單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書系（院） 建筑工程系 課程名稱 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課題名稱 單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 土木工程0401 指導(dǎo)教師 彭利英 趙世偉 審 批 下達(dá)日期2006 年 12 月 1 日建 筑 工 程 系 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書系（院） 建筑工程系 課程名稱 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課題名稱 單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 土木工程0481 指導(dǎo)教師 彭利英 曾 浩 審 批 下達(dá)日期2006 年 12 月 1 日建 筑 工 程 系單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)指導(dǎo)書我們以一個(gè)工程實(shí)際項(xiàng)目為例，講述現(xiàn)澆的鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。實(shí)例：某多層廠房的樓蓋平面如圖1 所示，樓面做法見圖2，樓蓋

2、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)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（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂漿抹底（=17kN/m3）。（3）材料：混凝土強(qiáng)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。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。 圖 1 樓蓋平面圖圖2 樓蓋做法詳圖1.整體式單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)步驟： 進(jìn)行鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板

3、肋梁樓蓋設(shè)計(jì)主要解決的問題有：（1）結(jié)構(gòu)布置（2）計(jì)算簡圖；（3）內(nèi)力分析；（4）截面配筋計(jì)算；（5）構(gòu)造要求；（6）施工圖繪制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3所示。按高跨比條件要求板的厚度，對工業(yè)建筑的樓板，要求，所以板厚取。次梁截面高度應(yīng)滿足，取，截面寬，取。主梁截面高度應(yīng)滿足,取，截面寬度取為，柱的截面尺寸b×h=400×400 mm2。 圖 3 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置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)值小計(jì) 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 因?yàn)?/p>

4、是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取， （2）、計(jì)算簡圖取1m板寬作為計(jì)算單元，板的實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖4（a）所示，由圖可知：次梁截面為b=，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為a=，則按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度為：板的計(jì)算簡圖4（b）所示。圖4（a） 板的實(shí)際結(jié)構(gòu) 圖4 (b) 板的計(jì)算簡圖（3） 彎矩設(shè)計(jì)值 因邊跨與中跨的計(jì)算跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算，由表12-2可查得板的彎矩系數(shù)M,，板的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算過程見表1-8表 1-8板的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)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)1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l

5、01=2.095l01=2.095l02=2.05l02=2.05(kN.m)= -= -= （4） 配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算 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(jì)值可折減20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減20%。板配筋計(jì)算過程見表1-9  表1-9 板的配筋計(jì)算截面位置1B2C 彎矩設(shè)計(jì)值（）6.46-6.464.26-4.86s=M/1fcbh020.1250.1250.0830.094 0.1340.1<0.134<0.350.0870.10.099<0.35軸線 計(jì)算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy54754

6、7355409實(shí)際配筋（mm2）1014010140 8140 8120 As=561As=561As=359As=419軸線計(jì)算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy5475470.8×355=2840.8×409=327實(shí)際配筋（mm2）1014010140 81408140 As=561As=561As=359As=359 配筋率驗(yàn)算 （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。板的配筋圖如圖圖4（c）所示。 圖4（c） 板配筋圖 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

7、載設(shè)計(jì)值 小計(jì) （2）、計(jì)算簡圖由次梁實(shí)際結(jié)構(gòu)圖（5（a）圖）可知，次梁在墻上的支承長度為a=240mm，主梁寬度為b=300mm。次梁的邊跨的計(jì)算跨度按以下二項(xiàng)的較小值確定： 計(jì)算簡圖如圖5（b）所示。圖5（a） 次梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)  圖5 (b) 次梁的計(jì)算簡圖 （3） 彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算因邊跨和中間跨的計(jì)算跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 由表1-2，1-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。次梁的彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值見表1-10和表1-11表 1-10 次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)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)1/11-1/111/16-1

8、/14計(jì)算跨度l0(m)l01=l01=6.45l02=6.3l02=6.3(kN.m)= =-= 表 1-11次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置A邊支座 B(左) 離端第二支座B(右) 離端第二支座C中間支座剪力系數(shù)0.450.60.550.55凈跨度lnln1=6.33ln1=6.33ln2=6.3ln2=6.3(kN)= = =（4）配筋計(jì)算 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：判別跨中截面屬于哪一類T形截面 支座截面按矩形截面計(jì)算，正截面承載力計(jì)算過程列于表1-12。 截面1B2C 彎矩設(shè)計(jì)值（）155.4-155.4102.

