钢筋混凝土板肋形楼盖结构设计

1、钢筋混凝土板肋形结构设计一、设计根本资料某水电站副厂房楼盖为3级建筑物,采用现浇钢筋混凝土单向板肋形结构.厂房现浇整体式钢筋混凝土肋形楼盖平面尺寸L1XL2为30亦19.8m,厂房周围用240mnmM专墙砌筑.楼板构造及荷载：现浇板面面层采用20mmB水泥砂浆,20KN/m；现浇钢筋混凝土板容重25KN/m板底、梁侧均为15mms混合砂浆粉刷17KN/肃.楼面均布活荷载设计为6.0KN/m2.材料：本设计将采用C20混凝土,板中钢筋及梁中箍筋均用HPB235s筋,其它用HRB335I冈筋.板、次梁、主梁的端支座搁置长度分别为120mm240mm240mm钢筋混凝土柱截面尺寸为400mrK400

2、mm二、楼盖结构的平面布置主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置,主梁的跨度为6.6m,次梁的跨度为6m主梁每跨内设置两根次梁,板的跨度为2.2m,l02/101=6/2.2弋2.7,按单向板设计.按跨高比计算,要求板厚h>2200/40=55mm一般对工业厂房建筑的楼盖板,要求h>80mnp取板厚h=80mm次梁截面高度应满足h=l0(1/18s1/12)=6000*(1/18s1/12)=33g500mm那么截面宽度b=(1/2s1/3)h=(1/2s1/3)*500=166s250mm那么次梁的高度和截面宽度分别取h=500mm取b=200mm主梁截面高度应满足h=l0(1/15s1

3、/10)=6600*(1/15s1/10)=44g660mm那么截面宽度b=(1/2s1/3)h=(1/2s1/3)*650=216s325mm那么主梁的高度和截面宽度分别取h=650mm取b=300mm楼盖结构平面布置图见以下图11I|I|眯14为寄!liii1uu111_-111II11禹同电法§0iZ苕送!S_4dt3Z含6例6.附-MOW?Ji5e©肋形楼盖结构平面布置图三、板的设计1 .荷载计算:板的恒荷载标准值20mnff水泥砂浆面层20*0.02=0.4KN/m80mmj混凝土板25*0.08=2.0KN/m15mnB水泥砂浆17*0.15=0.255KN/m

4、小计2.655KN/m板的活荷载标准值:6.0KN/m2包荷载分项系数取1.2,因楼板活荷载标准值大于4.0KN/m2,考虑到电站厂房的重要性,所以活荷载分项系数应取1.5,那么板的恒荷载设计值g=2.655*1.2=3.186KN/m2活荷载设计值q=6.0*1.5=9KN/m2荷载总设计为g+q=3.186+9=12.186KN/m:取近似值g+q=12.2KN/m22 .计算简图次梁截面为200mm*500mm见浇板在墙上的支承长度为120mm按内力重分布设计,板的计算跨度为：边跨：l0=ln+h/2=(2200-100-120)+80/2=2021mrrK1.0251n=2030mm取

5、10=2021mm中间跨：10=1n=2200-200=2000mmf,因跨度偏差小于10%可按等跨连续板计算.2取1m宽板带作为计算单兀,计算简图如以下图所小g+q=12.2KN/m八BB3k202C八20002000、2003.20213.弯矩设计值：连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数a支承情况截面位置端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中A1B2C3梁、板搁支在墙上01/11二跨连续：-1/10三跨以上-1/111/16-1/141/16板与梁整交连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14由上表查得,板的弯矩系数am分别为：端支

6、座0;边跨跨中,1/11；离端第二支座,-1/11；中间支座,-1/14;中跨中,1/16.故M=-MB=(g+q)1012/11=12.3*2.022/11=4.56kN*mM=-(g+q)1012/14=-12.3*2.02/14=-3.51kN*mM=(g+q)1012/16=12.3*2.02/16=3.07kN*m4.正截面受弯承载力计算：板厚80mmh0=80-20=60mm板厚b=1000mmC20混凝土,a1=1,fc=9.6N/mn2,HPB235fy=210N/m布板配筋计算的过程列于下表截面1B2CM(kM-mMMBM0.8M2MC0.8Mc弯矩设计值kM*m4.56-4

7、.563.072.4563.512.808afcbh.2(kN*n)1*9.6*10-3*1*602=34.56as=M/(a1fcbh.)0.1320.1320.0890.0710.1020.081己=1-(<(1-2as)1/2Eb=0.350)0.1420.1420.0930.0740.1080.085轴线ss计算配筋(mr2)A=Ebh°fc/fy390390255/296/实际配筋mm>小8125402mm小8125402mm8190265mm/°8170296mm/轴线S计算配筋m?As=己bh0fc/fy390390/203/233实际,筋(mri

