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我的结构设计15

钢筋混凝土双向板肋梁楼盖结构设计说明书

专业：

建筑工程

学号：

070948

姓名：

主要内容：

（1）方案

（2）结构平面布置

（3）设计资料

（4）截面尺寸选择

（5）板的计算

（6）梁的荷载确定

（7）横向肋梁计算

（8）纵向肋梁计算

（9）构造

（10）设计说明

（11）材料用量估算

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。

2、结构平面布置

总尺寸为L1×L2=37.2m×23.4m，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。

3、设计资料

（1）楼面构造层做法：

20mm厚水泥砂浆找平后做10mm厚水磨石面层。

板底采用20mm厚混合砂浆天棚抹灰。

（2）楼面可变荷载标准值为5.5kN/m2。

（3）材料选用

混凝土：

采用C30混凝土（fC=14.3N/mm2，ft=1.43N/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）。

4、截面尺寸选择

柱：

400mm×400mm

板：

h≥4700/50=94mm，取h=100mm。

横向肋梁：

h=（1/18～1/12）L=261～392mm，取h=400mm，b=（1/3～1/2）h=133～200mm，取b=150mm。

纵向肋梁：

h=（1/14～1/8）L=379～663mm，取h=500mm，b=（1/3～1/2）h=167～250mm，取b=200mm。

5、板的计算

（1）荷载计算

20mm水泥砂浆面层0.02×20=0.40kN/m2

100mm钢筋混凝土板0.10×25=2.50kN/m2

20mm混合砂浆天棚抹灰0.02×17=0.34kN/m2

10mm水磨石面层0.01×24=0.24kN/m2

3.48kN/m2

永久荷载设计值g=1.2×3.48=4.18kN/m2

可变荷载设计值q=1.3×5.5=7.15kN/m2

合计11.33kN/m2

（2）计算跨度

纵向：

中间跨l0=5.3-0.15=5.15m

边跨l0=5.3-0.075-0.12=5.105m

横向：

中间跨l0=4.7-0.2=4.5m

边跨l0=4.7-0.1-0.12=4.48m

（3）按塑性绞线法设计：

荷载设计值g+q=11.33kN/m2

按塑性绞线法计算弯矩

计算内容

A区格

B区格

C区格

D区格

LX

5.15

5.15

5.105

5.105

Ly

4.5

4.48

4.5

4.48

MX

3.375mX

3.36mX

3.375mX

3.36mX

My

5.272mX

5.326mX

5.205mX

5.258mX

MX’

9mX

8.96mX

9mX

8.96mX

My’

13.49mX

8.806×5.15=45.351

13.334mX

8.755×5.405=44.694

MX’’

9mX

8.96mX

6.724×4.5=30.258

6.646×4.48=29.774

My’’

13.49mX

13.611mX

13.334mX

13.453mX

mX

3.362

3.323

3.369

3.331

my

4.403

4.392

4.378

4.367

mX’

6.724

6.646

6.737

6.661

my’

8.806

8.806

8.755

8.755

mX’’

6.724

6.646

6.724

6.646

my’’

