混凝土结构单向板肋梁楼盖设计

1、混凝土结构单向板肋梁楼盖设计2.1 设计资料 某多层工业建筑仓库，楼面平面如图所示。采用钢筋混凝土整体现浇 楼盖。有关设计要求如下：1. 楼面作法： 20mm 厚水泥砂浆面层 ,20mm 厚板底混合砂浆抹灰， 梁 侧抹灰 15mm 厚。2. 楼面活荷载标准值： 10 KN/m2。3材料：混凝土 C30,梁内受力主筋采用 HRP335级钢筋，其余采用HPB300级钢筋。4板厚采用90mm，柱截面450mm x 450mm，主次梁截面由高跨比和 高厚比计算确定。5. 板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙240mm。6. 楼盖平面柱网尺寸示意图：图 1.1 梁板结构平面布置2.2 结构平面布置结构

2、平面布置如图 1.1 ，主梁横向布置：跨度 6300mm 和 6600mm ，间距6000mm ;次梁纵向布置：跨度6600mm，间距2100mm和2200mm .根据跨高比：次梁 H=(1/121/18)Lb=(1/2 1/3)h主梁 H=(1/8 1/14)Lb=(1/2 1/3)h取：次梁的截面尺寸h x b=550mm x 240mm主梁的截面尺寸 hx b=650mm x 300mm2.3 板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算 .板的 2?6600?3，应按双向板计2200l1算。若按单向板设计，沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。 板的厚度按构造要求取h=90mm&a

3、mp;gt;l2100mm?52.5mm. 4040 板尺寸及支承情况图 2.3所示.a)板的尺寸(b)计算简图图 2.3 板的尺寸和计算简图2.3.1 荷载计算恒载标准值20mm 厚水泥砂浆面层：0.02m?1m?20KN/m3?0.4KN/m 90mm 厚钢筋混凝土板： 0.09m?1m?25KN/m3?2.25KN/m 20mm 厚板底混合砂浆 抹灰： 0.02m?1m?17KN/m3?0.34KN/m 合计：g?2.99KN/m 楼面活荷载：q?10KN/m 线恒荷载设计值：g?1.2?2.99KN/m?3.59KN/m 线活荷载设计值：q?1.3?10KN/m?13KN/m 合计：g

4、?q?16.59KN/m2.3.2 内力计算确定板的计算跨度： 板伸入墙内 120mmh0.24m0.09m?2.1m?0.12m?1.91m 222a0.24m0.12ml0?ln?2.1m?0.12m?1.92m?1.91m222边跨： l0?ln?取 l0?1.91m中间跨： l0?2.2m?0.24m?1.96m 计算跨度差边跨与中间跨： ( 1960-1910)/1910=2.6%<10% ，说明可按等跨连续 板计算内力。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图2.3 (b)所示。表 2.3.11连续梁和连续单向板的弯矩计算系数?m表 2.3.21连续梁和连续单向板的剪力

5、计算系数?v在相同均布荷载作用下的等跨度、等截面连续梁、板，结构各控制截 面的弯矩计算公式 2.3.11：弯矩：M?m(g?q)IO2式中10 梁、板结构的计算跨度；g,q梁、板的恒荷载及活荷载设计值；?m梁、板结构的弯矩计算系数。在相同均布荷载作用下的等跨度、等截面连续梁、板，结构各控制截面的剪力计算公式 2.3.21：剪力：V?v(g?q)ln式中In 梁、板的净跨度；g,q梁、板的恒荷载及活荷载设计值；?v梁、板结构的弯剪力计算系数。连续板各截面的弯距计算见表 2.3.3表 2.3.3 连续板各截面弯矩计算2.3.3 截面承载力计算取 b?1000mm h?90mm h0?90?20?7

6、0mm ?1?1，连续板各截面的 配筋计算见表 2.3.5。（考虑内拱作用，中间板降低 20%）截面抵抗矩系数计算公式2.3.22:?S?式中？s-截面抵抗矩系数;M 荷载在该截面产生的弯矩；hO截面的有效高度；M？1fcbhO2?1矩形应力图系数；b截面宽度；fc混凝土轴心抗压强度设计值。相对受压区高度计算公式 2.3.32:?1 式中 ?相对受压区高度；?s截面抵抗矩系数。受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式 2.3.42 : As?bfchO fy式中As受拉区纵向受力钢筋的截面面积；?相对受压区高度；hO 截面的有效高度；b 截面宽度；fc混凝土轴心抗压强度设计值；fy钢筋受拉强度设计

