单向板肋梁楼盖设计例题

单向板肋梁楼盖设计某多层厂房的楼盖平面如图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：1．设计资料（1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。（2）楼面做法：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：混凝土强度等级采用C30，主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400或HRB335，吊筋采用HRB335，其余均采用HPB235。2、楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为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。楼盖结构的平面布置图如图1-33所示。按高跨比条件要求板的厚度57.5mm2300/40l/40h，对工业建筑的楼板，要求mmh80，所以板厚取80mmh。次梁截面高度应满足mmllh550~36712/~18/，取550mmh，截面宽hb)3/1~2/1(，取mmb250。主梁截面高度应满足mmllh690~46010/~15/,取650mmh，截面宽度取为300mmb，柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。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设计（1）、荷载计算恒荷载标准值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活荷载标准值：210kN/m因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m0.4，所以活荷载分项系数取3.1，2222/2.16/186.16/133.110/186.32.1655.2mkNmkNgqmkNqmkNg，近似取荷载总设计值：活荷载设计值：恒荷载设计值：（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图1-34（a）所示，由图可知：次梁截面为b=mm250，现浇板在墙上的支承长度为a=mm120，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：mmllmmlmmalmmhllnnn20502502300209521152120)22501202300(22095280)22501202300(2/010101中跨所以边跨板的计算取确定：边跨按以下二项较小值板的计算简图1-34（b）所示。图1-34（a）板的实际结构图1-34(b)板的计算简图（3）弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差%1.2205020502095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1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.095l01=2.095l02=2.05l02=2.0520)(lqgMM(kN.m)11/095.22.162=46.6-11/095.22.162=-46.616/05.22.162=26.414/05.22.162=86.4（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算.210N/mmHPB235;N/mm3.14,0.130,1000602080802210ycffaCmmbmmhmm钢筋，混凝土，，，板厚对轴线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%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表1-9表1-9板的配筋计算截面位置1B2C弯矩设计值（mkN）6.46-6.464.26-4.86αs=M/α1fcbh020.1250.1250.0830.094s211ξ0.1340.10.1340.350.0870.1≈0.0990.35轴线计算配筋（mm2）547547355409①~②⑤~⑥AS=ξbh0α1fc/fy实际配筋（mm2）10@14010@1408@1408@120As=561As=561As=359As=419轴线②~⑤计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy5475470.8×355=2840.8×409=327实际配筋（mm2）10@14010@1408@1408@140As=561As=561As=359As=359配筋率验算%31.0210/43.145.0/45.0minytff%7.0/bhAS%7.0/bhAS%45.0/bhAS%45.0/bhAS（5）板的配筋图绘制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。板的配筋图如图图1-34（c）所示。图1-34（c）板配筋图4、次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计（1）荷载设计值：恒荷载设计值kN/m2876.02.117)08.055.0(015.02kN/m525.32.125)08.055.0(25.0kN/m3278.73.2186.3次梁粉刷：次梁自重：板传来的恒荷载：小计kN/m1404.11gkN/m1.41kN/m,0404.411404.119.29kN/m9.293.213取荷载荷载总设计值：活荷载设计值：gqq（2）、计算简图由次梁实际结构图（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=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：mm63003006600mm6450,mm64886330025.1025.1mm64502/2402/30012066002/020101nnnllllall中间跨度取所以次梁边跨的计算跨）（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1-35(b)次梁的计算简图（3）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%4.2630063006450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1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=45.6l01=6.45l02=6.3l02=6.320)(lqgMM(kN.m)11/45.61.412=mkN4.15511/45.61.412=-mkN4.15516/3.61.412=mkN0.10214/3.61.412=mkN5.116表1-11次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座B(左)离端第二支座B(右)离端第二支座C中间支座剪力系数V0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.33ln1=6.33ln2=6.3ln2=6.3nVlqgV)(33.61.4145.0=kN1.11733.61.416.03.61.4155.03.61.4155.0(kN)=kN1.156=kN4.142=kN4.142（4）配筋计算①正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按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：mmhfHPBfffaCbSbblbyvytcfnff51535550,N/mm210235,N/mm300,HRB335;N/mm43.1,N/mm3.14,0.130,mm2100mm23002502300250mm21003/63003/0222210，箍筋采用纵向钢筋采用混凝土，故取判别跨中截面属于哪一类T形截面2101mkN1141)40515(8021003.140.1)2/(MMhhhbfafffc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。表1-12次梁正截面受弯承载力计算②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：故截面尺寸满足要求截面尺寸按下式验算且kN1.1560kN465152503.140.125.025.0,474.1250/435/43580515max00VbhfbhhhhccwfwkNVkNNbhfAt1.1171299.1288751525043.17.07.00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计算所需箍筋截面1B2C弯矩设计值（mkN）155.4-155.4102.0-116.5αs=M/α1fcbh022515220014.31610155.4=0.019251550214.31610155.4=0.1642515220014.31610102=0.0122251525014.31610116.5=0.123s211ξ0.0190.10.180.350.01230.10.1320.35选配钢筋计算配筋（mm2）AS=ξbh0α1fc/fy3003.1415152200019.0=10263003.141515250164.0=1104.73003.14151522000123.0=6643003.141515250132.0=810.1实际配筋（mm2）2Ф20+1Ф223Ф221Ф22+2Ф142Ф22+1Ф14As=1008.1As=1140As=688.1As=913.9mmbhfVhAfshsAfbhfVBtsvyvsvVytcsBL28151525043.17.0101.1565156.5621025.17.025.1,25.17.0630000可得箍筋间距支座左侧截面。双肢箍筋，计算采用调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围将计算的箍筋面积增加20%，现调整箍筋间距，S=0.8281=224.8mm，为满足最小配筋率的要求，最后箍筋间距S=100mm。配箍筋率验算：弯矩调幅时要求配筋率下限为。实际配箍率因各个支座处的剪力相差不大，为方便施工，沿梁长不变，取双肢6@100。（5）施工图的绘制次梁配筋图如1-35（c）图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：,mm6462243.130014.0dfflltya取650mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1220=240mm梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离:mm1750mm170622205/6330205/ldlln，取。图1-35（c）次梁的配筋图5、主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）31004.221043.13.03.0Vytff满足要求,1004.210264.21002506.5633bsAsvsvkN4.197,kN34.1976.69.29kN2.86,kN1279.866013.125266.73kN6013.122.1]3.217015.0)08.065.0(2253.23.0)08.065.0[kN52