单向板课程设计

第三章钢筋混凝土楼盖结构设计五、单向板肋梁楼盖设计例题[8]某多层仓库，楼盖平面如图3.35所示。楼层高4.5m，采用钢筋混凝土整浇楼盖，试设计。图3.35（一）设计资料1.楼面做法20mm水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；12mm纸筋石灰抹底。2.楼面活荷载楼面均布活荷载标准值：8.0kN/m2。3.材料混凝土强度等级为C25；梁内受力主钢筋为HRB335级，其他为HPB235级。（二）楼面梁格布置及截面尺寸1.梁格布置梁格布置如图3.36所示。主梁、次梁的跨度分别为6m和4.5m，板的跨度为2m。主梁沿横向布置，每跨主梁均承受两个次梁传来的集中力，梁的弯矩图较平缓，对梁工作有利。图3.362.截面尺寸因结构的自重和计算跨度都和板的厚度、梁的截面尺寸有关，故应先确定板、梁的截面尺寸。（1）板：按刚度要求，连续板的厚度取mm5040000240lh对一般楼盖的板厚应大于60mm，本例考虑楼盖活荷载较大，故取h＝80mm。（2）次梁：截面高5004121181121181～～lh＝250～375mm，取h＝400mm，截面宽b＝180mm。（3）主梁：截面高00068114181141～～lh＝430～750mm，取h＝600mm，截面宽b＝250mm。（三）板的设计按考虑内力重分布方法进行。1.荷载计算荷载计算见表3.11。表3.11荷载计算荷载种类荷载标准值/kN·m－2永久荷载g20mm水泥砂浆面层80mm钢筋混凝土板12mm抹底20×0.02＝0.425×0.08＝2.016×0.012＝0.192小计2.592（取2.6）活荷载q均布活荷载8.0永久荷载分项系数2.1G，楼面均布活荷载因标准值大于4.0kN/m2，故荷载分项系数3.1G，则板上永久荷载设计值g＝2.6×1.2＝3.12kN/m2活荷载设计值q＝8.0×1.3＝10.4kN/m2板上总荷载设计值g＋q＝13.52kN/m22.设计简图计算跨度因次梁截面为180mm×400mm，故边跨8301280218012000022n01hllmm中跨82011800002n02llmm因01l与02l相差极小，故可按等跨计算，且近似取计算跨度mm82010l。取1m宽板带作为计算单元，以代表该区间全部板带的受力情况。故1m宽板带上沿跨度的总均布荷载设计值g＋q＝13.52kN/m，如图3.37所示。图3.373.弯矩设计值221011()13.521111.834.1161MgqlkN·m22B0111.834.1161111()13.52MgqlkN·m799.282.152.13161)(1612202lqgMkN·m22C0113.199141()13.521.824MgqlkN·m4.配筋计算板厚h＝80mm，h0＝80－20＝60mm；C25混凝土的强度fc＝11.9N/mm2；HPB235级钢筋fy＝210N/mm2。轴线②～⑤间的板带，其四周均与梁整体浇筑，故这些板的中间跨及中间支座的弯矩均可减少20%（见表3.12中括号内数值），但边跨及第一内支座的弯矩（M1、MB）不予减少。表3.12板的配筋计算计算截面1B2C设计弯矩/N·m4116－41162799(2799×0.8＝2239)－3199(－3199×0.8＝－2559)20csbhfMa0.0960.0960.065(0.054)0.075(0.060)112sa0.1010.1010.067(0.056)0.078(0.062)0csyfbhAf/mm2343.4343.4227.8(190.4)265.2(210.8)选配钢筋轴线②～⑤8/10@180As＝358mm28/10@180As＝358mm26/8@180As＝218mm26/8@180As＝218mm2轴线①～②⑤～⑥8@140As＝359mm28@140As＝359mm26/8@140As＝281mm26/8@140As＝281mm2a.选配钢筋对轴线②～⑤之间的板带，第一跨和中间跨板底钢筋各为8/10和6/8，间距同为180mm。此间距小于200mm，且大于70mm，满足构造要求。第一跨和第二跨板底钢筋，在支座B处均弯起8，其间距是360mm，故B支座的配筋为8/10@180。同理，支座C由左右板底分别弯起6和8，从而形成6/8@180。b.受力钢筋的弯起与截断支座上部受力钢筋的上弯点距支承边缘的距离为3006/82016/nlmm；切断距离为当33.31203/40010/gq时，应取6003/82013/nlamm，上部钢筋应用直钩下弯顶住模板以保持其有效高度。c.钢筋锚固下部受力纵筋伸入支座内的锚固长度al为：边支座要求大于5d及50mm，现浇板的支承宽为120mm，故实际al＝120－10＝110mm，满足要求；中间支座al＝80mmdb5)2/(及50mm。d.构造钢筋分布筋用6@250，其余附加钢筋（略）。（四）次梁设计按考虑内力重分布方法进行。根据本楼盖的实际使用情况，作用于次梁、主梁上的活荷载一律不考虑折减，即取折减系数为1.0。1.荷载计算荷载计算见表3.13。表3.13荷载计算荷载类型荷载设计值/kN·m－1永久荷载g板传来的荷载3.12×2＝6.24次梁自重25×0.18(0.4－0.08)×1.2＝1.728梁侧的粉刷荷载160.012(0.4－0.08)×2×1.2＝0.147小计g＝8.115活荷载qq＝10.4×2＝20.8沿次梁跨度总的设计荷载g＋q＝28.915kN/m，取28.92kN/m。