钢筋混凝土板肋形楼盖结构设计.docx

1、钢筋混凝土板肋形楼盖结构设计钢筋混凝土板肋形结构设计一、设计基本资料某水电站副厂房楼盖为3级建筑物，采用现浇钢筋混凝土单向板肋形结构。厂房现浇整体式钢筋混凝土肋形楼盖平面尺寸L1L2为30m19.8m，厂房周围用240mm厚砖墙砌筑。楼板构造及荷载：现浇板面面层采用20mm厚水泥砂浆，20KN/m3；现浇钢筋混凝土板容重25 KN/m3；板底、梁侧均为15mm厚混合砂浆粉刷17 KN/m3。楼面均布活荷载设计为6.0 KN/m2。材料：本设计将采用C20混凝土，板中钢筋及梁中箍筋均用HPB235箍筋，其它用HRB335钢筋。板、次梁、主梁的端支座搁置长度分别为120mm、240mm、240mm

2、，钢筋混凝土柱截面尺寸为400mm400mm。二、楼盖结构的平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为6m，主梁每跨内设置两根次梁，板的跨度为2.2m，l02/l01=6/2.22.7，按单向板设计。按跨高比计算，要求板厚h2200/40=55mm，一般对工业厂房建筑的楼盖板，要求h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l0（1/181/12）=6000*（1/181/12）=330500mm， 则截面宽度b=（1/21/3）h=（1/21/3）*500=166250mm，则次梁的高度和截面宽度分别取h=500mm，取b=200mm；主梁截面高度应

3、满足h=l0（1/151/10）=6600*（1/151/10）=440660mm，则截面宽度b=（1/21/3）h=（1/21/3）*650=216325mm，则主梁的高度和截面宽度分别取h=650mm，取b=300mm；楼盖结构平面布置图见下图肋形楼盖结构平面布置图三、板的设计1.荷载计算：板的恒荷载标准值20mm厚水泥砂浆面层 20*0.02=0.4KN/m280mm厚混凝土板 25*0.08=2.0 KN/m215mm厚水泥砂浆 17*0.15=0.255 KN/m2小计 2.655 KN/m2板的活荷载标准值： 6.0 KN/m2恒荷载分项系数取1.2，因楼板活荷载标准值大于4.0

4、KN/m2，考虑到电站厂房的重要性，所以活荷载分项系数应取1.5，则板的恒荷载设计值 g=2.655*1.2=3.186 KN/m2活荷载设计值 q=6.0*1.5=9 KN/m2荷载总设计为g+q=3.186+9=12.186 KN/m2，取近似值g+q=12.2 KN/m22.计算简图次梁截面为200mm*500mm，现浇板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨：l0=ln+h/2=（2200-100-120）+80/2=2020mm1.025ln=2030mm，取l0=2020mm中间跨：l0=ln=2200-200=2000mm因跨度偏差小于10%，可按等

5、跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如下图所示g+q=12.2 KN/m23.弯矩设计值：连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数m支承情况截面位置端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中A1B2C3梁、板搁支在墙上01/11二跨连续：-1/10三跨以上-1/111/16-1/141/16板与梁整交连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14由上表查得，板的弯矩系数m分别为：端支座0；边跨跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中间支座，-1/14；中跨中，1/16。故M1=-MB=（g+q）l012/11=12.3*2.022/

6、11=4.56kN*mMc=-（g+q）l012/14=-12.3*2.02/14=-3.51 kN*mM2=（g+q）l012/16=12.3*2.02/16=3.07 kN*m4.正截面受弯承载力计算：板厚80mm， h0=80-20=60mm；板厚b=1000mm。C20混凝土，1=1，fc=9.6N/mm2，HPB235，fy=210N/mm2。板配筋计算的过程列于下表截面1B2CM（kMm）M1MBM20.8M2MC0.8MC弯矩设计值（kM*m）4.56-4.563.072.4563.512.8081fcbh02（kN*m）1*9.6*10-3*1*602=34.56s=M/（1f

