土木愚者《溷凝土结构设计》课程设计__现浇整体式单向板肋梁楼盖设计

1、现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计资料：某设计使用年限为50年工业用仓库，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格图1所示。图1结构平面布置图(1) 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层，=0.65 KN/m2 15mm厚混合砂浆梁板天花抹灰。(2) 活荷载：标准值为5KN/m2。(3) 恒载分项系数为1.2；活载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖活载标准值大于4 KN/m2）。(4) 材料选用：混凝土 采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。钢 筋 梁中受力纵筋才采用HRB335级（fy=300N/mm2）；其余采用HPB235级（fy=210N

2、/mm2）。一、 板和次梁按塑性计算1. 板的计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）板的l2/l1=5400mm/2000mm=2.7<3，按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。板的厚度按构造要求取h=80mmL1/40=2000mm/40=50mm。次梁截面高度取h=450mmL2/15=5400mm/15=360mm，截面宽度b=200mm，板尺寸支撑情况如图2所示。图2板的尺寸(1) 荷载恒载标准值30mm面层 0.65KN/m280mm钢筋混凝土板 0.08m×25KN/m3=2.000KN/m215mm混合砂浆天棚抹灰 0.015m×

3、;17KN/m3=0.225KN/m2 gk=2.875KN/m2线恒载设计值 g=1.2×2.875KN/m2=3.45KN/m线活载设计值 q=1.3×9KN/m2=11.7KN/m合 计 15.15KN/m即每米板宽 g+q=15.15KN/m(2) 内力计算计算跨度边跨 Ln+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.08/2=1.820m Ln+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.840m1.820m 取L0=1.840m中间跨 L0=2m-0.2m=1.800m计算跨度差（1.820m-1.800m）/1.800m=1.11%10%,说明

4、可按等跨连续计算内力（为简化起见，统一取L0=1.820m）。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图3所示：图3 1m宽板的计算简图连续板各截面弯矩计算见表1。连续板各截面弯矩计算 截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)4.562-4.5623.316-3.584表1（3）截面承载力计算b=1000mm，h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0,连续板各截面配筋计算见表2。 连续板各截面配筋计算 板带部位截面边区板带（，轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨

5、内、中间跨跨内中间支座M/( KN·m)4.562-4.5623.316-3.584s=M/1fcbh020.0890.0890.0640.0700.0930.0930.0660.072As=1bh0fc/fy/(mm2)380380270295选配钢筋10200102008/102008/10200实配钢筋面积/(mm2)393393322322板带部位截面中间区板带（轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/( KN·m)4.562-4.5623.316×0.8=2.653-3.584×0.8=-2.867s=M/1fcbh0

6、20.0890.0890.0510.0560.0930.0930.0520.058As=1bh0fc/fy/(mm2)380380213237选配钢筋102001020082008200实配钢筋面积/(mm2)393393251251表2中间区板带轴线间，各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如图4所示。（a）边区板带（b）中间区板带图4 板的配筋示意图次梁计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）取主梁的梁高h=700mmL1/12=6000mm/12=500mm,梁宽b=250mm,次梁有关尺寸及支撑情况图5所示。图5 次梁尺寸（

7、1） 荷载恒载设计值由板传来 3.45KN/m2×2m=6.9KN/m次梁自重 1.2×25KN/m3×0.2m×(0.5m-0.08m)=2.520KN/m梁侧抹灰 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.5m-0.08m)×2=0.257KN/m g=9.677KN/m活载设计值由板传来 q=11.7KN/m2×2m=23.4KN/m 合 计 g+q=33.077KN/m(2)内力计算计算跨度边跨 Ln=5.4m-0.12m-0.25m/2=5.155m Ln+a/2=5.155m+0.24m/2

8、=5.275m 1.025 Ln=1.025×5.155m=5.284m5.275m 取L0=5.275m中间跨 L0= Ln=5.4m-0.25m=5.150m跨度差（5.275m-5.150m）/5.150m=2.4%10%,说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图6所示。图6 次梁的计算简图连续次梁各截面弯矩及剪力计算见表3和表4。连续次梁弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数m1/11-1/111/16-1/14M=m(g+q)L02/(KN·m)83.671-83.67154.380-62.663表3连续次梁剪力计算截面端支

9、座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧剪力计算系数v0.450.60.550.55V=v(g+q)Ln/(KN)76.730102.30793.69093.690表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：边跨: bf=L0/3=5275mm/3=1758mmb+S0=200mm+1800mm=2000mm离端第二跨、中间跨: bf= L0/3=5150mm/3=1717mm梁高 h=500mm,h0=500mm-35mm=465mm翼缘厚 hf=80mm判别T形截面类型：跨内截面=0.010hf/h0=60mm/465mm=0.172,故各跨内截面均

