长沙理工学院双向板课程设计

1、乂取#7大孝水工钢筋混凝土结构课程设计双向板肋形结构设计指导书2014年6月、结构布置在肋形楼盖结构中，结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置，需注意的问题 如下：（1）承重墙、柱网和梁格布置应满足建筑使用要求柱网尺寸宜尽可能大，内柱在满足结构要求的情况下尽可能少设。（2）结构布置要合理、经济 由于墙柱间距和柱网尺寸决定着主梁和次梁的跨度，因此，它们的间距不宜过大， 根据设计经验，主梁的跨度一般为5m8 m ,次梁为4m6 m。梁格布置力求规整，梁尽可能连续贯通，板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。在较大 孔洞的四周、非轻质隔墙下和较重的设备下应设置梁，以避免楼板直接承受集中荷载。由于板的混凝土用

2、量占整个楼盖的 50%70%,因此，应使板厚尽可能接近构造要求 的最小板厚。根据设计经验及经济效果，单向板的跨度（短向跨度）即次梁的间距一般为1.72. 7 m ,常用跨度为1.7m2.5m左右。双向板的跨度（短向跨度）为 5m左右。 为增强横向刚度，主梁一般沿房屋横向布置，并与柱构成平面内框架，这样可使整 个结构具有较大的侧向刚度。内框架与纵向的次梁形成空间结构，因此房屋整体刚度较好。 当横向柱距大于纵向柱距较多时，也可沿纵向布置主梁。 因为主梁承受的荷载较大，减小其跨度既可减少内力，又可增加房屋净高。（3）单向板和双向板肋形结构的区别若板的两个方向跨度比 /li E2时，按双向板肋形结构设

3、计；若I2/I1 2,则按单向板肋形结构设计。二、初步选择板、梁的截面尺寸1、板的厚度板的尺寸除满足承载力、刚度、裂缝宽度要求外，尚应满足施工要求。板厚取h lo/35 （单跨简支板）；hlo/40 （多跨连续板）；按施工要求，一般单向 板的厚度为60mm120mm ,常用厚度为 80mm100mm。双向板的厚度取hl0/45 （单跨简支板）；hl0/50 （多跨连续板）；一般双 向板的厚度为80mm160mm,常用厚度为100mm150mm。一1次梁局度取h 182、次梁的截面尺寸l0,宽度取 b = h 012/3 2；3、主梁截面尺寸主梁高度取h = 1卜0 ,宽度取b =， 1 |h。

4、14 8 03 2三、在计算书上绘出结构平面布置图在计算书上画出结构布置，如图 1。注意标注出柱、主梁、次梁和板的名称（或编号） 并确定板、次梁和主梁的计算单元及负荷范围。图1双向板肋形楼盖结构平面布置图四、双向板的设计按弹性方法计算双向板内力。单块板的内力计算，可以根据四边支承情况及沿短向（x向）与沿长向（y向）板的跨度之比lx/ly,利用教材356页附录十的表格进行计算。具体计 算见教材214页。1、板的荷载计算板的荷载计算可列表计算，见表2。表2板的荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/mm2）荷载分项系数荷载设计值（kN/mm2）永久荷载20mm厚水泥砂浆向层80mm厚现浇板自重15mm

5、厚板底抹灰小计（g）-可变布载（q）总何载（g+q）-注意：分项系数取值依据水工混凝土结构设计规范，下=1.05, R =1.2。2、计算跨度10的计算双向板在墙上白支承长度 a不小于120mm，中间支座宽度即为次梁和主梁的截面宽度。 计算跨度按图2进行计算。当 m0.05L时 J.=1.当。/蚓M h =L ML管30.让图2按弹性理论分析连续梁、板的计算跨度3、双向板跨中最大弯矩的计算多跨连续双向板的内力计算可以简化为单块板来计算。多跨连续双向板的内力计算需要进行最不利活载布置。当求某区格板跨中最大弯矩时，最不利的活载按棋盘式布置，如计算 图1中D区格板的跨中弯矩时，活载布置在图1有阴影的

6、板区格内，如黑白相间的棋盘。此时沿板的长边方向，板的计算简图如图3 （a）所示。我们可以将图 3 （a）的连续梁的内力计算通过图3 （b）和图3 （c）的叠加来计算；图 3 （b）中，满布荷载（g+q/2）,连续板 的内支座（与梁整浇在一起）两边荷载对称，近似认为中间支座为固定支座，边支座按实际 情况确定，若支承在墙上，则为简支；图 3 （c）为荷载（q/2）在相邻两跨反对称布置，近似认为中间支座为简支支座，边支座按实际情况确定。如图 1中D区格板的跨中弯矩可以看作为荷载（g+q/2）作用下两邻边简支、两邻边固定的单块板和荷载（q/2）作用下四边简支的单块板的叠加，利用教材356页附录十的表格

