现浇单向板肋梁楼盖设计

1、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 1-1 所示，楼面做法见图 1-2 ，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：1 板、次梁内力按塑性内力重分布计算；2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。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；（ 2 ）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（ 5 ）施工图绘制整体式单向板肋梁楼盖设计步骤：1 设计资料（ 1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。（2）楼面做法：楼面面层用20mml水泥砂浆抹面（丫 =20kN/m3

2、）,板底及梁用15mm砂石灰砂浆抹底（丫 =17kN/m3）。材料：混凝土强度等级采用C30,主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB40减HRB335吊筋采用HRB335其余均采用HPB2352 、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度 为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图1-所示。按高跨比条件要求板的厚度 hA l/40 A2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼板，要求hn80mm所以板厚取 h=80mm次梁截面高度应满足 h=l/181/12=367550mm ,取h=550mm截面宽b=（1/21/3）h , 取 b=

3、250mm。主梁截面高度应满足为b=300mm柱的截面尺寸 bxh=400x 400mm2 3、板的设计按考虑塑性内力重 分布设计1）、荷载计算恒荷载标准值h=l/151/10=460690mm,取 h=650mm 截面宽度取20mm 水泥砂浆面层：0.02 ? 20=0.4kN/m280mmffi筋混凝土板：0.08 ? 25=2kN/m215mm板底石灰砂浆： 0.015 ? 17=0.255kN/m2小计活荷载标准值：10kN/m22因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3,恒荷载设计值：g=2.655 ? 1.2=3.186kN/m2 活荷载设

4、计值：q=10? 1.3=13kN/m2荷载总设计值：q+g=16.186kN/m2 ，近似取16.2kN/m2( 2)、计算简图1B2截面位置边跨跨中离端第二支座中间跨跨中弯矩系数a M计算跨度10(m)M= a M(g+2q)10C 中间支座 -1/14102=2.05-16.2? 2.052/14=-4.861/11101=2.095-1/11101=2.0951/16102=2.0516.2? 2.052/16=4.26(kN.m)16.2? 2.095/11=6.46-16.2? 2.0952/11=-6.46截面位置弯矩系数 a M计算跨度l0(m)表 1-8 板的弯矩设计值的计算

5、1B 边跨跨中离端第二支座1/11101=2.09516.2 X 2.0952/11=6.46-1/11101=2.095-16.2 X 2.0952/11=-6.462中间跨跨中1/16102=2.0516.2 X 2.052/16=4.26C 中间支座-1/14102=2.05-16.2 X 2.052/14=-4.86M= a M(g+q)102(kN.m)( 4)配筋计算正截面受弯承载力计算板厚 80mm h0=80-20=60mrn b=1000mm,C30昆凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2;HPB235 钢 筋， fy=210N/mm2.对轴线词间的板带，考虑起拱作用，

6、其跨内 2截面和支座C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20%。板配筋计算过程见表1-9表 1-9截面位置弯矩设计值(kN?m)a S=M/a 1fcbh0216.460.1250s=56154710140As=561板的配筋计算-6.460.1250.154710140As=56154710140As=56124 .260.0830.0873558140As=3590.8X 355=2848140As=359C- 4.860.0940.1 内0.0994098120As=4190.8 409=3278140As=359E =1-2 a s

7、轴线通通计算配筋（mm2 AS=E bhOa 1fc/fy 实际配筋（mm2计算配筋（mm2 AS=E bhOa 1fc/fy 实际配筋（mm2轴线词配筋率验算p min=0.45ft/fy=0.45 ? 1.43/210=0.31%p =AS/bh=0.7%p =AS/bh=0.7%p =AS/bh=0.45%P =AS/bh=0.45%（ 5）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墙内的板的附加钢筋。板的配筋图见附图。4 、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（ 1）荷载设计值：恒荷载设计值板传来的恒荷载： 3.186 ? 2.3=7.3278kN/m 次梁自重：

