混凝土結構課程設計-雙向板設計

1、塔里木大學混凝土結構課程設計塔里木大學混凝土結構課程設計 工程概況根據(jù)初步設計成果，提出設計資料及數(shù)據(jù)如下：（1）、墻體厚度370mm，結構橫向長L142m，結構縱向長L 218m。樓梯位于該層平面的外部，本設計不予考慮。樓蓋采用裝配式雙向板肋形結構；（2）、該該建筑位位于非地地震區(qū)；（3）、建建筑物安安全級別別為二級級；（4）、結結構環(huán)境境類別二二類；（5）、建建筑材料料等級：混凝土土強度等等級：混混凝土C20； 鋼筋：板中鋼鋼筋、梁梁中箍筋筋、構造造鋼筋HPBB2355級，梁梁中受力力筋HRBB3355級；（6）、荷荷載：鋼鋼筋混凝凝土重力力密度為為25kkNm3，樓面面面層為為水磨石石(

2、255mm厚水泥泥砂漿，自自重為20kkNm2)；梁板板天花為為混合砂砂漿抹灰灰(155mm，重力力密度為為17kkNm3)，樓面面活荷載載標準值值6kNm2；永久久荷載分分項系數(shù)數(shù)1.2，可變變荷載分分項系數(shù)數(shù)1.3。（7）、結結構平面面布置及及初估尺尺寸：板板的支承承長度為為1200mm，梁梁的支承承長度為為2400mm。柱柱：bh4000mm4000mm，柱子子的高度度為4mm；（如如圖1）（8）、使使用要求求：梁、板板允許撓撓度、最最大裂縫縫寬度允允許值見見混凝土土結構學學課本附附錄；（9）、地地基承載載力為2500KN/m2；（10）、采采用的規(guī)規(guī)范：混混凝土結結構設計計規(guī)范(GBB

3、500010-20110)，建筑筑結構荷荷載規(guī)范范(GBB5000920001)。圖1 梁板板結構平平面布置置由圖1可知知，支承承梁縱向向布置，跨跨度為70000mm，支承承梁橫向向布置，跨跨度為6000mmm。 板按彈彈性性理理論方法法計算，板板的長邊邊與短邊邊之比小小于2故為雙雙向板梁梁樓蓋。2板的計算算（1） 確確定板厚厚h和梁截截面計算構件板板的厚度度=（為雙向向板的短短向計算算跨度）且故取?？v向梁的梁高=（為橫向梁的間距）梁的寬高比為2，則縱向梁的尺寸。橫向梁的梁梁高=（為縱向向梁的間間距）梁梁的寬高高比為2，則橫橫向梁的的尺寸。（2） 荷荷載計算算25mm水水泥砂漿漿面層00.02

4、2525=0.5kN/m2150mmm鋼筋混混凝土板板0.115255=3.75kN/m215mm混混合砂漿漿抹灰 0.0155177=0.26kNN/m2恒載標準值值 4.51kkN/m2永久荷載設設計值gg=1.244.511=5.4kNN/m2可變荷載設設計值qq=1.366.0=77.8kkN/m2合計13.2kNN/m2（3）板的的承載力力計算在求各區(qū)格格板跨內內正彎矩矩時按恒恒荷載均均布及活活荷載棋棋盤式布布置計算算，取荷荷載： kN/mm2 kNN/m2在作用下，各各內支座座均可視視作固定定支座，邊邊支座按按實際情情況確定定，如果果搭接在在墻上的的視為簡簡支，搭搭接在梁梁上的視視

5、為固定定。某些些區(qū)格板板跨內最最大正彎彎矩不在在板的中中心點處處，在作作用下，各各區(qū)格板板四邊均均可視為為簡支跨跨內最大大正彎矩矩在中心心點處，計計算時，可可近似取取二者之之和作為為跨內最最大正彎彎矩。在求各支座座最大負負彎矩（絕絕對值）時時，按恒恒荷載及及活荷載載均滿布布各區(qū)格格板計算算，取荷荷載： kN/mm2按混凝土土結構設設計（第第三版）沈沈蒲生主主編附錄錄8進行內內力計算算，計算算簡圖及及計算表表格見表表2。角區(qū)格板AA計算跨跨度 (a是梁梁、板在在墻上的的支承長長度，b是梁、板板的中間間支座寬寬度，h是板的的厚度，是梁、板的凈跨度)故， 故。邊區(qū)格板BB計算跨跨度故， (是支座中中