8.806

8.784

8.755

8.734

按塑性绞线法计算配筋

截面

h（mm）

M（kN•m）

AS（mm2）

选配

实际AS（mm2）

跨中

A区格

LX

70

3.362×0.8=2.690

186.6

A6@150

188

Ly

80

4.403×0.8=3.522

213.8

A8@150

335

B区格

LX

70

3.323×0.8=2.658

184.4

A6@150

188

Ly

80

4.392×0.8=3.514

213.3

A8@150

335

C区格

LX

70

3.369×0.8=2.695

187.0

A6@150

188

Ly

80

4.378×0.8=3.502

212.6

A8@150

335

D区格

LX

70

3.331

232.3

A8@150

335

Ly

80

4.367

266.5

A8@150

335

支座

A-A（LX向）

80

-6.724×0.8=-5.379

330.2

A6@150+A8@300

355

A-A（Ly向）

80

-8.806×0.8=-7.045

436.9

A8@150+A8@300

502

A-B

80

-8.806×0.8=-7.045

436.9

A8@150+A8@300

502

A-C

80

-6.724×0.8=-5.379

330.2

A6@150+A8@300

355

B-B

80

-6.646×0.8=-5.317

326.3

A6@150+A8@300

355

B-D

80

-6.646

411.1

A8@150+A8@300

502

C-C

80

-8.755×0.8=-7.004

434.2

A8@150+A8@300

502

C-D

80

-8.755

548.8

A8@150+A10@300

597

B边支座

80

-8.784

550.9

A8@300+A8/10@150

597

C边支座

80

-6.737

417.0

A6@300+A8@150

429

D边支座（LX向）

80

-6.661

412.1

A8@300+A6/8@150

429

D边支座（Ly向）

80

-8.734

547.4

A8@300+A8/10@150

597

6、梁的荷载确定

按照下述方法近似确定：

从每一区格的四角作45o线与平行于长边的中线相交，将整块板分成四个板块，每个板块的荷载传至相邻的支撑梁上。

短跨上荷载为三角形分布，长跨上荷载呈梯形分布。

7、横向肋梁计算

（1）计算简图

简化为楼板传来的三角形荷载与自重作用下的连续梁。

（2）荷载计算

板传来的荷载：

g=4.18×2.35×2=19.646kN/m2

q=7.15×2.35×2=33.605kN/m2

自重：

1.2×25×0.15×（0.40-0.1）+1.2×17×0.02×【（0.40-0.1）×2】=1.595kN/m2

设计值：

g=19.646+1.595=21.241kN/m2g+q=54.846kN/m2

标准值：

gk=17.701kN/m2（g+q）k=43.551kN/m2

准永久值：

gq=17.701kN/m2（g+q）q=28.041kN/m2

（3）内力计算

根据荷载不利组合，用结构力学求解器V2（清华大学）直接将荷载作用在计算简图上，可以求出最大弯矩与剪力。

如图：

第一、五跨最大弯矩：

M=75.42kN•m第三跨最大弯矩：

M=57.7kN•m

第二、四跨最大弯矩：

M=53.08kN•m

2支座的最大弯矩：

M=-88.14kN•m

3支座最大弯矩：

M=-74.33kN•m

2支座的最大剪力：

VL=-85.33kNVR=78.13kN

3支座的最大剪力：

VL=-71.96kNVR=74.40kN

（4）弯矩、配筋计算

横向肋梁的受弯承载力及配筋计算

截面

边跨跨中

离端第二支座

第二跨跨中

离端第三支座

中间跨跨中

M（kN•m）

75.42

-88.14

53.08

-74.33

57.70

受压区高度x（mm）

9.8

139.1

6.8

112.2

7.6

AS（mm2）

581.8

828.6

407.8

668.4

443.7

选配

2C18+1C14

2C18+2C16

2C18

2C18+2C14

2C18+1C14

实际AS（mm2）

663

911

509

817

663

b×h0或

bf’×h0

1500×365

150×365

1500×365

150×365

1467×365

横向肋梁的斜截面承载力计算及配筋

截面

离端第二支座外侧

离端第二支座内侧

离端第三支座外侧

离端第三支座内侧

V（kN）

-85.33

78.13

-71.90

74.40

Asv/s

0.319

0.243

0.178

0.205

选配（双肢箍）

A6@150

A6@150

A6@150

A6@150

实际Asv/s

0.377

0.377

0.377

0.377

最小配筋率验算：

ρSV=0.002513>ρSV,min=0.24ft/fyv=0.001634满足要求。

（5）裂缝验算

内力标准值计算：

一、五跨跨中最大弯矩59.64kN•m三跨跨中最大弯矩45.37kN•m

二、四跨跨中最大弯矩41.64kN•m

2支座最大弯矩-69.88kN•m剪力-67.80kN61.94kN

