整理单向板肋梁楼盖结构设计.docx

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整理单向板肋梁楼盖结构设计

单向板肋梁楼盖课程设计（138号）

1、设计资料

（1）楼面做法：

20mm厚水泥沙浆面层，钢筋砼现浇板，20mm厚石灰砂浆抹底。

（2）材料：

混凝土C25级，钢筋直径≤10mm用HRB235级，直径≥12mm用HRB335级。

（3）楼面活载：

6KN/m2

2、楼盖的结构平面布置

主梁横向布置，次粱纵向布置。

主梁跨度6.9m，次粱跨度6.6m，主梁每跨内布置两根次粱，板的跨度为2.3m，l02/l01=6.6/2.3=2.87，根据要求按单向板设计。

按跨高比条件，要求板厚h≥2300/40=57.5mm，对于工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取板厚h=80mm。

次粱截面高度应满足h=l0/18~l0/12=366.67~550mm。

考虑到楼面活荷载比较大，取h=500mm。

截面宽度取为b=200mm。

宽高比为2/5，不必进行挠度和裂缝宽度验算。

主梁的截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6900/15~6900/10=460~690mm，取h=650mm，截面宽度取为b=300mm。

宽高比为b/h=300/650=0.46，不必进行挠度和裂缝宽度验算。

布置图见右

3、内柱截面尺寸核算

300=b主=300>b次=200，l0/b=4500/300=15<25，可用。

4、板的设计

（1）荷载

板的恒荷载标准值：

20mm厚水泥沙浆0.02×24=0.48KN/m2

80mm厚钢筋砼楼板0.08×25=2KN/m2

20mm厚石灰沙浆0.02×17=0.34KN/m2

小计2.82KN/m2

板的活荷载标准值：

6KN/m2

恒荷载分项系数取1.2；因楼面活荷载标准值大于4KN/m2，所以活荷载分项系数应取1.3。

于是板的

恒荷载设计值g=2.82×1.2=3.384KN/m2

活荷载设计值q=6×1.3=7.8KN/m2

荷载总设计值g+q=11.184KN/m2，近似取为11.2KN/m2

（2）计算简图

次粱截面为200mm×500mm，现浇板在墙上的支承长度120mm，按内力重分布设计，板的计算跨度：

边跨l0=ln+h/2=2300－100－120+80/2=2120mm

中间跨l0=ln=2300－200=2100mm，因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。

取1m宽板作为计算单元，计算简图如下

（3）弯矩设计值

查表得板的弯矩系数αm分别为：

边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。

故

M1=-MB=（g+q）l012/11=11.2×2.122/11=4.58kN·m

MC=-（g+q）l012/14=-11.2×2.122/14=-3.6kN·m

M2=（g+q）l012/16=11.2×2.122/16=3.15kN·m

（4）正截面受弯承载力计算

板厚80mm，h0=80－20=60mm;板宽b=1000mm。

C25混凝土,α1=1,fc=11.9kN/mm2；受力钢筋直径≤10mm，故采用HPB235钢筋，fy=210kN/mm2。

板配筋计算的过程列于表

截面

弯矩设计值（kNm）

4.58

-4.58

3.15

-3.6

αs=M/α1fcbh02

0.107

0.074

0.084

ξ=1－

0.113

0.077

0.088

轴线①-②④-⑤

计算配筋As=ξbh0fc/fy

384

262

299

实际配筋mm2

φ8@120As=402

φ6/8@120As=314

轴线②-④

计算配筋As=ξbh0fc/fy

384

262×0.8=210

299×0.8=239

实际配筋mm2

φ8/10@160As=386

φ6/8@160As=237

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=237/1000×80=0.29%≥0.45ft/fy=0.45×1.27/210=0.27%，可以；同时此值大于0.2%，符合要求。

