长沙理工大学水工钢筋混凝土课程设计双向板肋形结构设计例题.doc.doc

1、设计资料 1.1、设计条件 某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，厂房按正常运行状况设计。采用外墙噢噢及内柱承重，柱网布置如图1所示，楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。 图1副厂房楼盖结构柱网布置图 1.2、设计参数 1.2.1楼层构造 ·20mm厚水泥砂浆抹面（水泥砂浆容重γ1为20kN/m3） ·钢筋混凝土结构层（钢筋混凝土容重γ3为25kN/m3） ·15mm厚混合砂浆粉底（混合砂浆容重γ2为17kN/m3） 1.2.2材料选择 混凝土：C20或C25； 钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335或HRB400钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。 1.2.3设计自选参数 柱网尺寸L1?B1、柱的截面尺寸b?h，楼面活荷载标准值qk按题号由附表给出，如表1所示。 表1 设计自选参数 题号 L1?B1(mm?mm) L?B(mm?mm) b?h (mm?mm) qk（kN/m2） γ0 107 5400?4800 27000?14400 250?400 4 1.0 1  2、结构布置 2.1结构布置原则 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 ① 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 5m~8 m，次梁为 4m~6 m。 ② 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。 ③ 由于板的混凝土用量占整个楼盖的50%~70%，因此，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 1.7m~2.5m左右。双向板的跨度（短向跨度）为5m左右。 ④ 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时，按双向板肋形结构设计；若，则按单向板肋形结构设计。 2.2结构平面布置图 2.3、初步选择板、梁的截面尺寸 2.3.1、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（单跨简支板）；（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~100mm。 双向板的厚度取（单跨简支板）；（多跨连续板）；一般双向板的厚度为80mm~160mm，常用厚度为100mm~150mm。 本设计板的厚度：=5400/50=108mm ，综合考虑近似取为120 mm.。 2.3.2、次梁的截面尺寸 次梁高度取,即（300~450）,综合考虑取h=400mm;宽度取,即（133.3~200），综合考虑b=200mm。 2.3.3、主梁截面尺寸 主梁高度取,即(320~480)，综合考虑取h=500mm;宽度取,即（166.7~250），综合考虑b=250mm。 3、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（y向）板的跨度之比lx/ly，利用教材356页附录十的表格进行计算。具体计算见教材214页。 3.1、板的荷载计算 荷载计算先计算永久荷载，在计算可变荷载。对有厚度的构造层自重计算公式为：久荷载标准值（kN/m）=材料容重(kN/m 3 )×构造层厚度（m）×计算单元宽度(m)，板的荷载计算可列表计算，见表2。 荷 载 种 类 荷载标准值 （kN/mm2） 荷载分项系数 荷载设计值 （kN/mm2） 永 久荷 载 20mm厚水泥砂浆面层 20×0.02=0.4 1.05 0.42 120mm厚现浇板自重 25×0.12=3 1.05 3.15 15mm厚板底抹灰 17×0.015=0.255 1.05 0.27 小 计（g） 3.655 - 3.84 可变荷载（q） 4 1.2 4.8 总荷载（g+q） 7.655 - 8.64 注意：分项系数取值依据《水工混凝土结构设计规范》，γG =1.05，γQ =1.2。 表2 板的荷载计算表 3.2、计算跨度l0的计算 双向板在墙上的支承长度a不小于120mm，中间支座宽度即为次梁和主梁的截面宽度。计算跨度按下式进行计算。 1）