10、属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h0=450mm-60mm=440mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=465mm，连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5和表6。连续次梁正截面承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M/( KN·m)83.671-83.67154.380-62.663(b=bf)0.0140.1510.0100.1010.0140.1650.0100.107As=1bh0fc/fy(b=bf)/(mm2)621692381475选配钢筋216+118+118+314314214+116

11、实配钢筋面积/(mm2)657761459509表5连续次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端支座内侧中间支座外侧、内侧V76.730102.30793.69093.690/332.475V314.600V314.600V332.475V/93.093V88.088V88.088V93.093V选用箍筋28282828/(mm2)101101101101/(mm)按构造按构造按构造按构造实配箍筋间距S/(mm)200200200200表6次梁配筋示意图见图7。图7 次梁配筋示意图三、主梁计算（按弹性理论计算）柱高H=4.5m，柱截面尺寸300mm×300mm,主梁的有

12、关尺寸及支撑情况见图8。图8 主梁尺寸（1） 荷载恒载设计值由次梁传来 9.677KN/m×5.4m=52.256KN主梁自重（折合为集中荷载） 1.2×25KN/m3×0.25m×(0.7m-0.08m) ×2m=9.3KN梁侧抹灰(折合为集中荷载) 1.2×17KN/m3×0.015m×(0.7m-0.08m) ×2m×2=0.760KN G=62.316KN活载设计值由次梁传来 Q=23.4KN/m×5.4m=126.36KN合 计 G+Q=188.676KN（2）内力计算边跨

13、Ln=5.4m-0.12m-0.3m/2=5.730mL0=1.025Ln+b/2=1.025×5.730m+0.3m/2=6.020mLn+a/2+b/2=5.730m+0.37m/2+0.3m/2=6.070m中间跨 Ln=5.4m-0.4m=5.700m L0= Ln+b=5.7m+0.3m=6.000m跨度差（6.020m-6.000m）/6.000m=0.33%10%,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，计算简图见图9。图9 主梁的计算简图在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行，跨内和支座截面最大

14、弯矩及剪力按下式计算，则M=KGL0+KQL0V=KG+KQ式中系数K值由附录7查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7和表8，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图10和图11所示。主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内KM1/( KN·m)KMB（MC）/( KN·m)KM2/(KN·m)0.24491.535-0.267-99.9970.06725.0510.289219.839-0.133-101.003-101.003-33.667-0.133-101.0030.200151.6320.229112.168-0.311(-0.089)-2

15、36.180(-67.588)0.170128.8720.274134.209-0.178(0.044)-135.177(33.414)-最不利荷载组合+311.374-201-75.952+57.868-201176.683+203.703-336.177(-167.585)66.583+225.744-235.174(-66.583)-表7主梁剪力计算序号计算简图端支座内侧中间支座（左）KVA/ VD/(KN)KVB左（VC左）/(KN)0.733(-0.733)45.678(-45.678)-1.267(-1.000)-78.954(-62.316)0.866(-0.866)109.42

16、8(-109.428)-1.134(0)-143.292(0)-0.133(0.133)-16.806(16.806)-0.133(-1.000)-16.806(-126.36)0.689(0.089)87.062(11.246)-1.311(-0.778)-165.658(-99.572)0.822(-0.044)103.867(-5.560)-1.178(0.222)-148.852(28.052)最不利荷载组合+155.106(-155.106)-222.246(-62.316)+92.622(-28.872)-95.760(-188.676)+132.74(-34.432)-244.6

17、12(-161.888)+149.545(-51.238)-227.806(-34.264)序号计算简图中间支座（右）KVB右（VC右）/(KN)1.000(1.267)62.316(78.954)0(1.134)0(143.292)1.000(0.133)126.36(16.806)1.222(0.089)154.412(11.246)0.222(-0.044)28.052(-5.560)最不利荷载组合+62.316(222.246)+188.676(95.76)+216.728(90.2)+90.368(73.394)表8（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：b

18、f=L0/3=6000mm/3=2000mmb+S0=5400mm,并取h0=700mm-35mm=665mm判断T形截面类型：跨内截面=0.053hf/h0=80mm/665mm=0.120,故各跨内截面均属于第一类T形截面。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0=700mm-60mm=640mm。支座截面按矩形截面计算，取h0=700m-80mm=620mm（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）。主梁正截面及斜截面承载力计算表见表1-15和表1-16。主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内M/( KN·m)311.374-366.177176.683-75.952V0·b/2/( KN