单向板肋梁楼板设计实例(市政)

1任务8：单向板楼盖设计实例【设计资料】某工厂仓库，为多层内框架砖混结构。外墙厚370mm，钢筋混凝土柱截面尺寸400mm×400mm，楼盖采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，其结构平面布置图见图1.2.33。楼面做法：楼面面层水磨石（10mm面层，20mm水泥砂浆打底），梁板天花板混合砂浆抹灰15mm。楼面的活荷载标准值为9.0kN/m2。图1.2.33楼盖结构平面布置图【设计内容】1、结构平面布置方案：包括结构平面布置、截面尺寸、选材。2、板的设计（按塑性内力重分布计算）3、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）2【设计步骤】1、结构平面布置方案1）结构平面布置如图1.2.33所示，确定主梁跨度为6.6m，主梁每跨内布置2根次梁，次梁的跨度为5m，板的跨度为2.2m。2）确定截面尺寸板厚h≥l0/40（按表1.2.1取用）=2200/40=55mm，考虑工业建筑单向楼板要求不应小于70mm，故取板厚h=80mm。次梁的截面高度应满足（1/18～1/12）l0=（1/18～1/12）×5000=278～417mm，取h=400mm，则b=(1/2~1/3)h=(133~200)mm，取b=200mm。主梁的截面高度应满足（1/14～1/8）l0=（1/14～1/8）×6600=471～825mm，取h=600mm，则b=(1/2~1/3)h=(200~300)mm，取b=250mm。3）选材（1）、混凝土：C25（2）、钢筋：主梁及次梁受力筋用HRB335级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300级。2、板的设计（按塑性内力重分布计算）1）荷载计算及计算简图①荷载计算：查表1.2.4可得水磨石地面自重为0.65kN/m2，混合砂浆17KN/m3，钢筋混凝土25KN/m3，取1m宽板带计算可得板的恒荷载标准值：水磨石面层：0.65×1=0.65KN/m80mm钢筋混凝土板：25×0.08×1=2.0KN/m15mm板底混合砂浆：17×0.015×1=0.255KN/m恒载标准值：gk=2.905KN/m板的恒荷载设计值（恒荷载分项系数取1.2）：g=1.2×gk=3.486KN/m板的活荷载标准值：qk=9×1=9KN/m板的活荷载设计值（活荷载分项系数取1.3）：q=1.3×qk=11.7KN/m板的设计值总值：g+q=1.2×gk+1.3×qk=15.186KN/m②确定板的计算跨度及计算简图：次梁截面为200×400mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按表1.2.8其计算跨度为：3边跨：l01=ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020≤1.025ln=2030mm中跨：l01=ln=2200-200=2000mm板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算（可取大值）。其计算简图如图1.2.34所示。图1.2.34板的计算简图2）内力计算板的各截面弯矩计算结果见表1.2.13。表1.2.13板的弯矩计算截面位置1（边跨中）B（支座）2（中间跨中）C（中间支座）弯矩系数α1/11-1/141/16-1/16M=α（g+q）l02（KN．m）15.186×2.022/11=5.633-15.186×2.022/14=-4.4315.186×2.022/16=3.87-15.186×2.022/16=-3.873）配筋计算由题知：b=1000mm，h=80mm，h0=80-20=60mm。混凝土采用C25，钢筋采用HPB300级钢，则2/9.11mmNfc，2/270mmNfy。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和中间支座的计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。板配筋计算过程见表1.2.14。2200198020004002200200200g+q2000202020202000200034表1.2.14板配筋计算截面1B2、3C①～②、⑤～⑥轴②～⑤轴0.8M①～②、⑤～⑥轴②～⑤轴0.8MM（KN．m）5.633-4.433.873.10-3.87-3.10201bhfMcs0.1310.1030.0900.0730.1030.083s211576.0b0.1410.1090.0940.0760.0940.076ycfbhfA01s（mm2）372.9288.2248.6201.0248.6201.0理论配筋（mm2）Ф8@130As=387Ф8@170As=296Ф8@200As=252Ф8@200As=252Ф8@200As=252Ф8@200As=252实配钢筋（mm2）Ф8@125As=402Ф8@150As=335Ф8@200As=252Ф8@200As=252Ф8@200As=252Ф8@200As=2524）确定各种构造钢筋⑴分布筋选用：《规范》规定：板中单位长度上分布钢筋的配筋面积不小于受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；常采用HPB300级钢筋，其直径不宜小于6mm，间距不宜大于250mm；当有较大的集中荷载作用于板面时，间距不宜大于200mm。As=max（387×15%，80×1000×0.15%）=max（58.05，120）=120mm2，故其配筋为Ф6@200。⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用Ф8@200。⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用Ф8@200。⑷板角构造钢筋:选用Ф8@200,双向配置板四角的上部。给板的平法施工图时，该楼盖根据板块的类型、板厚和贯通纵筋三者均相同的原则应按同一编号进行编号，将板块分为LB1、LB2两个编号。