单向板课程设计例题

1.3现浇单向板肋梁楼盖设计某厂房用楼盖，平面尺寸为33m×20.7m，层高4.5m，四周为承重墙，室内设置8个立柱(柱截面尺寸取为400mm×400mm)，楼盖平面图如图1-31所示，楼面做法见图1-32，楼盖采用现浇的钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，试设计之。设计要求：（1）板、次梁内力按塑性内力重分布方法计算；（2）主梁内力按弹性理论计算；（3）绘出结构平面布置图、板、次梁和主梁的模板及配筋图。进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有：（1）计算简图；（2）内力分析；（3）截面配筋计算；（4）构造要求；（5）施工图绘制图1-31楼盖平面图图1-32楼盖做法详图整体式单向板肋梁楼盖设计步骤如下：1．设计资料其中荷载及材料如下：（1）楼面均布活荷载标准值：qk=5kN/m2；（2）楼面做法如图1-32所示：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）；（3）材料强度等级：混凝土强度等级采用C25，主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335，板钢筋、主次梁的箍筋采用HPB300。2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定（1）确定主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。（2）按高跨比条件要求板的厚度57.5mm2300/40/40h＝l，对工业建筑的楼板，要求mmh70，所以板厚取80mmh。（3）次梁截面高度应满足：mmmmllh550~36712/6600~18/660012/~18/，取450mmh，截面宽hb)3/1~2/1(，取mmb200。（5）主梁截面高度应满足：mmmmllh863~4938/6900~14/69008/~14/,取h650mm，截面宽度取为0mm25b楼盖结构平面布置图如图1-33所示。120250660066006600660066003300069006900690020700120250120250①②③④⑤⑥ABCD230023002300230023002300230023002300B1B1B2B25B35B3B2B2B1B13B43B43B53B515B6L2L2L2L2L2L2L2L2L1L1L1L1400×400次梁主梁ZZZZZZZZ120250660066006600660066003300069006900690020700120250120250①②③④⑤⑥ABCD230023002300230023002300230023002300B1B1B2B25B35B3B2B2B1B13B43B43B53B515B6L2L2L2L2L2L2L2L2L1L1L1L1400×400次梁主梁ZZZZZZZZ图1-33楼盖结构平面布置3.板的设计——按考虑塑性内力重分布的方法设计（1）板的计算简图取1m板宽作为计算单元，由板的实际结构如图1-34（a）可知：次梁截面为b=mm200，现浇板在墙上的支承长度为a=mm120，板厚h＝80mm，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度（按表1-1）确定如下：mmllmmalnn2100200230021402120)22001202300(201中跨边跨按板的计算简图1-34(b)所示。图8.1-3（a）板的实际结构图图1-34(b)板的计算简图（2）板承受的荷载永久荷载标准值222/255.017015.015/22508.080/4.02002.020mmmkNmmmkNmmmkN板底石灰砂浆：钢筋混凝土板：水泥砂浆面层：小计2kN/m655.2可变荷载标准值：25kN/m因为可变荷载较大，可变荷载起控制作用，恒荷载的分项系数取1.2；因为是工业建筑且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以可变荷载分项系数取3.122.6551.23.19/gkNm永久荷载设计值：251.36.5/qkNm可变荷载设计值：23.196.59.69/gqkNm荷载总设计值：(3)板的内力——弯矩设计值的计算因边跨与中跨的计算跨度相差214021001.9%2100小于10%，可按等跨连续板计算由表12-2可查得板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见表1-8表1-8板的弯矩设计值的计算截面位置计算跨度l0(m)弯矩系数M20)(lqgMM(kN.m)1(边跨跨中)l01=2.141/1111/14.269.92=04.4B(离端第二支座)l01=2.14-1/11-11/14.269.92=-04.42(中间跨跨中)l02=2.101/1616/10.269.92=67.2C(中间支座)l02=2.10-1/1414/1.269.92=05.3(4)板配筋计算——正截面受弯承载力计算0122280mmcmm802555,1000251.0,11.9/mm;1.27/;300270/ctymmbmmCafNfNmmHPBfNmm板厚，保护层=20，h，混凝土，钢筋，对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，板配筋计算过程见表1-19.表1-19板的配筋计算过程截面位置M(kN.m)αs=M/α1fcbh02s211ξAS=ξbh0α1fc/fy（mm2）实际配筋1(边跨跨中)4.040.1120.1192888@170As=295mm2B(离端第二支座)-4.040.1120.1192888@170As=295mm2①~②轴线⑤~⑥2.670.0740.0771868@200As=251mm22中间跨跨中轴线②~⑤2.67×0.80.060.061458@200As=251mm2①~②轴线⑤~⑥-3.050.0850.0892158@200As=251mm2C中间支座轴线②~⑤-3.05×0.80．