3支座最大弯矩-58.68kN•m剪力-56.95kN58.91kN

计算公式：

wmax=acrψσsk（1.9c+0.08deq/ρte）/Es，ψ=1.1-0.65ftk/ρteσsk,

σsk=Mk/0.87Ash0，wlim=0.3mm

裂缝验算表格

梁编号

梁宽

梁高

deq

c

ho

ftk

As

Mk

ρte

σsk

ψ

wmax

是否

b（mm）

h（mm）

mm

mm

mm

MPa

mm*mm

kN*m

MPa

mm

满足

边跨跨中

150

400

16.88

25

366.56

2.01

663

59.64

0.0221

282.0719

0.890416

0.28641

yes

2支座

150

400

17.06

25

366.47

2.01

911

69.88

0.030367

240.5896

0.921172

0.215122

yes

二跨跨中

150

400

18

25

366

2.01

509

41.64

0.016967

256.9169

0.800277

0.285772

yes

3支座

150

400

16.25

25

366.875

2.01

817

58.68

0.027233

225.025

0.886805

0.199548

yes

中跨跨中

150

400

16.88

25

366.56

2.01

663

45.37

0.0221

214.5808

0.824497

0.201751

yes

（6）变形验算

BS=ESASho2/（1.15ψ+0.2+6αEρ/（1+3.5γf’）

B=MKBS/（Mq（θ-1）+MK）

γf’=（1500-150）×73/（150×365）=1.8αE=200000/30000=6.67θ=2

flim=L/200=4500/200=22.5mm

内力准永久值计算：

一、五跨跨中最大弯矩36.55kN•m三跨跨中最大弯矩25.82kN•m

二、四跨跨中最大弯矩22.95kN•m

挠度验算表格

梁编号

梁高

ho

As

Mk

Mq

ρ

ψ

Bs

B

f

h（mm）

mm

mm*mm

kN*m

kN*m

边跨跨中

400

366.56

663

59.64

36.55

0.012058

0.890416

1.38E+13

8.6E+12

14.8

二跨跨中

400

366

509

41.64

22.95

0.009271

0.800277

1.16E+13

7.5E+12

16.9

中跨跨中

400

366.56

663

45.37

25.82

0.012058

0.824497

1.47E+13

9.4E+12

13.5

计算挠度时将刚度B输入求解器，计算在荷载标准值作用下单跨简支梁的跨中最大挠度f。

经验算，横向肋梁挠度变形符合要求。

8、纵向肋梁计算

（1）计算简图

简化为楼板传来的梯形荷载与自重作用下的连续梁。

（2）荷载计算

板传来的荷载：

g=4.18×2.35×2=19.646kN/m2

q=7.15×2.35×2=33.605kN/m2

自重：

1.2×25×0.2×（0.5-0.1）+1.2×17×0.02×【（0.5-0.1）×2】=2.726kN/m2

设计值：

g=19.646+2.726=22.372kN/m2g+q=55.977kN/m2

标准值：

gk=18.643kN/m2（g+q）k=44.493kN/m2

准永久值：

gq=18.643kN/m2（g+q）q=28.983kN/m2

（3）内力计算

根据荷载不利组合，用结构力学求解器V2（清华大学）直接将荷载作用在计算简图上，可以求出最大弯矩与剪力。

如图：

第一、七跨最大弯矩：

M=108.18kN•m第三、五跨最大弯矩：

M=83.51kN•m

第二、六跨最大弯矩：

M=76.02kN•m第四跨最大弯矩：

M=85.18kN•m

2、7支座的最大弯矩：

M=-127.31kN•m

3、6支座最大弯矩：

M=-107.79kN•m

4、5支座最大弯矩：

M=-116.79kN•m

2、7支座的最大剪力：

VL=-109.83kNVR=100.71kN

3、6支座的最大剪力：

VL=-92.66kNVR=99.78kN

4、5支座的最大剪力：

VL=-98.86kNVR=99.64kN

（4）弯矩、配筋计算

纵向肋梁的受弯承载力及配筋计算

截面

边跨跨中

离端第二支座

第二跨跨中

离端第三支座

第三跨跨中

离端第四支座

中间跨跨中

M（kN•m）

101.8

-127.31

76.02

-107.79

83.51

-116.79

85.18

受压区高度x（mm）

9.0

113.1

6.7

93.5

7.4

102.4

7.4

AS（mm2）

614.1

898.9

457.4

742.5

502.9

813.5

512.9

选配

2C18+

2C14

4C18

2C18+

1C14

2C18+

2C14

2C18+

1C14

2C18+

2C16

2C18+

1C14

实际AS（mm2）

817

1018

663

817

663

911

663

b×h0或

bf’×h0

1717×465

200×450

1717×465

200×450

1717×465

