmmfNmm）钢筋采用HPB335（2300/yfNmm）级钢筋。1.4结构平面布置ADCBAAABBBCCCDDD24000.00006000.000030000.00007500.0000图1梁格平面布置示意图由上图可知，支承梁纵向布置，跨度为7500mm，支承梁横向布置，跨度为6000mm。板按塑性理论方法计算，板的长边与短边之比小于2故为双向板梁楼盖。2.双向板计算2.1确定板厚h和梁截面塔里木大学混凝土结构课程设计3板的厚度h=（401301）0xl,且h80mm（0xl为双向板的短向计算跨度）得h=200mm。拟设梁截面bh=250mm900mm。2.2荷载计算楼面活荷载：kq=1.252kNm水泥砂浆容重：=203kNm钢筋混凝土容重：=253kNm混合砂浆容重：=172kNm恒载分项系数：G=1.35活载分项系数：Q=1.4板自重：320.2m25KN/m5KN/m25mm厚水泥砂浆：23KN/m5.0KN/m20m025.0板天花为混合砂浆抹灰：23KN/m255.0KN/m17m015.0恒载标准值：20.550.2555.755KN/m恒载设计值：2g5.7551.357.77KN/m活荷载设计值：2q1.40.71.251.225KN/m合计：2Pgq7.771.2258.99KN/m2.3中间区格板A计算跨度：6.00.45.6oxlmmm7.50.47.1oylmmm7.11.35.6oyoxlnl取216.0n，2采用分离式配筋，故得跨内及支座塑性绞线上的总弯矩分别为:xMoylxm7.1xmyMxoxml0.6xm3.36xm27.114.2xxoyxxxMMlmmm20.65.66.72yyoxxxxMMlmmm由于区格板A四周与梁连接，内力折减系数为0.8，代入到下式，即)3(12222oxoyoxyyxxyxllplMMMMMM塔里木大学混凝土结构课程设计42×7.1xm+2×3.36xm+2×14.2xm+2×6.72xm=20.88.995.6(37.15.6)12=295.08xm=4.70/kNmm0.64.702.82/yxmmkNmm9.4/xxxmmmkNmm5.64/yyymmmKNmm2.4边区格板B计算跨度：6.0oxlm0.250.122mm0.25.8152mm7.50.47.1oylmmm7.11.225.815oyoxlnl取210.6n，2由于B区格板为三边连续一边简支，无边梁，内力不作折减。又由于长边支座弯距为已知，9.4/xmKNmm0xmxMoyl7.1xmxmyM0.6oxxlmxm3.49xm7.19.466.74mxoyxMlm0xM20.65.856.98yyoxxxxMMlmmm代入)3(12222oxoyoxyyxxyxllplMMMMMM2×7.1xm+2×3.49+xm+66.74+2×6.98xm=28.995.815(37.15.815)12塔里木大学混凝土结构课程设计53.85xmmmkN/0.63.852.31/yxmmkNmm4.62/yyymmmkNmm2.5边区格板C计算跨度：6.00.45.6oxlmm0.0.40.27.00.127.31522oylmmmmm7.3151.35.6oyoxlnl取216.0n，2由于短边支座弯距为已知，5.64/ymkNmm0ymxMoylxm7.315xmyM0.65.63.36oxxxxlmmm27.31514.63xxoyxxxMMlmmm5.65.6431.85yoxyMlm0yM代入)3(12222oxoyoxyyxxyxllplMMMMMM2×7.315xm+2×3.36xm+2×14.63xm+31.58=28.995.6(37.3155.6)124.67./xmKNmm0.64.672.8/yxmmkNmm9.34/xxxmmmkNmm塔里木大学混凝土结构课程设计62.6角区格板D计算跨度：5.815oxlm7.315oylm7.3151.265.815oyoxlnl取210.63n，29.34/xmkNmm0xm4.62/ymkNmm0ymxMoyl7.315xmxmyM0.635.815oxxlm3.66xmxm7.3159.3468.3xoyxMlm0xM5.8154.6227.0yoxyMlm0yM代入)3(12222oxoyoxyyxxyxllplMMMMMM2×7.315xm+2×3.66xm+68.3+27.0=28.995.815(37.3155.815)123.48xmmmkN/0.63.182.19/yxmmkNmm配筋计算各区格板跨内及支座弯距已求得，取截面有效高度oxh=200mm-20mm=180mm,20030170oyhmm,即可以近似按00.95symAfh计算钢筋截面面积，计算结果如表2.1，表2.2。