单向板肋形楼盖设计案例

1、单向板肋形楼盖设计案例 某水电站副厂房楼盖采用现浇钢筋混凝土单向板肋形结构。其平面尺寸为 22.5m×18.0m，平面布置如图 1 所示。 楼板上层采用 20mm厚的水泥砂浆抹面，外墙采用 240mm厚砖墙，不设边 柱，板在墙上的搁置长度为 120mm，次梁和主梁在墙上的搁置长度为 240mm。 板上可变荷载标准值qk=6 kN/m 2 。混凝土强度等级为C20，梁中受力钢筋为 HRB335 级，其余钢筋为 PRB235 级。 初步拟定尺寸：板跨为 2.5m，板厚为 100mm；次梁的跨度为 6.0m，其截面 尺寸为 200mm×500mm；主梁跨度为 7.5m，其截面尺寸

2、 300mm×800mm。按刚度 要求，板厚 hl/40 =2500/40=63mm，次梁高度 hl/25=240mm，主梁高度 h l/15=500mm，拟定尺寸均满足刚度要求。 该厂房为 3级水工建筑物，基本组合时的安全系数 K=1.25。试为此楼盖配置钢筋并绘出结构施工图。（一）板的设计 1.计算简图 板的尺寸及其支承情况如图 2（a）所示。 计算跨度：边跨 ln1=2500120200/2=2280mm l01=ln1+b/2+h/2=2280+200/2+100/2=2430mm l01=ln1+a/2+b/2=2280+120/2+200/2=2440mm l01=1.1

3、ln1=1.1×2280=2508mm 应取L01= 2430mm，但为了计算方便和安全，取 L01=2500mm 中间跨 L02=lc=2500mm 两跨相差（L02L01）/L02 =（25002430）/2500=2.8 %10 %，应按等跨来考虑， 9 跨按 5 跨计算。其计算简图如图 2（b）所示。图 2 连续板的构造及计算简图2.荷载计算 :在垂直于次梁的方向取 1m宽的板带作为板的计算单元。 永久荷载： 100mm厚钢筋混凝土板自重 25×1.0×0.1=2.5kN/m 20mm厚水泥砂浆面层重 20×1.0×0.02=0.4kN

4、/m 永久荷载标准值 gk=2.5+0.4=2.9kN/m 可变荷载： 可变荷载的标准值 qk=6.0kN/m 折算荷载： gk=gk+qk/2=2.9+6.0/2=5.9kN/m qk=qk/2=6.0/2=3.0kN/m 3.内力计算 连续板的剪力一般由混凝土承担，不需要进行斜截面承载力计算，亦不需设 置腹筋。弯矩计算结果见表 1。支座边缘的弯矩值： V0 = 2 / ) 15 . 1 ( n k k l q g =(5.9+1.15×3.0) ×2.3/2 =10.75kN MB=（MB0.5bV0）=（6.440.5×0.2×10.75）=5.3

5、7kN·m MC=（MC0.5bV0）=（5.310.5×0.2×10.75）=4.24kN·m 4.配筋计算 b=1000mm，h=100mm，h0=75mm，fc=9.6N/mm 2 ，fy=210N/mm 2 ，承载力安全系数 K=1.25，计算结果列于表 2。注：中间板带的中间跨及中间支座考虑拱的作用，其弯矩可以减小20%配置钢筋。 连续板中配筋要求：直径不宜超过两种，直径差值不小于 2mm；采用弯 起式配筋时，各跨间钢筋间距宜相等或成倍数，以使钢筋上弯后，在支座上面钢 筋间距较为均匀。板的配筋示意图如图926 所示。 连续板的构造钢筋：分布钢筋