6、心線的的距離)故。邊區(qū)格板CC計算跨跨度故， 故。邊區(qū)格板DD計算跨跨度故， 故。表2雙向板板彎矩計計算區(qū)格AB跨內計算簡圖+mx（0.03315889.3+00.044963.99）5.9422=177.2kkNmm/m（0.022559.33+0.0500633.9）5.9422=155.3kkNmm/mmy（0.02216889.3+00.033493.995.9422=111.9kkNmm/m（0.022259.33+0.0344833.9）5.9422=122.1kkNmm/mmx(u)17.2+0.22111.9=19.6kNNm/m215.3+0.22122.1=17.7kNNm

7、/mmy(u)11.9+0.22177.2=15.3kNNm/m12.1+0.22155.3=15.2kNNm/m支座計算簡圖mx10.08118113.225.9422=388kNm/m0.07111113.225.9422=333kN/m2my10.0733133.25.9942=344kNm/m0.06883113.225.9942=31.8 kkNmm/m區(qū)格CD跨內計算簡圖+mx（0.022859.3+00.044963.99）62=16.5kNN/m2（0.044969.33+0.0499633.9）62=177.2 kN/m2my（0.011429.33+0.03493.99）6

8、2=9.55kNm/m（0.033499.33+0.0344933.9）62=16.6kNNm/mmx(u)16.5+0.229.5=18.4kNNm/m23.5+0.22166.6=26.8kNm/mmy(u)9.5+00.216.5=12.8kNNm/m16.6+0.22233.5=23.3kNNm/m支座計算簡圖mx10.06778133.262=32.6kNN/m20.06118133.262= kNNm/mmy10.0566613.262=26.9kNN/m20.0544913.262=26 kkNmm/m支座處的彎彎矩AB支座座 kNNm/mAC支座座 kNNm/mCD支座座 kN

9、m/mBD支座座 kNm/m各跨內、支支座彎矩矩已求得得（考慮慮D區(qū)格板板四周與與梁整體體連結，乘乘以折減減系數(shù)0.88。邊區(qū)格格板的跨跨內截面面及第一一支座截截面：時時，減小小20%；時，減小10%。是沿板板邊緣方方向的計計算跨度度，是垂垂直于邊邊緣方向向的計算算跨度），即即可近似似按算出出相應的的鋼筋截截面面積積，取跨跨內及支支座截面面，具體體計算如如下表33，表4。表3 雙雙向板跨跨中彎矩矩配筋截 面面m/(kNNm)h0/mmmAS/mmm2選配鋼筋實配面積/mm22跨中A區(qū)格lox方向向19.5881257851211101028loy方向向15.3115661101110714B區(qū)

10、格lox方向向17.7125710101110714loy方向向15.20.88115530101110714C區(qū)格lox方向向18.40.88125590101110714loy方向向12.80.88115446101110714D區(qū)格lox方向向27.80.881258901211101028loy方向向21.30.88115743101110714表4 雙向向板支座座配筋截 面面m/(kNNm)h0/mmmAS/mmm2選配鋼筋實配面積/mm22支座A-B32.90.8811511471411101399B-B31.811513861411101399C-D25.30.881158821

11、211101028D-D260.81159061211101028A-C35.30.8812511321411101399B-D310.812599412111010283支承梁的的計算長邊方向梁梁的尺寸寸取300mmm6600mmm，短邊方方向梁的的尺寸取取2500mm5000mm，柱的尺尺寸為4000mm4000mm。雙向向板傳給給支承梁梁的荷載載分布為為:雙向板板長邊支支承梁上上荷載承承梯形分分布，短短邊支承承梁上荷荷載呈三三角形分分布。支支承梁結結構自重重及抹灰灰荷載為為均勻分分布。如如圖2所示。圖2雙向板板支承梁梁計算簡簡圖3.1長邊邊支承梁梁計算（1）荷載載計算梁自重 1.2250

12、.3（0.66-0.15）=4.005kNN/m 梁側抹灰 21.22170.0015(0.66-0.15)=00.288kN/m 梁傳來的均均布荷載載g1=4.005+00.288=4.333kNN/m板傳來的恒恒載（梯梯形荷載載）g=5.466=322.4kkN/mm板傳來的活活荷載（梯梯形荷載載） q=7.886=46.8kNN/m（2）計算算跨度梁端部擱置置在墻上上，其支支撐長度度為240mmm，柱的的截面尺尺寸為4000mm4000mmmm。計算算跨度如如下。邊跨：則=6.888m。中間跨 ，則取=66.933m。跨度差 則則可以按按等跨連連續(xù)梁計計算。計算簡圖如如3所示。a)b)圖

