某多层厂房的楼盖单向板肋梁楼盖设计.docx

1、某多层厂房的楼盖单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计某多层厂房的楼盖平面如图1-31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。设计要求:1 . 1 . 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;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)(4)构造要求;计算简图；(2)内力分析；(3 )截面配筋计算;(5)施工图绘制图 1-31楼盖平面图图1-32 楼盖做法详图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/m

2、(=17kN/m 3 )。(3)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HRB400 或HRB335，吊筋采用 HRB335，其余均采用HPB235。2、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 1-33所示。面宽 b (1/21/3)h，取 b 250mm。面宽度取为b 300mm，柱的截面尺寸b xh=400 X400 mm 2。图1-33楼盖结构平面布置3、板的设计一一按考虑塑性内力重分布设计(1 )、荷载计算恒荷载标准值200.4kN /m2252kN/m217

3、0.255kN/m220mm水泥砂浆面层：0.0280mm钢筋混凝土板：0.0815mm板底石灰砂浆：0.015小计10kN/m22.655kN/m2活荷载标准值:因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 4.0kN/m2，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)、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图1-34 (a)所示,a= 120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为:IJ0I 2050 2300图1

4、-34 ( a)板的实际结构g+q=16. 2kN/mJ H j j i H H d H J U i i j J H H ；lF 2095 1 2050 gQ5Q 2050 j 旳95 j(3)弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差甘2.1%小于10%，可按等跨连续板计算由表12-2可查得板的弯矩系数a M,板的弯矩设计值计算过程见表1-8表1-8板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0Io1 =2.095l01 =2.095Io2=2.05l02 =2.05(m)2M M (g q)l0162 2.09

5、52 /11-16.2 2.0952/1116.2 2.052/1616.2 2.052/14(kN.m)=6.46=-6.46=4.26=4.86(4)配筋计算一一正截面受弯承载力计算板厚80mm, ho 80 20 60mm, b 1000mm,C30混凝土，aj 1.0, fc 14.3N/mm2; HPB235钢筋，fy 210N/mm2.对轴线-间的板带，考虑起拱作用，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截面位置1B2C弯矩设计值(kN m)6.46-6.464.26-4.86as = M/aifcbh 0

6、20.1250.1250.0830.0940.130.10.130.1 沁E 1Jl 2 s44V0.350.0870.099V0.35轴线-计算配筋(mm 2)As二 Sbh 0 a lfc/f y547547355409实际配筋钊10140* 10140钊 8140如 8120(mm 2)As=561As=561As=359As=419轴线-计算配筋(mm 2)As= Hbh 0 a lfc/f y5475470.8 X355=2840.8 X409=327实际配筋(mm 2)如10140钊 10140如 8140如 8140As=5As=561As=35As=359表1-9板的配筋计算6

7、19配筋率验算min 0.45ft/ fy0.45 1.43/2100.31%As/bh0.7%As/bh0.7%As/bh0.45%AS/bh0.45%(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。板的配筋图如图图 1-34 ( c)所示。I *图1-34 (c)板配筋图4、次梁设计一一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：0.25 (0.55 0.08) 25 1.2 3.525kN/m次梁粉刷：2 0.015 (0.55 0.08) 17 1.2 0.287

8、6kN/m小计g 11.1404kN/m活荷载设计值：q 13 2.3 29.9kN/m荷载总设计值：q g 29.9 11.1404 41.0404kN/m,取荷载 41.1kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图（1-35 （a）图）可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm ，主梁宽度为b=300mm 。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定:边跨 lo1 In a/2 (6600 120 300/2) 240/2 6450mm1.0251 n 1.025 63306488mm,所以次梁边跨的计算跨 度取l01 6450mm中间跨 102 ln 6600 300 6300mm计算简图

9、如图1-35 （ b）所示。1116330 1IL 63C0 Jjtf&m 1il 翊li 6600J J : 2图1-35 （ a）次梁的实际结构11 H j JI H I u I j I 屮 H A /ST1 2 IC 2 XF 21 64 和 閃 00 1 6300 6300 B450图1-35 (b)次梁的计算简图(3)弯矩设计值和剪力设计值的计算6450 6300 2 4%因边跨和中间跨的计算跨度相差 6300 2.4%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表1-2，1-3可分别查得弯矩系数 M和剪力系数V。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表 1-10和表1-11表1-10次梁的弯矩设计

10、值的计算截面位置1B2C边跨跨中离端第二支中间跨跨中间支座座中弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度IoIo1 = 6.45l01 =6.45l02 6.3I026.3（m）2M M（g q）|0（kN.2-241.1 6.45 /1141.1 6.452 /1141.1 6.32/1641.1 6.3 /14m）=155.4kN m102.0kN m116.5kN m155.4kN m表1-11次梁的剪力设计值的计算B（左）B（右）截面位置离端第二支离端第二支边支座中间支座剪力系数V0.450.60.550.55净跨度lnln1 =6.33ln1 =6.33ln2=6.3ln

11、2 =6.3V V(g q)ln0.45 41.1 6.33=0.6 41.1 6.330.55 41.1 6.30.55 41.1 6.3(kN)117 .1 kN=156.1kN=142.4kN=142.4kN(4 )配筋计算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 I0/3 6300/3 2100mmbf b Sn 250 2300故取 bf 2100mm,C 30混凝土， a1 1.0, fcfy 300N/mm2,箍筋采用250 2300mm14.3N/mm 2, ft 1.43N/mm 2;纵向钢筋采用 HRB335 ,HPB2