3、次梁的设计（按塑性内力重分布计算）51）荷载计算及计算简图①荷载计算：由板传来：2.905×2.2=6.39KN/m次梁自重：0.2×（0.4-0.08）×25=1.6KN/m次梁粉刷重：0.015×（0.4-0.08）×2×17+0.015×0.2×17=0.214KN/m恒载标准值：gk=8.21KN/m恒荷载设计值（恒荷载分项系数取1.2）：g=1.2×gk=9.85KN/m活荷载标准值：qk=9×2.2=19.8KN/m活荷载设计值（活荷载分项系数取1.3）：q=1.3×qk=25.74KN/m设计值总值：g+q=1.2×gk+1.3×qk=35.59KN/m②确定次梁的计算跨度及计算简图：次梁截面为200×400mm，主梁截面为250×600mm，取次梁在墙上的支承长度为240mm。按表3.9其计算跨度为：边跨：l01=ln+α/2=5000-120-125+240/2=4875≤1.025ln=1.025×4755=4873mm，取l01=4870mm。中跨：l01=ln=5000-250=4750mm次梁为多跨连续梁，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，可按等跨度连续梁计算。其计算简图如图1.2.35所示。B2C3CBq+g=35.53kN/m48704750475047504870次梁的计算简图图1.2.35次梁的计算简图2）内力计算次梁的各截面内力计算结果见表1.2.15和表1.2.16。120250主梁250次梁120250主梁250次梁50001254750500047556004001202406表1.2.15次梁的弯矩计算截面位置1（边跨中）B（支座）2（中间跨中）C（中间支座）弯矩系数α1/11-1/111/16-1/16M=α（g+q）l02（KN．m）35.59×4.872/11=76.74-35.59×4.872/14=-76.7435.59×4.752/16=50.19-35.59×4.752/16=-50.19表1.2.16次梁的剪力计算截面位置A（支座）B（支座左）B（支座右）C（中间支座）弯矩系数α0.40.60.50.5V=β（g+q）ln（KN）0.4×35.59×4.755=67.690.4×35.59×4.755=101.540.4×35.59×4.750=84.5384.533）配筋计算⑴、次梁跨中按T形截面进行正截面计算，T形截面的翼缘宽度'fb为：边跨：mmsblbf162322002002000;16233487031min00'中间跨：mmsblbf158322002002000;15833475031min00'次梁高h=400，h0=400-35=365mm，翼缘厚mmhf80'。判定T形截面类型：mmNhhhbffffc60110780.489)280365(8015839.110.1)2()(19.50)(74.76中间跨中及边跨中mkNmkN故各跨中截面属于第一类T形截面。⑵、支座截面按矩形截面计算，按布置一排纵向钢筋考虑，取mmh3650。⑶、由题知:混凝土采用C25，钢筋采用Ⅱ级钢，则2/9.11mmNfc，72/27.1mmNft,2/300mmNfy，2/270mmNfyv，α1=1.0，βc=1.0。次梁正截面承载力计算见表1.2.17。表1.2.17次梁正截面承载力计算截面1（T形）B（矩形）2、3（T形）C（矩形）弯矩M（KN.m）76.74-76.7450.19-50.19b或'fb16232001583200201bhfMcs0.0300.2420.0200.158s211)550.0(b0.0300.2820.0200.173ycfbhfA01s711.6815.7463.0501.8实配钢筋（mm2）3Ф18，As=7633Ф20，As=9422Ф18，As=5092Ф18，As=509次梁上部跨中部分考虑到未设受力钢筋，故设置2Ф12架立筋，即可固定箍筋的位置，又与其它钢筋形成具有一定刚度的钢筋骨架，且在混凝土收缩和温度变化时，还可以阻止裂缝的产生，架立筋布置在梁的受压区外缘两侧，平行于纵向受力钢筋。⑷、次梁斜截面承载力计算见下表1.2.18：表1.2.18次梁斜截面承载力计算截面A左B右BCV(KN)67.69101.5484.5384.53025.0bhfcc)(kN217.2V217.2V217.2V217.2V07.0bhfVtc)(kN65.36V65.36V65.36V65.36V选用箍筋2Ф62Ф62Ф62Ф61svsvnAA56.656.656.656.6)/(25.10csvyvVVhAfs2992.5192.7363.7363.78实配箍筋间距200200200200025.1hsAfVVsvyvccs100.2V满足100.2≈V满足100.2V满足100.2V满足%113.024.0minyvtsvsVsvffbsA0.142%0.113%0.142%0.113%0.142%0.113%0.142%0.113%沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置。绘施工图时，梁上箍筋均采用Ф6@200，以方便施工。4、主梁的设计（按弹性理论计算）1）荷载计算及计算简图①荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载：8.21×5.0=41.05KN主梁自重：0.25×（0.6-0.08）×2.2×25=7.15KN主梁粉刷重：0.015×（0.6-0.08）×2.2×2×17=0.58KN恒载标准值：Gk=48.78KN恒荷载设计值（恒荷载分项系数取1.2）：G=1.2×gk=58.54KN活荷载标准值：Qk=9×2.2×5=99KN活荷载设计值（活荷载分项系数取1.3）：Q=1.3×qk=128.7KN设计值总值：G+Q=1.2×Gk+1.3×Qk=187.24KN②确定计算跨度及计算简图：主梁截面为250×600mm，柱截面为400×400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将