13、3梁的尺尺寸和計計算簡圖圖a)梁的尺尺寸；b）計算算簡圖（3）彎矩矩及剪力力計算按彈性理論論計算支支承梁時時，為方方便計算算，將支支承梁上上的梯形形或三角角形荷載載根據(jù)支支座截面面彎矩相相等的原原則等換換為等效效均布荷荷載。連連續(xù)梁在在等效均均布荷載載作用下下，按結結構力學學的一般般方法求求得支座座彎矩值值；各跨跨的跨內內彎矩和和支座處處的剪力力值應按按梁上原原有荷載載形式進進行計算算。等效后的彎彎矩圖圖4 梯形形荷載轉轉換等效效荷載圖圖等效的恒載載設計值值： kkN/mm等效的活載載設計值值： kkN/mm支座截面最最大彎矩矩按下列列公式計計算：其中對于端端支座=6.888m，中間支支座=6

14、6.933m。K為等跨跨截面連連續(xù)梁在在常用荷荷載作用用下內力力系數(shù)，查查混凝凝土結構構設計（第第三版）沈沈蒲生主主編附錄錄7。見下下表5。表5支承梁梁支座彎彎矩計算算序號計算簡圖支座(kNNm)K/MBK/MCeq oac(,1)-0.1005-134.2-0.0779-102.4eq oac(,2)-0.1119-184.53-0.0222-34.66eq oac(,3)-0.0335-54.33-0.1111-174.6最不利荷載載組合eq oac(,1)+eq oac(,3)-188.5-277eq oac(,1)+eq oac(,2)-318.7-137各跨中彎矩矩和支座座的剪力力按

15、梁上上原有荷荷載用結結構求解解器求。邊跨荷載 bb)圖5 邊跨跨上承受受的荷載載a）板傳來來的荷載載;b)梁的自自重邊跨采用結結構求解解器求得得彎矩圖圖（kNm）、剪力力圖（kN）如下圖6及圖7所示。a) b)圖6 邊跨跨跨中彎彎矩圖a）板傳來來的荷載載的彎矩矩；b)梁的產產生的彎彎矩兩者之和MM=1999.557+112.886=2211.89 kNma) b)圖7 邊跨跨支座剪剪力圖a）板傳來來的荷載載的剪力力；b)梁的產產生的剪剪力兩者之和VV左=1005.779+111.117=1115.8 kkN VV右=-2201.51-18.62=-2118.119 kkN中間跨荷載載a） b)

16、圖8 中間間跨荷載載a）板傳來來的荷載載;b)梁的自自重中間跨采用用結構求求解器求求得彎矩矩圖（kNm）、剪力力圖（kN）如下圖9及圖10所示 。 a) b)圖9中間跨跨跨中彎彎矩圖a）板傳來來的荷載載的彎矩矩；b)梁的產產生的彎彎矩兩者之和MM=1332.777+88.666=1440.553 kkNmma) b)圖10 中中間跨支支座剪力力圖a）板傳來來的荷載載的剪力力；b)梁的產產生的剪剪力兩者之和VV左=1555.663+115=1169.06 kN VV右=-2255.63-15=-1669.006 kkN（4）梁的的承載力力計算中間梁跨內內截面按按T形截面面計算，其其翼緣計計算寬度

17、度為邊跨 中間跨 環(huán)境類別一一類單排排布筋取取則。翼緣厚判別T形截截面類型型 邊跨中跨均屬于第一一類T形截面面支座截面按按矩形截截面計算算，支座座與跨中中均按一一排鋼筋筋考慮，取取=5665mmm連續(xù)支承梁梁正截面面及斜截截面計算算分見下下表6及表7。表6 連續(xù)續(xù)支承梁梁正截面面承載力力計算截面邊跨跨內離端第二支支座中間跨內中間支座M（kNm）211.889-318.7140.553-2770.030.340.020.370.030.430.020.37/mm2124223328352006選配鋼筋325428225425實配鋼筋面面積/mmm2147324639821964表7 連續(xù)續(xù)支承梁

18、梁斜截面面計算截面端支座內側側離端第二支支外側離端第二支支內側中間支座V/kN115.88218.119169.006169.0064068000VV4068000VV4068000VV4068000VV1305000VV1305000V1305000V1305000VV4068000VV4068000VV4068000VV1305000VV1305000VV1305000VV1305000VV選用箍筋210210210210157157157157構造配筋構造配筋構造配筋構造配筋實配箍筋間間距s2002002002003.2短邊邊支承梁梁計算(1)荷載載計算梁自重 11.2250.225（0