12、35，fyv 210N/mm2,h0 550 35515mm判别跨中截面属于哪一类T形截面aifcbfhf(ho hf/2) 1.0 14.3 2100 80 (515 40) 1141kN m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。截面1B2C弯矩设计值(kN m)155.4-155.4102.0-116.5155.4 106155.4 106102 106116.5 1061 14.3 2200 5152 =0.01 14.3 250 5152 =0.161 14.3 2200 5152 =0 011 14.3 250 5152as=M/ afcbh 02=0.1231

13、9422E1 J 2 s0.0190.10.180.350.01230.10.13212d=12 22=264mm ，取 300mm.纵筋的截断点距支座的距 离.1 ln/5 20d 6330/5 20 22 1706mm,取I 1750mm图1-35 (c)次梁的配筋图5、主梁设计一一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主梁自重(含粉刷)：(0.65 0.08)12.6013kN恒荷载：G活荷载：Q0.3 2.3 25 273.5266kN(0.65 0.08) 0.015 17 2.3 1.286.127

14、9kN,取 G 86.2kN73.5266 12.601329.9 6.6 197.34kN,取Q 197.4kN(2 )计算简图主梁的实际结构如图1-36(a)所示，由图可知，主梁端部支承在墙上的 支承长度a为370mm, 中间支承在400mm 400mm的混凝土柱上，其计算 跨度按以下方法确定：边跨丨， 6900 200 120 6580mm,164.5mm al 2 185mm,n1因为0.025丨,n1所以边跨取 I 1.0251 bl2 1.025 6580 200 6944.5mm,近似取丨 6945mm,01 n1中跨丨6900mm.。计算简图如图1-36 (b)所示。图1-36

15、 (a)主梁的实际结构Q-197- 4kNG=86. 2k5JA.3300 23QO e3QQ a3QQ a3QQ 卜3皿56945- 6900图1-36 (b)主梁的计算简图(3 )、内力设计值计算及包络图绘制 因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。弯矩值计算:弯矩：M kG k2Ql，式中k1和k2由附表1查得表 1-13主梁的弯矩设计值计算(kN m )kMBkM2恒载活载活载活载项次荷载简图Cl flA B C D活载. qpii IQ 刽屮T 十组合项次M min (kN m)弯矩图示意图0.244146 .10267416010.06739.90.2674160.10.289

16、396.20.04461.70.229313.90.089 /3*40 .784.40.13318230.133181.20.133wM0.133182.30.200272.4QJ.B坐 丽0.31142640.089122.0-586.0.096*130.8122n0.17231.60.311426 .4-586.55+组合项次+M max (kN m)542.3-282.1312.3-282.1*注：此处的弯矩可通过取脱离体，由力的平衡条件确定。根据支座弯矩，按下面简图确定、剪力设计值:剪力：V k3G K4Q,式中系数k3, k4，由附录仲查到，不同截面的剪力值经过计算如表1-14所示。

17、项次荷载简图k 石kkVBr0.7331.2671.00恒载63.2109.286.2!jL20.8661.1340活载A B C D170.9223.900.6891.3111.222A a c n136.0258.8241.2活载活载Q|Q| Q| |Q4包丄2 b丄；(丄 A B C tf0.08917.60.08917.60.778153.6+组合项次+-126.+Vmax (kN)234.18327.4+组合项次+Vmin (kN)45.6-36886.2弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，Ma QMb 160-1 182-3 342-

18、4kN m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G Q 86.2 197.4 283-6kN作用下的简支梁弯矩图:个集中荷载下的弯矩值为-(G Q)loi Mb 542.4kN m M max3 31(G Q)loi 2Mb 4283kN m第二集中荷载作用下弯矩值为3( )01 3 B 。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1Gl02 MB 144.14kN m3荷载组合+时支座最大负弯矩M B 586.5kN m，其它两个支座的弯矩为Ma 0，Mc 282.1kN m，在这三个支座弯矩间连线，

19、以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在 G+Q时的简支梁弯矩图: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 MC最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。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，Mb Me 342.4kN m，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为85.4KN m，-28.7kN m,第二跨在集中荷载G + Q作用下的弯矩值为 312.3kN m1+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。A

20、max荷载组合+时，VAmax 234.1kN，至第二跨荷载处剪力降为-49.5 234.1-283.6二 49.5kN ；至第二集中荷载处剪力降为283.6= 333.1kN，荷载组合+时，vb最大，其Vbi 368kN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 1-38图。图1 38主梁弯矩包络图和剪力包络图(4)配筋计算承载力计算C30混凝土，d 1.0, fc 14.3N/mm2,ft 1.43N/mm2;HRB400 其中 fy 360N/mm2,箍筋采用 HRB2 35, fy, 210N/mm2正截面受弯承载

21、力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面计算，因hf / ho 80/615 0.130 0.10翼缘计算宽度按l0 /3 6-9/3 2-3m和b Sn 6.6m，中较小值确定，取bf 2300 mm。2支座处的弯矩设计值:M B M max V0 b 586.5 283.6 04 529.9kN m22o判别跨中截面属于哪一类T形截面a1fcbfhf(h0 hf/2) 1.0 14.3 2300 80 (615 40) 1512.9kN m M1 M2均属于第一类T截面表 1-15正截面受弯承载力的计算过程如下截面1B2弯矩设计值（kN.m)542 . 3529.9312.3141.3542

22、.3 106529.9 106312.3 106141.3 106as=M/ a1fcbh 021.0 14.3 2300 59020.0471.0 14.3 300 58020.3671.0 14.3 2300 61520.0251.0 14.3 300 60020.0910.0480.50.4840.510.0250.50.096(V a=234. 1kN 和 VBr=327.4 kN) V Bl =368 kN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），OAs=490.9 mm 2,弯起角取 s 45Vsb 0.8fyAsbSin 0.8 360 490.9 sin 45 99.95kNVcs Vsb 327 99.95 426.95kN Vmax 368kN（满足要求）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8100,双肢箍，则长度18 ,（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的