某多層廠房的樓蓋單向板肋梁樓蓋設(shè)計

1、單向板肋梁樓蓋設(shè)計某多層廠房的樓蓋平面如圖1-31所示，樓面做法見圖1-32, 樓蓋采用現(xiàn)澆的鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，試設(shè)計之。設(shè)計要求:1 .1 . 板、次梁內(nèi)力按塑性內(nèi)力重分布計算;2 .2 . 主梁內(nèi)力按彈性理論計算;3 .繪出結(jié)構(gòu)平面布置圖、板、次梁和主梁的模板及配筋圖。進行鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計主要解決的問題有:(4)構(gòu)造要求;(1) 計算簡圖；(2)內(nèi)力分析；(3 )截面配筋計算;(5)施工圖繪制圖 1-31樓蓋平面圖圖1-32 樓蓋做法詳圖整體式單向板肋梁樓蓋設(shè)計步驟:1 .設(shè)計資料(1)樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=10kN/m(2)樓面做法：樓面面層用20mm厚水泥

2、砂漿抹面(=20kN/m3)，板底 及梁用15mm厚石灰砂漿抹底(=17kN/m3 )。(3) 材料：混凝土強度等級采用 C30，主梁和次梁的縱向受力鋼筋采用HRB400 或HRB335，吊筋采用 HRB335，其余均采用HPB235。2、樓蓋梁格布置及截面尺寸確定確定主梁的跨度為6.9m，次梁的跨度為6.6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3m。樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置圖如圖1-33所示。按高跨比條件要求板的厚度h 1/402300/4057.5mm，對工業(yè)建筑的樓板，要求h 80mm，所以板厚取h80mm 。次梁截面高度應(yīng)滿足h l/18l/12367 - 550mm，取 h 550mm

3、，截面寬 b (1/21/3)h，取 b 250mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h丨/15丨/10 460690mm,取h 650mm，截面寬度取為b 300mm，柱的截面尺寸b xh=400 X400 mm 2。圖1-33樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置3、板的設(shè)計一一按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(1 )、荷載計算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值200.4kN /m2252kN/m2170.255kN/m220mm水泥砂漿面層：0.0280mm鋼筋混凝土板：0.0815mm板底石灰砂漿：0.015小計10kN/m22.655kN/m2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:因為是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2，所以活荷載分項系數(shù)取1.3，恒荷載

4、設(shè)計值：g 2.655 1.2 3.186kN/m2活荷載設(shè)計值：q 10 1.3 13kN / m2荷載總設(shè)計值：q g 16.186kN/m2，近似取16.2kN /m2(2) 、計算簡圖取1m板寬作為計算單元，板的實際結(jié)構(gòu)如圖1-34 (a)所示,由圖可知：次梁截面為b= 250mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為a= 120mm，則按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度為:邊跨按以下二項較小值確定:1 01ln h/2(2300a一 (23001202所以邊跨板的計算取中跨 l01 ln 2300In250120 )2250120)V2095mm802095 mm22l012502115mm20

5、50 mm板的計算簡圖1-34(b)所示。IJ0250 1 IpO 205520602mI 2050'2300圖1-34 ( a)板的實際結(jié)構(gòu)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圖 1-34(b)板的計算簡圖(3) 彎矩設(shè)計值因邊跨與中跨的計算跨度相差甘2.1%小于10%，可按等跨連續(xù)板計算由表12-2可查得板的彎矩系數(shù)a M,板的彎矩設(shè)計值計算過程見表1-8表1-8板的彎矩設(shè)計值的計算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù)M1/11-1/111/

6、16-1/14計算跨度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) 配筋計算一一正截面受彎承載力計算板厚80mm, ho 80 20 60mm, b 1000mm,C30混凝土，aj 1.0, fc 14.3N/mm2; HPB235鋼筋，fy 210N/mm2.對軸線-間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi) 2截面和支座C截面的彎矩設(shè)計值可折減 20%，為了方便，近似對鋼

7、筋面積折減20%。板配筋計算過程見表1-9截面位置1B2C彎矩設(shè)計值(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軸線-計算配筋(mm 2)As二 Sbh 0 a lfc/f y547547355409實際配筋釗10140* 10140釗 8140如 8120(mm 2)As=561As=561As=359As=419軸線-計算配筋(mm 2)As= Hbh 0 a lfc/f y5475470.8X355=2840.8X4