8、j)小8125402mm小8125402mm.619(207mm)/d8200251mm位于次梁内跨上的板带,其内区格四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面MB、M和中间支座M计算弯矩可以减少20%其他截面那么不予以减少四、次梁设计按考虑内力重分布设计.根据本厂房楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁附属面积的荷载折减.1、荷载设计值恒荷载设计值：板传来的恒荷载3.186*2.2=7.009kN/m次梁自重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=0.257kN/m小计g=9.786kN/m活荷载设计值q=9*

9、2.2=20.00kN/m荷载总设计值g+q=29.81kN/m计算简图次梁在砖墙上的支承长度为180mm主梁截面积为300mm*650mm2、计算跨度边跨l°i=ln+a/2=(6480-120-300/2)+180/2=6300mm<1,0251n=1.025*6210=6365mm取l01=6300mm中间跨：10=1n=6480-300=6180mm因跨度偏差小于10%可按等跨连续板计算.次梁的计算简图见以下图g+q=29.81kN/m3、内力计算由M=am(g+q)I02可计算出弯矩M、M、M、M,计算结果如下表截面位置1B2Ca1/11-1/111/16-1/14M

10、=am(g+q)1/11*29.81*-1/11*29.81*1/16*29.81*-1/14*29.81*1026.326.326.1826.182(kNm=107.56=-107.56=71.16=-81.32由V=B(g+q)1n可计算出剪力5Vbi、3、VC,计算结果如下表截面位置AB1BrC0.450.600.550.55V=B(g+q)1n(kN)0.45*29.81*0.60*29.81*0.55*29.81*0.55*29.81*6.36.36.186.18=84.51=112.68=101.32=101.324、截面承载力计算(1)次梁跨中按T形截面设计,T形截面的翼缘宽度b

11、,f,按b7f<1/3=6480/3=2160mm<b+S0=200+2000=2200mm取b7f=2160mm梁高：h=500mmh0=500-35=465mm翼缘厚：Xf=80mm判定T形截面类型aifcb/fh/f(h0-hzf/2)=1*9.6*2160*80*(460-80/2)=696.72*106Nmm=696.7kN-m,696.7kNm大于107.56kN-m(边跨中)且大于71.16kN-m中间跨中,故各跨中截面第一类T形截面(2)支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取h0=500-60=440mm其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,

12、取h0=465mm(3)次梁正截面承载力计算见下表截面位置1B2C弯矩M(Nmm107.56*106P-107.56*10671.16*106-81.32*106a1fcbh02或afcb'fh1.0*9.6*2160*2一465=4483.641*1061.0*9.6*200*4402=371.712*1061.0*9.6*2160*2_.465=4483.642*1061.0*9.6*200*4652=415.152*106as=M/afcb'市或as=M/afcbh020.0240.2890.0160.196七=1-(1-2as)1/2(<七b=0.350)0.02

13、40.350.0160.22A=Ebhafc/fy或-b'fhoffy0.024*2160*465*1*9.6/300=771.40.35*200*440*1.0*9.6/300=985.60.016*2160*465*1*9.6/300=514.30.22*200*465*1*9.6/300=654.7选配钢筋(mrfj)214+120(弯)775.2418(弯1)10172-16+112(弯)515.12-18+114(弯)662.9(4)次梁斜截面承载力计算截面位置ABlBrCV(kN)84.51112.68101.32101.320.25*1*9.6*200*465*025c1

14、*9620*的0.2SM*9620040*0.25*1*9.6*200*461广0.25B103=10=103=103=cfcbh.(kN)223.2kN>84.51kN两足1211.2kN>11268<N211.2kN>101.32<N4ta皿223.2kN>101.321kN0.7*1.1*200*465*1-00.7*1.1*200*440*10.7*1.1*200*440*10.7*1.1*200*465*1-0)Vc=0.7ftbh03030-33(kN)=71.61kN<V需配箍筋=67.76kN<V需配箍筋=67.76kN<V

15、需配箍筋=71.61kN<V需配箍筋箍筋支数、直径2小62小62小62小6Av=nAv156.656.656.656.6S=1.25fyvAvh./(V-M)1.25*210*56.6*46510/(84.51-71.61)=535.6*1.25*210*56.6*40*10/(112.68-67.7)6=145.51.2521056.6*40*10(101.32-67.76=14.81.25*210*56.6*465*0)(101.32-71.61)=232.5实配箍筋问距15015环足用AsbH充150150V=V+1.25fyvh(As/s71.6什125*210*10*46556

16、.6/15)=117.67*V67.76+1.25*210*10444r566150=111.34<V67.76+1.25绝10%440*558150=111.34>V71.61+125*21610%435c56.6/15)=117,67>VWiAsb=(V-Vcs)/0.8fysina/(112.68-111.34)*10/(Q8*30Tsin45)=7.9mn/已弯起钢筋由于纵向钢筋充足,可弯包120118由于纵向钢筋充足,可弯起112由于纵向钢筋充足,可弯起114实配钢筋面积一,一2314.2mm2254.5mm,一,2113.1mm2153.9mm15、构造配筋要求：

