某多层厂房的楼盖单向板肋梁楼盖设计说明

1、.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 ）施工图绘制图1-31楼盖平面图.专业 .专注.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 。（ 2）楼面做法 ：

2、楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面 （=20kN/m3）， 板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底 （ =17kN/m3 ）。（ 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。按 高 跨 比 条 件 要 求 板 的 厚 度 hl/40 2300/4057.5mm ， 对 工 业 建 筑 的 楼 板 ， 要 求h 80 m

3、m ，所以板厚取 h80mm 。次 梁 截 面 高 度 应 满 足 hl /18 l /12367 550mm ， 取 h550mm ， 截 面 宽b (1/ 2 1/ 3)h ，取 b250mm 。主梁截面高度应满足hl /15 l /10460 690mm , 取 h650mm ， 截面宽度取为b300mm ，柱的截面尺寸b ×h=400 ×400 mm 2。.专业 .专注.图 1-33楼盖结构平面布置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水泥砂浆面层：200.4kN / m220mm0.02钢筋混凝土板：252kN / m280mm0

4、.08板底石灰砂浆：170.255kN / m215mm0.015小计2.655kN/m 2活荷载标准值 ：10kN/m 2因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m 2，所以活荷载分项系数取1.3 ，恒荷载设计值： g2.6551.23.186kN / m2活荷载设计值： q101.313kN / m2荷载总设计值： qg16.186kN / 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 ， 由图可知：次梁截面为.专业 .专注.b=250mm，现浇板在墙上的支承长度为a= 120mm ，则按塑性内力重

5、分布设计，板的计算跨度为 ：边跨按以下二项较小值确定：l 01l nh / 2(2300120250 )802095 mm22l na(2300120250 )1202115 mm222所以边跨板的计算取l 012095mm中跨 l 01l n23002502050 mm板的计算简图1-34 （ b ）所示 。图 1-34 （ a）板的实际结构图 1-34(b) 板的计算简图（ 3）弯矩设计值209520502.1%2050因边跨与中跨的计算跨度相差小于 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.专业

6、 .专注.截面位置弯矩系数M1B2C边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l001l01=2.095l02=2.05l02=2.05l =2.095(m)216.22/162MM ( g q )l 016.2 2.0952 /11=- 16.2 2.09522. 0516.2 2.05 / 14/116.46= 4.26=4.86(kN.m)= - 6.46（ 4） 配筋计算 正截面受弯承载力计算板厚 80mm， h0 80 20 60mm，b 1000mm,C30混凝土， a1 1.0, f c 14.3N/mm 2 ; HPB235钢筋， f

7、y 210N/mm 2 .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表 1-9板的配筋计算截面位置弯矩设计值 （ kNm ）s=M/ 1 fcbh 02 1 1 2 s计算配筋 （ mm 2 ）轴线AS= bh 0 1 fc/f y 实际配筋 （ mm 2 ）1B2C6.46-6.464.26-4.860.1250.1250.0830.0940.1340.1<0.134<0.350.0870.1 0.099<0.35547547355409101401014081

8、408120.专业 .专注.As=561As=561As=359As=419计算配筋 （ mm 2 ）5475470.8 × 355=2840.8 × 409=327AS= bh01 fc/f y轴线101401014081408140实际配筋 （ mm 2）As=561As=561As=359As=359配筋率验算min0.45 f t / f yAS / bhAS /bhAS /bhA / bhS0.451.43/ 2100.7%0.7%0.45%0.45%0.31%（ 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

9、图如图图1-34 （ c）所示 。图 1-34 （ c） 板配筋图.专业 .专注.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：2.37.3278kN/m3.186次梁自重：251.23.525kN/m0.25 (0.55 0.08)次梁粉刷：0.015(0.550.08)171.20.2876kN/m2小 计g11.1 4 k0 N4 / m活荷载设计值： q132.329.9kN/m荷载总设计值： qg29.911.140441.0404kN/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

10、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l 01l na / 2（120）240/ 26450mm6600300/ 21.025ln1.025 63306488mm, 所以次梁边跨的计算跨 度取 l 016450mm中间跨 l 02 l n66003006300mm计算简图如图1-35 （ b ）所示 。图 1-35 （a）次梁的实际结构.专业 .专注.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645063002.4%因边跨和中间跨的计算跨度相差6300小于 10% ，可按等跨连续梁计算。由表1

11、-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 次梁的弯矩设计值的计算截面位置1B2C边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度 l0l01 = 6.45l01 =6.45l02 =6.3l02 =6.3(m)MM ( g q)l 02-/1641.1 6.32 / 14(kN.41.1 6.452 /1141.1 6.32m)=41.1 6.452 /11=155.4kNm102.0kNm=- 155.4kN m116.5kN m表 1-11 次梁的剪力设计值的计