19、.55-0.115）=3.4kNN/m 梁側抹灰 221.22170.0015(0.55-0.15)=0.21kkN/mm 梁傳來的均均布荷載載 g2=3.4+00.21=3.61kkN/mm板傳來的恒恒載（三三角形荷荷載） g=55.4kkN/mm26m=32.4kNN/m板傳來的活活荷載（三三角形荷荷載）q=7.8kNN/m226m=46.8 kNN/m(2)計算算跨度梁端部擱置置在墻上上，其支支撐長度度為2400mm，柱的的截面尺尺寸為4000mm4000mmmm。計算算跨度計計算如下下。邊跨:故=5.888m。中間跨 ，則取=55.888m。梁的有關尺尺寸及支支承情況況如圖11。a)b

20、)圖11 梁梁的尺寸寸和計算算簡圖a）梁的尺尺寸；b）計算算簡圖（3）梁的的承載力力計算將支承梁上上的三角角形荷載載根據(jù)支支座截面面彎矩相相等的原原則換算算為等效效均布荷荷載，如如圖12。圖12 三三角形荷荷載的等等效等效的恒載載設計值值： kkN/mm等效的活載載設計值值： kkN/mm支座截面最最大彎矩矩按下列列公式計計算：其中對于端端支座=5.888m ，中間間支座=5.888m。K為等跨跨截面連連續(xù)梁在在常用荷荷載作用用下內力力系數(shù)，查查混凝凝土結構構設計（第第三版）沈沈蒲生主主編附錄錄7。見下下表10。表10 支支承梁支支座彎矩矩計算序號計算簡圖中間支座(kNm)K/Meq oac(

21、,1)-0.1-82.55eq oac(,2)-0.1117-118.32最不利荷載載組合eq oac(,1)+eq oac(,2)-200.8各跨中彎矩矩和支座座的剪力力按梁上上原有荷荷載用結結構求解解器求。邊跨求得彎彎矩M=1299.844+8.774=1388.588kNm剪力V左=80.04+7.996=888 kkN VV右=-1152.81-13.27=-1666.008 kkN中間跨跨求求得彎矩矩M=888.557+55.2=90.77kkNmm剪力V左=1166.422+100.611=1227.003 kkN V右=-1116.442-110.661=-1277.033 kN

22、N（4）截面面支承梁梁計算中間梁跨內內截面按按T形截面面計算，其其翼緣計計算寬度度為環(huán)境類別一一類單排排布筋取取則。翼緣厚判別T形截截面類型型 屬于第一類類T形截面面支座截面按按矩形截截面計算算，支座座與跨中中均按一一排鋼筋筋考慮，取取=5665mmm連續(xù)支承梁梁正截面面及斜截截面計算算分見下下表111及表122。表11 連連續(xù)支承承梁正截截面承載載力計算算截面邊跨跨內離端第二支支座中間跨內M（kNm）138.558-200.890.7770.02330.260.01550.02330.310.0155/mm28151401531選配鋼筋228225+220220實配鋼筋面面積/mmm2123

23、01610628表12 連連續(xù)支承承梁斜截截面計算算截面端支座內側側離端第二支支外側離端第二支支內側V/kN88166.008127.0033390000VV3390000VV3390000VV1087000VV1087000VV1087000VV3390000VV3390000VV1087000VV1087000VV1087000VV選用箍筋210210210157157157構造配筋構造配筋構造配筋實配箍筋間間距s2002002004柱的計算算中柱的荷載載計算： 長邊梁的的傳遞荷荷載設計計值： (332.44+466.8)6.9330.5+44.3336.93=3044.4 kN 短邊梁的

24、的傳遞荷荷載設計計值： (332.44+466.8)5.880.55+3.615.888=2235.5kNN柱的自重：400.40.44255=166 kNN柱的抹灰：400.011500.44117=11.6 kN N1=5557.5 kkN長邊邊柱荷荷載計算算：長邊梁的傳傳遞荷載載設計值值： (32.4+446.88)66.9330.500.5+4.33366.933=1667 kkN 短邊梁的的傳遞荷荷載設計計值：(32.4+446.88)55.8880.500.5+3.66155.8880.5=1127 kN柱的自重： 40.440.4225=116 kkN柱的抹灰： 40.00150

