土木工程（建筑工程方向）毕业论文-钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计.doc.doc

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1、 学号 09031020205001 中 南 大 学 现 代 远 程 教 育毕 业 论 文论文题目 钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计 姓 名 专 业 土木工程（建筑工程方向） 层 次 专升本 入学时间 2009年春 管理中心 河北教学管理中心 学习中心 石家庄学习中心 指导教师 张恒杰 2011年 5 月 8 日 摘 要本文介绍了钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计。首先，通过已知设计资料和所用材料，结合有关规定进行楼盖的结构平面布置；其次，分别对板、次梁和主梁的截面尺寸、跨度以及荷载分布进行计算，并绘制计算简图。最后，按塑性内力重分布方法对板和次梁进行内力分析、计算，根据所求得的剪力和弯矩设计值以及

2、构件各自的计算特点和构造要求合理配置钢筋。同样按弹性内力重分布方法对主梁进行内力分析根据所得计算结果、构造要求和内力包络图合理配筋，并绘制各构件的配筋图。关键词：单向板；肋梁；楼盖；设计 目 录第1章 绪 论1第2章 楼盖的结构平面布置32.1 柱的布置32.2 板的布置32.3 梁的布置42.3.1 主梁的布置42.3.2 次梁的布置4第3章结构内力计算53.1计算方法的选择53.2荷载的计算53.2.1板的计算53.2.2次梁的计算63.2.3主梁的计算63.3钢筋混凝土连续梁、板内力重分布的计算63.3.1板和次梁的内力重分布计算73.3.2 板的内力计算73.3.3 次梁的内力计算73

3、.3.4 主梁内力的计算8第4章 截面配筋的计算特点与构造要求94.1 单向板94.2次梁114.3主梁12第5章 结论15参考文献16致 谢17第1章 绪 论本章主要介绍现浇单向板肋梁楼盖的设计内容，对现浇双向板肋梁楼盖仅作简单介绍：1.建筑结构承重体系构成楼、屋盖的梁板结构是水平结构体系；承重砌体、柱、剪力墙、筒体等是竖向结构体系。2.楼盖的主要结构功能1）把楼盖上的竖向力传给竖向结构；2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构；3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑。3.楼盖的结构设计要求1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求；2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；3）

4、与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递。4.楼盖结构类型的分类方法根据施工方法的不同，钢筋混凝土楼盖可分为装配式、装配整体式和现浇式三种。装配式混凝土楼盖造价较低，施工进度快，预制构件质量稳定，便于工业化生产和机械化施工，故在建筑中应用非常广泛。为了提高装配式楼盖的整体性，可采用装配整体式楼盖。这种楼盖是将各种预制构件吊装就位后，通过整结方法，使之构成整体。由于现浇式楼盖整体刚性好，抗震性强，防水性能好，故适用于各种有特殊布局的楼盖。现浇式楼盖按楼板受力和支承条件不同，可分为肋形楼盖和无梁楼盖。肋形楼盖又分为单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖和井式楼盖等。无梁楼盖是指将板直接支承在柱顶

5、的柱帽上，不设主、次梁，因而天棚平坦，净空较高，通风与采光较好，主要用于仓库、商场等建筑中。5.肋形楼盖的简介肋形楼盖是由板、次梁、主梁等构件组成的，板的四周可支承于次梁、主梁或砖墙上。这种弯曲后短向曲率比长向曲率大很多的板叫单向板。当板的长边与短边相差不大时，由于沿长向传递的荷载也较大，不可忽略，板弯曲后长向曲率与短向曲率相差不大，这种板叫双向板。混凝土结构设计规范（GB 500102002）以下简称规范中规定了这两种板的界定条件：（1） 两对边支承的板应按单向板计算；（2） 四边支承的板，当长边与短边之比小于或等于2时，应按双向板计算；（3） 四边支承的板，当长边与短边之比大于或等于3时，

6、应按单向板计算；（4） 四边支承的板，当长边与短边之比介于2和3之间时，宜按双向板计；但也可按沿短边方向受力的单向板计算，此时应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。- 15 -第2章 楼盖的结构平面布置对结构平面进行合理的布置，即根据使用要求，在经济合理、施工方便前提下，合理地布置板与梁的位置、方向和尺寸，布置柱的位置和柱网尺寸等。例如某工厂仓库的楼盖建筑平面图，如图2.1所示，环境类别为一类。楼面均布活荷载标准值为，楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案。设计资料：1.楼面恒载：楼面面层用厚石灰砂浆粉刷。2.材料：混凝土强度等级从C25；