12、算截面位置AB(左)B(右)C.专业 .专注.剪力系数V.边支座离端第二支座离端第二支座中间支座0.450.60.550.55净跨度 lnln1 =6.33ln1 =6.33ln2 =6.3ln2 =6.3V V (g q)ln0.6 41.1 6.330.55 41.1 6.30.55 41.1 6.30.45 41.1 6.33=(kN)= 156.1kN= 142.4kN= 142.4kN117 .1kN（ 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：bfl 0 / 3 6300 / 32100mmbfbSn250 23002

13、50 2300mm故取 bf2100mm,混凝土，a11.0, f c14.3N/mm2, ft1.43N/mm2;纵向钢筋采用HRB335 ,C 30f y300N/mm 2 ,箍筋采用 HPB 235， f yv210N/mm 2 , h0 550 35515mm判别跨中截面属于哪一类T 形截面a1 f cb f h f( h0h f/ 2)1.014.3 2100 80 (515 40 ) 1141kN mM1 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 。截面1B2C弯矩设计值 （ kN m ） 155.4-155.4102.0-116.5106106116.510

14、6s=M/1 fc bh 02155.4155.4102106114.32505152114.322005152 =0.019114.32505152=0.164114.32200515 2 =0.0122=0.123 11 2 s0.0190.1<0.18<0.350.01230.1<0.132<0.35.专业 .专注.选计算配筋 （ mm 2 ）0.0192200515 114.30.164250515 114.30.01232200515114.30.132250515 114.3300=1026300=1104.7300=664300=810.1配 A S= b

15、h 01 fc /f y钢220+1 223 22122 + 2 14222+1 14实际配筋 （ mm 2 ）筋As=1008.1As=1140As=688.1As=913.9表 1-12次梁正截面受弯承载力计算 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：h wh0 h f51580435 且 h w / b435 / 2501.744, 截面尺寸按下式验算0 .25c f c bh 00.251 .014 .325051546 0kNV max156 .1kN故截面尺寸满足要求0.7 f t bh0 0.71.4325051512887.9N129k

16、N VA117.1kNVB和 VC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6双肢箍筋，计算B 支座左侧截面。Vcs0.7 ft bh01.25 f y VAsv h0 , 可得箍筋间距ss1.25 f yv Asv h01.2521056 .6515156 .1 10 3281 mmV BL0.7 ft bh 00.7 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=0.8281=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 t0.31.4

17、330.32.0410f y V210弯矩调幅时要求配筋率下限为。 实际配箍率Asv56.62.264 1032.04103, 满足要求sv250 100bs.专业 .专注.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6100 。（ 5）施工图的绘制次梁配筋图如1-35 （ c ）图所示 ，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l l af y30022 646 mm ,f td 0.14取 650mm.1.43伸入墙支座时 ，梁底面纵筋的锚固长度按确定： l=12d=1220=240mm梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=12

18、22=264mm ，取 300mm.纵筋的截断点距支座的距离: lln / 520d6330/ 520 22，取1706mml 1750mm 。.专业 .专注.图 1-35 （ 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 6.673.5266kN主梁自重（含粉刷）：（0.08)0.32.3252(0.650.08)0.015172.31.20.6512.6013kN恒荷载： G73.526612.6013 86.1279kN ,取 G 86.2kN活荷载： Q29.96.6197.34

19、kN ,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 400mm400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨 ln16900 2001206580mm,因为 0.025l164.5mma / 2185mm，n1所以边跨取 l1.025lb / 21.025 6580 200 6944.5mm, 近似取 l 6945mm,01n1中跨 l6900mm.。计算简图如图1-36 （ b ）所示 。图 1-36(a)主梁的实际结构.专业 .专注.图 1-36 (b) 主梁的计算简图（ 3）

20、、 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 :Mk1Glk2Ql ，式中 k 1 和 k2 由附表 1 查得表 1-13主梁的弯矩设计值计算（ kNm ）kM 1项次荷载简图kkkMBM2MC弯矩图示意图1恒载2活载0 .244146 .10.289396.20.26740.0670.2674160.139.9160.10.1330.1330.133182.3181.2182 .33活载0.04461.70.1330.2000.133182.3272.4182.3.专业 .专注.4活载5活载组合项次M min (kN ·m)组合

