长城汽车厂现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计分析

1、长城汽车厂现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计1. 设计资料(1) 楼面做法： 20mm水泥砂浆抹面， 15mm厚混合砂浆抹低。(2) 材料：混凝土强度等级 C25，钢筋除梁中受力主筋采用HRB335，其余均采用HPB300。2. 楼盖的结构平面主梁横向布置，次梁沿纵向布置，主梁跨度为6.6m，次梁跨度为 6.0m。主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为6.6/3=2.2m ，L02/L 01=6.0/2.2=2.73<3,可按单向板设计。根据高跨比要求：板 h>=2200/30=73mm，对于工业建筑楼盖板要求 h>=70mm,取板厚为 80mm。次梁截面高度h=L 0 /1

2、8L 0 /12=6000/186000/12=333500mm，由于楼面荷载较大，取h=500mm，b=200mm。主梁截面高度应满足h=L 0 /15L 0/10=6600/156600/10=440660mm，取 h=650mm，b=300mm。楼盖结构平面布置图见图一3. 板的设计1(1) 荷载板的永久荷载80mm厚钢筋混凝土板0.08*25=2.0kN/m15mm厚混合砂浆0.015*17=0.255kN/m20mm厚水泥砂浆0.02*20=0.4kN/m小计2.655kN/m板的可变荷载标准值6.0kN/m22222永久荷载分项系数取1.2 ；因楼面可变荷载标准值大于4.0kN/m

3、2，可变荷载分项系数取1.3 。永久荷载设计值2可变荷载设计值q=6*1.3=7.8kN/m222荷载总设计值g+q=10.986kN/m2近似取值11kN/m（2）计算简图按塑性内力重分布计算，次梁截面200mm*500mm板的计算跨度：边跨l01=l n+h/2=2200-120-100=2020mm中跨l02=l n=2200-200=2000mm跨度相差小于 10%，为九跨连续板，按五跨连续版计算。取 1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图二图二（3）弯矩设置不考虑板拱作用截面弯矩的折减，查表（ 混凝土构件与砌体结构设计中册， p45 表 11-1 ），板的弯矩系数 m分别为：边支座

4、1/16 ，边跨中 1/14, 离段第二支座 1/11 ，中跨跨中 1/16 ，中间支座 1/14, 中间跨跨中 1/16 。22·mMA=- （q+g） l o1/16=-11*2.02/16=-2.81kNM=（q+g）l22/14=3.21kN ·mo1/14=11*2.02122·mMB=- （q+g） l o1/11=-11*2.02/11=-4.08kN22· mMC=- （q+g） l o2/14=-11*2.0/14=-3.14kN322/16=2.75kN·mM2=M3=（q+g） l o2 /16=11*2.0(4) 正截面

5、弯矩承载力计算环境类别一类， C25混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm，假定纵向钢筋直径d=10mm，板厚 h=80，界面有效高度h0=80-5-15=60mm，板宽取 b=1000mm，C25混凝土， 1=1.0 ，c2t2y2f =11.9N/mm，f=1.27N/mm，HPB300级钢筋， f=270N/mm。截面A1B2C弯矩设计值-2.813.21-4.082.75-3.14（ kN· m） s=M/( 0.0660.0750.0950.0640.0761f cbh0) =1 1 2 s0.0680.0780.1000.0660.076计算界面配2264.4174.52

6、01.0筋（mm）As= 179.8206.2 bh01f c/f y实际配筋2（ mm）As=201As=201As=252As=201As=201计算结果表明，支座截面的值均小于 0.35 符合内力重分布原则， As/bh=0335%大于 0.45f t /f y，且大于0.2%，满足最小配筋率。4. 次梁设计根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载4不考虑梁从属面积的荷载折减。（ 1）荷载设计值永久荷载设计值板传来的永久荷载次梁的自重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=0.26kN/m小

7、计g=9.7862kN/m可变荷载设计值总荷载设计值g+q=26.95kN/m（2）计算简图按塑性内力重分布计算：主梁截面300mm*650mm计算跨度l01=1.025ln=5750mml02=l n=5700mm因为跨度相差小于10%，按五跨连续梁计算，计算简图如图三。5图三查表（混凝土构件与砌体结构设计中册，p45 表 11-1 、表 11-3 ）得：端支座 -1/24 、边跨跨中 1/14 、离端第二支座 -1/11 、离端第二跨中 1/16 、中间支座 -1/14 、中间跨跨中 1/16 。端支座内侧0.50 、离端第二支座内侧0.55 外侧 0.55 、中间支座内侧 0.55 外侧