0680.071968@200As=251mm2配筋率验算min0.452510.451.270.314%max(0.21%0.2%)100080270StyAfbhf及(3)板配筋图板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋，板的配筋图如图1-34（c）所示。图1-34（c）板配筋图4.次梁的设计——按考虑塑性内力重分布设计（1）次梁的计算简图确定由次梁实际结构图（1-35（a）图）可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=250mm。按表(1-1）确定计算简图：mm63502506600mm64752/2402/25012066002/0201nnllall中间跨）（边跨计算简图如图1-35（b）所示。图1-35（a）次梁的实际结构图图1-35(b)次梁的计算简图（2）次梁的荷载设计值计算：永久荷载设计值:3.192.37.34kN/m:0.20(0.450.08)251.22.22kN/m:20.015(0.450.08)171.20.23kN/m板传来的永久荷载次梁自重次梁粉刷小计kN/m79.9g6.52.314.95kN/m14.9599.7924.74kN/mqqg可变荷载设计值：荷载总设计值：（3）次梁的内力计算——弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差647563502.0%6350小于10%，可按等跨连续梁计算。由表1-2，1-3可分别查得弯矩系数M和剪力系数V。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表1-10和表1-11表1-10次梁的弯矩设计值的计算截面位置计算跨度l0(m)弯矩系数M20)(lqgMM(kN.m)1(边跨跨中)l01=6.4751/1111/475.674.242=4.299B(离端第二支座)l01=6.475-1/11-11/475.674.242=-29.942(中间跨跨中)l02=6.351/1616/35.674.242=2.356C(中间支座)l02=6.35-1/1414/35.624742=26.71表1-11次梁的剪力设计值的计算截面位置计算跨度ln(m)剪力系数VnVlqgV)((kN)A边支座ln1=6.3550.45355.674.2445.0=kN75.70B（左）(离端第二支座)ln1=6.3550.6355.674.246.0=4.33kN9B(右)离端第二支座ln2=6.350.5535.674.2455.0=6.4kN8C(中间支座)ln2=6.350.5535.674.2455.0=6.40kN8（4）次梁的配筋计算○1次梁正截面抗弯承载力计算——纵筋的确定次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：0221220/36350/32117mm200230020023002117mm251.011.9/mm,1.27/;335:300/270/,mm45045405.ffnfctyyvblbbSmmbCafNfNmmHRBfNmmfNmmhmm故取，混凝土：，纵向钢筋采用，箍筋采用HPB300;保护层厚度C=25，判别跨中截面属于哪一类T形截面1012(/2)1.011.9211780(40540)735.62.cfffafbhhhKNmMM支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表1-12。次梁正截面受弯承载力计算1-12截面位置M(kN.m)b(b’f)(mm)αs=M/α1fcbh02s211ξAS=ξbh0α1fc/fy（mm2）实际配筋1边跨跨中94.2921176294.29101.011.9200405=0.0230.0230.0232004051.011.9300=782218+120As=823.4mm2B离端第二支座-94.292006294.29101.011.9200405=0.2420.2820.2822004051.011.9300=906222+114As=913.9mm22(中间跨跨中)62.3521176262.35101.011.92117405=0.0150.0150.01521174051.011.9300=510218As=509mm2C中间支座-71.262006271.26101.011.9200405=0.1830.2040.22004051.011.9300=655222As=760mm2支座截面0.1ξ0.35,跨中截面ξξb＝0.55配筋率验算min0.455090.451.270.59max(0.19%0.2%)200450300StyAfbhf及○2次梁斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)复核截面尺寸：00max415,/405/2002.0254,0.251.011.9200405241.094.33wfwcchhhmmhbfbhVKN且故截面尺寸按下式验算0.25故截面尺寸满足要求30max0.70.71.2720040572.01072.070.75tfbhNKNVKNCBVV和所以B和C支座均需要按计算配置箍筋，A支座均只需要按构造配置箍筋。0003060.727056.64052770.794.33100.71.27200405svcstyvyvsvBLtAfbhfhsfAhsmmfbh采用双肢箍筋，计算B支座左侧截面（梁内最大剪力）。V，可得箍筋间距V调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%，现调整箍筋间距，S=0.8277=222mm，为满足最小配筋率的要求，最后箍筋间距S=200mm。沿