2012现浇单向板肋梁楼盖设计例题

1 3 现浇单向板肋梁楼盖设计现浇单向板肋梁楼盖设计 某多层厂房的楼盖平面如图某多层厂房的楼盖平面如图 1 31 所示 楼面做法见图所示 楼面做法见图 1 32 楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖 试设计之 楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖 试设计之 设计要求 设计要求 1 1 板 次梁内力按塑性内力重分布计算 板 次梁内力按塑性内力重分布计算 2 2 主梁内力按弹性理论计算 主梁内力按弹性理论计算 3 绘出结构平面布置图 板 次梁和主梁的模板及配筋图 绘出结构平面布置图 板 次梁和主梁的模板及配筋图 进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有 进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有 1 计算简图 计算简图 2 内力分析 内力分析 3 截面配筋计算 截面配筋计算 4 构造 构造 要求 要求 5 施工图绘制 施工图绘制 图图 1 31 楼盖平面图楼盖平面图 图图 1 32 楼盖做法详图楼盖做法详图 整体式单向板肋梁楼盖设计步骤 整体式单向板肋梁楼盖设计步骤 1 设计资料 设计资料 1 楼面均布活荷载标准值 楼面均布活荷载标准值 qk 10kN m2 2 楼面做法 楼面面层用 楼面做法 楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面厚水泥砂浆抹面 20kN m3 板底及梁用 板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底 厚石灰砂浆抹底 17kN m3 3 材料 混凝土强度等级采用 材料 混凝土强度等级采用 C30 主梁和次梁的纵向受 主梁和次梁的纵向受 力钢筋采用力钢筋采用 HRB400 或或 HRB335 吊筋采用 吊筋采用 HRB335 其余均采用 其余均采用 HPB235 2 楼盖梁格布置及截面尺寸确定 楼盖梁格布置及截面尺寸确定 确定主梁的跨度为确定主梁的跨度为 6 9m 次梁的跨度为 次梁的跨度为 6 6m 主梁每跨内布 主梁每跨内布 置两根次梁 板的跨度为置两根次梁 板的跨度为 2 3m 楼盖结构的平面布置图如图 楼盖结构的平面布置图如图 1 33 所示 所示 按高跨比条件要求板的厚度按高跨比条件要求板的厚度 57 5mm2300 40l 40h 对工业建筑的楼板 要求 对工业建筑的楼板 要求 mmh80 所以板厚取所以板厚取80mmh 次梁截面高度应满足次梁截面高度应满足 mmllh550 36712 18 取 取 550mmh 截面宽 截面宽 hb 3 1 2 1 取 取 mmb250 主梁截面高度应满足主梁截面高度应满足mmllh690 46010 15 取取650mmh 截面宽度取为截面宽度取为300mmb 柱的截面尺寸 柱的截面尺寸 b h 400 400 mm2 图图 1 33 楼盖结构平面布置楼盖结构平面布置 3 板的设计板的设计 按考虑塑性内力重分布设计按考虑塑性内力重分布设计 1 荷载计算 荷载计算 恒荷载标准值恒荷载标准值 2 2 2 255 0 17015 0 15 22508 080 4 02002 0 20mm mkNmm mkNmm mkN 板底石灰砂浆 钢筋混凝土板 水泥砂浆面层 小计小计 2 kN m655 2 活荷载标准值 活荷载标准值 2 10kN m 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 2 kN m0 4 所以 所以 活荷载分项系数取活荷载分项系数取3 1 22 2 2 2 16 186 16 133 110 186 3 2 1655 2 mkNmkNgq mkNq mkNg 近似取荷载总设计值 活荷载设计值 恒荷载设计值 2 计算简图 计算简图 取取 1m 板宽作为计算单元 板的实际结构如图板宽作为计算单元 板的实际结构如图 1 34 a 所示 所示 由图可知 次梁截面为由图可知 次梁截面为 b mm250 现浇板在墙上的支承长度为 现浇板在墙上的支承长度为 a mm120 