6、选用 6250；沿垂直板跨方向的板边为6200，平行于板跨方向的板边为 6200；垂直于主梁的板面附加钢筋选 用 8200。墙角附加钢筋 6200，双向配置于四个墙角的板面。配筋图见 图 3。（二）次梁设计 1.计算简图 次梁设计时，取其中相邻板中心线之间部分作为计算单元。本例为三跨连续 梁。次梁构造及计算简图如图4（a） 、 （b）所示。计算跨度： 边跨 ln1=6000240/2300/2=5730mm l01=ln1+a/2+b/2=6000mm l01=1.05ln1=1.05×5730=6017mm 取 l01=6000mm 中间跨 ln2=lca=6000300=5700

7、mm l02 =lc =6000mm l02 =1.05ln2=1.05×5700=5985mm 两者相差很小，为计算方便，取 l02 =6000mm。 2.荷载计算 永久荷载： 板传来荷载 2.9×2.5=7.25kN/m 次梁梁肋自重 0.2×（0.50.1）×25=2kN/m 永久荷载标准值 gk =7.25+2 =9.25kN/m 可变荷载： 可变荷载标准值 qk =6×2.5=15kN/m 折算荷载： gk=gk+qk/4=9.25+15/4=13.00kN/m qk= 3qk/4=3×15/4=11.25kN/m 3.内力

8、计算 （1）弯矩计算值的计算及结果列于表 3。支座边缘的弯矩设计值 MB V0 =（gk+qk）ln/2=（13.00+11.25）×5.7/2=69.11kNMB=（MB0.5bV0）=（101.290.5×0.3×69.11）=90.92kN·m （2）支座剪力计算值的计算及结果列于表 4。4.配筋计算 （1）计算翼缘宽度 bf。根据整浇楼盖的受力特点，板所在梁上截面参与次梁 受力，因此，在配筋设计时，次梁跨中截面按 T形截面设计，翼缘计算宽度 bf=l0 /3=6000/3=2000mm bf=b+sn=2500mm 取 bf=2000，荷载计算单

9、元如图4（c）所示。 次梁支座截面因承受负弯矩（上面受拉，下面受压）而按矩形截面计算。 （2）正截面承载力计算。b=200mm，h=500mm，h0=460mm，fc=9.6N/mm 2 ，ft=1.1N/mm 2 ，fy=300N/mm 2 ，承载力安全系数 K=1.25，计算结果见表 5。（3）斜截面承载力计算。计算结果见表 6。次梁的配筋图见图 5所示。板和次梁的钢筋表见表 7。说明： （1）图中尺寸单位均为 mm； （2）板、次梁及主梁均采用 C20混凝土； （3）梁内纵向受力钢筋、腰筋采用 HRB335 级，其它钢筋均为HPB235 级； （4）板的混凝土净保护层c=20mm，梁的混

10、凝土净保护层 c=30mm，钢筋端 部的保护层为 20mm； （5）钢筋半圆弯钩的长度为 6.25d； （6）钢筋总用量没有考虑钢筋的搭接和损耗（损耗一般按 5%计） 。 （三）主梁设计 1.计算简图 主梁的构造及计算简图如图 6所示。 图 6 主梁的构造及计算简图计算跨度：边跨 ln1 =7500120400/2=7180mm l01 =lc=7500mm l01 =1.05ln1=1.05×7180=7539mm 取小值，l01=7500mm 中间跨 ln2 =7500400=7100mm l02 =lc=7500mm l02 =1.05ln2 =1.05×7100=7

11、455mm 应取 l02 = 7455mm，但是跨度相差不超过10%，采用等跨计算，取 l02 =7500mm。内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。 2.荷载计算 永久荷载： 由次梁传来荷载 9.25×6=55.50kN 主梁梁肋自重 0.3×（0.80.1）×7.5/3×25=13.13kN 永久荷载标准值 Gk=55.50+13.13=68.63kN 可变荷载： 可变荷载标准值 Qk=15×6=90kN 3.内力计算 根据弹性方法，集中荷载作用下连续梁的内力按下式计算 M=1Gkl0+1.152Qkl0 V=1Gk+1.152Qk Gkl0 =68.63×7.5=514.73kN·m Qkl0 =90×7.5=675kN·m 式