5、次粱设计

按考虑内力重分布设计。

根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次粱和主梁的活荷载不考虑从属面积的荷载折减。

（1）荷载设计值

恒荷载设计值

板传来恒荷载3.384×2.3=7.78kN/m

次粱自重0.2×（0.5－0.08）×25×1.2=2.52kN/m

次粱粉刷0.02×[（0.5－0.08）×2+0.2]×17×1.2

=0.42kN/m

小计g=10.72kN/m

活荷载设计值

q=7.8×2.3=17.94kN/m

荷载总设计值

g+q=28.66kN/m

（2）计算简图

次粱在砖墙上的支承长度为240mm。

主梁截面为300mm×650mm。

计算跨度：

边跨l0=ln+a/2=6600－120－300/2+240/2=6450mm<1.025ln=1.025×6330=6488mm，取l0=6450mm

中间跨l0=ln=6600－300=6300mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。

次粱计算简图如下

（3）内力计算

查表可得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值：

M1=-MB=（g+q）l02/11=28.66×6.452/11=108.39kN·m

M2=（g+q）l02/16=28.66×6.32/16=71.09kN·m

MC=－（g+q）l02/14=－28.66×6.32/14=－81.25kN·m

剪力设计值：

VA=0.45（g+q）ln1=0.45×28.66×6.45=83.18kN

VB1=0.60（g+q）ln1=0.60×28.66×6.45=110.91kN

VB2=0.55（g+q）ln1=0.55×28.66×6.3=99.31kN

VC=0.55（g+q）ln1=0.55×28.66×6.3=99.31kN

（4）承载力计算

1）正截面受弯承载力

正截面受弯承载力计算时，跨内按T型截面计算，翼缘宽度取bf=l/3=6600/3=2200mm；又bf=b+Sn=200+2100=2300mm，故取bf=2200mm。

除支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。

C25混凝土，α1=1.0，fc=11.9kN/mm2，ft=1.27kN/mm2，因受力钢筋直径≥10mm，故按要求纵向钢筋采用HRB335钢，fy=300kN/mm2，箍筋采用HPB235钢，fyv=210kN/mm2。

正截面承载力计算过程列于表。

经判别：

α1fcb`fh`f=1.0×11.9×2200×80=2.1×106kN>fy·As=300×771=0.2×106kN，故跨内截面均属于第一类T形截面。

截面

弯矩设计值（kN·m）

108.39

－108.39

71.09

－81.25

αs=M/α1fcbh02或αs=M/α1fcb`fh02

0.0191

0.235

0.0126

（2）评价范围。

根据评价机构专业特长和工作能力，确定其相应的评价范围。

0.158

（四）规划环境影响评价的审查ξ=1－

规划环境影响评价技术导则由国务院环境保护主管部门会同国务院有关部门制定；规划环境影响评价技术规范由国务院有关部门根据规划环境影响评价技术导则制定，并抄送国务院环境保护主管部门备案。

0.019

专项规划中的指导性规划　环境影响篇章或说明0.272<0.35

（4）预防或者减轻不良环境影响的对策和措施的合理性和有效性；0.013

1.规划环境影响评价的技术依据0.173<0.35

As=ξbh0fc/fy或As=ξb`fh0fc/fy

771

949

528

620

（1）是否符合环境保护相关法律法规。

选配钢筋（mm2）

2φ12+2φ20；As=856

右2φ12+2φ22As=986；左2φ12+2φ22As=986

2φ12+2φ14；As=534

2φ12+2φ16；As=628

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原则；同时As/bh=534/200×500=0.53%>ρmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/300=0.19%，也大于0.2%，故符合要求。