8、09=327實際配筋(mm 2)如10140釗 10140如 8140如 8140As=5As=561As=35As=359表1-9板的配筋計算619配筋率驗算min0.45ft/ fy0.45 1.43/2100.31%As/bh0.7%As/bh0.7%As/bh0.45%AS/bh0.45%(5 )板的配筋圖繪制板中除配置計算鋼筋外，還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋。板的配筋圖如圖圖1-34 ( c)所示。冃一型亠&意謨一 奇刀藝Bhot-曙卒巴- 一一II I 1 H hd J映=-4nnh L IJ3 酣二-00/-剤-I *©圖1-34 (c)板

9、配筋圖4、次梁設(shè)計一一按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(1) 荷載設(shè)計值:恒荷載設(shè)計值板傳來的恒荷載：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小計g 11.1404kN/m活荷載設(shè)計值：q 13 2.3 29.9kN/m荷載總設(shè)計值：q g 29.9 11.1404 41.0404kN/m,取荷載 41.1kN/m（2）、計算簡圖由次梁實際結(jié)構(gòu)圖（1-35 （a）圖）可知，次梁在墻上的支承長度為a=240mm ，主梁寬度為b=300mm 。次梁的邊

10、跨的計算跨度按以下二項的較小值確定:邊跨 lo1 In a/2 (6600120 300/2)240/2 6450mm1.0251 n 1.025 63306488mm,所以次梁邊跨的計算跨 度取l016450mm中間跨 102 ln 6600 300 6300mm計算簡圖如圖1-35 （ b）所示。11163301IL63C0Jjtf&m1il翊li 6600JJ:2圖1-35 （ a）次梁的實際結(jié)構(gòu)11 H j JI H I u I j I 屮 H A /ST12IC2XF2164 和 閃 00163006300B450圖1-35(b)次梁的計算簡圖(3) 彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值的

11、計算645063002 4%因邊跨和中間跨的計算跨度相差 63002.4%小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。由表1-2，1-3可分別查得彎矩系數(shù) M和剪力系數(shù)V。次梁的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值見表1-10和表1-11表1-10次梁的彎矩設(shè)計值的計算截面位置1B2C邊跨跨中離端第二支中間跨跨中間支座座中彎矩系數(shù)M1/11-1/111/16-1/14計算跨度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次梁的剪力設(shè)計值的計算B（左）B（右）截面位置離端第二支離端第二支邊支座中間支座剪力系數(shù)V0.450.60.550.55凈跨度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 )配筋計算正截面抗彎承載力計算次梁跨中正彎矩按T形截面進行承載力計算，其翼緣寬度取下面二項的較小值: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;縱向鋼筋采用 HRB335 ,HPB235，fyv 210N/mm2,h0550 35515mm判別跨中截面屬于哪一類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計算，正截面承載力計算過程列于表1-12。截面1B2C彎矩設(shè)計值(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次梁正截面受彎承載力計算斜截面受剪承載力計算（包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計算和最小配箍率E1 J 2 s0.0190.1<0.18<0.350.01230.1<0.132<0.35選計算配筋（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鋼實際配筋（mm 2）2 20+1 223221 22 + 2 142 22+1 14筋A(yù)s=1008.1As=1140As=688.1As=913.9驗算）。復(fù)核截面尺寸:hw h0 h f 515800.25 c fcbh00.251.0故截面尺寸滿足要求435且 hw / b 435 / 25014.3 250515460kN1.744,截面尺寸按下式驗算Vmax156.1kNO.7ftbho 0.7 1.43 250 515 12887.9N129kN V117.1kNVb

16、和 Vc所以B和C支座均需要按計算配置箍筋,A支座均只需要按構(gòu)造配置箍筋計算所需箍筋采用 6雙肢箍筋，計算B支座左側(cè)截面。vcs0.7 ftbh01.25 fyv1.25 fyvAsvhoAh。,可得箍筋間距s1.2521056.6515S VBL0.7 ftbh0156.1 103 0.7 1.43 250 515281 mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍將計算的箍筋面積增加20%，現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，S=0.8 281=224.8mm，為滿足最小配筋配箍筋率驗算:0.3丄 0.3 1432.04 10 3fyv210時要求配筋率下限。實際配箍率Asvsvbs56.6250 1002.264

