某多层工业厂房钢筋混凝土现浇双向板楼盖设计书

0 某多层工业厂房钢筋混凝土现浇双向板楼盖设计书 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支承梁的结构布置方案。确定板的厚度和支承梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。分别按照塑性计算方法和弹性理 论计算方法进行板、支承梁的内力和配筋的计算。 2、设计资料 (1)结构形式：某多层工业厂房，采用现浇钢筋混凝土结构，内外墙厚度均为 300计时只考虑竖向荷载作用，要求完成该钢筋混凝土整体现浇楼盖的设计，其平面如图 示。 （ 2）楼面做法： 20水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板， 15 （ 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/泥砂浆容重 20kN/灰砂浆容重 17kN/项系数 项系数 （ 4）材料：平面尺寸 面均布活荷载 q=m。混凝土强度等级为 用 - 3、设计内容 （ 1）双向板肋梁楼盖结构布置：确定板厚度，对板进行编号，绘制楼盖结构布置图。 1 （ 2）双向板设计： 1按弹性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。 2按塑性理论进行板的设计以及绘制板的配筋图。 （ 3）支承梁的设计。 4、设计任务 （ 1）设计书一份，包括封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计施工图、参考文献、设计心得、成绩评 定表。 （ 2）施工图纸 1结构平面布置图 2板的配筋图 3支承梁的配筋图 5、设计要求 施工图要求做到布图合理，图面整洁，按比例作图并符合“建筑制图统一标准”中关于线型、符号、图例等各项规定；图中书写字体一律采用仿宋体；同一张施工图中各截面编号及钢筋编号均不得重复。 二、设计计算书 1、 结构布置及构件尺寸选择 双向板肋梁盖由板和支撑梁构成，支撑梁短边的跨度为 3600撑梁长边的跨度为 4200据柱网布置，选取的结构平面布置方案如图 示。 图 结构平面 布置 2 板厚的确定：连续双向板的厚度一般大于或等于 l/50=6300/50=126双向板的厚度不宜小于 80取板厚为 150 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=(7200/14 7200/8)=514 900取 h=600 长跨梁截面宽 b=h/3 h/2=(600/3 600/2)=200 300取 b=300 短跨梁截面高 h=(6300/14 6300/8)50 788取 h=600 短跨梁截面宽 b= h/3 h/2=200 300取 b=300 2、 荷载设计值 2020kN/5025kN/017kN/荷载标准值： 荷载标准值： kN/由可变荷载效应控 制的组合： p=4=kN/永久荷载效应控制的组合： g+q=4= 可见，对板来言，由可变荷载效应控制。故： 折算恒载设计值： =4/2=kN/算活荷载设计值： p =4/2= 3 （ 1）计算跨度 内跨 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 ，此处 错误 !未找到引用源。为轴线间的距离； 边跨 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 ，此处 错误 !未找到引用源。为板净跨， b 为梁宽。 （ 2）弯矩计算 跨中最大正弯矩发生在活载为“棋盘式布置”时，即跨中弯矩为当内支座固支时 g+q/2 作用下的跨中弯矩与当内支座铰支时 q/2 作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可以近似按活载满布时求得，即为内支座固支时 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，如下图所示。计算弯矩时考虑泊松比的影响，在计算 中近似取 3. 板的计算 按塑型理论计算 钢筋混凝土为弹塑性体，因而按弹性理论计算结果不能反映结构的刚度随荷载而改变的特点，与已考虑材料塑性性质的截面计算理论也不协调。塑性铰线法是常用的塑性理论计算方法之一。塑性绞线法，是在塑性绞线位置确定的前提下，利用虚功原理建立外荷载与作用在塑性铰线上的弯矩二者间的关系式，从而求出各塑性铰线上的弯矩值，并依次对各截面进行配筋计算。 4 基本公式：xM+1（ =241 23 令 n= = = = （ 板短边长度） 考虑到节省钢材和配筋方便，一般取 =使在使用阶段两方向的截面应力较接近，宜取 =（ 1/n） 2 =（2 。 先计算中间区格板，然后将中间区格板计算得出的各支座弯矩值作为计算相邻区格板支座的已知弯矩值，依次由内向外直至外区各板可一一解出。对边区格板，角区格板，按实际的边界支承情况进行计算。本设计采用弯起钢筋配筋方式。 