7、值。表 2.3.42 混凝土强度设计值注: 1.计算现浇钢筋轴心受压及偏心受压构件时，如截面的长边或直径小于300mm ,则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8,当构件质量(如混凝土成型、截面和轴心尺寸等)确有保证时，可不受此限制。2.离心混凝土的强度设计值应按专门标准录用。中间区板带O 2O5轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用,计算弯矩降低20%。连续板的配筋示意图见设计图纸。2.4 次梁的计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。l6600取主梁的梁高 h?650mm>2?550mm，梁宽b?300mm。次梁有关1212尺寸及支承情况见图

8、 4.1( a)(a) 次梁的尺寸(b) 计算简图图 4.1 次梁的尺寸和计算简图2.4.1 荷载恒载设计值由板传来：3.59kN/m2?2.2m?7.90kN/m 次梁自重：1.2?25kN/m3?0.24m?(0.55m?0.09m)?3.31kN/m 梁侧抹灰： 1.2?17kN/m3?0.015m?(0.55m?0.09m)?2?0.28kN/m 合计：g?11.49kN/m 活荷载计算值合计：g?q?11.49?28.6?40.09kN/m2.4.2 内力计算计算跨度0.3m?6.21m 2a0.24m ln?6.21m?6.33m22边跨ln?6.6m?0.24m?1.025ln?

9、1.025?6.21m?6.37m?6.33m 取 l0?6.33m中间跨：l0?6.6m?0.3m?6.3m跨度差：(6.33m-6.30m)/6.30m?0.40%?10% 说明可按等跨连续梁计算计算内力。计算简图如图 2.4（ b）。 连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表 2.4.1 和 2.4.2。2.4.3 截面承载力计算次梁跨内截面按 T 形截面计算，翼缘计算宽度为：11b?f?l0?6330mm?2110mm?b?s033 边跨：?240mm?2100mm?2340mm1 离端第二跨、中间跨： b?6300mm?2100mm f3梁高： h?550mm,h0?550mm?35mm

10、?515mm翼缘厚： h'f?90mm判别T形截面类型：按第一类 T形截面试算跨内截面11?1fcb'fh'f(h0?h'f)?1?14.3?103?2.1?0.09?(0.515?0.09)?1270.27KN?m?M?146.03KN?N22因此各跨中截面均属于第一类T型截面截面抵抗矩系数计算公式 2.4.12 ：?S?式中?s截面抵抗矩系数；M荷载在该截面产生的弯矩；h0 截面的有效高度； M ?1fcbh02?1矩形应力图系数；b 截面宽度；fc混凝土轴心抗压强度设计值。相对受压区高度计算公式2.4.22 ：?1 式中 ?

11、相对受压区高度；?s截面抵抗矩系数。受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式 2.4.52 ： As?bfch0 fy式中As受拉区纵向受力钢筋的截面面积；?相对受压区高度；hO 截面的有效高度；b 截面宽度;fc混凝土轴心抗压强度设计值；fy 钢筋受拉强度设计值。支座截面按矩形截面计算，第一内支座截面弯矩大，钢筋净距至少为30mm，按两排纵筋考虑。取 h0?550mm?60mm?490mm，其他中间支座按 一排纵筋考虑，取 h0?550mm?35mm?490mm 。连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表 2.4.3 和 2.4.4表 2.4.3 连续次梁正截面承载力计算 混凝土和箍筋共同承担的

12、剪力计算公式2.4.62： V?0.7ftbh0?1.25fyv式中 ft 混凝土轴心抗拉强度设计值；Asvh0 sb 梁的截面宽度；h0梁的有效高度；fyv 箍筋抗拉强度设计值；V混凝土和箍筋共同承担的剪力；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；s沿构件长度方向箍筋的间距。受弯构件的最小尺寸应满足 2.4.72 : V?0.25?cfcbh0式中V构件斜截面上的最大剪力；?c混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过 C50时，取?c?1.0； 当混凝土强度等级为 C80时，取?c?0.8;其间按线性内插法取用； b 矩形截面的宽度，T形截面或工字形截面的腹板宽度；h0截面的有效高度

