某多层厂房的楼盖单向板肋梁楼盖设计

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 .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:(4)构造要求;(1) 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)楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥

2、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h 1/402300/4057.5mm，对工业建筑的楼板，要求h 80mm，所以板厚取h80mm 。次梁截面高度应满足h l/18l/12367 - 550mm，取 h 550mm

3、，截面宽 b (1/21/3)h，取 b 250mm。主梁截面高度应满足h丨/15丨/10 460690mm,取h 650mm，截面宽度取为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/m2170.255kN/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

4、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,由图可知：次梁截面为b= 250mm，现浇板在墙上的支承长度为a= 120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为:边跨按以下二项较小值确定:1 01ln h/2(2300a一 (23001202所以边跨板的计算取中跨 l01 ln 2300In250120 )2250120)V2095mm802095 mm22l012502115mm20

5、50 mm板的计算简图1-34(b)所示。IJ0250 1 IpO 205520602mI 2050'2300图1-34 ( 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 209512050 gQ5Q 2050 j旳95j图 1-34(b)板的计算简图(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/

6、16-1/14计算跨度l0Io1 =2.095l01 =2.095Io2=2.05l02 =2.05(m)2MM (g q)l0162 2.0952 /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

7、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 020.1250.1250.0830.0940.130.1<0.130.1沁E 1Jl2 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 y5475470.8X355=2840.8X4

8、09=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619配筋率验算min0.45ft/ 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。冃一型亠&意谟一 奇刀艺Bhot-曙卒巴- 一一II I 1 H hd J映=-4nnh L IJ3 酣二-00/-剤-I *©图1-34 (c)板

9、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 1.23.525kN/m次梁粉刷：2 0.015 (0.55 0.08) 17 1.20.2876kN/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

10、跨的计算跨度按以下二项的较小值确定:边跨 lo1 In a/2 (6600120 300/2)240/2 6450mm1.0251 n 1.025 63306488mm,所以次梁边跨的计算跨 度取l016450mm中间跨 102 ln 6600 300 6300mm计算简图如图1-35 （ b）所示。11163301IL63C0Jjtf&m1il翊li 6600JJ: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 /ST12IC2XF2164 和 閃 00163006300B450图1-35(b)次梁的计算简图(3) 弯矩设计值和剪力设计值的

11、计算645063002 4%因边跨和中间跨的计算跨度相差 63002.4%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）2MM（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

12、 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=6.3ln2 =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

13、b Sn 250 2300故取 bf 2100mm,C 30混凝土， a11.0, fcfy 300N/mm2,箍筋采用2502300mm14.3N/mm 2, ft 1.43N/mm 2;纵向钢筋采用 HRB335 ,HPB235，fyv 210N/mm2,h0550 35515mm判别跨中截面属于哪一类T形截面aifcbfhf(ho hf/2)1.0 14.3 210080(51540)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 1061

14、16.5 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=0.12319422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E1 J 2 s0.0190.1<0.18<0.350.01230.1<0.132<0.35选计算配筋（mm 2）0.019 2200 515 1 14.30.164 250 515 1 1430.132 250 515 1 14.3300=102300=110

15、4.0.0123 2200 515 1 143300=810.配As=0 a1f c/f y67300=6641钢实际配筋（mm 2）2 20+1 223221 22 + 2 142 22+1 14筋As=1008.1As=1140As=688.1As=913.9验算）。复核截面尺寸:hw h0 h f 515800.25 c fcbh00.251.0故截面尺寸满足要求435且 hw / b 435 / 25014.3 250515460kN1.744,截面尺寸按下式验算Vmax156.1kNO.7ftbho 0.7 1.43 250 515 12887.9N129kN V117.1kNVb

16、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 ftbh01.25 fyv1.25 fyvAsvhoAh。,可得箍筋间距s1.2521056.6515S VBL0.7 ftbh0156.1 103 0.7 1.43 250 515281 mm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=0.8 281=224.8mm，为满足最小配筋配箍筋率验算:0.3丄 0.3 1432.04 10 3fyv210时要求配筋率下限。实际配箍率Asvsvbs56.6250 1002.264

17、 10 32.04 10 3,满足要求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:I laJd 0.14 空 22 646mm,ft1.43取 650mm.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=1222=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 1750mm17501|2

18、|32C12如】观百11,26600* r卄7卜4|5 同|4 B PO h6600175066001曲3-3必2-2個1 ,：tM55闌图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 1.286.1279kN,取 G 86.2kN73.5266 12.601329.9 6.6197.34kN,取Q 197

19、.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：边跨丨，6900 200 1206580mm,164.5mm al 2185mm,n1因为0.025丨,n1所以边跨取 I 1.0251 bl2 1.025 65802006944.5mm,近似取丨 6945mm,01n1中跨丨6900mm.。计算简图如图1-36 (b)所示。厂.1 1LJ1 tLL丄严I ILJ图1-36(a)主梁的实际结构Q-197- 4kNG=86. 2k5JA.3300 23QO

20、 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 .10267416010.06739.90.2674160.10.289396.20.04461.70.229313.90.089 /3*40 .

21、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.-141.55+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，按下面简图确定图 1-37主梁取脱离体时弯矩图、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。表 1-14主梁的剪力计算（kN

22、）项次荷载简图k 石kkVBr0.7331.2671.00恒载63.2109.286.2!jL20.8661.1340活载ABCD170.9223.900.6891.3111.222A a c n136.0258.8241.2活载活载Q|Q| Q| |Q4包丄2 b丄；(丄 ABCtf0.08917.60.08917.60.778153.6+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 QMb160-1 182-3342-4kN m，以

23、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 max331 (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 B586.5kN 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，以此连线为基线，于第一

24、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 , 265.5kNm ,167.3KN m , 268.7KNm。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 Me342.4kN 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 m +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 max荷载组合+时，VAmax

25、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Vbi368kN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正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面

26、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 b586.5 283.6 04529.9kN m2 2o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 . 3529.9312.3141.3542.3 106529.9 106312.3

27、 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 60020.0910.048<0.50.484<0.510.025<0.50.096<0.51 J1 2 s1881818计算配筋(mm :As二 Hbh 0 a1fc/f2)y258733451405686.4选配625（弯钢筋实际配筋（mm 2)625(弯2)3)218325(弯1)225As=2945As=345As=1473As=982主梁正截面受

28、弯承载力及配筋计算4 箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸:hw h0 hf 580 80500mmhw/b 500/3001.74,截面尺寸按下式验算：0.25 cfcbh。0.25 1.0 14.3 300 580622kN V 36.8kN,可知道截面尺寸满足要求。验算是否需要计算配置箍筋。O.7ftbho0.7 1.43 300 580 174kN V 368kN 故需进行配置箍筋计 算。Asvsv计算所需腹筋；采用I中18100双肢箍。bs 300篤 °335% 024t o.163%，满足要求.VcsA0.7 ftbho1.25 fyvs0.7皿 300 580 2

29、5 210 育 580=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 4599.95kNVcs Vsb 327 99.95 426.95kNVmax 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 73.5 197.4270.9kNh1650 550100mm,附加箍筋布置范围：S内可布置附加箍筋的排数:S 2h 3b 2 100 3 250 950mm取附加箍筋8100,双肢箍，则长度18 ,m=（950-2500）/100+1=8,2As 254.5mm次梁两侧各布置4排，另加吊筋2fyAS Sina mnfyvASv,2 300 254.50.707 8 2 210 50.3277 270.9（可以）（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断按比列绘出主梁的弯矩包络图 按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下