混凝土结构课程设计——钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计

混凝土结构课程设计设计题目：钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计学院：土木与环境工程学院班级：姓名：学号：指导教师：北京科技大学2014年6月目录一、设计任务书....................................................11、设计目的和方法.................................................12、设计任务.......................................................13、设计资料.......................................................14、设计要求.......................................................25、设计成果.......................................................26、设计要求.......................................................2二、设计说明书....................................................31、结构布置及构件尺寸选择.........................................32．荷载设计值.....................................................43.板的计算.......................................................43.1按弹性理论设计板.............................................43.1.1A区格板计算.............................................53.1.2B区格板计算。..........................................63.1.3C区格板计算.............................................73.1.4D区格板计算.............................................83.1.5选配钢筋................................................103.2按塑性理论设计板：..........................................103.2.1A区格板计算............................................123.2.2B区格板计算............................................133.2.3C区格板的计算..........................................153.2.4D区格板的计算..........................................164.双向板支承梁设计...............................................194.1纵向支承梁L-1设计..........................................204.1.1计算跨度................................................204.1.2荷载计算................................................204.1.3内力计算。..............................................214.1.4正截面承载力计算........................................254.1.5斜截面受剪承载力计算...................................264.2横向支承梁L-2设计........................................284.2.1计算跨度。.............................................284.2.2荷载计算................................................284.2.3内力计算。..............................................294.2.4正截面承载力计算........................................324.2.5斜截面受剪承载力计算...................................34三、参考文献.....................................................35四、设计心得.....................................................36混凝土结构课程设计土木1102班41112054柴丽娜1一、设计任务书1、设计目的和方法通过本设计对所学课程内容加深理解，并利用所学知识解决实际问题；培养学生正确的设计观点、设计方法和一定的计算、设计能力，使我们掌握钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和步骤；培养用图纸和设计计算书表达设计意图的能力，进一步掌握结构施工图的绘制方法。根据某多层建筑平面图，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构的要求，并考虑支承结构的合理性确定主、次梁的结构布置方案。确定板的厚度和主、次梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。按照塑性内力重分布的方法进行板、次梁的内力和配筋的计算。按照弹性理论进行主梁的内力和配筋的计算。2、设计任务某二层建筑物，为现浇混凝土内框架结构(中间为框架承重，四周为墙体承重)，建筑平面示意图见下图。试对楼盖（包括标准层和顶层）进行设计。图1-1楼盖结构平面布置3、设计资料（1）建设地点：北京市（2）楼面做法：水磨石地面、钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。45004500450051005100510051005100混凝土结构课程设计土木1102班41112054柴丽娜2（3）荷载：永久荷载主要为板、面层以及粉刷层自重，钢筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,恒载分项系数G=1.2。活载分项系数Q=1.3或1.4。（4）材料：平面尺寸ly=5.1m，lx=4.5m。楼面均布活荷载q=5.0kN/m。混凝土强度等级为C25。采用HRB335钢筋。4、设计要求(1)楼盖、屋盖的结构平面布置。(2)楼盖板的内力分析与配筋计算（考虑内力重分布）。次梁的内力分析与配筋计算（考虑内力重分布）。(3)主梁的内力分析与配筋计算。5、设计成果(1)设计计算说明书一份，包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录、设计心得。(2)楼板配筋图、次梁配筋图、主梁的弯矩包络图和配筋图。6、设计要求(1)独立完成，严禁抄袭。(2)设计计算书要完整、计算过程及结果正确，表达清晰。(3)配筋图要达到施工图的要求，施工图上的配筋应与计算书的计算结果一致。原则要打印。混凝土结构课程设计土木1102班41112054柴丽娜3二、设计说明书1、结构布置及构件尺寸选择双向板肋梁楼盖由板和支承梁构成。双向板肋梁楼盖中，本双向板肋梁楼盖设计双向板区格平面尺寸ly=5.1m，lx=4.5m，即支承梁短边的跨度为4500mm，支承梁长边的跨度为5100mm，根据图1所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图1-2所示。图2-1双向板肋梁楼盖结构平面布置图板、次梁和主梁的截面尺寸拟定：板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于l/50=5100/50=102mm，且双向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚为120mm。支撑梁截面尺寸：根据经验，支撑梁的截面高度h=l/14～l/8,长跨梁截面高度h=(5100/14～5100/8)=364.3～637.5mm,故取h=500mm。长跨梁截面宽b=h/3～h/2=(500/3～500/2)=166.7～250mm,故取b=200mm。短跨梁截面高h=(4500/14～4500/8)mm=321.4～562.5mm,故取h=500mm短跨梁截面宽b=h/3～h/2=400/3～400/2=133.3～200mm,故取b=200mm。由于板面的载荷沿短跨方向传递程度要大于沿长跨方向的传递程度，故取得短跨梁尺寸要偏大一点。45004500450051005100510051005100DCCCDBDCBDCCAAA混凝土结构课程设计土木1102班41112054柴丽娜42．荷载设计值由于活荷载标准值大于4kN/m2，则取Q=1.3。恒荷载设计值：kqqQ=1.3×5=6.5kN/m2活荷载设计值：kggG=1.2×kg30mm厚水磨石地面：0.65kN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板：0.12m×25kN/m3=3kN/m220mm厚石灰砂浆抹底：0.020m×17kN/m3=0.34kN/m2kg=0.65+3+0.34=3.99kN/m2g=3.99×1.2=4.788kN/m2折算恒载设计值：p′=g+q/2=3.99+6.5/2=7.24kN/m2折算活荷载设计值：p″=q/2=6.5/2=3.25kN/m2荷载设计值：p=g+q=4.788+6.5=11.288kN/m23.板的计算3.1按弹性理论设计板此法假定支撑梁不产生竖向位移且不受扭，并且要求同一方向相邻跨度比值lmin/lmax≥0.75,以防误差过大。当求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋盘式布置，它可以简化为当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的弯矩之和。所有区格板按其位置与尺寸分为A、B、C、D四类，计算弯矩时，考虑混凝土的泊松比u=0.2（查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第4.1.8条）弯矩系数可查《混凝土结构设计》附表2。g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2g+q/2q/2-q/2-q/2-q/2-q/2-q/2-q/2-q/2q/2q/2q/2q/2q/2q/2q/2g+qgg+qgg+qgg+qgg+qgggg+qg+qg+q=+图2-2荷载布置图混凝土结构课程设计土木1102班41112054柴丽娜53.1.1A区格板计算(1)计算跨度中间跨：lx=4.5m≈1.05lo=1.05×(4.5-0.2)=4.515mly=5.1m≈1.05lo=1.05×(5.1-0.2)=5.145mlx/ly=4.15/5.145=0.88(2）跨中弯矩A区格板是中间部位区格板，在g+q/2作用下，按四边固定板计算；在q/2作用下按四边简支计算。A区格板弯矩系数查《混凝土结构设计》附表2，结果如表2.1所示。表2.1A区格板弯矩系数lx/lymxmymx'my'四边固定0.880.02310.0161-0.0603-0.0544四边简支0.880.05780.0354--Mxu=Mx1u+Mx2u=(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2+(mx2+0.2my2)(q/2)lx2=(0.0231+0.2×0.0161)×7.24×4.52+(0.0578+0.2×0.0354)×3.25×4.52=8.13kN.m/mMyu=My1u+My2u=(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2=(0.0161+0.2×0.0231)×7.24