7、计算单块板的内力，再叠加起来即可。其余区格板跨中弯矩计算依此类推。如 A区格板四边均与梁整浇，故此其 跨中弯矩为 荷载（g+q/2）作用下四边固定支座的单块板和荷载（q/2）作用下四边简支支座单块板跨中弯矩的叠加。 BnBliwiKtfiiiirv(b)（c）图3计算双向板最大跨中弯矩的计算简图4、双向板支座中点最大弯矩的计算连续双向板的支座最大弯矩，可以将全部荷载（ p=g+q）布满各跨来计算，此时可以认 为各跨的板固定在各中间支座上，即把板的内支座看作固定支座、边支座由实际情况确定的 TOC o 1-5 h z 单块板来计算每个区格板的支座中点最大弯矩。对于相邻区格板的共同支座的最大弯矩，

8、可以取相邻两个区格板计算的支座中点最大弯矩的平均值。五、次梁设计按弹性理论计算支承梁一一次梁和主梁的内力。双向板上的荷载是沿两个方向传到四边的支承梁上，精确地决定双向板传给梁的荷载较为困难，在设计中多采用近似方法分配，即对每一个区格，作四角的角平分线与平行长边的中线相交，将板的面积分为4小块，每小块面积上荷载认为传递到相邻的支承梁上，故板传给次梁的荷载沿跨度方向为三角形分布或梯形分布，传给主梁的荷载沿跨度方向为梯形分布或三角形分布。具体见教材215页。1、荷载计算永久荷载包括：板传来的恒荷载、 次梁自重和次梁底及两侧的粉刷重量； 可变荷载仅考 虑板传来的楼面活荷载。为便于计算，通常将三角形分布

9、的荷载按教材 359页附录十一等效 为均布荷载计算次梁的内力。因按弹性理论计算，需要进行活荷载的最不利布置。表1次梁的荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/mm ）荷载分项系数荷载设计值（kN/mm）永久何载板传来的，通荷载板传来的等效均布，值荷载次梁自重次梁底及两侧的粉刷小计（g）板传来的活何载（q）板传来的等效均布活荷载qE总何载（g+q）2、计算简图次梁在墙上的支承长度 a不小于240mm,中间支座宽度即为主梁宽度。计算跨度按图2 进行计算。边跨与中间跨计算跨度相差若不超过10%,可按等跨连续梁计算内力；多于五跨连续图4次梁的计算简图3、次梁内力计算次梁内力计算按教材 342-344页附录

10、六的表4进行。相应于次梁各个控制截面最不利内 力的活载布置方式如表 2所示，首先由附录六的表 4查出弯矩系数和剪力系数，再计算出相应的弯矩和剪力。各支座截面的弯矩按式 M= aigl02+ 02 ql02；各支座截面剪力按式 V= 0 gln+印qln。其中，为、 向分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；物份分别为可变荷载作用下的弯矩及剪力系数。内力组合可以按表 3和表4进行，但应当注意，在三角形分布或梯形分布的荷载等效为 均布荷载计算时，是按支座负弯矩相等的原则等效的，内力组合只需计算支座负弯矩，跨中弯矩需根据荷载作用情况以及支座负弯矩推算。即把每跨梁看作是支座作用有力矩、承受实际荷载作用的

11、简支梁来计算跨中弯矩。4、承载力计算1）正截面受弯承载力计算支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区，按 T形截面计算，翼缘计算宽度按教材70页表3-3进行计算。正截面承载力计算过程可列于表5,按照参考书进行正截面承载力计算时，注意区别不同规范计算公式的区别，承载力计 算公式以教材为准。2）斜截面受剪承载力计算（包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算）。斜截面承载力计算过程可列于表6。六、主梁设计主梁内力按弹性理论设计1、荷载设计值由于板传给主梁的荷载沿跨度方向为梯形分布，次梁传给主梁的为集中荷载，而主梁的自重和主梁底及两侧的粉刷自重为均布荷载。为简化计算，

12、通常将三角形分布或梯形分布的荷 载，以及集中荷载按教材 359页附录十一等效为均布荷载计算主梁的内力。因按弹性理论计算，需要进行活荷载的最不利布置。主梁承受的永久荷载包括：板传来的恒荷载、 次梁传来的恒荷载（若主梁跨间未布置次梁，则无此项）、主梁自重和主梁底及两侧的粉刷重量；主梁承受的可变荷载包括板传来的 可变荷载、次梁传来的可变荷载（若主梁跨间未布置次梁，则无此项）。可按表7进行计算。2、计算简图主梁在墙上的支承长度 a不小于370mm,中间支座宽度即为柱横截面高度。计算跨度按图2进行计算，其中，边跨：取101 =ln +0.05ln ,I01 =ln +a/2两式较小值；中间跨：101 =