17、沿全长配置封闭式箍筋,每一根箍筋距支座边50mnt,开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋.五、主梁设计(按弹性理论计算)主梁尺寸300mm*650mm1 .荷载设计值为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载次梁传来的恒荷载：9.786*6.48=63.413kN主梁自重：(0.65-0.08)*0.3*2.2*25*1.2=11.286kN主梁粉刷重：2*(0.65-0.08)*0.015*2.2*17*1.2=0.768kN小计75.467kN恒荷载G=75.467kN活荷载Q=20.02*6.48=129.73kN2 .确定计算跨度及计算简图主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度

18、为240mm中间支承在400mm*400mm混凝土柱上,其计算跨度为：边跨：ln=6600-400/2-120=6208mm贝U0.0251n=6208*0.025=157.00mm1 01=1n+b由1/2+0.0251n=6208+400/2+157=6637mm>1n+b11/2+a/2=6208+400/2+240/2=6600mm由于支承长度240mm满足要求,故支承长度取370mm从而取近似值101=6640mm中跨：10=6600mm主梁的计算简图见以下图G=75.467kN族酬H熊3、内力计算(1)弯矩设计化M=kGL+kQL其中,匕、k2可由书中表查取,L为计算跨度,对

19、于B支座,计算跨度可取相邻量跨的平均值.主梁弯矩计算项次荷载简图k/M1k/MBk/M2k/MCIFH0.244122.27-0.2670.067-0.267-133.3933.37-133.39r1°ff0.289248.95-0.133-114.22/-0.133-114.22/-0.133-114.220.200171.24-0.133-114.22j'F仙0.229197.26-0.3110.170-0.089-267.09145.55-76.43rI_0.274236.03-0.178-152.87/0.04437.79Mmin(kNm组合项次+®+

20、74;+组合值-380.48178.92P-247.61Mmax(kNm)组合项次+r+组合值371.22-247.61204.61-95.6由此可以做出以下几种情况的内力图：+；+；+；遇将以上各图绘于同一坐标系上,取其外包线,那么为弯矩包络图(2)剪力设计值：V=M=IG+kQ,其中k3、k4可由书中表查取.主梁剪力计算项次荷载简图k/VAk/VB左k/VB右JIF.FF“0.73355.32-1.2671.00-95.6275.467"I】"I10.866112.35-1.134-147.1100-0.133-17.254-0.1331.00-17.254129.73

21、0.68989.38-1.3111.222-170.08158.530.822106.63-1.178-152.820.22228.8组合项次±Vmin(kN)+167.67+265.7+233.997同样可以绘出剪力包络图:26SJ4、主梁正截面和斜截面承载力计算主梁300*650次梁200*5001主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度b'f,按bf<l/3=6600/3=2200<b+s0=6600mm故取b'f=2200mm梁高:h=650,h0=650-40=610mm边跨,h0=650-40=610mm中间跨翼缘厚：h'f=80mm

22、判定T形截面类型aifcb/fh/fh0-h/f/2=1*9.6*2200*80*610-80/2*10-6=963.07kNm963.07kN-m>317.22kN-m边跨且963.07kN-m>204.61kN-m中间跨中,故各跨中截面属于第一类T形截面.2支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取h0=650-80=570mm其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,取h°=615mm正截面配筋计算截面位置1B2弯矩M(Nmm371.22*106P-380.48*106204.61*106-101.06*106aifcbh02或aifcb'f

23、h01.0*9.6*2200*6152=7988.12*1061.0*9.6*300*5802=968.832*1061.0*9.6*2200*_2_615=7988.112*1061.0*9.6*300*6152=1089.288*106as=M/aifcb'fh.2或as=M/aifcbh.20.0460.3930.0260.093E=1-(1-2as)1/2(<Eb=0.55)0.0470.5370.0260.0981=1-0.5E0.9770.7320.9870.951A=M/丫sfh371.22*106/(0.977*300*615)=2059380.48*106/(0

24、.732*300*580)=2987204.61*106/(0.987*300*615)=1123.6101.06*106/(0.951*300*615)=576.6选配钢筋mrlj622(弯4)2281mm822(弯4)23041mm422(弯2)21520mm2202628mm斜截面配筋计算截面AB左B右V(kN)167.67248.44104.267h后%-h,f=580-80=500mm因hw/b=500/300=1.67<4,那么截面尺寸按下面公式计算0.25Bcfcbh0(kN)0.25*1*9.6*300*615*13C=442.8>V截面湎足0.25*1*9.6*3

25、00*580*130=417.6>V被间满足0.25*1*9.6*300*580*130=417.6>V被间满足剪跨比：入入=2000/615=3.25>3.0取入=3.0V=1.75ftbh0/(入+1)(kN)-31.75c1.1*300c615M0/(3+1)=3879<Vfflg3ag1.75*1.1*30)*58)*1.(3+1=83.73<V!配箍筋83.73<V!配箍筋箍筋肢数、直径2小82小82小8Av=nAv1101101101s=1.0fyvAvh0/(V-Vc)1.0*210*101*61510V(167:67-88.79)=165.41.0*21010*580*1-0(248.