第九组钢筋混凝土课程设计计算书

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖结构设计说明书第九小组成员：张海西李松键郭祥安渺主要内容：方案结构平面布置设计资料截面尺寸选择板的计算梁的荷载确定肋梁计算1、方案本梁板系统为双向板肋梁楼盖，双向板跨中弯矩较小，刚度大，受力性能较单向板优越，其跨度可达5m左右。当梁尺格较大及使用荷载较大时比较经济。结构平面布置总尺寸为L1×L2=36m×22.5m，按双向板跨度为5m左右的原则，可进行如图所示的平面布置。设计资料楼面构造层做法：40cm厚细石混凝土面层，15cm厚石灰砂浆抹底楼面可变荷载标准值为5.0kN/m2。材料选用混凝土：采用C40混凝土（fC=19.1N/mm2，ft=1.71N/mm2）；钢筋：梁内纵向受力钢筋为HRB400级(fy=360N/mm2)，其余钢筋采用HPB235级(fy=210N/mm2)。截面尺寸选择柱：400mm×400mm板：h≥4500/50=90mm，取h=100mm。横向肋梁：h=（1/8～1/12）L=375～562.5mm，取h=500mmb=（1/3～1/2）h=167～250mm，取b=250mm纵向肋梁：h=（1/14～1/8）L=428.6～750mm，取h=600mmb=（1/3～1/2）h=200～300mm，取b=300mm板的计算（1）荷载计算40mm水泥砂浆面层0.04×24=0.96kN/m2100mm钢筋混凝土板0.10×25=2.50kN/m215mm水磨石面层0.015×17=0.255kN/m23.715kN/m2永久荷载设计值g=1.2×3.715=4.458kN/m2可变荷载设计值q=1.3×5.0=6.5kN/m2合计10.958kN/m2（2）计算跨度中间跨(轴线间距离);边跨（3）按弹性理论设计根据活载最不利不知原则，在求区格板跨内正弯矩时，按恒荷载满布活荷载棋盘式布置计算。取对称荷载g’及反对称荷载q’为g’=g+q/2=4.458+6.5/2=7.708kN/m2q’=q/2=3.25kN/m2p=g+q=10.958kN/m2 (4)弯矩计算在q/2作用下，各区格板四边均视作简支，故跨内最大弯矩发生在板的中心点处；但在g+q/2作用下，各内支座均视作固定，而边支座为简支，因此边区格板跨内最大正弯矩不再板的中心处，为了简便起见，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。根据不同的支承情况，整个楼盖可以分为A、B、C、D四种区格板。各弯矩系数是由附录3.2中的计算表格查的，A区格查附表3.2.1和附表3.2.6；B区格及C区格查附表3.2.1和附表3.2.5；D区格查附表3.2.1和附表3.2.4。计算中mx、mx,表示板短跨方向的跨内正弯矩及支座负弯矩；my、my，表示板长跨方向的跨内正弯矩及支座负弯矩。跨度及弯矩计算表:区格ABCDlx4.54.434.54.43ly665.935.93lx/ly0.750.740.760.75v=0mx8.709.029.989.85my4.283.633.724.88v=0.2mvx9.5569.74610.72410.826mvy6.025.4345.7166.85m’x-15.56-15.76-16.52-20.17m’x-12.54-18.28-18.28-16.34（5）配筋计算以上求得跨中及支座的弯矩，其中A区板由于四周与梁整体连接，应再乘以折减系数0.8(其余均不予折减)，然后即可近似算出所需要的钢筋截面面积，在计算中支座截面有效高度，由于双向配筋的有效截面高度不同，考虑到短跨方向的跨中受力钢筋放置在长跨方向的外侧，因此支座截面有效高度h0=80mm，跨中截面短跨方向取h0x=80mm，长跨方向取h0y=70mm。为便于计算，内力臂系数近似取γs=0.95，则。截面配筋计算结果以及实际配筋列于下表：按弹性理论设计的截面配筋截面m/(KN·m/m)h0/mmAs/(mm×mm)选配实配/(mm×mm)跨中A区格lx方向9.556*0.8=7.6480479Ø10@160491ly方向6.02*0.8=4.8270345Ø8@140359B区格lx方向9.7580611Ø12@180628ly方向5.4370389Ø8@125402C区格lx方向10.7280672Ø12@160707ly方向5.7270410Ø10@180436D区格lx方向10.8380679Ø12@160707ly方向6.8570491Ø10@160491支座A-A-12.54*0.8=-10.0380628Ø10@125628A-B-15.7680987Ø12@1101028A-C-18.28801145Ø14@1301181B-B-18.28801145Ø14@1301181B-D-16.34801024Ø14@1501026C-C-16.52801035Ø14@1401100C-D-20.17801264Ø14@1201283注：钢筋选取HPB235，fy=210N/mm²按弹性理论设计板的结构配筋图6.双向板支承梁设计按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图4-1所示。图4-1双向板支承梁承受的荷载计算梁的内力，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。横向梁设计：1）跨度计算边跨中跨：取支撑中心线间的距离平均跨度：,跨度差：，可按等跨连续梁计算。2）荷载计算由板传来的恒荷载的设计值：g′=1.2×3.715×4.5=20.06kN/m由板传来的活荷载的设计值：q′=1.3×5×4.5=29.25kN/m梁自重0.25×（0.5-0.1）×25=2.5kN/m梁粉刷抹灰0.015×2×（0.5-0.1）×17=0.204kN/m梁自重均布荷载设计值：g=1.2×（2.5+0.204）=3.245kN/m3）内力计算按照活荷载最不利布置的规律：求某跨跨内最大正弯矩时，应在本跨布置活荷载，然后隔跨布置；求某跨跨内最大负弯矩时，本跨不布置或荷载，而在左右临跨布置，然后个跨布置；求某支座最大负弯矩或支座最大剪力时，应在该支座左右跨布置活荷载，然后个跨布置；由结构力学求解器可求得：第1,3,5跨最大正弯矩：活荷载布置：M1=117.37kN·mM3=89.20kN·mM5=80.57kN·m第2,4,6跨最大正弯矩：活荷载布置：M2=80.57kN·mM4=89.20kN·mM6=117.37kN·m第2支座最大弯矩以及最大剪力：活荷载布置：M=-138.99kN·mVL=-106.86kNVR=97.33kN弯矩图：剪力图：第3支座最大弯矩及剪力：活荷载布置：M=-166.27kN·mVL=-89.23kNVR=92.25kN弯矩图：剪力图：第4支座最大弯矩及剪力：活荷载布置：M=-125.11kN·mVL=-95.16kNVR=95.16kN弯矩图：剪力图：（6）由结构的对称性可知：第5支座和第3支座相对称M=-166.27kN·mVL=-89.23kNVR=92.25kN第6支座和第2支座相对称M=-138.99kN·mVL=-106.86kNVR=97.33kN4)正截面承载力计算确定翼缘宽度(跨截面按T形截面计算)根据《混凝土设计规范》(GB50010-2002)第7.2.3条规定,翼缘宽度取较小值。