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雙向板設(shè)計(jì)實(shí)例
雙向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)
1、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1設(shè)計(jì)資料 1）結(jié)構(gòu)形式。某公共洗衣房樓蓋平面為矩形，二層樓面建筑標(biāo)高為3.6m，軸線尺寸為15.3m×13.5m，內(nèi)框架承重體系，外墻均為370mm厚承重墻，鋼筋混凝土柱截面尺寸為400mm× 400mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，樓蓋采用現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋，其平面如圖1-12所示。 2）樓面做法。水泥砂漿面層20mm厚，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，石灰砂漿抹底15mm厚。
2設(shè)計(jì)內(nèi)容
1）雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置。 2）按彈性理論進(jìn)行板的設(shè)計(jì)。 3）按塑性理論進(jìn)行板的設(shè)計(jì)。 4）支撐梁的設(shè)計(jì)。 3設(shè)計(jì)成果
（1）設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，包括封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、計(jì)算書、參考文獻(xiàn)、附錄。 （2）圖紙。
1）結(jié)構(gòu)平面布置圖； 2）板的配筋圖； 3）支撐梁的配筋圖。 2、計(jì)算書
1結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸選擇
雙向板肋梁樓蓋由板和支撐梁構(gòu)成。雙向板肋梁樓蓋鐘，雙向板區(qū)格一般以3~5m為宜。支撐梁短邊的跨度為4500mm，支撐梁長(zhǎng)邊的跨度為5100mm。根據(jù)圖1~12所示的柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖1~13所示。
板厚的確定：連續(xù)雙向板的厚度一般大于或等于l /50=4500/50=90mm，且雙向板的厚度不宜小于80mm，故取板厚為120mm。
支撐梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，支撐梁的截面高度h=l/14~l/8，長(zhǎng)跨梁截面高度為（5100/14~5100/8）mm=364.3~637.5mm 故取h=500mm：截面寬度
b=h/3~h/2=(400/3~400/2)mm=133.3~200mm 故取b=250mm。短跨梁截面高度為
（4500014~4500/8）mm=321.4~562.5mm 故取h=400mm;截面寬度
b=h/3~h/2=(450/3~450/2)mm=150~225mm 故取b=200mm. 2荷載計(jì)算
120mm厚鋼筋混凝土板：0.12×25=3kN/m2； 20mm厚水泥砂漿面層：0.02×20=0.4kN/m2； 15mm厚石灰砂漿抹底：0.015×17=0.255kN/m2； 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：gk=3+0.4+0.255=3.655kN/m2； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=3.0kN/m2。
p'=g+q/2=1.2×3.655+1.4×3.0/2=6.5kN/m2 p"=q/2=4.2/2=2.1kN/m2
P=1.2×33.655+1.4×3.0=8.6kN/m2 3按彈性理論設(shè)計(jì)板
此法假定支撐梁不產(chǎn)生豎向位移且不受扭，并且要求同一方向相鄰跨度的比值l0min/lmax≥0.75，以防誤差過大。
當(dāng)求各區(qū)格跨中最大彎矩時(shí)，活荷載應(yīng)按棋盤式布置，它可以簡(jiǎn)化為當(dāng)內(nèi)支座固支時(shí)g+q/2作用下的跨中彎矩值與當(dāng)內(nèi)支座鉸支時(shí)±q/2作用下的跨中彎矩之和。
支座最大負(fù)彎矩可近似活荷載滿布求得，即支座固支時(shí)g+q作用下的支座彎矩。 所有區(qū)格板按其位置與尺寸分為A，B，C，D4類，計(jì)算彎矩時(shí)，考慮混凝土的泊松比ν=0.2（查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）第4.1.8條）。 彎矩系數(shù)可查附表1-6。 （1）A區(qū)格板計(jì)算第一文庫網(wǎng)。
1）lx=4.5m≈1.05l0=(4.5-0.25) ×1.05=4.46m ly=5.1m<1.05l0=(5.1-0.2) ×1.05=5.15m lx/ly=4.5/5.1=0.88 2)跨中彎矩。
22
Mx=彎矩系數(shù)× p'lx +彎矩系數(shù)×p"lx=(0.0258×6.5+0.0535×2.1) ×4.52=5.67kN·m/m 22My=彎矩系數(shù)× p'lx+彎矩系數(shù)× p"lx=(0.0200×6.5+0.0433×2.1) ×4.52=4.47kN·m/m
3)支座彎矩。圖1-13中（a，b）支座；
b2b支座Mx=彎矩系數(shù)×plx=-0.0603×8.6×4.52=-10.50kN·m/m 2a支座My=彎矩系數(shù)×plx=-0.054588.6×4.52=-9.49kN·m/m
a
4)配筋計(jì)算。
截面有效高度：由于是雙向配筋，兩個(gè)方向的截面有效高度不同。考慮到短跨方向的彎矩比長(zhǎng)跨方向的大，故應(yīng)將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長(zhǎng)跨方向的外側(cè)。因此，跨中截面h0x=120-20=100mm(短跨方向)，h0y=120-30=90mm(長(zhǎng)跨方向)；支座截面h0=100mm.。
對(duì)A區(qū)格板，考慮到該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小，故其彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取γs為0.95。 跨中正彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235.