17、 10 32.04 10 3,滿足要求因各個支座處的剪力相差不大，為方便施工，沿梁長不變，取雙肢* 6100。(5) 施工圖的繪制次梁配筋圖如1-35( C)圖所示，其中次梁縱筋錨固長度確定:伸入墻支座時，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定:I laJd 0.14 空 22 646mm,ft1.43取 650mm.伸入墻支座時，梁底面縱筋的錨固長度按確定：l=12d=1220=240mm梁底面縱筋伸入中間支座的長度應(yīng)滿足l>12d=1222=264mm ，取 300mm.縱筋的截斷點距支座的距 離.1 ln/5 20d 6330/5 20 22 1706mm,取I 1750mm17501|2

18、|32C12如】觀百11,26600* r卄7卜4|5 同|4 B PO h6600175066001曲3-3必2-2個1 ,：tM55闌圖1-35 (c)次梁的配筋圖5、主梁設(shè)計一一主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計:(1)荷載設(shè)計值。(為簡化計算，將主梁的自重等效為集中荷載)次梁傳來的恒載：11.1404 6.6主梁自重(含粉刷)：(0.65 0.08)12.6013kN恒荷載：G活荷載：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 )計算簡圖主梁的實際結(jié)構(gòu)如圖1-36(a)所示，由圖可知，主梁端部支承在墻上的 支承長度a為370mm, 中間支承在400mm400mm的混凝土柱上，其計算 跨度按以下方法確定：邊跨丨，6900 200 1206580mm,164.5mm al 2185mm,n1因為0.025丨,n1所以邊跨取 I 1.0251 bl2 1.025 65802006944.5mm,近似取丨 6945mm,01n1中跨丨6900mm.。計算簡圖如圖1-36 (b)所示。廠.1 1LJ1 tLL丄嚴(yán)I ILJ圖1-36(a)主梁的實際結(jié)構(gòu)Q-197- 4kNG=86. 2k5JA.3300 23QO

20、 e3QQ a3QQ a3QQ 卜3皿56945-6900圖1-36 (b)主梁的計算簡圖(3 )、內(nèi)力設(shè)計值計算及包絡(luò)圖繪制 因跨度相差不超過10%，可按等跨連續(xù)梁計算。彎矩值計算:彎矩：M kG k2Ql，式中k1和k2由附表1查得表 1-13主梁的彎矩設(shè)計值計算(kN m )kMBkM2恒載活載活載活載項次荷載簡圖Cl flA B C D活載. qpii IQ 劊屮T "十組合項次M min (kN m)彎矩圖示意圖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 麗0.31142640.089122.0-586.0.096*130.8122n0.17231.60.311426 .4-586.-141.55+組合項次+M max (kN m)542.3-282.1312.3-282.1*注：此處的彎矩可通過取脫離體，由力的平衡條件確定。根據(jù)支座彎矩，按下面簡圖確定圖 1-37主梁取脫離體時彎矩圖、剪力設(shè)計值:剪力：V k3G K4Q,式中系數(shù)k3, k4，由附錄仲查到，不同截面的剪力值經(jīng)過計算如表1-14所示。表 1-14主梁的剪力計算（kN

22、）項次荷載簡圖k 石kkVBr0.7331.2671.00恒載63.2109.286.2!jL20.8661.1340活載ABCD170.9223.900.6891.3111.222A a c n136.0258.8241.2活載活載Q|Q| Q| |Q4包丄2 b丄；(丄 ABCtf0.08917.60.08917.60.778153.6+組合項次+-126.+Vmax (kN)234.18327.4+組合項次+Vmin (kN)45.6-36886.2彎矩、剪力包絡(luò)圖繪制荷載組合+時，出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)最大彎矩和第二跨跨內(nèi)最小彎矩，此時，Ma QMb160-1 182-3342-4kN m，以

23、這兩個支座的彎矩值的連線為基線，疊加邊跨載集中荷載G Q 86.2 197.4 283-6kN作用下的簡支梁彎矩圖:個集中荷載下的彎矩值為-(G Q)loi Mb 542.4kN m M max331 (G Q)loi 2Mb 4283kN m第二集中荷載作用下彎矩值為3()01 3 B。中間跨跨中彎矩最小時，兩個支座彎矩值均為342.4KN m , 以此支座彎矩連線疊加集中荷載。則集中荷載處的彎矩值為1Gl02 MB 144.14kN m3荷載組合+時支座最大負(fù)彎矩M B586.5kN m，其它兩個支座的彎矩為Ma 0，Mc 282.1kN m，在這三個支座彎矩間連線，以此連線為基線，于第一