2.计算简图次梁在砌体上支承宽度为240mm，故边跨01n11.0251.02545001202504361mm2ll01n12502400.545001204375mm22lla中跨25042505004n02llmm取两者较小者l01＝4361mm4.4m跨度相差4.44.251003.5104.25%%%故可按等跨计算内力。计算简图如图3.38所示。图3.383.内力计算设计弯矩221B0111()28.9211114.450.89MMgqlkN·m此处支座弯矩应按相邻两跨中较大跨长计算。65.3225.492.28161)(16122022lqgMkN·m22C0211()28.924.25141437.31MgqlkN·m设计剪力37.55255.492.2845.0)(45.01nAlqgVkN83.73255.492.286.0)(6.01nBlqgVlkN60.6725.492.2855.0)(55.02nBrlqgVkNCCrn20.55()0.5528.924.2567.61lVVgqlkN4.正截面承载力计算次梁的跨内截面应考虑板的共同作用而按T形截面计算，其翼缘的计算宽度fb可按表3.7中的最小值确定。按跨度nf4250142033lbmm按梁净距000282011800fsbbmm因f0365/80/0.0.221hh，故fb不受此条限制，取fb＝1420mm计算。280354009.118042012f0cffhhfhb6103.43949.98×106N·m知属第I类T形截面。计算过程见表3.14。（1）支座C的相邻两跨内各弯起114（为④、⑧号筋），另加212直钢筋，故支座C实有钢筋212+214。其中④号筋在距支座C左边缘50mm处下弯，距支座最大负弯矩截面的距离不足1822/0hmm，不能充分发挥其抗弯作用，只能在支座的右侧才能计入其工作。同样的原因，支座C右侧也不能计入⑧号筋的作用，故该支座的抗弯纵筋应为312。同理，支座B虽布置有纵筋314(直)＋114(弯)＋114(弯)，但只能计入314＋114的抗弯作用。（2）各截面的实际配筋往往和计算需要量有出入，一般误差以不超过±5%为宜。该次梁截面2的配筋超过较多。此外，支座C钢筋的排列要求宽度为2×12+2×14＋3×30＋2×25＝192mm，现梁宽仅为180mm。也可考虑采用梁宽为200mm。表3.14次梁正截面配筋计算表计算截面1B2C设计弯矩/kN·m50.89－50.8932.65－37.31支座20csbhfMa跨内20fcshbfMa621011.9142055960.83＝0.022（一排，T形截面）621011.918050.48093＝0.206（二排，矩形截面）6232.651011.91420365＝0.0145（一排，T形截面）6237.311011.9180365＝0.131（一排，矩形截面）ξ0.0220.230.350.0150.140.35支座0ycsbhffA跨内0fycshbffA/mm2452.3558.3308.4364.9选配钢筋314As＝461mm2（超过2%）314＋114As＝615.8mm2（超过9%）212+114As＝380.1mm2（超过19%）212+114As＝380.1mm2（超过4%）（3）纵筋的弯起与截断：当次梁跨长相差在20%以内，且356.2115.8/8.20/gq时，可按图3.33的原则确定钢筋的弯起和截断的位置，具体构造如图3.39所示。图3.39距B支座左侧④、⑥号钢筋的截断点为1220mm205/nld，其截断面积为267mm20.5×574.1＝287mm2，符合要求；⑤号筋在距支座边1500mm处截断，长度大于3/nl。⑤号筋在第一跨与⑨号筋搭接，在第二跨与⑦号筋搭接。（4）边跨的架立筋用210，其余跨均用212受力筋兼做架立筋以简化施工，因本例中梁跨度不大，经济效果不明显。5.斜截面强度计算a.复核梁截面尺寸0.25fcbh0=0.25×11.9×180×340=182×103NVBC＝73.83kN故截面尺寸符合要求。b.验算是否需按计算配置腹筋A支座：0.7ftbh0＝0.7×1.27×180×365=58.4×103NVA＝55.37kN应按构造配置横向钢筋。取箍筋双肢6@150mm，则svsvmin0.2228.31.27180150210100.240.145%%(满足要求)B支座左侧：0.7ftbh0＝0.7×1.27×180×365=58.4×103NBlV＝73.83kN应按计算配置横向钢筋。1000.70.1611.25svtyvnAVfbhsfh11/svsvnAsnAs228.33520.161smm选用箍筋双肢6@150mmmin228.31.270.2100.240.145180150210svsv%%满足要求。B支座右侧：0.7ftbh0=0.7×1.27×180×365=58.4×103NBlV＝67.61kN应按计算配置横向钢筋。C支座：0.7ftbh0=0.7×1.27×180×365=58.4×103NCV＝67.61kN应按计算配置横向钢筋。计算过程同B支座左侧，最后均取双肢箍筋6@150mm。（五）主梁设计1.荷载计算荷载计算见表3.15。主梁除承受由次梁传来的集中荷载（包括板、次梁上的永久荷载和作用在楼盖上的活荷载）外，还有主梁的自重。主梁的自重实际是均布荷载，但为