楼盖划分 A， B， C,区格板均取 =（ 2 ，x = x = y = y =中 板短边长度， 板长边长度 ,且两者均为净跨。 将跨内正弯矩区钢筋在离支座边 4截断一半，则跨内正塑性铰线上的总弯矩xM， 4xl）224 xx ym=p=4=kN/ 1） 板的计算跨度（净跨）：= =（ 2 = 弯矩计算 跨内塑性铰线上的总弯矩为： ） = 5 =6 12 由xM+1（ =241 23x ： = 解上式可得kN.m/m，于是有： 配筋计算 跨中截面积 3020 支座截面近似取 似取 减原则根据： 1、中间跨的跨中截面及中间支座上应予以折减，折减系数为 2、边跨的跨中截面及从楼板边缘算起的第二支座上，当 ，折减系数为 2时，折减系数为 设计资料中， 以折减系数为 3、角区格不应折减。 X 方向跨中： = m =165Y 方向跨中： = m35X 方向支座： m 30Y 方向支座： 270（ 2） 板的计算跨度（净跨）：=6m，= =（ 2 = 6 弯矩计算 跨内塑性铰线上的总弯矩为： ） A 区格板算得的短跨支座弯矩m/m 作为 =0， 6 kN.m/m 由xM+1（ =241 23x ： 21 解上式可得m/m，于是有： 配筋计算（折减计算原则为 X 方向跨中： = m92Y 方向跨中： = m58X 方向支座： = m 84 = m=495角区格不折减） （ 3） 板的计算跨度（净跨）：=6m，= = 7 （ 2 = 弯矩计算 跨内塑性铰线上的总弯矩为： ） A 区格板算得的短跨支座弯矩m/区格板的 0， m/m =6 12 由xM+1（ =241 23x ： 2+21 解上式可得m/m，于是有： 配筋计算（折减计算原则为 X 方向跨中： = m29Y 方向跨中： = m88Y 方向支座： = =433角区格不折减） （ 4） 板的计算跨度（净跨）：=6m，= =（ 2 = 弯矩计算 8 跨内塑性铰线上的总弯矩为： ） B 区格板算得的短跨支座弯矩m/m 作为 D 区格板的 将 C 区格板算得的短跨支座弯矩m/m 作为 0， m/m 0， m/m 由xM+1（ =241 23x ： 21 ( 解上式可得m/m，于是有： 配筋计算（折减计算原则为 X 方向跨中： = m=401Y 方向跨中： = m=329(5)按塑性法选配钢筋 表 塑性法板截面配筋计算 截面 计算钢筋面积 选用钢筋筋（ 实际配筋面积（ 跨 A 区格 X 130 165 10100 785 9 中 Y 120 135 10100 785 B 区格 X 130 192 10100 785 Y 120 158 10100 785 C 区格 X 130 229 10100 785 Y 120 188 10100 785 D 区格 X 130 401 10100 785 Y 120 329 10100 785 支 座 A A 130 330 10100 785 A B 130 270 10100 785 A C 130 280 10100 785 B B 130 384 10100 785 B D 130 495 10100 785 C D 130 433 10100 785 注：边支座支撑在墙上按构造配筋，选配 10100。 按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图 图 10 图 1）短跨支承梁 1）计算跨度。 由于此结构属于内框架结构，梁在外墙上的支撑长度围墙后 a=300柱子的尺寸为 300300： 边跨： a+b） /2=（ +（ 2=b/2= +=小值： 跨：去支撑中心线的距离， l=均跨度：（ ：（ ，可按等跨连续梁计算。 (2）荷载计算 由板传来的恒荷载设计值： g = kN/m ； 由板传来的活荷载设计值： q kN/m ； 梁自重： kN/m ； 梁粉刷抹灰： =kN/m ； 11 梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值： 71.4g kN/m。 纵向支承梁 图 纵向支承梁 3）内力计算。 弯矩计算： 232221 （ 边跨： 中跨： 32 8 21 21 3 32 8 21 822 均跨（计算支座弯矩时取用） 纵梁弯矩计算如表 表 纵向支承梁 项次 荷载简图 1M 2M 3M 12 恒荷载 恒荷载 荷载 荷载 活荷载 荷载 荷载 12 活荷载 活荷载 力 组 合 + + + + + + + + + + + + + + 不 利 内 合项次 + + + + + + + + + + 合值 /( + + + + + + + + + + 13 力 (：无 剪力计算： 321（ k 值可查表得） 边跨： 中跨： 向支撑梁剪力计算如表 表 纵向支承梁 项次 荷载简图 恒荷载 恒荷载 荷载 荷载 00活荷载 活荷载 活荷载 活荷载 荷载 力 + + 04 22 + + + + 14 组 合 + + 42 2 + + + + + + 不 利 内 力 合项次 + + + + + + + + + + 合值 /( + + + + + + + + + + (）正截面承载力计算 确定翼缘宽度。