8、 0.55 。弯矩设计值22·mMA=- （g+q） l o1/24=-26.95*5.75/24=-37.13kN22M1=（g+q）l o1 /14=26.96*5.75/14=63.65kN ·m22·mMB=- （g+q） l o1/11=-26.96*5.75/11=-81.00kNM=M=（g+q） l22·mo2/16=26.96*5.7/16=54.73kN2322/14=-62.54kN·mMC=- （g+q） l o2/14=-26.96*5.7剪力设计值VA=0.5 （g+q）l 01=77.48kNVBl =0.55 （

9、g+q）l 01=85.23kNVBr=VC=0.55 （g+q）l 02=84.49kN(4) 承载力计算1）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T 形界面计算，翼缘宽度bf =l/s=6000/3=2000mm,b f =s+sn=200+2000=2200mm，b+12hf =200+12*80=1160mm，取三者中较小值，6bf =1160mm。截面按一排钢筋布置。环境类别一类， C25混凝土，梁最小保护层厚度c=20mm，假定箍筋直径 10mm，钢筋直径20mm，则一排纵向钢筋ho500-20-10-20/2=460mm ，二排纵向钢筋ho=460-25=435mm.22

10、C25混凝土 1=1.0 ， c=1，f c =11.9N/mm， f t =1.27N/mm，纵向22钢筋 HRB335，箍筋 HPB300,f y=300N/mm， f yv=270N/mm.截面A1B2C弯矩设计值 （kN·m） -37.1363.65-81.0054.73-62.5437.13*63.65*54.73*10106/(1*106/(1*81.00*10 6/62.54*10 6/(6/(1*11.2 ) 或11.9*211.9*1(1*11.9*201*11.9*200 sM(1 fcbh 09*1160*42)00*4602160*4622M (f b'

11、;h0*460 )*460 )s1 cf04602)02)=0.161=0.124=0.019=0.074=0.022112 s0.0770.0220.1770.0190.133Asbh0 1 fc / fy 或281.0465.7645.9402.2485.4Asbf ' h0 1 fc / fy2214314416+110216216+110选配钢筋（ mm）As=308As=461As=693.5As =402As =480.5计算结果表明， 支座截面的 均小于 0.35 符合塑性内力重分布，As/(bh)=308/(200*500)=0.31%,大于70.45f t /f y且

12、大于 0.2%，满足最小配筋要求。2) 斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括截面尺寸复核，腹筋计算和最小配筋率验算。 hw=h0-h f =435-80=355mm， hw/b=355/200=1.8<4 。0.25 c f c bh0截面尺寸满足要求。采用6 双肢箍筋，计算B 支座左侧截面，由Vcs=0.7 cf t bh0+f yvAsvh0/s得 s=842.86mm。调幅后受剪承载力应力加强，梁局部范围的箍筋面积增加20%或箍筋的间距减小20%，现调整箍筋间距s=310%0.8=248mm，截面高度在 300mm-500mm之间，最大箍筋间距不超过200mm，取s=200mm

13、，为方便施工沿梁长箍筋间距不变。验算箍筋配筋率下限值弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.24f t /f yv=0.11%。实际配箍率Asv /b s=56.5/(200*200)=0.14%,满足要求。5. 主梁设计主梁按弹性理论设计（1）荷载设计为简化计算，将梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载主梁自重8=12.05kN永久荷载设计值 G=58.74+12.05=70.79kN 可变荷载设计值（2）计算简图因为主梁的线刚度与柱的线刚度之比大于5，竖向荷载下主梁内力近似按连续梁计算，按弹性理论设计， 计算跨度取支撑中心线之间的距离， L0=6600mm。主梁的计算简图见图四图四（3）内力设计

14、值及包络图1）弯矩设计值弯矩 M=k1Gl 0+k2Ql 0,k 1，k2 由表可查（混凝土构件与砌体结构设计中册，附表6-2 ）M1max·mMBmax·m9M1max·m2）剪力设计值剪力 V=k 3Gl 0+k4Ql 0,k 3，k4 由表可查（混凝土构件与砌体结构设计中册，附表6-2 ）VAmaxVBmaxVBrmax3）弯矩包络图第 1， 3 跨有可变荷载，第2 跨没有可变荷载由表（混凝土构件与砌体结构设计中册，附表6-2 ）可知，支座 B 和 C的弯矩值为MB=MC·m在第 1 跨内，以支座弯矩MA=0，MB=-215.12kN ·

15、m的连线为基线，做 G=70.79kN，Q=102.96kN 的简支梁弯矩图， 得第 1 个集中荷载与第 2 个集中荷载作用点处的弯矩值分别为M1=1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(70.79+102.96)*6.6-215.12/3=310.54kN·m(与前面计算的M1max=310.39 kN·m接近 )M2=1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(70.79+102.96)*6.6-215.12*2/3=238.84kN · m在第 2 跨内，以支座弯矩MB=-215.12kN ·m，MC=-215.12kN ·m的连线

16、为基准线，做G=70.79kN，Q=102.96kN 的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载与第2 个集中荷载作用点处的弯矩值分别为101/3GL0+MB=70.79/3*6.6-215.12=-59.3k8N·m。第 1， 2 跨有可变荷载，第3 跨没有可变荷载。第 1 跨内：在第 1 跨内以支座弯矩 MA=0，MB=-336.08kN·m的连线为基线做 G=70.79kN，Q=102.96kN的简支梁弯矩图， 得第 1 个集中荷载与第 2 个集中荷载作用点处的弯矩值分别为（70.79+102.96 ）/3*6.6-336.08/3=270.22kN（ 70.79+102.