7、梁内受力纵筋为HRB335，其他为HPB235钢筋。 图2.1 楼盖建筑结构平面图2.1 柱的布置柱的间距决定了主、次梁的跨度，因此柱与承重墙的布置不仅要满足使用要求，还应考虑到梁格布置尺寸的合理与整齐，一般应尽可能不设或少设内柱，柱网尺寸宜尽可能大些。根据经验，柱的合理间距即梁的跨度最好为：次梁，主梁。另外柱网的平面应布置成矩形或正方形为好，尺寸为。2.2 板的布置墙厚，板伸入墙体，板的跨度为，因此按单向板设计。确定板厚：按跨高比条件，要求板厚，对工业建筑的楼盖板，要求，取板厚。2.3 梁的布置2.3.1 主梁的布置为增加房屋的横向刚度，主梁一般沿横向布置较好，这样主梁与柱构成框架或内框架体

8、系，使侧向刚度较大。如图2.2所示纵墙在主梁端部处有外伸扶壁，主梁搁置长为，主梁沿横向布置，跨度为，主梁每跨内布置两根次梁，主梁的截面高度应满足，取，。图2.2 梁的布置(a) 主梁沿横向布置；(b) 主梁沿纵向布置；(c) 有中间走廊2.3.2 次梁的布置次梁间距决定了板的跨度，将直接影响到次梁的根数、板的厚度及材料的消耗量。从经济角度考虑，确定次梁间距时，应使板厚为最小值。据此并结合刚度要求，次梁间距即板跨一般取为宜，最大一般不超过。次梁伸入墙体，次梁沿纵向布置，次梁的跨度为。次梁截面尺寸的确定：次梁截面高度应满足,考虑到楼面活荷载比较大，取。截面宽度，取。第3章 结构内力计算构件计算的顺

9、序与荷载传递顺序（即板、次梁、主梁、墙或柱子、基础、地基）相同：首先是板，其次是梁，最后是主梁计算内容包括：选择合适的计算方法；计算内力值。3.1计算方法的选择计算方法有按弹性理论计算和按塑性理论计算两种。前者考虑了钢筋混凝土具有一定的弹性，而后者考虑了钢筋混凝土具有一定的塑性，将某些截面的内力适当降低后配筋，但构件容易开裂，不能用与下列结构：（1） 直接承受动力荷载的结构；（2） 对裂缝开展宽度有较高要求的结构；（3） 重要部位的结构。其中在本设计中板和次梁按塑性内力重分布方法，主梁按弹性方法计算。3.2荷载的计算楼面荷载包括永久荷载g和可变荷载q。永久荷载包括板、梁自重、隔墙重和固定设备重

10、等。可变荷载包括人和临时性设备重、作用位置和方向随时间变化的其它荷载。3.2.1板的计算1.板的恒荷载标准值水泥砂浆面层： 钢筋混凝土板 石灰砂浆 则板的恒荷载标准值： 2.恒荷载分项系数取；因楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数应取。于是板的恒荷载设计值 活荷载设计值 3.荷载总设计值 3.2.2次梁的计算根据结构平面布置次梁所承受的荷载范围的宽度为相邻两次梁间中心线间的距离，即，所以荷载设计值如下：1.恒荷载设计值板传来的恒荷载 次梁自重 次梁粉刷 则次梁的恒荷载设计值为： 2.活荷载设计值 3.荷载总设计值 3.2.3主梁的计算主梁主要承受次梁传来的荷载和主梁的自重以及粉刷层重，为简

11、化计算，主梁自重，粉刷层重也简化为集中荷载，作用于与次梁传来的荷载相同的位置。1.恒荷载设计值次梁传来的恒荷载 主梁自重（含粉刷） 恒荷载 ，取 2.活荷载设计值 ，取3.荷载总设计值 3.3钢筋混凝土连续梁、板内力重分布的计算钢筋混凝土连续梁、板内力重分布可按塑性和弹性理论分别进行计算。一般板和次梁按塑性内力重分布方法计算，主梁按弹性方法进行计算。考虑塑性内力重分布的计算法充分考虑了材料的塑性性质和非线性关系，解决了弹性计算法的不足。3.3.1板和次梁的内力重分布计算连续板和次梁按塑性理论计算内力的方法：在均布荷载作用下，等跨连续梁、板的内力可用由弯矩调幅法求得的弯矩系数和剪力系数按下式计算

12、： 公式 公式当等跨连续梁上作用有间距相同、大小相等的集中荷载时，各跨跨中和支座截面的弯矩设计值可按下式计算： 公式 公式3.3.2 板的内力计算计算板的弯矩设计值：当板的弯矩系数分别为：边跨中为；离端部第二支座为；离端部第二跨中为；中间支座为。故 3.3.3 次梁的内力计算1.弯矩设计值 2.剪力设计 3.3.4 主梁内力的计算1.弯矩设计值 弯矩2.剪力设计值 剪力 VBr,max =1.333 86+0.167108 = 132.67kN3.弯矩、剪力a.第一跨有活荷载，第二跨没有活荷载在第一跨内已知支座弯矩MA=0，MB=-321.82KNm的连线为基线，作G=86KN，Q=108 K

