現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)

1、現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)某多層廠房的樓蓋平面如圖 1-1 所示，樓面做法見圖 1-2 ，樓蓋采用現(xiàn)澆的鋼筋混凝 土單向板肋梁樓蓋，試設(shè)計(jì)之。設(shè)計(jì)要求：1 板、次梁內(nèi)力按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算；2 主梁內(nèi)力按彈性理論計(jì)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(jìn)行鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)主要解決的問題有：1計(jì)算簡(jiǎn)圖； 2內(nèi)力分析； 3截面配筋計(jì)算； 4構(gòu)造要求； 5施工圖繪制整體式單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)步驟：1 設(shè)計(jì)資料 1樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： qk=10kN/m2。2 樓面做法：樓面面層用 20mm厚水泥砂漿抹面丫 =20kN/m3,板底及梁用15mm 厚

2、石灰砂漿抹底y =17kN/m3。3 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 C30,主梁和次梁的縱向受力鋼筋采用HRB40C或HRB335吊筋采用HRB335其余均采用HPB2352 、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-所示。按高跨比條件要求板的厚度 h> l/40 >2300/40=57.5mm對(duì)工業(yè)建筑的樓板，要求h>80mm所以板厚取 h=80mm次梁截面高度應(yīng)滿足 h=l/181/12=367550mm，取h=550mrp截面寬b=1/21/3h , 取 b=250m

3、m。主梁截面高度應(yīng)滿足為b=300mm柱的截面尺寸 bx h=400x 400mm。3、板的設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重 分布設(shè)計(jì)1 、荷載計(jì)算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值h=l/15I/10=460690mm,取 h=650mm 截面寬度取20mm 水泥砂漿面層：0.02? 20=0.4kN/m280mm鋼筋混凝土板：0.08 ? 25=2kN/m215mm 板底石灰砂漿： 0.015? 17=0.255kN/m2小計(jì)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：10kN/m224.0kN/m，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3，活荷載設(shè)計(jì)值： q=10? 1.3=13kN/m216.2kN/m2a M計(jì)算跨度 l0(m)M= a M(g+因?yàn)槭枪I(yè)建筑

4、樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于恒荷載設(shè)計(jì)值： g=2.655? 1.2=3.186kN/m2荷載總設(shè)計(jì)值：q+g=16.186kN/m2，近似取(2)、計(jì)算簡(jiǎn)圖1B2截面位置 邊跨跨中離端第二支座中間跨跨中彎矩系數(shù)2q)l0C 中間支座 -1/14l02=2.05-16.2? 2.052/14=-4.861/11l01=2.095-1/11l01=2.0951/16l02=2.0516.2? 2.052/16=4.26(kN.m16.2? 2.095/11=6.46-16.2 ? 2.0952/11=-6.46截面位置彎矩系數(shù) a M計(jì)算跨度IO(m)表 1-8 板的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算 1B 邊跨跨

5、中離端第二支座1/1110仁2.09516.2 X 2.0952/11=6.46-1/11101=2.095-16.2 X 2.0952/11=-6.462中間跨跨中1/16I02=2.0516.2 X2.052/16=4.26C 中間支座 -1/14I02=2.05-16.2X2.052/14=-4.86M= a M(g+q)I02(kN.m)(4) 配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算板厚 80mm h0=80-20=60mm b=1000mm,C30昆凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2;HPB235 鋼 筋， fy=210N/mm2.對(duì)軸線購(gòu)間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi)2截面和支座C

6、截面的彎矩設(shè)計(jì)值可折減 20%，為了方便，近似對(duì)鋼筋面積折減20%。板配筋計(jì)算過(guò)程見表 1-9表 1-9截面位置彎矩設(shè)計(jì)值( kN?m)a s=M/a 1fcbh0216.460.1250s=56154710140As=561板的配筋計(jì)算54710140As=56154710140As=56124.260.0830.0873558140As=3590.8X 355=2848140As=359C- 4.860.0940.1 0.0994098120As=4190.& 409=3278140As=359E =1-2 a S軸線®計(jì)算配筋 mm2AS=E

7、bh0a 1fc/fy 實(shí)際配筋 mm2 計(jì)算配筋 mm2 AS=E bh0a 1fc/fy 實(shí)際配筋 mm2軸線配筋率驗(yàn)算p min=0.45ft/fy=0.45? 1.43/210=0.31%p =AS/bh=0.7%p =AS/bh=0.7%p =AS/bh=0.45%p=AS/bh=0.45%5板的配筋圖繪制 板中除配置計(jì)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。板的配筋圖見附圖。4 、次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)1 荷載設(shè)計(jì)值：恒荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)的恒荷載： 3.186 ? 2.3=7.3278kN/m 次梁自重： 0.25 ? (0.550.08) ? 25?