24、跨、第二跨分別疊加集中荷在G+Q時的簡支梁彎矩圖:則集中荷載處的彎矩值依次為 461kN m , 265.5kNm ,167.3KN m , 268.7KNm。同理，當(dāng) MC最大時，集中荷載下的彎矩倒位排列。荷載組合+時，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大。此時，Mb Me342.4kN m，第一跨在集中荷載G作用下的彎矩值分別為85.4KN m，-28.7kN m,第二跨在集中荷載G + Q作用下的彎矩值為312.3kN m +5情況的彎矩按此方法計算。所計算的跨內(nèi)最大彎矩與表中有少量的差異，是因為計算跨度并 非嚴(yán)格等跨所致。主梁的彎矩包絡(luò)圖見下圖。A max荷載組合+時，VAmax

25、234.1kN，至第二跨荷載處剪力降為-49.5 234.1-283.6二49.5kN ；至第二集中荷載處剪力降為283.6= 333.1kN，荷載組合+時，vb最大，其Vbi368kN則第一跨中集中荷載處剪力順次為（從左到右）199.2KN, 84.4KN,其余剪力值可按此計算。主梁的剪力包絡(luò)圖見1-38圖。圖1 38主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖(4) 配筋計算承載力計算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正截面受彎承載力計算及縱筋的計算跨中正彎矩按T形截面

26、計算，因hf / ho 80/615 0.130 0.10翼緣計算寬度按l0 /3 6-9/3 2-3m和b Sn 6.6m，中較小值確定，取bf 2300 mm。2支座處的彎矩設(shè)計值:M B M max V0 b586.5 283.6 04529.9kN m2 2o判別跨中截面屬于哪一類T形截面a1fcbfhf(h0 hf/2) 1.0 14.3 2300 80 (615 40) 1512.9kN m M1 M2均屬于第一類T截面表 1-15正截面受彎承載力的計算過程如下截面1B2彎矩設(shè)計值（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計算配筋(mm :As二 Hbh 0 a1fc/f2)y258733451405686.4選配625（彎鋼筋實際配筋（mm 2)625(彎2)3)218325(彎1)225As=2945As=345As=1473As=982主梁正截面受

28、彎承載力及配筋計算4 箍筋計算斜截面受剪承載力計算 驗算截面尺寸:hw h0 hf 580 80500mmhw/b 500/3001.74,截面尺寸按下式驗算：0.25 cfcbh。0.25 1.0 14.3 300 580622kN V 36.8kN,可知道截面尺寸滿足要求。驗算是否需要計算配置箍筋。O.7ftbho0.7 1.43 300 580 174kN V 368kN 故需進行配置箍筋計 算。Asvsv計算所需腹筋；采用I中18100雙肢箍。bs 300篤 °335% 024t o.163%，滿足要求.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因此應(yīng)在B支座截面左邊應(yīng)按計算配置彎起鋼筋， 主梁剪力圖呈矩形，在B截面左邊的2.3m范圍內(nèi)需布置3排彎起鋼筋才能覆蓋此 最大剪力區(qū)段，現(xiàn)先后彎起第一跨跨中的225和支座處的一根125鴨筋），'OAs=490.9 mm 2,彎起角取 s 45Vsb 0.8fyAsbSin 0.8 360 490.9 sin 4599.95kNVcs Vsb 327 99.95 426.95kNVmax 368kN（滿足要求）次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計算。次梁傳來的集中力F 73.5 197.4270.9kNh1650 550100mm,附加箍筋布置范圍：S內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù):S 2h 3b 2 100 3 250 950mm取附加箍筋8100,雙肢箍，則長度18 ,m=（950-2500）/100+1=8,2As 254.5mm次梁兩側(cè)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）主梁正截面抗彎承載力圖（材料圖）、縱筋的彎起和截斷按比列繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖 按同樣比列繪出主梁的抗彎承載力圖（材料圖），并滿足以下