边跨bf'=l0/3=5.73/3=1.91mbf'=b+Sn=0.25+(6-0.12-0.1)=6.03m取较小值bf'=1.91m中间跨bf'=l0/3=1.91mbf'=b+Sn=0.25+(6-0.12-0.1)=6.03m取较小值bf'=1.91m支座截面仍按矩形截面计算。判断截面类型。在横纵梁交接处，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计算时，应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度h0。此处，取h0=h-60=500-60=440mm（跨中）h0=h-90=500-90=410mm（支座）选用混凝土C40。属于第一类T形截面。正截面承载力计算：按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度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心线的。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。受力钢筋选取HRB400，箍筋选取HPB235根据《混凝土设计规范》（200250010GB）第1.5.9条的规定：纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%和0.45ft/fc中的较大值,即0.2%。下表中的配筋率满足要求。配筋形式采用分离式。截面1跨中2支座2跨中3支座3跨中4支座M/（kN·m）117.37138.9980.57166.2789.20125.11Vbz/2（kN·m）21.37218.4519.032Mb=M-Vbz/2（kN·m）117.37117.61880.57147.8289.20106.0780.0170.0190.0110.0240.0130.0170.017≤ξb0.019≤ξb0.011≤ξb0.024≤ξb0.013≤ξb0.017≤ξb0.990.990.990.9880.990.997498055141014569726选用钢筋3@183@203@163@223@163@18实配钢筋面积（mm2）7639426031140603763配筋率0.60%>0.2%0.64%>0.2%0.41%>0.2%0.81%>0.2%0.46%>0.2%0.58%>0.2%注释：ξb=0.5185)斜截面受剪承载力结算所以根据《混凝土设计规范》（GB50010-2002）第10.2.10条的规定，该梁中箍筋最大间距为200mm。横向支承梁L-1斜截面受剪承载力计算见下表：截面V2左V2右V3左V3右V4左V4右V/kN-150.86154.33-99.23102.25-95.1695.160.25×1.0×19.1×250×410=489.4>V，满足截面要求按计算配筋箍筋直径和肢数HRB400，@8@200，双肢100.6100.6100.6按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距/mm175175175配筋率ρsv纵向梁设计：1)跨度计算边跨中跨：取支撑中心线间的距离平均跨度：,跨度差：，可按等跨连续梁计算。2）荷载计算由板传来的恒荷载的设计值：g′=1.2×3.715×4.5=20.06kN/m由板传来的活荷载的设计值：q′=1.3×5×4.5=29.25kN/m梁自重0.3×（0.6-0.1）×25=3.75kN/m梁粉刷抹灰0.015×2×（0.6-0.1）×17=0.255kN/m梁自重均布荷载设计值：g=1.2×（3.75+0.255）=4.8kN/m3)内力计算：第1,3,5跨最大正弯矩：活荷载布置：M1=68.52kN·mM3=53.03kN·mM5=68.52kN·m第2,4跨最大正弯矩：活荷载布置： M2=45.98kN·m M4=45.98kN·m第2支座最大弯矩和最大剪力：活荷载布置： M=-81.24kN·m VL=-84.33kN VR=76.40kN弯矩图：剪力图：第3支座最大弯矩和最大剪力：活荷载布置：M=-68.90kN·mVL=-70.52kNVR=73.75kN弯矩图：剪力图：由对称关系可知：第4支座与第3支座相同 M=-68.90kN·mVL=-70.52kNVR=73.75kN第5支座与第2支座相同 M=-81.24kN·m VL=-84.33kN VR=76.40kN4)正截面承载力计算确定翼缘宽度。跨中截面按T形截面计算。根据《混凝土设计规范》(GB50010-2002)第7.2.3条的规定,翼缘宽度取较小值。边跨取较小值1.45m中间跨取较小值1.5m支座截面仍按矩形截面计算b)判断截面类型。在纵横梁交接处,由于板、横向梁和纵向梁的负弯矩钢筋相互交叉重叠,短跨方向梁(横梁)的钢筋一般均在长跨方向梁(纵梁)钢筋的下面,梁的有效高度减小。因此,进行短跨方向梁(横梁)支座截面计算时,应根据其钢筋的实际位置来确定截面的有效高度属于第一类T形截面。c)正截面承载力结算。按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度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心线的。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。受力钢筋选用HRB400级，箍筋选用HPB235级。根据《混凝土设计规范》(GB50010-2002)第9.5.1条的规定:纵向受力钢筋的最小配筋率为