表2.1双向板跨中弯矩配筋截面m/(kN･m)H0/mmAs/mm2选配钢筋实配面积/mm2塔里木大学混凝土结构课程设计7跨中A区格lox方向loy方向4.702.8218017010265Ф8@130Ф8@150387335B区格lox方向loy方向3.852.311801708353Ф8@130Ф8@150335387C区格lox方向loy方向4.672.818017010164Ф8@130Ф8@130387387D区格lox方向loy方向3.182.191801707550Ф8@150Ф8@150335335表2.2双向板支座配筋截面m/(kN･m)H0/mmAS/mm2选配钢筋实配面积/mm2支座A-B9.4180204Ф8@130Ф8@260387+193=580A-C5.64180122Ф8@130Ф8@260387+193=580B-D4.62180100Ф8@150Ф8@300335+168=502C-D9.34180202Ф8@130Ф8@260387+193=5803.支承梁计算（按弹性理论）梁的尺寸取为250mm×900mm，柱的尺寸为400mm×400mm。双向板传给支承梁的荷载分布为:双向板长边支承梁上荷载承梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布。支承梁结构自重及抹灰荷载为均匀分布。如下图所示。塔里木大学混凝土结构课程设计83.1横向支承梁荷载计算梁自重25×0.25×（0.9-0.2）=4.375kN/m梁侧抹灰2×17×0.015×(0.9-0.2)=0.357kN/m梁传来的均布荷载g1=4.375+0.357=4.732kN/m板传来的恒载（三角形荷载）g2=5.755kN/m2×5.815×5/8m=20.9kN/m板传来的活荷载q=1.25kN/m2×5.85×5/8m=4.54kN/m计算跨度主梁端部搁置在壁柱上，其支撑长度为240mm，柱的截面尺寸为400mm×400mmm。计算跨度计算如下。边跨nl=0.460.125.682m00.41.0255.681.0256.02222nbllm中间跨nl=6-0.4=5.6m01.0255.88nll跨度差（6.022-5.88）/5.88=2.04%10%则可以按等跨连续梁计算计算简图如下塔里木大学混凝土结构课程设计960003.2弯矩及剪力计算将支承梁上的三角形形荷载根据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载，如图跨中弯矩由结构力学求解器求得：边跨：塔里木大学混凝土结构课程设计10边跨弯矩图中间跨：中间跨弯矩图在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系表进行，支座截面最大弯矩计算，通过查表知其中求M时。其结果如下：序号计算简图中间支座MBMCMD○1-131.07-86.91-131.07○2-8.47-5.65-8.47○3-18098-2.82-9.1○4-5.6516.78-5.65○5-10.512.82-0.63塔里木大学混凝土结构课程设计11○6-7.68-8.472.04最不利荷载组合○1+○2-139.54-92.62-139.54○1+○3-150.05-89.79-140.17○1+○4-136.72-70.19-136.72○1+○5-141.58-84015-131.7○1+○6-138.7595.44-129.033.3截面支承梁计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为边跨0116022200733fblmmb+s0=250+5600=5858mm中间跨0115858196033fblmmb+s0=250+5600=5858mm取090035865hmmmmmm判别T形截面类型边跨10max200()1.014.32007200(865)439122fcffhfbhhkNmM中跨10max200()1.014.31960200(865)428822fcffhfbhhkNmM均属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，支座与跨中均按一排钢筋考虑，取0h=900-45=855mm正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间支座中间支座中间跨内M1MBMcMDM2正弯矩M2负弯矩M(kN/m)106.15141.5895.44140.1765.71)/(/201201bhfMhbfMcsfcs0.0050.0560.03