8、 1.2=3.525kN/m 次梁粉刷： 2? 0.015 ? (0.55-0.08) ? 17? 1.2=0.2876kN/m 值見表 1-10 和表 1-11截面位置彎矩系數(shù)a M計(jì)算跨度10(m)表 1-10 次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算1B2 邊跨跨中離端第二支座中間跨跨中1/11l01=6.45-1/11l01=6.451/16l02=6.3C中間支座 -1/14l02=6.3M=a M(g+q)lm)20(kN.41.1 ? 6.452/1141.1 ? 6.452/1141.1 ? 6.32/16 -41.1 ? 6.32/14155.4kN ?m=-155.4kN ?m102.0kN

9、 ?m-116.5kN ?m截面位置表1-11次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算 AB左B右邊支座離端第二支座離端第二支座 0.45ln1=6.330.45 ? 41.1 ? 6.33=117.1kNC中間支座 0.55ln2=6.3a剪力系數(shù)V凈跨度 ln0.6ln1=6.330.6 ? 41.1 ? 6.330.55ln2=6.30.55 ? 41.1 ? 6.3V=a Vg+qlnkN=142.4kN=156.1kN=142.4kN4配筋計(jì)算1 正截面抗彎承載力計(jì)算次梁跨中正彎矩按 T 形截面進(jìn)行承載力計(jì)算，其翼緣寬度取下面二項(xiàng)的較小值：Ibf=l0/3=6300/3=2100mmbf=b+Sn=2

10、50+2300-250=2300mm 故取 b'f=2100mm,C30 混凝土， a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2; 縱向鋼筋采用HRB335,fy=300N/mm2,箍筋采用 HPB235 fyv=210N/mm2,h0=550-35=515mm判別跨中截面屬于哪一類 T 形截面a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0? 14.3? 2100? 80? (515-40)=1141kN ?m>M1>M2支座截面按矩形截面計(jì)算，正截面承載力計(jì)算過(guò)程列于表 1-12。2 斜截面受剪承載力計(jì)算 (包括復(fù)核截面尺寸、

11、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算) 。復(fù)核截面尺寸：hw=h0-h'f=515-80=435 且 hw/b=435/250=1.74Vmax=156.1kN 故截面尺寸滿足要求0.7ftbh0=0.7? 1.43? 250? 515=12887.9N=129kN>VA=117.1kN所以B和C支座均需要按計(jì)算配置箍筋，A支座均只需要按構(gòu)造配置箍筋計(jì)算所需箍筋采用0 6雙肢箍筋，計(jì)算Vcs=0.7ftbh0+1.25fyVB 支座左側(cè)截面。Ah0, 可得箍筋間距 1.25fyvAsvh01.25 ? 210? 56.6? 515s=281mmBL-0.7t0156.1 ? 10-0.7 ?

12、 1.43? 250? 515調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍將計(jì)算的箍筋面積增加20%，現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，S=0.8? 281=224.8mm為滿足最小配筋率的要求，最后箍筋間距 S=100mm配箍筋率驗(yàn)算：f 彎矩調(diào)幅時(shí)要求配筋率下限為 0.3t=0.3 ? 1.43=2.04 ? 10-3。實(shí)際配箍率yVAsv56.6-3p sv=2.264 ? 10>2.04? 10-3,滿足要求250 ? 100因各個(gè)支座處的剪力相差不大，為方便施工，沿梁長(zhǎng)不變，取雙肢(5)施工圖的繪制次梁配筋圖如1-5 (c)圖所示，其中次梁縱筋錨固長(zhǎng)度確定：伸入墻支座時(shí)，梁頂面 縱筋的錨固長(zhǎng)度按下式確定：

13、l=la= afytd=0.14 ?300? 22=646mm取 650mm.6100 。伸入墻支座時(shí)，梁底面縱筋的錨固長(zhǎng)度按確定： l=12d=12 ? 20=240mm梁底面縱筋伸入中間支座的長(zhǎng)度應(yīng)滿足l>12d=12? 22=264mm取300mm.I=ln/5+20d=6330/5+20? 22=1706mm 取 l=1750mm縱筋的截?cái)帱c(diǎn)距支座的距離 : 。表 1-12 次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面彎矩設(shè)計(jì)值 kN?m1155.4155.4 ? 106B-155.4155.4 ? 1062102.0102 ? 106C-116.51? 14.3? 250? 515116.5?