13、N的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处弯矩值分别为：(与前面计算的相近)在第二跨内已知支座弯矩，的连线为基线，作，的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值为：b.第二跨有活荷载，第一跨没有活荷载在第二跨两个集中荷载作用点处弯矩设计值分别为： 第4章 截面配筋的计算特点与构造要求4.1 单向板1.计算特点（1）可取1m宽板带作为计算单元。（2）板一般能满足斜截面抗剪承载力的要求，故一般不进行斜截面抗剪的计算。（3）对四周与梁整体浇筑的单向板，其中跨跨中截面和中间支座截面的弯矩可减小20%。（4）板的计算步骤是：确定板厚、取计算单元、计算荷载、确定计算简图、计算各控制截面的内力

14、、选配钢筋。 2.构造要求（1）受力筋的配筋方式连续板受力筋的配筋方式有分离式和弯起式两种（如图4.1）其中弯起式配筋时，板的整体性好，且节约钢筋。分离式配筋施工简单，在工程中常用。 图4.1 板中受力钢筋的布置(a) 分离式配筋；(b) 弯起式配筋（2）构造钢筋(如图4.2)1）分布钢筋：沿板的长跨方向布置，并放在受力钢筋内侧；其截面面积不宜小于受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；直径不宜小于。2）板面构造负筋：数量不得少于单向板受力钢筋的，且不少于。图4.2 板中与梁肋垂直的构造钢筋 3.配筋的计算板截面的有效高度为，板厚；板宽。混凝土，；钢筋，。板配筋计算的

15、过程列于表四。表四 板的配筋计算截 面1B2C弯矩设计值(kNm)4.53-4.533.06-3.490.1310.1310.0880.1000.14090.14090.0920.1056轴线A-BD-E计算配筋386386253290实际配筋8150AS=4208150AS=4208200AS=2528200AS=302轴线E-D计算配筋3863862530.8=2022900.8=232实际配筋8150AS=4208150AS=4208200AS=2528200AS=302计算结果表明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；，也大于，符合要求。4.2次梁1.计算特点（1）因次梁与板整浇

16、，在配筋计算中，板相当于次梁的受压翼缘，故按T形截面计算；对支座截面，板位于受拉区，故仍按矩形截面计算；（2）一般可仅设置箍筋抗剪，而不设弯起筋；（3）一般不必作挠度和裂缝宽度验算。2.构造要求（1） 次梁的一般构造同受弯构件；（2） 次梁的截面； （3） 梁内受力钢筋的弯起和截断，应按弯矩包络图确定。一般对承受均布荷载，跨度相差不超过，并且的次梁，钢筋的截断和弯起也可按图4.3来布置。图4.3 次梁的钢筋布置图3.配筋的计算次梁配筋计算方法和主梁计算方法相同，此文不做详细计算（计算方法详见4.3主梁）。4.3主梁1.计算特点（1）主梁支座处的截面有效高度比一般梁小；（2）当按构造要求选择梁的

17、截面高度和钢筋直径时，一般不可作挠度和裂缝验算； （3）配筋计算时，主梁跨中截面也按T形截面，而支座截面仍为矩形截面；（4）在支座处，主、次梁的负弯矩钢筋相互交叉，如图4.4所示，因此计算主梁支座截面负弯矩钢筋时，主梁截面的有效高度近似按下式计算：当负弯矩钢筋为一排布置时：；当负弯矩钢筋为两排布置时：。图4.4 主梁支座截面纵筋位置2.主梁的构造要求（1） 主梁的截面。 （2） 支承长度。 （3） 主梁纵向受力钢筋的弯起点和截断点应按照弯矩包络图和材料抵抗弯矩图来确定。（4） 附加横向钢筋。附加横向钢筋的布置如图4.5。（5） 鸭筋。当主梁支座处的箍筋、弯起钢筋仍不能共同承担全部剪力时，可设鸭

18、筋，见图4.3鸭筋的两端应固定在受压区内。3.配筋的计算（1）正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因，翼缘计算宽度按，取。B支座边和弯矩设计值，纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。图4.5 附加横向钢筋的布置，跨内截面经判别都属于第一类T形截面。下截面受弯承载力和计算过程列于表六。计算结果表明，均小于，满足要求；取中间跨跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率，=0.90=0.45=0.45=0.17,也大于0.2，符合要求。表六 主梁正截面承载力计算截 面弯矩设计值(kNmm)1338.65B-321.82=0.035=0.2530.9820.85117291896选配钢筋(mm2