8、 0.25 ? (0.550.08) ? 25? 1.2=3.525kN/m 次梁粉刷： 2? 0.015 ? (0.55-0.08) ? 17? 1.2=0.2876kN/m值见表 1-10 和表 1-11截面位置弯矩系数a M计算跨度10(m)表 1-10 次梁的弯矩设计值的计算1B2 边跨跨中离端第二支座中间跨跨中1/11101=6.45-1/11101=6.451/16102=6.3C中间支座 -1/14102=6.3-M=a M(g+q)1m)20(kN.41.1?6.452/1141.1?6.452/1141.1?6.32/16-41.1? 6.32/14155.4kN ?m=-1

9、55.4kN ?m102.0kN ?m-116.5kN ?m截面位置表1-11次梁的剪力设计值的计算AB（左）B（右）边支座离端第二支座离端第二支座0.45ln1=6.330.45? 41.1 ? 6.33=117.1kNC中间支座 0.55ln2=6.3a剪力系数V净跨度 ln0.6ln1=6.330.6? 41.1 ? 6.330.55ln2=6.30.55? 41.1 ? 6.3V=a V（g+q）ln（kN）=142.4kN=156.1kN=142.4kN（ 4）配筋计算1 正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：'bf=l0/

10、3=6300/3=2100mmbf=b+Sn=250+2300-250=2300mm 故取 b'f=2100mm,C30 混凝土， a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2; 纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用 HPB235 fyv=210N/mm2,h0=550-35=515mm判别跨中截面属于哪一类T 形截面a1fcb'fh'f（h0-h'f/2）=1.0? 14.3 ? 2100? 80? （515-40）=1141kN ?m>M1>M2支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表1-12

11、。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） 。复核截面尺寸：hw=h0-h'f=515-80=435且 hw/b=435/250=1.74Vmax=156.1kN 故截面尺寸满足要求0.7ftbh0=0.7? 1.43 ? 250? 515=12887.9N=129kN>VA=117.1kN所以B和C支座均需要按计算配置箍筋，A支座均只需要按构造配置箍筋计算所需箍筋采用建双肢箍筋，计算Vcs=0.7ftbh0+1.25fyVB 支座左侧截面。Ah0, 可得箍筋间距1.25fyvAsvh01.25 ? 210? 56.6 ? 515s=281mmBL

12、-0.7t0156.1 ? 10-0.7 ? 1.43 ? 250? 515调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围将计算的箍筋面积增加 20%，现调整箍筋间距，S=0.8? 281=224.8mm,为满足最小配筋率的要求，最后箍筋间距 S=100mm配箍筋率验算：f 弯矩调幅时要求配筋率下限为 0.3t=0.3 ? 1.43=2.04 ? 10-3 。实际配箍率yVAsv56.6-3psv=2.264 ? 10>2.04? 10-3,满足要求250 ? 100因各个支座处的剪力相差不大，为方便施工，沿梁长不变，取双肢（5）施工图的绘制次梁配筋图如 1-5 （ c ）图所示，其中次梁纵筋锚固长

13、度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la= afytd=0.14 ?300? 22=646m砚 650mm.6100 。伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定： l=12d=12 ? 20=240mm梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12? 22=264mm取300mm.l=ln/5+20d=6330/5+20? 22=1706mrp 取 l=1750mm纵筋的截断点距支座的距离: 。表 1-12 次梁正截面受弯承载力计算截面弯矩设计值（kN?m）1155.43 55.4? 106B-155.44 55.4? 1062102.0102 ? 106C-1

14、16.51 ? 14.3 ? 250? 515116.5 ? 106a S=M/a 1fcbh021 ? 14.3 ? 2200? 515=0.0191 ? 14.3 ? 250? 515=0.1641 ? 14.3 ? 2200? 515=0.0122=0.1230.10.132? 250? 515? 1? 14.3=810.1W =1- 2 a s选配钢筋计算配筋（mm2 AS= bh0 a 1fc/fy实际配筋（mm20.0190.019? 2200? 515? 1? 14.30.10.164? 250? 515? 1? 14.3=1104.70.01230.0123 ? 2200? 5

15、15? 1? 14.3=664=1026220+122322122+2As=688.114222+1As=913.914As=1008.1As=1140图 1-5 （ c ）次梁的配筋图5 、主梁设计主梁内力按弹性理论设计：（ 1）荷载设计值。（为简化计算，将主 梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：11.1404 ? 6.6=73.5266kN主梁自重(含粉刷)：( 0.65-0.08) ? 0.3 ? 2.3 ? 25+2? (0.650.08) ? 0.015 ? 17? 2.3 ? 1.2=12.6013kN恒荷载：G=73.5266+12.6013=86.1279kN,取 G=86