7、cbh00）0.1320.1320.0890.0710.1020.081=1-（1-2s）1/2（b=0.350）0.1420.1420.0930.0740.1080.085轴线计算配筋（mm2）As=bh0fc/fy390390255/296/实际配筋（mm2）8125402mm8125402mm8190265mm/8170296mm/轴线计算配筋（mm2）As=bh0fc/fy390390/203/233实际配筋（mm2）8125402mm8125402mm/6190207mm/8200251mm位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（MB、M3）和中间支座（

8、MC）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。四、次梁设计按考虑内力重分布设计。根据本厂房楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、荷载设计值恒荷载设计值：板传来的恒荷载 3.186*2.2=7.009kN/m次梁自重 0.2*（0.5-0.08）*25*1.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.015*（0.5-0.08）*2*17*1.2=0.257kN/m小计 g=9.786kN/m活荷载设计值 q=9*2.2=20.00kN/m荷载总设计值 g+q=29.81kN/m计算简图次梁在砖墙上的支承长度为180mm，主梁截面积为300mm*650mm。2、

9、计算跨度边跨l01=ln+/2=（6480-120-300/2）+180/2=6300mm1.025ln=1.025*6210=6365mm，取l01=6300mm 中间跨：l0= ln=6480-300=6180mm 因跨度偏差小于10%，可按等跨连续板计算。次梁的计算简图见下图g+q=29.81kN/m3、内力计算由M=m（g+q）l02可计算出弯矩M1、M2、MB、MC，计算结果如下表截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14M=m（g+q）l02（kNm）1/11*29.81*6.32=107.56-1/11*29.81*6.32=-107.561/16*29.81*6.18

10、2=71.16-1/14*29.81*6.182=-81.32由V=（g+q）ln可计算出剪力VA、VBl、VBr、VC，计算结果如下表截面位置ABlBrC0.450.600.550.55V=（g+q）ln（kN）0.45*29.81*6.3=84.510.60*29.81*6.3=112.680.55*29.81*6.18=101.320.55*29.81*6.18=101.324、截面承载力计算（1）次梁跨中按T形截面设计，T形截面的翼缘宽度bf，按bfl/3=6480/3=2160mm84.51kN截面满足0.25*1*9.6*200*440*10-3= 211.2kN112.68kN截

11、面满足0.25*1*9.6*200*440*10-3= 211.2kN101.32kN截面满足0.25*1*9.6*200*465*10-3= 223.2kN101.321kN截面满足Vc=0.7ftbh0（kN）0.7*1.1*200*465*10-3=71.61kNV需配箍筋0.7*1.1*200*440*10-3=67.76kNV需配箍筋0.7*1.1*200*440*10-3=67.76kNV需配箍筋0.7*1.1*200*465*10-3=71.61kNV满足67.76+1.25*210*10-3*440*56.6/150=111.34V满足71.61+1.25*210*10-3*4

12、65*56.6/150=117.67V满足Asb=（V- Vcs）/0.8fysin/（112.68-111.34）*103/（0.8*300*sin45。）=7.9mm2/选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起120118由于纵向钢筋充足，可弯起112由于纵向钢筋充足，可弯起114实配钢筋面积314.2mm2254.5 mm2113.1 mm2153.9 mm25、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，每一根箍筋距支座边50mm处，开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。五、主梁设计（按弹性理论计算）主梁尺寸300mm*650mm1.荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载次梁传来的

13、恒荷载：9.786*6.48=63.413kN主梁自重： （0.65-0.08）*0.3*2.2*25*1.2=11.286kN主梁粉刷重： 2*（0.65-0.08）*0.015*2.2*17*1.2=0.768kN小计 75.467kN恒荷载 G=75.467kN活荷载 Q=20.02*6.48=129.73kN2.确定计算跨度及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240mm，中间支承在400mm*400mm的混凝土柱上，其计算跨度为：边跨：ln=6600-400/2-120=6208mm，则0.025ln=6208*0.025=157.00mml01=ln+b柱/2+0

14、.025ln=6208+400/2+157=6637mm ln+b柱/2+/2=6208+400/2+240/2=6600mm，由于支承长度240mm不满足要求，故支承长度取370mm，从而取近似值l01=6640mm中跨：l0=6600mm主梁的计算简图见下图G=75.467kN3、内力计算（1）弯矩设计值：M=k1GL+k2QL其中，k1、k2可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻量跨的平均值。主梁弯矩计算项次荷载简图k/M1k/MBk/M2k/MC 0.244 122.27 -0.267 -133.39 0.067 33.37-0.267 -133.39 0.289