则按塑性内力重分布设计 板的计算跨度为 则按塑性内力重分布设计 板的计算跨度为 mmll mml mm a l mmhll n n n 20502502300 2095 2115 2 120 2 250 1202300 2 2095 2 80 2 250 1202300 2 01 01 01 中跨 所以边跨板的计算取 确定 边跨按以下二项较小值 板的计算简图板的计算简图 1 34 b 所示 所示 图图 1 34 a 板的实际结构 板的实际结构 图图 1 34 b 板的计算简图板的计算简图 3 弯矩设计值弯矩设计值 因边跨与中跨的计算跨度相差因边跨与中跨的计算跨度相差 1 2 2050 20502095 小于小于 10 可 可 按等跨连续板计算按等跨连续板计算 由表由表 12 2 可查得板的弯矩系数可查得板的弯矩系数 M 板的弯矩设计值计算过程见表 板的弯矩设计值计算过程见表 1 8 表表 1 8 板的弯矩设计值的计算板的弯矩设计值的计算 截面位置截面位置1 边跨跨边跨跨 中中 B 离端第二离端第二 支座支座 2 中间跨中间跨 跨中跨中 C 中间支座中间支座 弯矩系数弯矩系数 1 11 1 141 16 1 16 计算跨度计算跨度 l0 m l01 2 095l01 2 095l02 2 05l02 2 05 M g q l02 kN m 16 2 2 0952 11 6 46 16 2 2 0 952 11 6 46 16 2 2 052 16 4 26 16 2 2 0 52 14 4 86 4 配筋计算配筋计算 正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算 板厚板厚 80mm h0 80 20 60mm b 1000mm C30 混凝土 混凝土 fc 14 3N mm2 ft 1 43 N mm2 HPB235 钢筋 钢筋 fy 210 N mm2 对轴线对轴线 间的板带 考虑起拱作用 其跨内间的板带 考虑起拱作用 其跨内 2 截面和支座截面和支座 C 截面的弯矩设计值可折减截面的弯矩设计值可折减 20 为了方便 近似对钢筋面积折减 为了方便 近似对钢筋面积折减 20 板配筋计算过程见表 板配筋计算过程见表 1 9 表表 1 9 板的配筋计算板的配筋计算 截面位置截面位置1B2C 弯矩设计值 弯矩设计值 mkN 6 46 6 464 26 4 86 s M 1fcbh02 0 1250 1250 0830 094 s 211 0 134 0 1 0 1 34 0 35 0 087 0 1 1 0 099 0 35 计算配筋 计算配筋 mm2 AS bh0 1fc fy 547547355409 10 14010 1408 1408 120 轴线轴线 实际配筋 实际配筋 mm2 As 561As 561As 359As 419 计算配筋 计算配筋 mm2 AS bh0 1fc fy 547547 0 8 355 284 0 8 409 327 轴线轴线 实际配筋 实际配筋 mm2 10 14010 1408 1408 140 As 561As 561As 359As 359 配筋率验算配筋率验算 31 0 210 43 1 45 0 45 0 min yt ff 7 0 bhAS 7 0 bhAS 45 0 bhAS 45 0 bhAS 5 板的配筋图绘制 板的配筋图绘制 板中除配置计算钢筋外 还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入板中除配置计算钢筋外 还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入 墙内的板的附加钢筋 板的配筋图如图图墙内的板的附加钢筋 板的配筋图如图图 1 34 c 所示 所示 图图 1 34 c 板配筋图板配筋图 4 次梁设计 次梁设计 按考虑塑性内力重分布设计按考虑塑性内力重分布设计 1 荷载设计值 次梁截面尺寸估算略 荷载设计值 次梁截面尺寸估算略 恒荷载设计值恒荷载设计值 kN m2876 02 117 08 055 0 015 0 2 kN m525 3 2 125 08 055 0 25 0 kN m3278 7 3 2186 3 次梁粉刷 次梁自重 板传来的恒荷载 小计小计 kN m1404 11 g kN m 1 41kN