16、.2kN 活荷载：Q=29.9? 6.6=197.34kN, 取 Q=197.4kN* 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，按下面简图确定图 1-7 主梁取脱离体时弯矩图02B 集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为。MA荷载组合+©时支座最大负弯矩 MB=-586.5kN?其它两个支座的弯矩为=0,MC=-282.1kN ?mi在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在 G+Q寸的简支梁弯矩图：则集中荷载处的弯矩值依次为461kN-rq 265.5kN m 167.3KN - m 268.7KN mC 最大时，集中荷载下的弯矩倒位

17、排列。同理，当荷载组合+©时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时，-MMB=MC=-342.4kN ?m，第一跨在集中荷载G作用下的弯矢I值分别为 85.4KN -28.7kN m,第二跨在集中荷载G + Q作用下的弯矩值为312.3kN?m +5 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，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+©时，VAmax=234.1kN ，至第二跨荷载处剪力降为 234.1-283.6= 49.5kN ；至第二集中荷载处剪力降为一49.5-283.6=- 333.1kN ,荷载组合+

18、74;时，VB最大,其，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( 4)配筋计算承载力计算VBl=-368kNC30 混凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;纵向钢筋 HRB400其中 fy=360N/mm2,箍筋采用 HRB235,fyv=210N/mm21 正截面受弯承载力计算及纵筋的计算。跨中正弯矩按T形截面计算，因 fl/3=6.9/3=2.3m和 b+Sn=6.6m翼缘计算宽度按0，中较小值确定，取b'f=2300mm。B支座处的弯矩设计值：h'/h=80/615=0.130&

19、gt;0.10MB=Mmax-V0b0.4=-586.5+283.6? =-529.9kN ?m。判别跨中截面属于哪一类T 形截面a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0? 14.3? 2300? 80? (615-40)=1512.9kN ?m>M1>M2属于第一类 T 截面正截面受弯承载力的计算过程如下验算截面尺寸：hw=h0-h'f=580-80=500mmhw/b=500/300=1.70.25 3 cfcbh0=0.25 ? 1.0? 14.3 ? 300? 580=622kN>V=36.8kN,可知道截面尺寸满足要求。验算是

20、否需要计算配置箍筋。0.7ftbh0=0.7? 1.43 ? 300? 580=174kN计算所需腹筋；采用8100双肢箍。=327.3kN>(VA=234.1kN 和 VBr=327.4kN)因此应在B支座截面左边应按计算配置弯起钢筋，主梁剪力图呈矩形，在B截面左边的2.3m范围内需布置3排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段，现先后弯起第一跨跨中的225 和支座处的一根 125鸭筋），'As=490.9mm2, 弯起角取Asvf50.3 ? 2=0.335%>0.24t=0.163%, 满足要求 . ? yvASVVCS=0.7ftbho+1.25fyvh050.3? 2=0

21、.7 ? 1.43 ? 300? 580+1.25 ? 210? ? 580p sv=a S=45OVsb=0.8fyAsbsin a =0.8 ? 360? 490.9 ? sin45 =99.95kNVcs+Vsb=327+99.95=426.95kN>Vmax=368kN（满足要求）3 次梁两侧附加横向钢筋计算。次梁传来的集中力 F=73.5+197.4=270.9kNh1=650-550=100mm, 附加箍筋布置范围：S=2h+3b=2? 100+3? 250=950mm取附加箍筋6 8100双肢箍，则长度s内可布置附加箍筋的排数：m=（950-250）/100+1=8, 次梁两侧各布置 4 排，另加吊筋118，As=254.5mm22fyAssina+mnfyvAsv1=2 ? 300? 254.5 ? 0.707+8 ? 2? 210? 50.3=277>270.9（ 可以 ）（ 5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断1 按比列绘出主梁的弯矩包络图2 按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于 h0/2 ，如 2 、 3 和 5 号钢筋。按第四