Asx=0.8Mx/fyγsh0=0.8×5.67×106/210×0.95×100=227mm2 Asy=0.8My/fyγsh0=0.8×4.47×106/210×0.95×90=199mm2
支座配筋見B，C區(qū)格板計(jì)算，因?yàn)橄噜弲^(qū)格板分別求得的同一支座負(fù)彎矩不相等時(shí)取絕對(duì)值的較大值作為該支座最大負(fù)彎矩。 （2）B區(qū)隔板計(jì)算。
lx=ln+(h+b)/2=4.5-0.185-0.25/2+(0.25+0.12)/2=4.38<1.05l0=4.4m ly=501m<1.05l0=(5.1-0.2) ×1.05=5.15m lx/ly=4.38/5.1=0.86 2)跨中彎矩。
Mx=彎矩系數(shù)*× p'lx +彎矩系數(shù)× p"lx=(0.0305×6.5+0.0554×2.1) ×4.382=6.04kN·m/m
2
2
22
My=彎矩系數(shù)× p'lx +彎矩系數(shù)× p"lx=(0.0276×6.5+0.0432×2.1) ×4.382=5.18kN·m/m
3)支座彎矩。圖1-13中（b，c）支座：
b2b支座Mx=彎矩系數(shù)×plx=-0.0678×8.6*×4.382=-11.19kN·m/m
c2c支座My=彎矩系數(shù)×plx=-0.0699×8.6×4.382=-11.53kN·m/m
4)配筋計(jì)算。近似取γs=0.95，h0x=100mm,h0y=90mm。 跨中正彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235.
Asx=Mx/fyγsh0=6.04×106/210×0.95×100=303mm2 Asy=My/fyγsh0=5.18×106/210×0.95×90=288mm2 支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用用HRB335。 b支座：取較大彎矩值為-11.19kN·m/m。
Absx=Mbxmax/fyγsh0=11.19*106/300*0.95*100=393mm2 c支座配筋見D區(qū)隔板計(jì)算。 （3）C區(qū)隔板計(jì)算。 1)計(jì)算跨度 Lx=4.5m
Ly=5.1-0.18+0.12/2=4.98<1.05l0 Lx/ly=4.5/4.98=0.90 2)跨中彎矩
Mx=彎矩系數(shù)*p’lx2+彎矩系數(shù)*p”lx2=(0.0300*6.5+0.0516*2.1)*4.52=6.14kN·m/m My=彎矩系數(shù)*p’lx2+彎矩系數(shù)*p”lx2=(0.0209*6.5+0.0434*2.1)*4.52=5.18kN·m/m 4）支座彎矩。圖1.13中（d，a）支座：
d支座Mxd=彎矩系數(shù)*plx2 =-0.0663*8.6*4.52=-11.55kN·m/m a支座Mya=彎矩系數(shù)*plx2 =-0.0563*8.6*4.52=-9.8kN·m/m 4)配筋計(jì)算。近似取γs為0.95，h0x=100mm，h0y=90mm。 跨中正彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235。
Asx=Mx/fyγsh0=6.14*106/210*0.95*100=308mm2 Asy=My/fyγsh0=4.60*106/210*0.95*90=256mm2 支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用用HRB335。 a支座：取較大彎矩值為-9.8kN·m/m。
Absx=Mbxmax/fyγsh0=9.8*106/300*0.95*100=343.9mm2 d支座配筋見D區(qū)隔板計(jì)算。 （4）D區(qū)隔板計(jì)算。 1)計(jì)算跨度 Lx=4.38m Ly=4.98m
Lx/ly=4.38/4.98=0.88 2)跨中彎矩
Mx=彎矩系數(shù)*p’lx2+彎矩系數(shù)*p”lx2=(0.0349*6.5+0.0535*2.1)*4.382=6.51kN·m/m My=彎矩系數(shù)*p’lx2+彎矩系數(shù)*p”lx2=(0.0286*6.5+0.0433*2.1)*4.382=5.31kN·m/m 5）支座彎矩。圖1.13中（d，c）支座：
d支座Mxd=彎矩系數(shù)*plx2 =-0.0797*8.6*4.382=-13.15kN·m/m
c支座Myc=彎矩系數(shù)*plx2 =-0.0723*8.6*4.382=-11.93kN·m/m 4)配筋計(jì)算。近似取γs為0.95，h0x=100mm，h0y=90mm。 跨中正彎矩配筋計(jì)算：鋼筋選用HPB235。
Asx=Mx/fyγsh0=6.51*106/210*0.95*100=326mm2 Asy=My/fyγsh0=5.31*106/210*0.95*90=296mm2 支座截面配筋計(jì)算：鋼筋選用用HRB335。 d支座
-13.15kN·m/m。
d62
Asdx =Mxmax/fyγsh0=13.15×10/300×0.95×100=461mm
c支座：取較大彎矩值為-11.93kN·m/m。
c62Ascy=My/fyγsh0=11.93×10/300×0.95×100=418.6mm
(5)選配鋼筋�？缰薪孛媾浣钊绫�1-17所示，支座截面配筋如表1-18所示。 表1-17 跨中截面配筋
4.按塑性理論設(shè)計(jì)板
鋼筋混凝土為彈性體，因而按彈性理論計(jì)算結(jié)果不能反映結(jié)構(gòu)的剛度隨荷載而改變的特點(diǎn)，與已考慮
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