m 0404 411404 11 9 29 kN m 9 293 213 取荷载荷载总设计值 活荷载设计值 gq q 2 计算简图 计算简图 由次梁实际结构图 由次梁实际结构图 1 35 a 图 可知 次梁在墙上的支承长 图 可知 次梁在墙上的支承长 度为度为 a 240mm 主梁宽度为 主梁宽度为 b 300mm 次梁的边跨的计算跨度按 次梁的边跨的计算跨度按 以下二项的较小值确定 以下二项的较小值确定 mm63003006600 mm6450 mm6488 6330025 1 025 1 mm64502 2402 30012066002 02 01 01 n n n ll l l all 中间跨 度取所以次梁边跨的计算跨 边跨 计算简图如图计算简图如图 1 35 b 所示 所示 图图 1 35 a 次梁的实际结构 次梁的实际结构 图图 1 35 b 次梁的计算简图次梁的计算简图 3 弯矩设计值和剪力设计值的计算弯矩设计值和剪力设计值的计算 因边跨和中间跨的计算跨度相差因边跨和中间跨的计算跨度相差 4 2 6300 63006450 小于小于 10 可按等跨连续梁计算 可按等跨连续梁计算 由表由表 1 2 1 3 可分别查得弯矩系数可分别查得弯矩系数 M 和剪力系数和剪力系数V 次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表 次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表 1 10 和表和表 1 11 表表 1 10 次梁的弯矩设计值的计算次梁的弯矩设计值的计算 截面位置截面位置1 边跨跨中边跨跨中 B 离端第二离端第二 支座支座 2 中间跨跨中中间跨跨中 C 中间支座中间支座 弯矩系数弯矩系数M 1 11 1 111 16 1 16 计算跨度计算跨度 l0 m l01 45 6 l01 6 45l02 6 3l02 6 3 2 0 lqgM M kN m 11 45 6 1 41 2 mkN 4 155 11 45 6 1 41 2 mkN 4 155 16 3 6 1 41 2 mkN0 102 14 3 6 1 41 2 mkN5 116 表表 1 11 次梁的剪力设计值的计算次梁的剪力设计值的计算 截面位截面位 置置 A 边支座边支座 B 左左 离端第二支离端第二支 座座 B 右右 离端第二支离端第二支 座座 C 中间支座中间支座 剪力系剪力系 数数V 0 450 60 550 55 净跨度净跨度 lnln1 6 33ln1 6 33ln2 6 3ln2 6 3 nV lqgV kN 33 6 1 4145 0 kN 1 117 33 6 1 416 0 kN 1 156 3 6 1 4155 0 kN 4 142 3 61 4155 0 kN 4 142 4 配筋计算 配筋计算 1 正截面抗弯承载力计算正截面抗弯承载力计算 次梁跨中正弯矩按次梁跨中正弯矩按 T 形截面进行承载力计算 其翼缘宽度取下面形截面进行承载力计算 其翼缘宽度取下面 二项的较小值 二项的较小值 mmhfHPBf ffaC b Sbb lb yvy tc f nf f 51535550 N mm210235 N mm300 HRB335 N mm43 1 N mm3 14 0 130 mm2100 mm23002502300250 mm21003 63003 0 22 22 1 0 箍筋采用 纵向钢筋采用混凝土 故取 注 注 h0取值偏小 取值偏小 判别跨中截面属于哪一类判别跨中截面属于哪一类 T 形截面形截面 2 21 10 01 1 mmkNkN11411141 4040515515 8080210021003 3 14140 0 1 1 2 2 MMMMh hh hh hb bf fa a f ff ff fc c 支座截面按矩形截面计算支座截面按矩形截面计算 正截面承载力计算过程列于表 正截面承载力计算过程列于表 1 12 表表 1 12 次梁正截面受弯承载力计算次梁正截面受弯承载力计算 2 斜截面受剪承载力计算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包括复核截面尺寸 腹筋计算和最小配箍 率验算率验算 复核截面尺寸复核截面尺寸 截面截面1B2C 弯矩设计值 弯矩设计值 