14、 106a S=M/a 1fcbh021? 14.3 ? 2200? 515=0.0191? 14.3 ? 250? 515=0.1641? 14.3 ? 2200? 515=0.01220.132 ? 250? 515? 1? 14.3=810.1E =1- 2 as選配鋼筋計(jì)算配筋 mm2AS=E bh0a 1fc/fy 實(shí)際配筋 mm20.0190.019 ? 2200? 515? 1? 14.30.10.164 ? 250? 515? 1? 14.3=1104.70.01230.0123 ? 2200? 515? 1? 14.3=664=1026220+122322122+2As=68

15、8.114222+1As=913.914As=1008.1As=1140圖1-5 c次梁的配筋圖5 、主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì)： 1 荷載設(shè)計(jì)值。為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主 梁的自重等效為集中荷載次梁傳來(lái)的恒載：11.1404? 6.6=73.5266kN主梁自重(含粉刷)：( 0.65-0.08) ? 0.3 ? 2.3 ? 25+2? (0.650.08) ? 0.015 ? 17? 2.3 ? 1.2=12.6013kN恒荷載： G=73.5266+12.6013=86.1279kN, 取 G=86.2kN 活荷載：Q=29.9? 6.6=197.34kN, 取 Q=197.4kN* 注：此

16、處的彎矩可通過(guò)取脫離體，由力的平衡條件確定。根據(jù)支座彎矩，按下面簡(jiǎn) 圖確定圖 1-7 主梁取脫離體時(shí)彎矩圖02B 集中荷載。那么集中荷載處的彎矩值為。MA荷載組合+時(shí)支座最大負(fù)彎矩 MB=-586.5kN?m其它兩個(gè)支座的彎矩為=0,MC=-282.1kN ?m在這三個(gè)支座彎矩間連線，以此連線為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷在 G+Q時(shí)的簡(jiǎn)支梁彎矩圖：那么集中荷載處的彎矩值依次為461kN- m 265.5kN m 167.3KN - m 268.7KN - mC 最大時(shí)，集中荷載下的彎矩倒位排列。同理，當(dāng)荷載組合+時(shí)，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大。此時(shí)，-MMB=MC=-3

17、42.4kN ?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(jì)算。所計(jì)算的跨內(nèi)最大彎矩與表中有少量的差異，是因?yàn)橛?jì)算跨度并非嚴(yán)格等跨所致。主梁的彎矩包絡(luò)圖見下列圖。荷載組合+時(shí)，VAmax=234.1kN ，至第二跨荷載處剪力降為 234.1-283.6= 49.5kN；至第二集中荷載處剪力降為一49.5 283.6= 333.1kN，荷載組合+時(shí)，VB最大, 其，那么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(jì)算(4)配

18、筋計(jì)算承載力計(jì)算VBl=-368kNC30 混凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;縱向鋼筋 HRB400其中 fy=360N/mm2,箍筋采用 HRB235,fyv=210N/mm21 正截面受彎承載力計(jì)算及縱筋的計(jì)算。跨中正彎矩按T形截面計(jì)算，因fl/3=6.9/3=2.3m 和 b+Sn=6.6m翼緣計(jì)算寬度按 0，中較小值確定，取 b'f=2300mm。£支座處的彎矩設(shè)計(jì)值：h'/h=80/615=0.130>0.10MB=Mmax-V0b0.4=-586.5+283.6? =-529.9kN ?m。判別跨中截面屬于哪一

19、類 T 形截面a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0? 14.3 ? 2300? 80? (615-40)=1512.9kN ?m>M1>M均屬于第一類 T 截面正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程如下驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-h'f=580-80=500mmhw/b=500/300=1.70.25 卩 cfcbh0=0.25 ? 1.0? 14.3 ? 300? 580=622kN>V=36.8kN,可知道截面尺寸滿足要求。驗(yàn)算是否需要計(jì)算配置箍筋。0.7ftbh0=0.7? 1.43? 300? 580=174kN計(jì)算所需腹筋；采用 810

20、0雙肢箍。=327.3kN>(VA=234.1kN 和 VBr=327.4kN)因此應(yīng)在 B 支座截面左邊應(yīng)按計(jì)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，'As=490.9mm2, 彎起角取Asvf50.3 ? 2=0.335%>0.24t=0.163%, 滿足要求 . ? yvASVVCS=0.7ftbho+1.25fyvh050.3? 2=0.7? 1.43 ? 300? 580+1 .25 ? 210? ? 580p sv=a S=45OV

21、sb=0.8fyAsbsin a =0.8 ? 360? 490.9 ? sin45=99.95kNVcs+Vsb=327+99.95=426.95kN>Vmax=368kN滿足要求3 次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計(jì)算。次梁傳來(lái)的集中力 F=73.5+197.4=270.9kNh1=650-550=100mm, 附加箍筋布置范圍： S=2h+3b=2? 100+3? 250=950mm取附加箍筋0 8100雙肢箍，那么長(zhǎng)度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)：m=950-250/100+1=8, 次梁兩側(cè)各布置 4 排，另加吊筋118As=254.5mm22fyAssina+mnfyvAsv1=2 ? 300? 254.5? 0.707+8? 2? 210? 50.3=277>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?cái)? 按比列繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖2 按同樣比列繪出主梁的抗彎承載力圖材料圖，并滿足以下構(gòu)造要求：彎起鋼筋之間的間距不超過(guò)箍筋的最大容許間距Smax鋼筋的彎起點(diǎn)距充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于 h0/2 ，如 2、3和 5號(hào)鋼筋。按第四章所述的方法