19、)522（弯3）AS =1900222+420AS =2016（2）斜截面受剪承载力验算截面尺寸： ，因，截面尺寸按下式验算： 0.25=0.251.09.6300630=453.6 kN=147.33kN,故截面尺寸满足要求。0.7=0.71.10300630=145.53kN=147.33kN，故各截面应按计算配置腹筋。计算所需腹筋：采用双肢箍筋。VCS=0.7+1.25=0.71.10300630+1.25210630=228.71KN=147.33kNVCS=288.71KN，= 132.67kN,=-240.67kN，支座B截面左边尚需配置弯起钢筋，弯起钢筋所需面积（弯起角取=45。

20、）。主梁剪力图呈矩形，在B截面左边的2.5 m范围内需布置三排弯起筋才能覆盖此最大剪力区段，现分三批弯起第一跨跨中的20钢筋，。验算最小配箍率：=0.168%0.24=0.126%满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来和集中力，附加箍筋布置范围。取附加箍筋双肢，则在长度S内可布置附加箍筋的排数，排，取7排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，则：，满足要求。因主梁的腹板高度大于450 mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积 的0.1%，且其间距不大于200 mm。现每侧配置214，满足要求。第5章 结论本设计主要介绍了钢筋混凝土结构和单向板肋梁结构的特

21、点，主要介绍了该结构的设计原理、内部构造、以及整个设计过程，并且包涵了设计中各构件的跨度图、荷载计算简图、主梁的内力包络图、以及整个结构的平面图，更形象、直观的把构件内部受力情况以及整个设计成果表现了出来。首先，该结构式由钢筋和混凝土两种物理-力学性能完全不同的材料有效地结合在一起而共同工作，使混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力以满足工程结构的使用要求。其次，钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数的数值颇为接近（钢为1.210-5；混凝土为1.010-51.510-5），当温度变化不大时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。因为主梁对次梁的约束作用，次梁对于板的约束作用，造成了实际出现

22、的弯矩值并没有那么大，所以我们进行内力分析的时候一般是弹性分析的办法，但是实际的工程中，由于钢筋混凝土塑性铰的存在，将产生塑性的内力重新分布的现象，由于钢筋屈服后具有较大的抵抗变形的能力，我们按照弹性计算的方法计算后，尚可对弯矩进行调幅，这样是更接近于实际情况的肋梁楼盖中板、次梁和主梁一般均为多跨连续超静定结构。设计连续梁(板)时，内力计算是比较重要的内容。其内力计算的方法有两种，是按弹性理沦汁算；二是考虑塑性变形内力重分布的计算方法。最后，单向板肋梁楼盖垂直荷载传递路线为：板次梁主梁柱(或墙)基础地基；双向板肋梁楼盖垂直荷载传递路线为：板梁柱(或墙)基础地基。根据上述分析，根据单向板肋梁楼盖

23、垂直荷载传递顺序，按照确定厚度，取计算单元，计算荷载，确定计算简图，计算各控制截面的内力，选配钢筋；根据适用、经济、整齐的原则进行结构平面布置。- 18 -参考文献1朱彦鹏混凝土结构原理重庆重庆大学出版社20021-10页2朱彦鹏钢筋混凝土与砌体结构甘肃甘肃科技出版社，20004-20页3朱彦鹏混凝土结构设计北京同济大学出版社，20041-25页4朱彦鹏混凝结构设计学习指导书重庆重庆大学出版社，20051-25页5李亚娥砌体结构北京人民交通出版社，20064-25页6过镇海，时旭东钢筋混凝土原理和分析北京清华大学出版社，20034-25页7程文瀼混凝土及砌体结构武汉武汉大学出版社，2005年5

24、月4-25页8王振东.混凝土及砌体结构北京中国建筑工业出版社，2005年1月4-25页9王祖华混凝土及砌体结构北京华南理工大学出版社，2005年6月4-25页10朱首明，张晶建筑结构北京：中国建筑工业出版社，20074-12页11尹珺祥建筑力学北京：中国建筑工业出版社，20004-12页12刘平平建筑结构基础与识图北京：中国建筑工业出版社，20045-20页13王鹤杨AutoCAD2008(中文版) 北京：电子工业出版，20085-25页致 谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促和指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计师难以想象的。本研究及论文的撰写，是在导师张恒杰教授亲切指导下完成的，无论是课题的选题、立项、关键技术的突破及研究论文的撰写、审定，都倾注了张恒杰教授的心血和汗水。通过研究和论文撰写，不仅锻炼了自己实际工作能力，同时张恒杰教授渊博的学识，严谨的治学态度和敏锐的洞察力，使自己增长了不少知识，学到了很多为人处世的道理，这将使我在今后的学习和工作中受益终身。值此研究和论文完成之际，我谨向张恒杰教授及所有关心支持和帮助过我的老师和同事们表示深深的谢意和崇高敬意！