9、0-116.5s=M/1fcbh02=0.019=0.164=0.0122=0.1230.0190.1<0.18<0.350.01230.1<0.132<0.35選配鋼筋計(jì)算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy=1026=1104.7=664=810.1實(shí)際配筋（mm2）220+122 3 22122 + 214222+114As=1008.1As=1140As=688.1As=913.9表1-12 次梁正截面受彎承載力計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)。復(fù)核截面尺寸： 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

10、構(gòu)造配置箍筋計(jì)算所需箍筋 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=0.8281=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：彎矩調(diào)幅時(shí)要求配筋率下限為 。 實(shí)際配箍率   因各個(gè)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5（c）圖所示，其中次梁縱筋錨固長度確定：伸入墻支座時(shí)，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定： 取650mm。伸入墻支座時(shí)，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&g

11、t;12d=1222=264mm，取300mm?？v筋的截?cái)帱c(diǎn)距支座的距離:。  圖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。（為簡化計(jì)算，將主梁的自重等效為集中荷載）（2）計(jì)算簡圖 計(jì)算簡圖如圖6（b）所示。 圖6 (a) 主梁的實(shí)際結(jié)構(gòu) 圖6 (b) 主梁的計(jì)算簡圖 （3）、內(nèi)力設(shè)計(jì)值計(jì)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(jì)算。彎矩值計(jì)算：，式中k1和k2由附表1查得 表1-13 主梁的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算（）項(xiàng)次荷載簡圖      彎矩圖示意圖1恒載2活載 3活載   

12、; 4活載5活載 組合項(xiàng)次Mmin(kN·m)+84.4+-586.5+-141.3+-586.5 組合項(xiàng)次Mmax(kN·m)+542.3+-282.1+312.3+-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7 主梁取脫離體時(shí)彎矩圖、剪力設(shè)計(jì)值：不同截面的剪力值經(jīng)過計(jì)算如表1-14所示。 表 1-14 主梁的剪力計(jì)算（kN）項(xiàng)次荷載簡圖 恒載活載活載活載組合項(xiàng)次Vmax(kN) +234.1+-126.8+327.4組合項(xiàng)次Vmin(kN) +45.6+-368+86.2彎矩、剪力包絡(luò)圖

13、繪制荷載組合+時(shí)，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(shí)，以這兩個(gè)支座的彎矩值的連線為基線，疊加邊跨載集中荷載作用下的簡支梁彎矩圖：則第一個(gè)集中荷載下的彎矩值為，第二集中荷載作用下彎矩值為。中間跨跨中彎矩最小時(shí)，兩個(gè)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。荷載組合+時(shí)支座最大負(fù)彎矩，其它兩個(gè)支座的彎矩為，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)的簡支梁彎矩圖：則集中荷載處的彎矩值依次為461kN·m，265.5kN·m，167.3KN·m，268.7KN&#

14、183;m。同理，當(dāng)最大時(shí)，集中荷載下的彎矩倒位排列。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)，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,第二跨在集中荷載作用下的彎矩值為 +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)圖見下圖。荷載組合+時(shí)，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 49.5283.6=333.1kN，荷載組合+時(shí)，最大，其，則第一跨中集中荷載處剪力順次為（從左到右）199.2KN,84.4KN

15、,其余剪力值可按此計(jì)算。主梁的剪力包絡(luò)圖見1-38圖。 圖8 主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖 （4）配筋計(jì)算承載力計(jì)算縱向鋼筋HRB400,其中。正截面受彎承載力計(jì)算及縱筋的計(jì)算跨中正彎矩按形截面計(jì)算，因翼緣計(jì)算寬度按，中較小值確定，取。支座處的彎矩設(shè)計(jì)值：。判別跨中截面屬于哪一類T形截面 正截面受彎承載力的計(jì)算過程如下表1-15 主梁正截面受彎承載力及配筋計(jì)算截面1B2 彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m）5423529.9312.3141.3s=M/1fcbh020.048<0.5180.484<0.5180.025<0.5180.096<0.518選配鋼筋計(jì)算配筋（mm2

16、）AS=bh01fc/fy258733451405686.4實(shí)際配筋(mm2)625(彎2)625(彎3)218325(彎1)225As=2945As=3454As=1473As=982 箍筋計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算 驗(yàn)算截面尺寸：滿足要求。驗(yàn)算是否需要計(jì)算配置箍筋。 故需進(jìn)行配置箍筋計(jì)算。計(jì)算所需腹筋；采用8100 雙肢箍。  =327.3kN>(VA=234. 1kN和VBr=327.4 kN) < VBl=368 kN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

17、，現(xiàn)先后彎起第一跨跨中的225和支座處的一根125鴨筋），As=490.9 mm2,彎起角取。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計(jì)算。m=(950-2500)/100+1=8,次梁兩側(cè)各布置4排，另加吊筋18， （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號鋼筋。按第五章所述的方法繪材料圖，并用每根鋼筋的正截面抗彎承載力直線與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)，確定鋼筋的理論截?cái)帱c(diǎn)（即按正截面抗彎承載力計(jì)算不需要該鋼筋的截面）。當(dāng)時(shí)，且其實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到理論截?cái)帱c(diǎn)的距離不應(yīng)小于等于h0或20d，鋼筋的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于。若按以上方法確定的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)仍位于負(fù)彎矩的受拉區(qū)，其實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到理論截?cái)帱c(diǎn)的距離不應(yīng)小于等于1.3h0或20d。鋼筋的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于。如5號鋼筋的截?cái)嘤?jì)算：因?yàn)榧袅?，且鋼筋截?cái)嗪笕蕴幱谪?fù)彎矩區(qū)，所以鋼筋的截?cái)帱c(diǎn)距充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于，