17、96 ）/3*6.6-336.08*2/3=158.20kN在第 2 跨内：MC·m，以支座弯矩MB=-336.08kN ·m， MC=-185.22kN · m的连线为基线，做 G=70.79kN，Q=102.96kN 的简支梁弯矩图， 得第 1 个集中荷载与第 2 个集中荷载作用点处的弯矩值分别为：（70.79+102.96 ）/3*6.6-185.22+（ -336.08+185.22 ） *2/3=96.46kN·m（70.79+102.96 ）/3*6.6-185.22+（ -336.08+185.22 ） /3=146.74N·m第

18、 2 跨有可变荷载，第1， 3 跨没有可变荷载MB=MC· m第 2 跨两集中力作用点处的弯矩为(G+Q)/3*L O+MB=(70.79+102.96)/3-215.12=167.13 kN·m第 1,3 跨两集中荷载作用点弯矩位：G/3*L +M/3=70.79/3*6.6-215.12/3=84.03 kN· mOB11G/3*L +M/3*2=70.79/3*6.6-215.12/3*2=12.32 kN·mOB弯矩包络图如图五图五（4）承载力计算1）正截面受弯承载力跨内按 T 形界面设计， 因跨内没有小于主梁间距的次梁， 翼愿计算宽度按 L/3

19、=2.2m ，b+sn=6m，取较小值 bf =2.2m。支座截面12因存在板、次梁，主梁上部钢筋的交叉重叠，截面有效高度的计算方法不同。板混凝土保护层厚度 c=15mm，板上部纵筋直径 8mm，次梁上部纵筋直径 16mm，假定主梁上部纵筋直径 25mm，则一排钢筋时 h0=650-15-8-16-25/2=598mm ，二排钢筋时h0=598-25=573mm。纵向受力钢筋除B 支座截面为2 排外，其余均为 1 排。跨内截面经判断都为T 形截面。 B 支座边的弯矩设计值MB=MBmax+V0·m正界面承载力计算过程列于表截面1B2弯矩设计值 (kN · m)310.39-

20、301.33167.21-59.38s M /( 1 fcbh02 ) 或0.0320.2600.0170.045sM /(f2)1c f0b 'hs(112s) / 20.9680.7400.9830.955AsM /(sfyh0 )1752.22381.3929.5339.8422+118422+225322222选配钢筋（ mm）As=1774.5As=2502As=1140As=7602）斜截面受剪承载力验算截面尺寸hw=h0-h f =490mm，hw/b=1.63<4,0.25 cf cbh0界面尺寸满足要求。计算所需腹筋采用 10200双肢箍筋13Vcs =0.7f

21、 t bh0+f yvAsvh086.25kN 可以不考虑钢筋起弯。验算最小配筋率=A/b =157/(300*200)0.26%>0.24ft/fyv=0.10% 满足要求。sv svs次梁两侧附加横向钢筋计算:次梁上传来的集中力FL=58.74+102.96=161.7kN,h1=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2*150+3*200=900mm，取附加箍筋10200双肢，则在长度 s 范围内布置附加箍筋排数m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置 3排，mnfyv Asv1 =6*2*270*78.5=254.34kN>FL因为主梁截面高度超

22、过450mm，需要在梁两侧布置构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面积不小于腹板面积的0.1%，且间距不大于 200mm，每侧没 2 根 14 ，308/(300*570)=0.18%>0.1%, 满足要求。6. 施工图（ 1）结构平面布置图（ 2）板配筋图14（ 3）板配筋采用分离式，板面钢筋从支座伸出长度a=L n/4=2000/4=500mm。（3）次梁配筋图（ 4）15（ 5）次梁支座截面上部钢筋的第一批剪断点要求离支座边L n/5+20d=5700/5+20*16=1460mm, 截断面积要求小于总面积的二分之一，B 支座阶段 2 16 ，支座切断 1&10,78.5/480.5=0.2<0.5,均要求满足： B 支座第二批切断1&10，离支座边 L n /3=5700/3=1900mm，剩余 2&14 兼做架立筋，端支座上部钢筋伸入主梁长度L a =（0.14*300/1.27）d=463mm,下部纵向钢筋在中间支座锚固长度Las>=12d