13、。混凝土承担的剪力计算公式 2.4.82 : V?0.7?hftbh0式中V混凝土承担的剪力；?h 截面高度影响系数， 当hO小于800mm时，取h0等于800mm求 得；当 h0 大于 2000mm 时，取 h0 等于 2000mm 求得；b 截面宽度；h0截面的有效高度；fc混凝土轴心抗压强度设计值。表 2.4.4 连续次梁斜截面承载力计算2.5 主梁计算 主梁按弹性理论计算。柱高H?4.5m，柱截面尺寸为 450mm?450mm，主梁伸入墙内 240mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图2.5( a)所示。(a)(a) 主梁尺寸(b) 计算简图图 2.5 主梁的尺寸及计算简图2.5.1 荷载

14、恒荷载设计值由次梁传来：11.49kN/m?6.6m?75.83kN主梁自重(折算为集中荷载) ：1.2?25kN/m3?0.3m?(0.65m?0.09m)?2.2m ?11.09kN梁侧抹灰(折算为集中荷载) ：31.2?17kN/m?0.015m?(0.65m?0.09m)?2?2.2m?0.75kNG?87.67kN?6.6m?188.76kN 活荷载设计值：Q?28.6kN/m合计： G?Q?276.43kN2.5.2 内力计算计算跨度 :0.45m?5.96m 2b0.45m?6.33m l0?1.025ln?1.025?5.96m?22ab0.24m0.45m?ln?5.96m?

15、6.31m 2222 边跨：ln?6.30m?0.12m?中间跨： ln?6.60m?0.45m+0.45?6.6m跨度差为 (6.6?6.31)/6.31?4.6%，则可按等跨连续梁计算。 由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连 续梁，计算简图如图2.5 (b)所示。在各种不同分布荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行 ,跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算公式2.5.11:M?KGl0?KQl0式中K内力系数；G每一个恒荷载设计值；Q每一个活荷载设计值；10 梁的计算跨度。在各种不同分布荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系 数表进行,跨内和支座

16、截面最大弯矩及剪力按下式计算公式2.5.21:V?KG?KQ式中K内力系数；G每一个恒荷载设计值；Q每一个活荷载设计值。式中各系数查表得到：表 2.5.1 主梁弯矩计算 表示靠近支座B的跨中集中力作用点处截面弯矩系数 表示当活载Q作用在CD和BC跨时，B支座的截面弯矩系数截面抵抗矩系数计算公式 2.5.32:?S?式中 ？L截面抵抗矩系数；M 荷载在该截面产生的弯矩；hO截面的有效高度；M?1fcbhO2?1矩形应力图系数；b截面宽度；fc混凝土轴心抗压强度设计值。相对受压区高度计算公式 2.5.42:?1 式中 ?相对受压区高度；？厂截面抵抗矩系数。受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式:As

17、?bfchOfy式中As受拉区纵向受力钢筋的截面面积；？一相对受压区高度；hO 截面的有效高度；b 截面宽度；fc混凝土轴心抗压强度设计值；fy 钢筋受拉强度设计值。表 2.5.2主梁的剪力计算图 4.2 主梁的弯矩包络图及剪力包络图2.5.3 截面承载力计算主梁跨内截面按 T 形截面计算，其翼缘计算宽度为：11b?l?6600mm?2200mm?b?s0?6700mm， f033并取 h0?650mm?35mm?615mm 。判别T形截面类型：按第一类 T形截面试算跨12内12截面a?1fcb'fh'f(h0?h'f)?14.3?2200?90

18、?(615?90)?1613.90KN? m?Mm，故主梁跨中截面均属于第一类 T形截面，中间支座截面 h0?650mm?80mm?570mm (因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面) 。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取。 h0?650mm?60mm?590mm主梁正截面及斜截面承载力计算见表 2.5.3 及 2.5.4b结构控制截面弯矩和剪力计算公式2.5.51: M边?M中?V0式中VO按简支梁计算的支座边缘处剪力设计值，VO?(g?q)l n;2g,q作用于结构上的恒荷载与活荷载的设计值；b 结构支座的宽度。混凝土和箍筋共同承担的剪力计算公式2.5.61：V?O.7ftbhO?1.25fyv式中 ft 混凝土轴心抗拉强度设计值；b 梁的截面宽度；hO梁的有效高度；fyv 箍筋抗拉强度设计值；V混凝土和箍筋共同承担的剪力；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；AsvhO ss沿构件长度方向箍筋的间距。受弯构件的最小尺寸应满足 2.5.72 : V?0.25?cfcbh0式中V构件斜截面上的最大剪力；?c混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过 C50时，取?c?1.0； 当混凝土强度等级为 C80时，取?c?0.8;其间按线性内插法取用； b 矩形截面的宽度，T形截面或工字形截面的腹板宽度；h0截面的有效高度