钢筋混凝土双向肋梁楼盖设计(弹性理论法)

1.设计任务书

1.1 设计目的

（1）了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容；

（2）了解梁、板结构的荷载传递途径及计算简图；

（3）熟悉受弯构件梁和板的设计方法；

（4）了解内力包络图及材料图的绘制方法；

（5）掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式。

1.2 设计资料

（1）结构形式

某教学楼，楼盖平面为矩形，二层楼面建筑标高为3.6m，为多层砖混结构，采用整体式钢筋混凝土双向板肋梁楼盖，钢筋混凝土柱的截面尺寸为400mm×400mm。结构平面布置如图1—1所示。外墙厚370mm。

图1-1 结构平面布置图

（2）楼面构造做法

30mm厚水磨石地面（12mm厚面层，18mm厚水泥砂浆打底），板底有15mm 厚石灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。

（3）荷载

永久荷载：包括梁、楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为25kN/m3，水泥砂浆容重20 kN/m3，石灰砂浆容重17 kN/m3，水磨石容重0.65 kN/m2，粉煤灰空心砌块容重为8kN/m3。

分项系数2.1=G γ（当对结构有利时0.1=G γ）。

可变荷载：楼面均布活荷载标准值10 kN/m 2，分项系数3.1=Q γ。 (4）材料

混凝土：C30

钢 筋：板 HPB235级

梁： 主筋HRB335级，箍筋HPB235级

1.3设计内容

(1)双向板肋梁楼盖结构布置 (2)板、梁的设计

1)现浇板的设计

根据楼面荷载，按弹性理论计算板的内力，进行板的正截面承载力计算，并进行板的钢筋配置。

2)支承梁的设计

计算梁的内力，进行梁的正截面、斜截面承载力计算，并对此梁进行钢筋配置。 (3)绘制结构施工图

绘制板的配筋图及梁的配筋详图及其抵抗弯矩图，并作钢筋明细表，最后完成结构施工图一张。

1.4基本要求

（1）完成结构计算书一份。包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。 （2）图纸。盖施工图一张，包括结构平面布置图、板的配筋图、支承梁的配筋图楼。采用1号图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。

1.5小组分工

2.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，双向板区格一般以3~5m 为宜。支承梁短边的跨度为mm 5700，支承梁长边的跨度为mm 6300。根据图1—1所示的柱网布置，选取的结构平面布置方案如图2-1所示。

图2-1 双向板肋梁楼盖结构平面布置图

板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于mm L 11450/570050/==,且双向板的厚度不宜小于mm 80，故取板厚为mm 120。

支承梁截面尺寸：根据经验，支承梁的截面高度

8/~14/L L h =，

长垮梁截面高度为

mm mm 5.787~450)8/6300~14/6300(= 故取mm h 600=；截面宽度

mm h h b 300~2002/~3/== 故取mm b 300=；

短跨梁截面高度为

mm 5.712~407)8/5700~14/5700(= 故取mm h 650=；界面宽度

mm h h b 325~6.2162/~3/== 故取mm b 300=。

3.双向板设计计算

3.1荷载计算

120mm 厚钢筋混凝土楼板 2/32512.0m kN =⨯ 18mm 厚水泥砂浆面层找平 2/36.020018.0m kN =⨯ 15mm 厚石灰砂浆底面粉刷 2/255.017015.0m kN =⨯ 12mm 水磨石 2/0078.065.012.0m kN =⨯

恒荷载标准值 2/6228.3255.00078.036.03m kN g k =+++= 活荷载标准值 2/6m kN q k = 2'/25.82

6

3.16228.32.1m kN p =⨯

+⨯= 2''/9.32

6

3.1m kN p =⨯

= 2/15.1263.16228.32.1m kN p =⨯+⨯=

3.2按弹性理论设计板

此法假定支承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75.0max

0min

0≥l l ,以防误差过大。 当要求各区格跨中最大弯矩时，活荷载应按棋牌式布置，它可以简化为当支座

固支时2q g +作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时2

q

±作用下的跨中弯矩之和。

支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时q g +作用下的支座弯矩。

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，考虑钢筋混凝土的泊松比为0.2. (1) A 区格板计算

1)计算跨度

()m l l x 3525.625.03.605.105.13.60=-⨯=<= ()m l l y 72.525.07.505.105.17.50=-⨯=<=

9.03

.67

.5≈=

x

y l l 2)跨中弯矩

m

m kN M y /493.137.59.3)0358.02.00456.0(7.525.8)0165.02.00221.0(22⋅=⨯⨯⨯++⨯⨯⨯+=

m

m kN M x /299.117.59.3)0456.02.000358.0(7.525.8)0221.02.00165.0(22⋅=⨯⨯⨯++⨯⨯⨯+=

3)支座弯矩

b 支座 m m kN M b

x

/212.237.515.120588.02⋅-=⨯⨯-= a 支座 m m kN M a

y /356.217.515.120541.02⋅-=⨯⨯-=

4）配筋计算

截面有效高度：由于是双向配筋，两个方向的有效截面高度不同。考虑到短跨方向比长垮方向的大，故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长垮方向的外侧。因此：

跨中截面

支座截面

对A 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，近似取为0.95。 跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235.

26

0092.45310095.021010299.118.08.0mm h r f M A x s y x sx =⨯⨯⨯⨯==

26

0191.60190

95.021010493.138.08.0mm h r f M A y

s y y sy =⨯⨯⨯⨯==

支座配筋建B ，C 区格板计算，因为相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时，取绝对值的较大值做为该支座的最大负弯矩。 (2) B 区板计算

1) 计算跨度

m l x 575.52

12

.025.0225.0185.07.5=++--=

m l l y 3525.6)25.03.6(05.105.13.60=-⨯=<=

885.03

.6575.5≈=y x l l 2)跨中弯矩

m m kN M y /586.13575.59.3)0355.02.00471.0(575.525.8)02326.02.002271.0(22⋅=⨯⨯⨯++⨯⨯⨯+=m

m kN M x /574.12575.59.3)0471.02.00355.0(575.525.8)02271.02.002326.0(22⋅=⨯⨯⨯++⨯⨯⨯+=3）支座弯矩

b 支座 m m kN M b

x

/078.25575.515.1206641.02⋅-=⨯⨯-= a 支座 m m kN M a

y /316.25575.515.1206704.02⋅-=⨯⨯-=

4）配筋计算

跨中截面mm h x 1000=（长跨方向）mm 90h oy =（短跨方向）

支座截面 1000mm h =

跨中正弯矩配筋计算：钢筋选用HPB235.