mkN 155 4 155 4102 0 116 5 s M 1fcbh02 2 515220014 31 6 10155 4 0 019 2 51550214 31 6 10155 4 0 164 2 515220014 31 6 10102 0 0122 0 123 s 211 0 019 0 1 0 18 0 35 0 0123 0 1 0 13212d 12 22 264mm 取 取 300mm 纵筋的截断点距支座的距离纵筋的截断点距支座的距离 mm1750mm170622205 6330205 ldll n 取 图图 1 35 c 次梁的配筋图 次梁的配筋图 5 主梁设计 主梁设计 主梁内力按弹性理论设计 主梁内力按弹性理论设计 1 荷载设计值 荷载设计值 为简化计算 将主梁的自重等效为集中荷 为简化计算 将主梁的自重等效为集中荷 载 载 kN 4 197 kN34 1976 6 9 29 kN 2 86 kN1279 866013 125266 73 kN6013 12 2 1 3 217015 0 08 0 65 0 2253 23 0 08 0 65 0 kN5266 736 61404 11 QQ GG 取活荷载 取恒荷载 主梁自重 含粉刷 次梁传来的恒载 2 计算简图 计算简图 中跨 近似取所以边跨取 因为 边跨 跨度按以下方法确定 的混凝土柱上 其计算中间支承在 为支承长度主梁端部支承在墙上的所示 由图可知 主梁的实际结构如图 mm 6900 mm6945mm 5 69442006580025 1 2 1 025 1 01 mm1852 mm5 164 1 025 0 mm65801202006900 1 mm400mm400 370a 36 a 1 l lb n ll a n l n l mm 计算简图如图计算简图如图 1 36 b 所示 所示 图图 1 36 a 主梁的实际结构主梁的实际结构 图图 1 36 b 主梁的计算简图主梁的计算简图 3 内力设计值计算及包络图绘制 内力设计值计算及包络图绘制 因跨度相差不超过因跨度相差不超过 10 可按等跨连续梁计算 可按等跨连续梁计算 1 弯矩值计算 弯矩值计算 QlkGlkM 21 弯矩 式中 式中 k1和和 k2由附表由附表 1 查得查得 表表 1 13 主梁的弯矩设计值计算 主梁的弯矩设计值计算 mkN 项次项次荷载简图荷载简图 1 M k B M k 2 M k C M k 弯矩图弯矩图 示意图示意图 1 恒载恒载 1 146 244 0 1 160 2674 0 9 39 067 0 1 160 2674 0 2 活载活载 2 396 289 0 3 182 133 0 2 181 133 0 3 182 133 0 3 活载活载 7 61 044 0 3 182 133 0 4 272 200 0 3 182 133 0 4 活载活载 9 313 229 0 4 426 311 0 8 130 096 0 0 122 089 0 5 活活 载载 7 40 3 089 0 0 122 089 0 6 231 17 0 4 426 311 0 组合项次组合项次 Mmin kN m 84 4 586 5 141 3 586 5 组合项次组合项次 Mmax kN m 542 3 282 1 312 3 282 1 注 此处的弯矩可通过取脱离体 由力的平衡条件确定 根据支注 此处的弯矩可通过取脱离体 由力的平衡条件确定 根据支 座弯矩 按下面简图确定座弯矩 按下面简图确定 图图 1 37 主梁取脱离体时弯矩图主梁取脱离体时弯矩图 2 剪力设计值 剪力设计值 中查到 由附录式中系数剪力1 4343 kkQKGkV 不同截面的剪力值经过计算如表不同截面的剪力值经过计算如表 1 14 所示 所示 表表 1 14 主梁的剪力计算 主梁的剪力计算 kN 项次项次荷载简图荷载简图 1 恒载恒载 2 63 733 0 2 109 267 1 2 86 00 1 2 活载活载 9 170 866 0 9 223 134 1 0 0 4 活载活载 0 136 689 0 8 258 311 1 2 241 222 1 5 活载活载 6 17 089 0 6 17 089 0 6 153 778 0 组合项次组合项次 Vmax kN 234 1 126 8 327 4 组合项次组合项次 Vmin kN 