2）

3）安全预评价方法可分为定性评价方法和定量评价方法。

斜截面受剪承载力

3）应用污染物排放标准时，依据项目所属行业、环境功能区、排放的污染物种类和环境影响评价文件的批准时间确定采用何种标准。

综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行，即：

有行业排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。

包括：

截面尺寸的复核、负筋计算和最小配箍率验算。

大纲要求验截面尺寸：

hw=h0－h`f=440－80=360mm，因hw/b=360/200=1.8<4,截面尺寸按下式验算：

0.25βcfcbh0=0.25×1×11.9×200×440=261.8kN>Vmax=110.91kN。

故截面尺寸满足要求。

0.7ftbh0=0.7×1.27×200×440=78.23kN

计算所需腹筋：

采用φ6双肢箍，计算支座B左侧截面。

由Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s可得箍筋间距

s=1.25fyvAsvh0/（VB2－0.7ftbh0）=200mm

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍面积增加20%或箍筋间距减小20%。

现调整间距，s=0.8×200=160mm，最后取箍筋间距150mm。

为方便施工，沿梁长不变。

验算配筋率下限值：

弯矩调幅时要求的配箍率下限值为：

0.3ft/fy=0.3×1.27/210=0.18%，实际配箍率ρsv=Asv/bs=56.6/（200×150）=0.189%>0.18%,满足要求。

6、主梁设计

主梁按弹性方法设计。

（1）荷载设计值

为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。

次粱传来恒荷载10.72×6.6=70.75kN

主梁自重｛（0.65－0.08）×0.3×2.3×25+[2×（0.65－0.08）+0.3]×0.02×2.3×17｝×1.2=13.15kN

恒荷载小计G=70.75+13.15=83.90kN，取G=85kN

活荷载Q=17.94×6.6=118.4，取Q=120kN

（2）计算简图

主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm；中间支承在300mm×300mm的混凝土柱上。

两跨计算跨度

ln=6900－150－120=6630mm，因0.025ln=166

M1,2,max=0.222×85×6.95+0.278×120×6.95=363.00kN·m

MB,max=－0.333×6.95×（85+120）=－474.44kN·m

2）剪力设计值

剪力V=k3G+k4Q

VA,max=0.667×85+0.833×120=156.66kN

VB右,max=－VB左,max=1.333×85+1.333×120=273.27kN

3）弯矩、剪力包络图

弯矩包络图：

第2跨有活荷载，第2跨没有活荷载

MB=－0.333×85×6.95－0.167×120×6.95=－336kN·m

在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=－336kN·m的连线为基线，作G=85kN，Q=120kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：

1/3（G+Q）l0+MB/3=1/3（85+120）×6.95－336/3=363kN·m（与前面计算的M1,2,max=363kN·m一致）

1/3（G+Q）l0+2MB/3=1/3（85+120）×6.95－2×336/3=251kN·m

在第2跨内以支座弯矩MB=－336kN·m，MC=0的连线为基线，作G=85kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1和第2个集中荷载作用点处的弯矩值分别为：

1/3Gl0+2MB/3=1/3×85×6.95－2×336/3=－27.08kN·m

1/3Gl0+MB/3=1/3×85×6.95－336/3=84.92kN·m

第2跨有活荷载，第1跨没有活荷载对称可知。

包络图见右

剪力包络图：

第1跨：

VA,max=156.66kN；过第1个集中荷载后为156.66－85－120=－48.34kN；过第2个集中荷载后为－48.34－85－120=253.34kN。

VB左,max=－273.27kN；过第1个集中荷载后为－273.27+85+120=－68.27；过第2个集中荷载后为－68.27+85+120=136.73kN。

跨内按T形截面计算因h`f/h0=80/（650－50）=0.13>0.1，翼缘计算宽度按l/3=6.95/3=2.32m和b+sn=6.6m中较小值确定，取b`f=2.3m。

B支座边的弯矩设计值MB=MB,max－V0b/2=－474.44+（85+120）×0.3/2=－443.69kN·m。

纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。

因α1fcb`fh`f=1.0×11.9×2300×80=2.2×106kN>fyAs=300×2056=0.62×106kN，跨内截面经判别都属于第一类T形截面。

计算结果表明，αs均小于αs,max=0.399，满足要求；最小配筋率ρ=As/bh=2101/300×650=1.07%>ρmin=0.45ft/fy=0.45×1.27/300=0.19%，同时也大于0.2%，满足要求。

主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。

2）斜截面受剪承载力

验算截面尺寸：

hw=h0－h`f=580－80=500，因hw/b=500/300=1.67<4，截面尺寸按下式验算：

0.25βcfcbh0=0.25×1×11.9×300×580=517.65kN>Vmax=273.27kN，截面尺寸满足要求。

0.7ftbh0=0.7×1.27×300×580=154.7

计算所需负筋：

采用φ8@200双肢箍，

Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s=0.7×1.27×300×580+1.25×210×100.6/200×580=231.27kN

VA,max=156.66kNVcs，支座B截面左右尚需配置弯起筋，弯起筋所需面积（αs=450）

Asb=（VB右,max－Vcs）/0.8fysinαs=（273.27－231.27）×103/（0.8×300×0.707）=247.5mm2

主梁剪力图呈矩形，在B截面两侧2.3范围内需布置三排弯起筋才能覆盖此最大剪力段，现分三批弯起各跨跨中的φ25二级钢筋，Asb=491mm2>247.5mm2。

验算最小配箍率：

ρsv=Asv/bs=100.6/（300×200）=0.168%>0.24ft/fyv=0.145%

满足要求。

次粱两侧附加横向钢筋的计算；

次粱传来集中力Fl=70.75+118.39=189.1kN，h1=650－500=150mm，附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2×150+3×200=900mm。

取附加箍筋φ8@200双肢箍，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排，次粱两侧各布置3排。

另加吊筋1φ18（二级钢），Asb=254.5mm2

2fyAsbsinα+m·nfyvAsv1=2×300×254.5×0.707+6×2×210×50.3=234.7kN>Fl，满足要求。

因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大余200mm。

现每侧配置2φ14二级钢，308/（300×570）=0.18%>0.1%，满足要求。