跨中截面按 据混凝土设计规范 缘宽度取较小值。 边跨： m 0 取较小值 mb f 中间跨： 32 取较小值 支座截面仍按矩形截面计算。 判断截面类型。在纵横梁交接处，由于板，横梁及纵梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠，短跨方向梁的钢筋一般均在长跨方向梁钢筋的下面 ，梁的有效高度减小。因此进行短跨方向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截面的有效高度般取值为：单排钢筋时， 6050 hh o ；双排钢筋时， 9080 hh o 。取 540中），10座）。 2/1 于第一类 正截面承载力计算。 按弹性理论计算连续梁内力时，本设计资料图中中间跨和边跨的计算跨度都取为支座中心线间的距离，故所求的支座弯矩和支座剪力都是指支座中 15 心线间的。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。 纵梁正截面承载力计算见表 5。 根据 混凝土设计规范 向受 力钢筋的最小配筋率为 里即 表 筋形式采用分离式。 表 向支承梁 斜截面受剪承载力计算 纵向支承梁 截面受剪承载力计算见表 根据 混凝土设计规范 的规定该梁中箍筋最大间距为200 计算截面 计算过程 跨中 1、 5 支座 B、 E 跨中 2 支座 C、 D 中间跨中 21 991 985 21058 1420 679 45 1126 1088 77 选配钢筋 4 22 4 22 4 22 2 16 4 22 4 22 2 16 实配 1520 1520 1520 402 1520 1520 402 配筋率 16 表 纵向支承梁 计算截面 计算过程 B 支座右 lx 75 1 03 0 V 截面满足要求 按构造配筋能满足要求 筋直径和肢数 双肢 3 12 2 12 3 12 2 14 2 12 实配间距 /00 200 200 200 200 200 配筋率sv= 三、梁的计算 按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图 1 17 图 1 双向板支承梁承受的荷载 （ 1）支座弯矩 按弹性理论设计计算梁的支座弯矩时，可按支座弯矩等效原则，按下式将三角形荷载和梯形荷载等效为均布荷载 三角形荷载作用时：（ 梯形荷载作用时： （ ： 12+ 13)P 其中： P=P =(g+q) =kN/m 1=()/=5/8 kN/m (10. 442+)* 5.1 kN/m 纵向支承梁 计： 计算跨度： 边跨： a+b） /2=+（ + b/2=()+=小值 间跨： 均跨度：（ ： 0,可按等跨连续梁计算。 荷载计算： 梁自重： 25*3.6 kN/m 梁粉刷抹灰自重： （ *17=kN/m 灰产生的均布荷载设计值 g=（ =kN/m 纵向支承梁 18 图 1 纵向支承 梁 计算简图 将三角形荷载折算成均布荷载后，作用在梁上的荷载设计值： 跨内最大弯矩： 2=*m 3= m 4= 7.7 m 5=m 6=m 支座弯矩： 6=0 5=m 4=m 横向支承梁 计 计算跨度： 19 边跨： a+b） /2=+（ + b/2=()+= 取小值 间跨： 均跨度：（ ：（ ,可按等跨连续梁计算。 荷载计算： 梁自重： 25*3.6 kN/m 梁粉刷抹灰自重： （ *17=kN/m 灰产生的均布荷载设计值 g=（ =kN/m 横向支承梁 图 1 横向支承梁 计算简图 作用在梁上的荷载设计值： m 查教材附表一得： 跨中最大弯矩： 20 B=m C=31.1 m D=N m 支座弯矩： D=0 C=m (2)剪力计算 查教材附表一得： 纵向支承梁 2L=100.6 2R=3L=3R=3 4L=83 4R=5L=5R=6=向支承梁 D=3)配筋计算 1=1; 00KN/ 21 图 1 支承梁的截面尺寸简图 验算截面尺寸： 纵向支承梁 b=300mm,h0=60mm,hw=60hw/b=560/200=00.6 面满足要求。 横向支承梁 b=300mm,h0=60mm,hw=60hw/b=560/200=正截面受弯承载力计算 根据题意，受弯承载力计算过程见表 1 3。计算过小，则按构造配筋 里即 表 1 表 1 3 纵筋计算 计算截面 计算过程 跨中 1 中 2中 3座 2、 5 支座 3、 4 （ kNm） s=M/1 =1- s=1 311 130 182 426 313 选配钢筋 2 18 2 18 2 18 2 18 2 18 实配 509 509 509 509 509 计算截面 计算过程 跨中 A B C D 跨中 B C 支座 B、 C s 22 38 103 431 选配钢筋 2 18 2 18 2 18 实配 509 509 509 (4)斜截面受剪承载力计算 纵向支承梁 300 560=向支承梁 300 510=按构造配置腹筋。 配筋率 ： ft/00= 纵向支承梁 =*00/200= 配双肢箍筋（ n=2） , 8200。 横向支承梁 =00/200= 配双肢箍筋（ n=