45 6 368 86 2 3 弯矩 剪力包络图绘制弯矩 剪力包络图绘制 荷载组合荷载组合 时 出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小时 出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小 弯矩 此时 弯矩 此时 mkN 4 342 3 182 1 160 0 BA MM 以这两个 以这两个 A V k Bl V k Br V k 支座的弯矩值的连线为基线 叠加边跨载集中荷载支座的弯矩值的连线为基线 叠加边跨载集中荷载 kNQG6 2834 1972 86 作用下的简支梁弯矩作用下的简支梁弯矩 图 图 则第一个集中荷载下的弯矩值为则第一个集中荷载下的弯矩值为 max01 mkN4 542 3 1 3 1 MMlQG B 第二集中荷载作用下弯矩值为第二集中荷载作用下弯矩值为 m3kN 428 3 2 3 1 01 B MlQG 中间跨跨中弯矩最小时 两个支座弯矩值均为 中间跨跨中弯矩最小时 两个支座弯矩值均为 342 4KN m 以此支座弯矩连线叠加集中荷载 则集中荷载处的弯矩值为以此支座弯矩连线叠加集中荷载 则集中荷载处的弯矩值为 mkN14 144 3 1 02 B MGl 荷载组合荷载组合 时支座最大负弯矩时支座最大负弯矩 mkN5 586 B M 其它两个支座的弯矩为其它两个支座的弯矩为 mkN1 282 0 CA MM 在这三个 在这三个 支座弯矩间连线 以此连线为基线 于第一跨 第二跨分别叠加集支座弯矩间连线 以此连线为基线 于第一跨 第二跨分别叠加集 中荷在中荷在 G Q 时的简支梁弯矩图 时的简支梁弯矩图 则集中荷载处的弯矩值依次为则集中荷载处的弯矩值依次为 461kN m 265 5kN m 167 3KN m 268 7KN m 同理 当 同理 当 C M 最大时 集中荷载下的弯矩倒位排列 最大时 集中荷载下的弯矩倒位排列 荷载组合荷载组合 时 出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩时 出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩 最大 此时 最大 此时 mkN4 342 CB MM 第一跨在集中荷载 第一跨在集中荷载 G 作用下的弯矩值分别为作用下的弯矩值分别为 85 4KN m 28 7kN m 第二跨在集中荷第二跨在集中荷 载 作用下的弯矩值为载 作用下的弯矩值为mkN3 312 情况的弯矩按此方法计算 情况的弯矩按此方法计算 所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异 是因为计算跨度所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异 是因为计算跨度 并非严格等跨所致 主梁的弯矩包络图见下图 并非严格等跨所致 主梁的弯矩包络图见下图 荷载组合荷载组合 时 时 1kN 234 max A V 至第二跨荷载处剪 至第二跨荷载处剪 力降为力降为 234 1 283 6 49 5kN 至第二集中荷载处剪力降为 至第二集中荷载处剪力降为 49 5 283 6 333 1kN 荷载组合 荷载组合 时 时 B V 最大 其最大 其 kN368 Bl V 则第一跨中集中荷载处剪力顺次为 从左到右 则第一跨中集中荷载处剪力顺次为 从左到右 199 2KN 84 4KN 其余剪力值可按此计算 主梁的剪力包络图见其余剪力值可按此计算 主梁的剪力包络图见 1 38 图 图 图图 1 38 主梁弯矩包络图和剪力包络图主梁弯矩包络图和剪力包络图 4 配筋计算承载力计算 配筋计算承载力计算 N mm43 1 N mm 3 14 0 130 22 1 tc ffaC混凝土 纵向纵向 钢筋钢筋 HRB400 其中其中 22 N mm210 35HRB2 N mm360 yvy ff箍筋采用 1 正截面受弯承载力计算及纵筋的计算正截面受弯承载力计算及纵筋的计算 跨中正弯矩按 形截面计算 因跨中正弯矩按 形截面计算 因 10 0130 0615 80 0 hhf 翼缘计算宽度按翼缘计算宽度按 mSbml n 6 63 23 9 63 0 和 中较小值确 中较小值确 定 取定