25、.44417=1.66 kNNN2=3111.66 kNN短邊邊柱荷荷載計算算：長邊梁的傳傳遞荷載載設計值值:(322.4+46.8)（3+00.933）0.5+44.3336.930.55=1770.66 kNN短邊梁的傳傳遞荷載載設計值值： (332.44+466.8)5.880.550.5+33.6115.88=1377.6 kN柱的自重： 40.440.4225=116 kkN柱的抹灰： 400.011500.44117=11.6 kNN3=3225.88 kNN柱結構的計計算：柱柱的計算算高度為為4m，截面尺尺寸為bbh=4000mm4000mm，受受力鋼筋筋采用HHRB3335級級

26、鋼筋，柱柱中箍筋筋采用HHPB2235級級鋼筋，混凝土強度等級為，環(huán)境類別為二a環(huán)境，則。中柱： ，由由公式：可計算算得：由計算可得得：柱混混凝土自自身可抵抵抗其軸軸力，則則可按最最小配筋筋率配受受力鋼筋筋。單側：全部：選配。每側側柱中箍筋按按構造配配置為：。鋼筋筋配筋圖圖如圖113所示示。長邊邊柱： ，由公公式：可可計算得得：由計算可得得：柱混混凝土自自身可抵抵抗其軸軸力，則則可構造造配筋選選配。鋼筋配筋圖圖如圖114所示示：短邊邊柱： ，由公公式：可可計算得得：由計算可得得：柱混混凝土自自身可抵抵抗其軸軸力，則則可按最最小配筋筋率配受受力鋼筋筋。則可構造配配筋選配配。柱中箍筋按按構造配配置

27、為：。鋼筋筋配筋圖圖如圖115所示示：圖13中柱柱的配筋筋圖圖114 長邊邊邊柱配筋筋圖圖115 短邊邊邊柱配筋筋圖5板的驗算算雙向板驗算算（1）荷載載計算板上恒載標標準值gg=4.51 kN/m2板上活載標標準值qq=6 kN/m2查表得準永永久值組組合系數(shù)數(shù)為0.44則g1=gg+0.500.4qq=5.7 kkN/m2q1=0.500.4qq=1.2 kkN/m2g+00.4qq=4.51+644=6.9 kkN/m2(2)彎矩矩計算如如下表115。表15雙向向板彎矩矩計算區(qū)格AB跨內計算簡圖+mx（0.03315885.7+00.044961.22）5.9422=8.44 kNNm/m

28、（0.022555.77+0.0500611.2）5.9422=7.33 kNNm/mmy（0.02216885.7+00.033491.225.9422=5.88 kNNm/m（0.022255.77+0.0344811.2）5.9422=6 kNNm/mmx(u)8.4+00.25.88=9.556kNNm/m 27.3+00.26=8.55 kNNm/mmy(u)5.8+00.28.44=7.448kNNm/m6+0.227.3=7.46kkNmm/m支座計算簡圖mx0.0811866.95.9942=19.6 kkNmm/m0.0711166.95.9942=17.3 kkNmm/mm

29、y0.07336.955.9442=17.8 kkNmm/m0.0688366.95.9942=16.6 kkNmm/m區(qū)格CD跨內計算簡圖+mx（0.022855.77+0.0499611.2）62=8kN/m2（0.044965.77+0.0499611.2）62=12.3 kkN/m2my（0.011425.77+0.0344911.2）62=4.44kNm/m（0.033495.77+0.0344911.2）62=8.667 kkNmm/mmx(u)8+0.224.4=8.888 kkNmm/m12.3+0.228.67=14 kkNmm/mmy(u)9.5+00.216.5=112.

30、88 kNNm/m8.67+0.22122.3=11 kkNmm/m支座計算簡圖mx0.0677866.962=17kNN/m20.0611866.962=15.3 kkNmm/mmy0.0566666.962=14kNN/m20.0544966.962=13.6 kkNmm/m支座處的彎彎矩AB支座座 kNNm/mAC支座座 kNNm/mCD支座座 kNNm/mBD支座座 kNNm/m(3)裂縫縫驗算短邊方向最大彎矩，取1m板寬，環(huán)環(huán)境類別別為二類類C=220mmm，h0=1550-(20+0.55144)=1123mmm，鋼筋筋選用的的是HPBB2355級141100,ASS=13399mmm，Vj=0.7，,長邊方向最大彎矩，取1m板寬，環(huán)環(huán)境類別別為二類類C=220mmm，h0=1550-(20+0.55144)=1123mmm，鋼筋筋選用的的是HPBB2355級141100 ，AS=13399mmm，Vj=0.7，。,(4)撓度度驗算短邊方向已知： ,， ， 符合要要求。長