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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2014年6月一、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5m8 m,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
2、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. 72. 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l II2时，按双向板肋形结构设计；若l
3、/1 2，则按单向2 1 2 1 板肋形结构设计。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h 1 /35 （单跨简支板）；h 1 /40 （多跨连续板）；按施工要求，一般单向 00板的厚度为60mm120mm，常用厚度为80mm100mm。双向板的厚度取h 1 /45 （单跨简支板）；h 1 /50 （多跨连续板）；一般双00向板的厚度为80mm160mm,常用厚度为100mm150mm。2、次梁的截面尺寸次梁高度取h 茂迈丿5宽度取b = （ 二hoI 32丿3、主梁截面尺寸主梁高度取h =占，114 8 丿0宽度取b=h。
4、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1。注意标注出柱、主梁、次梁和板的名称（或编号），并确定板、次梁和主梁的计算单元及负荷范围。AAAB|b厂! BBDL 一丄 CL 二=柱 300 x40L 一)0rT1t 120k 5100 . 5100 . 5100 .,5100 .5100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（y向）板的跨度之比III，利用教材356页附录十的表格进行计算。具体计 xy算见教材 214 页。1、板的荷载计算板的荷载计算可列表计算，见表2。表
5、2 板的荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/mm2）荷载分项系数荷载设计值（kN/mm2）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，rG =i05,=1.2。2、计算跨度 l 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。 计算跨度按图2进行计算。图 2 按弹性理论分析连续梁、板的计算跨度iR h-1 4h-14hK昇当反机帖时,如=1.血hX1莎LT* 台 441.3、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
6、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,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 （a）所示。我们可以将图3 （a）的连续梁的内 力计算通过图3 （b）和图3 （c）的叠加来计算；图3 （b）中，满布荷载（g+q/2）,连续板 的内支座（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 （c）为荷载（q/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
7、支座按实际情况确定。如图1 中 D 区格板的跨中弯矩可以 看作为荷载（g+q/2）作用下两邻边简支、两邻边固定的单块板和荷载（q/2）作用下四边简 支的单块板的叠加，利用教材356页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+q/2 ）作用下四边固定支座的单块板和荷载（q/2 ）作用下四边简支支 座单块板跨中弯矩的叠加。a)ffi i=广 舱(b)(c)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
8、 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，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
9、分布。具体见教材215页。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359 页附录十一等效 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 1 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)板专来的恒荷载永久荷载板传来的等效均布恒荷载次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)板专来的等效均布活荷载qE总荷载(g+q)2、计算简图次梁在墙上的支承长度a不小于240mm,中间支座宽度即为主梁宽度。计算跨度按
10、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）L 01L oL oL oLoi图 4 次梁的计算简图3、次梁内力计算次梁内力计算按教材342-344 页附录六的表 4 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 2 所示，首先由附录六的表 4 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=algl02+a2 ql02；各支座截面剪力按式V=1 g+ql”。其中，a “分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；a2、“2分别为可变
11、荷载作用下的弯矩及剪力系 数。内力组合可以按表3和表4 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70页表 3-3进行计算。正截面承载力计算过程可列于 表 5，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
12、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6。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359 页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
13、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，则无此项）。可按表7 进行计算。2、计算简图主梁在墙上的支承长度a不小于370mm,中间支座宽度即为柱横截面高度。计算跨度按图2进行计算，其中，边跨：取l = l + 0.051， l = l + a/2两式较小值；中间01 n n 01 n跨：l = l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。01 c表2 按弹性方法的次梁内力计算表项次示意图内力计算miljI iimi irrt74门A- kAMl截面aiM卩iVM1VaMbVM2VcrMcVClM3VB丸1 毋q呼 .4 J9 CK F截面aiM卩iVM1匕MbVBMVBrMcVcrM3Vcl截面aiMBiVM1VAMbVBM2VBMcVcrM3Vclmrk皿山J宦l 匕 a d d截面aiMBiVM1VAMbVBMVBMCVCrM3Vcl截面aiMBiVM1VAMbVMVMcVcrM3Vcl表 3 次梁弯矩组合表Vr项次+V组合maxVmaxV .组合 mtnV .min表 5 次梁正截面受弯承载力计算截面位置边跨中甌B支座MB中间跨中m2中间支座 MC中间跨中 M3弯矩设计值M(kN.m)
