长沙理工水工钢筋混凝土结构课程设计指导——双向板肋形结构设计.docx

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1、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一、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5m8m,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。由于板的混凝土用量占整个楼盖的50%70%,因

2、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 1.7-2. 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/人2时，按双向板肋形结构设计；若UlI 2,则按单向 板肋形结构设计

3、。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。板厚取力 4/35 （单跨简支板）；o4O （多跨连续板）；按施工要求，一般单向 板的厚度为60mm 120mm,常用厚度为80mm IOOmmo双向板的厚度取心/0/45 （单跨简支板）；o5O （多跨连续板）；一般双 向板的厚度为80mm 160mm,常用厚度为IOomm 150mm。2、次梁的截面尺寸次梁高度取 YEW 宽度取人=3、主梁截面尺寸主梁高度取力=（：）/0,宽度取三、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U注意标注出柱、主梁、次梁和板的名称（或编号）,

4、并确定板、次梁和主梁的计算单元及负荷范围。5100D-OiQ。69 二。69 工 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（），向）板的跨度之比lxly,利用教材附录十的表格进行计算。1、板的荷载计算板的荷载计算可列表计算，见表Io表1板的荷载计算表荷载种类荷载标准值 （kNmm2）荷载分项系数荷载设计值 （kNmm2）20mm厚水泥砂浆面层永久荷载 80mm厚现浇板自重15mm厚板底抹灰小计（g）-可变荷载（q）总荷载（g+q）-注意：分项系数取值依据水工混凝土结构设计规范，g=105, q=L

5、2.2、计算跨度/的计算双向板在墙上的支承长度。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。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3 (a), 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 (b)所示。我们可以将图3 (b)的连续 梁的内力计算通过图3 (C)和图3 (d)的叠加来计算；图3 (C)中，满布荷载(g+02), 连续板的内支座

6、(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 (d)为荷教(4/2)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区格板的跨中野 矩可以看作为荷载(g+q2)作用下两邻边简支、两邻边固定的单块板和荷载(2)作用下 四边简支的单块板的叠加，利用教材附录十的表格计算单块板的内力，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+q2)作用下四边固定支座的单块板和荷载(4/2)作用下四边简支支座单块板跨中 弯矩的叠加。X-X X XiX X X

7、 X XX，W X N工由图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 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，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

8、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(图4),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。区 X X X、1-I*-I-1图4双向板传给梁的荷载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，通常将三角形分布的荷载按教材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2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）永载板传来的蹴谶柳专来睁微坳!t次

9、梁自重次梁底及两侧的粉刷自重小计（g）板传来的活荷载（q）专来的等效均布活荷载今总荷载（g+q）2、计算简图次梁在墙上的支承长度。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 梁按五跨计算内力：小于或等于五跨的连续梁按实际跨数计算内力。g+q （等效以后）盅-I一支一尸土。Vt=-廿十月t7T7-tTTTrr-rryrrrr7T7T77 Ioi 1 Io 1 Io IQ Loi 图5次梁的计算简图3、次梁内力计算次梁内力计算按教材附录六进行。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

10、3所示，首先由附录六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=a glo+a2qlo;各支座截面剪力按式V=gl,+qlno其中，a 小分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；色、风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4和表5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

11、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表3-2进行计算。正截面承载力计算过程可列于表6, 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7。表3按弹性方法的次梁内力计算表项次示意图内力计算PqL川皿Mi”截面MPxVMVaMB理M2McVcMy%截面M八VABCDiTAllVaF FMB%，MiVbMcVcMyVcLm- p工截面MVMxVaMBvMiWMc%M3Vc匹截面1MPxVMiVaMBVbMiWMcM3

12、Vc截面aM八V-:j Xa A A*4MlVaMBvMiVbMCVcM3Vc表4次梁弯矩组合表项次MMBMiMc5)MmaX组合M maxMmin组合AYmin表5次梁剪力组合项次VbVb+(2)+(3)Oh(D+%ax组合MTiaxMm组合表6次梁正截面受弯承载力计算截面位置边跨中B支座MB中间跨中区中间支座屈中间跨中M弯矩设计值M(kN.m)截面类型asAs(mm2)选配钢筋实际配筋面积(mn)表7次梁斜截面受弯承载力计算截面位置边支座2第一内支座Qj第一内支座Qer中间支座Qd中间支座QCr剪力设计值V(kN)0.2羽也)0.0加也弯起钢筋箍筋用量六、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，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