21、项次M max (kN ·m)0.2290.3110.096 *0 .089313.9426.4130.8122 .00.089 / 3*0.0890.170 .31140 .7122.0231.6426 .4 + + + + 84.4-586.5-141.3-586.5 + + + + 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，按下面简图确定图 1-37主梁取脱离体时弯矩图、 剪力设计值：剪力 :V k 3G K 4 Q,式中系数k 3,k4,由附录 1中查到，不同截面的剪力值经过计算如表1-14所示 。表 1-1

22、4主梁的剪力计算（ kN ）项次荷载简图kkkV AV BlV Br0.7331.2671.00恒载63.2109.286.2.专业 .专注.活载活载0.8661.1340170.9223.900.6891.3111.222136.0258.8241.2活载0.0890.0890.77817.617.6153.6组合项次 + + + Vmax (kN)234.1-126.8327.4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，M A0,M B160.1182.3342.4kNm ，以这两

23、个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载GQ86.2197.4283.6kN 作用下的简支梁弯矩图：1 (G Q)l011 M B542.4kN m M max则第一个集中荷载下的弯矩值为33，1(GQ)l 012 M B428.3kN m第二集中荷载作用下弯矩值为33。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。1M B144.14kNm则集中荷载处的弯矩值为Gl 023。荷载组合+时支座最大负弯矩 MB586.5kN m ， 其 它 两 个 支 座 的 弯 矩 为M A0,M C282.1kNm ，在这三个支座弯矩间连线，

24、以此连线为基线，于第一跨 、第二跨.专业 .专注.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M C 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，M BM C342.4kNm ，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 作用下的弯矩值为 312.3kN m +5 情况的弯矩按此方法计算。所

25、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， VA max234.1kN ，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 49.5 283.6= 333.1kN ， 荷载组合+ 时，VB 最大，其VBl368kN ，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。.专业 .专注.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， a1 1.0, f c 14.3N/

26、mm 2 , f t1.43N/mm 2 ; 纵 向 钢 筋HRB400, 其 中f y 360N/mm 2 ,箍筋采用 HRB2 35, f yv2 1N0 / m2 m。 正截面受弯承载力计算及纵筋的计算.专业 .专注.跨中正弯矩按 形截面计算 ，因 hf / h080 / 615 0.1300.10翼 缘 计 算 宽 度 按 l 0 / 3 6.9 / 32.3 m 和 b Sn6.6m ， 中 较 小 值 确 定 ， 取b f2300mm。 支座处的弯矩设计值：b0.4m 。M BM maxV0 2586.5 283.62529.9kN判别跨中截面属于哪一类T 形截面a1 f cb f

27、 hf (h0hf / 2)1.0 14.3 230080 (61540)1512.9kN m M 1 M 2均属于第一类 T截面正截面受弯承载力的计算过程如下表 1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值 （kN.m ）5423 529.9312.3 141.3s =M/1 fcbh 02542 .310 6529.9106312.3106141.31061.0 14.3 2300 590 21.0 14.330058021.0 14.3 2300 61521.0 14.3 300600 20. 0470.3670. 0250.09111 2s0.048<0.5180.

28、484<0.5180.025<0.5180.096<0.518计算配筋 （ mm 2）258733451405686.4AS= bh 0 1 fc/f y选配625( 弯 3)钢筋实际配筋 (mm 2 )625( 弯 2)218325( 弯 1)2 25As=2945As=3454As=1473As=982 箍筋计算 斜截面受剪承载力计算.专业 .专注.验算截面尺寸：hwh0h f58080500mmhw / b500 / 3001.74,截面尺寸按下式验算：0.25cf cbh00.25 1.014.3 300 580 622kN V 36.8kN ,可知道截面尺寸满足要求

29、 。验算是否需要计算配置箍筋。0.7 f t bh00.71.43 300580 174kNV 368kN 故需进行配置箍筋计算 。计算所需腹筋；采用 8100双肢箍 。Asv50.32ft0.163%,满足要求 .sv3000.335% 0.24bs100f yvV CS0.7 f t bho1.25 f yvASV h0s0.71.433005801.2521050.32100580=327.3kN>(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

30、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），A s=490.9 mm2,弯起角取S45OVsb0.8 fyAsb sin0.8360490.9sin 4599.95kNVcsVsb327 99.95426.95kN Vmax368kN ( 满足要求） 次梁两侧附加横向钢筋计算。次梁传来的集中力 F73.5197.4270.9kNh1650附加箍筋布置范围：550 100mm,S2h3b21003250950mm取附加箍筋8100, 双肢箍，则长度 s内可布置附加箍筋的排数：.专业 .专注. . .m=(950-2500)/100+1=8,次梁两侧各布置4 排，另加吊筋 18 ， As254.5mm22 f y As sin a mnf yv Asv12 30