13、1c边跨与中间跨计算跨度相差若不超过10%,可按等跨连续梁计算内力。表2按弹性方法的次梁内力计算表项次示意图内力计算,sJ截回Mi的M向VavMbVZI131 in in H 息八 A 点 ,、 iH M 2 M jM2VerMcVc1M3Vb卜工 A喝版乎FH C D 慕 F截回Mi出MVavMbVb1M2VbMcVerM3Vc1、耍般眄%截回Mi的M向VavMbVb1M2VbMcVerM3Vc1f截回Mi出MVavMbVb1M2vJMcVerM3Vc1.0上截回M向vMiVanrmni fitMbVb1。4JL O 0kM2VbMcVerM3Vc1表3次梁弯矩组合表项次MiMbm2McM3

14、+M max组合MmaxMmin组合Mmin表4次梁剪力组合项次VaVb1VBr+Vmax组合VmaxVmin组合Vmin表5次梁正截面受弯承载力计算边跨中M1B支座Mb中间跨中M2中间支座Mc中间跨中M3弯矩设计值 M(kN.m)截面类型OS七As(mm2)选配钢筋实际配筋面积(mm2)表6次梁斜截面受弯承载力计算边支座Qa第一内支座Qb1第内支座Qb中间支座Qc1中间支座Qc剪力设计值V(kN)O.25fcbhoO.O7fcbho弯起钢筋箍筋用量表7主梁的荷载计算表荷载种类荷载标准值荷载分项系数荷载设计值(kN/mm )(kN/mm)板传来的，恒荷载永板传来的等效均布值荷载gE1久次梁来的

15、通荷载荷次梁传来的等效均布恒荷载gE2载主梁自重主梁底及两侧的粉刷自重小计（g）板传来的活何载（q1）板传来的等效均布或荷裁qE1次梁传来的活荷载（q2）次梁传来的等效均布活荷载qE2小计（q）总何载（g+q）3、弯矩设计值和剪力设计值的计算均布荷载作用下的三跨连续梁的弯矩及剪力系数可由教材附录六的表2查得。按弹性理论计算内力时，需要考虑可变荷载的最不利布置方式，因此应将永久荷载和可变荷载作用下的内力单独计算，然后对控制截面内力进行组合， 计算各截面及支座的最大内力或最小内力。 各支座截面的弯矩按式 M=ggl02+o2 ql02;各支座截面剪力按式 V= 3l gln+印qln。其中，级、自

16、 分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；必也分别为可变荷载作用下的弯矩及剪力系数。主梁各截面及支座的弯矩及剪力系数教材附录六的表2查得后，可计算出相应的弯矩及剪力，可参考表8进行，为便于绘制主梁内力包络图，应将恒荷载和活荷载作用下的内力图分别绘制出来，最不利内力组合时再将每种组合方式下的内力图绘制出来，合并到同一坐标系下即得内力包络图。 值得注意的是主梁的结构对称且荷载对称，只需画出一跨半的内力包络图即可。内力组合可按表9和表10进行。4、承载力计算1）正截面受弯承载力计算支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区，按T形截面计算，翼缘计算宽度按教材70页表3-3

17、进行计算。正截面承载力计算过程可列于表11。2）斜截面受剪承载力计算（包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算）斜截面承载力计算过程可列于表12。5、主、次梁交接处附加横向钢筋计算在主梁与次梁交接处，主梁的梁腹承受由次梁传来的集中荷载作用，因而有可能在主梁的中下部出现斜向裂缝。为防止破坏，应在此交接处设置附加横向钢筋（箍筋或吊筋）表8按弹性方法的主梁内力计算表项次示意图内力计算破回 火MV日MiVaLirnijj nufMbVb1M1 % W,M2Vj戚回OM31V6ta iJkMiVa4 A C?。MbVb1M2VBr戚回OM31VMiMbVaVb1M2VBr截回aiMVlUli1 _Mi

18、VaA A 口 昆 aMbVb1M2VBr表9主梁弯矩组合项次MiMaMbM2Mb+M max组合MmaxMmin组合Mmin表10主梁剪力组合项次VaVb1Vb+Vmax组合VmaxVmin组合Vmin(a)主梁与次梁交接处斜向裂缝(b) 吊筋形式 箍筋形式图5主梁与次梁交接处箍筋和吊筋形式考虑到主梁与次梁交接处的破坏面大体如图 置在S=2%+3b的范围内，其数量按下式计算：9(b)和(c)虚线所示，故附加横向钢筋应布表11主梁正截面受弯承载力计算边跨中MiB支座Mb中间跨中M2弯矩设计值M(kN.m)截面类型七AS(mm2)选配钢筋实际配筋面积(mm2)表12主梁斜截面受弯承载力计算辿支座QaB支座QBl，、_ rB支座Qb剪力设计值V(kN)0.25fcbh00.07fcbh0弯起钢筋箍筋用量dF2fyvSin :式中：F 次梁传给主梁的集中荷载设计值(应扣除主梁自重) fyv附加横向钢筋的抗拉强度设计值；o附加横向钢筋与梁轴线的夹角，一般取“=45 ;10七、施工图绘制施工图绘制必须符合国家制图标准房屋建筑制图统一标准 和建筑结构制图标准图面布置合理，表达正确，文字规范，线条清楚，达到施工图设计深度要求。1结构平面布置图