200×450

1750×465

纵向肋梁的斜截面承载力计算及配筋

截面

离端第二支座外侧

离端第二支座内侧

离端第三支座外侧

离端第三支座内侧

离端第四支座外侧

离端第四支座内侧

V（kN）

-109.83

100.71

-92.66

99.78

-98.86

99.64

Asv/s

0.167

0.0900

0.0218

0.0820

0.0742

0.0808

选配（双肢箍）

A6@150

A6@150

A6@150

A6@150

A6@150

A6@150

实际Asv/s

0.377

0.377

0.377

0.377

0.377

0.377

最小配筋率验算：

ρSV=0.001885>ρSV,min=0.24ft/fyv=0.001634满足要求。

（5）裂缝验算

内力标准值计算：

一、七跨跨中最大弯矩85.58kN•m三、五跨跨中最大弯矩65.65kN•m

二、六跨跨中最大弯矩59.63kN•m四跨跨中最大弯矩66.98kN•m

2支座最大弯矩-100.97kN•m剪力-87.33kN79.89kN

3支座最大弯矩-85.11kN•m剪力-73.38kN75.88kN

4支座最大弯矩-92.33kN•m剪力-78.37kN78.98kN

裂缝验算表格

梁编号

梁宽

梁高

deq

c

ho

ftk

As

Mk

ρte

σsk

ψ

wmax

是否

b（mm）

h（mm）

mm

mm

mm

MPa

mm*mm

kN*m

MPa

mm

满足

边跨跨中

200

500

16.25

25

466.875

2.01

817

85.58

0.01634

257.8875

0.789953

0.271786

yes

2支座

200

500

18

25

450

2.01

1018

100.97

0.02036

253.3453

0.84671

0.266289

yes

二跨跨中

200

500

16.88

25

466.56

2.01

663

59.63

0.01326

221.5769

0.655326

0.227692

yes

3支座

200

500

16.25

25

450

2.01

817

85.11

0.01634

266.0889

0.79951

0.283822

yes

三跨跨中

200

500

16.88

25

466.56

2.01

663

65.65

0.01326

243.9464

0.696102

0.266277

yes

4支座

200

500

17.06

25

450

2.01

911

92.33

0.01822

258.8765

0.823007

0.273836

yes

中跨跨中

200

500

16.88

25

466.56

2.01

663

66.98

0.01326

248.8885

0.704122

0.274801

yes

（6）变形验算

BS=ESASho2/（1.15ψ+0.2+6αEρ/（1+3.5γf’）

B=MKBS/（Mq（θ-1）+MK）

γf’=（1500-150）×73/（150×365）=1.8αE=200000/30000=6.67θ=2

flim=L/200=51500/200=25.8mm

内力准永久值计算：

一、七跨跨中最大弯矩53.19kN•m三、五跨跨中最大弯矩37.67kN•m

二、六跨跨中最大弯矩33.17kN•m四跨跨中最大弯矩38.5kN•m

挠度验算表格

梁编号

梁高

ho

As

Mk

Mq

ρ

ψ

Bs

B

f

h（mm）

mm

mm*mm

kN*m

kN*m

边跨跨中

500

466.875

817

85.58

53.19

0.00875

0.789953

3.08E+13

1.90E+13

11.2

二跨跨中

500

466.56

663

59.63

33.17

0.007105

0.655326

2.91E+13

1.87E+13

11.3

三跨跨中

500

466.56

663

65.65

37.67

0.007105

0.696102

2.78E+13

1.77E

13

12.0

中跨跨中

500

466.56

663

66.98

38.5

0.007105

0.704122

2.75E+13

1.75E+13

12.1

计算挠度时将刚度B输入求解器，计算在荷载标准值作用下单跨简支梁的跨中最大挠度f。

经验算，横向肋梁挠度变形符合要求。

9、构造

（1）板中负弯筋切断距离：

Ly/4=4600/4=1150，取1200mm。

（2）板中正弯筋弯起位置：

Ly/6=767，取800mm。

（3）由于肋梁计算时边支座处简化为铰支，而实际边支座处也会产生一定的负弯矩，可以将边支座按照距边第二支座配筋。

10、设计说明

（1）混凝土等级、钢筋级别见设计资料。

（2）混凝土保护层板底横向20mm，纵向30mm，板顶20mm；梁为25mm。

（3）钢筋锚固长度详见图纸。

（4）钢筋搭接长度La=αfyd/ft=634mm1.2La=761mm取800mm

（5）钢筋截断按构造截断，经校核满足弯矩包络图。

11、材料用量估算

混凝土：

V=0.1×23.4×37.2+6×0.4×0.2×37.2+8×0.3×0.15×23.4=113.33m3

钢筋用量：

12.70t详见钢筋材料表。