15、248.95 -0.133 -114.22/-0.133 -114.22/ -0.133 -114.22 0.200 171.24-0.133 -114.22 0.229 197.26 -0.311-267.09 0.170 145.55-0.089 -76.43 0.274 236.03 -0.178-152.87/0.044 37.79Mmin（kNm）组合项次+组合值-380.48178.92-247.61Mmax（kNm）组合项次+组合值371.22-247.61204.61-95.6由此可以做出下列几种情况的内力图：+；+；+；+将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图

16、。（2）剪力设计值：V=M=k3G+k4Q，其中k3、k4可由书中表查取.主梁剪力计算项次荷载简图k/VAk/VB左k/VB右 0.733 55.32 -1.267-95.62 1.00 75.467 0.866 112.35 -1.134 -147.11 0 0-0.133 -17.254 -0.133-17.254 1.00 129.73 0.689 89.38 -1.311 -170.08 1.222 158.53 0.822 106.63 -1.178-152.82 0.222 28.8组合项次Vmin（kN）+167.67+265.7+233.997同样可以绘出剪力包络图：4、主梁正

17、截面和斜截面承载力计算（主梁300*650 次梁200*500）（1）主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度bf，按bfl/3=6600/3=2200317.22 kNm(边跨)且963.07kNm204.61 kNm(中间跨中)，故各跨中截面属于第一类T形截面。（2）支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取h0=650-80=570mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0=615mm。正截面配筋计算截面位置1B2弯矩M（Nmm）371.22*106-380.48*106204.61*106-101.06*1061fcbh02或1fcbfh021.0*9.6

18、*2200*6152= 7988.12*1061.0*9.6*300*5802=968.832*1061.0*9.6*2200*6152=7988.112*1061.0*9.6*300*6152=1089.288*106as=M/1fcbfh02或as=M/1fcbh020.0460.3930.0260.093=1-（1-2s）1/2（b=0.55）0.0470.5370.0260.098s=1-0.50.9770.7320.9870.951As= M/s fyh0371.22*106/(0.977*300*615)=2059380.48*106/(0.732*300*580)=2987204

19、.61*106/(0.987*300*615)=1123.6101.06*106/(0.951*300*615)=576.6选配钢筋（mm2）622（弯4）2281mm2822（弯4）3041 mm2422（弯2）1520 mm2220628 mm2斜截面配筋计算截面AB左B右V（kN）167.67248.44104.267hw=h0-hf=580-80=500mm,因hw /b=500/300=1.67V，截面满足0.25*1*9.6*300*580*10-3=417.6V，截面满足0.25*1*9.6*300*580*10-3=417.6V，截面满足剪跨比：=2000/615=3.253.

20、0取=3.0Vc =1.75 ftbh0/（+1）（kN）1.75*1.1*300*615*10-3/（3+1）=88.79V需配箍筋1.75*1.1*300*580*10-3/（3+1）=83.73V需配箍筋83.73V满足83.73+1.0*210*10-3*580*101/150=165.74V满足Asb=（V- Vcs）/0.8fysin/（248.44-165.74）*103/（0.8*300*sin45。）=487.3mm2/选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起122125由于纵向钢筋充足，可弯起120实配钢筋面积380.1mm2490.9mm2314.2mm2验算最小配筋率sv=

21、 Asv/bs=101/（300*150）=0.00240.24ft/fyv=0.24*1.1/210=0.00126,满足要求。说明由于剪力图呈矩形，在支座A截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座B截面左边的2.2m范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座B截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150mm5、两侧附加横向钢筋的计算次梁传来的集中力：Fl=63.413+129.73=193.143kN，hl=650-500=150mm附加箍筋布置范围：s=2 hl +3b=2*150+3*200=900mm取附加箍筋8200mm，则在长度范围内可以布置箍筋的排数：m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置三排，另加吊筋118，Asb=254.5mm2，则由：2fyAsbsin+mnfyvAsv1=2*300*254.5*0.707+6*2*210*50