鋼筋混凝土板肋形樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、.鋼筋混凝土板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)基本資料某水電站副廠房樓蓋為3級(jí)建筑物，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形結(jié)構(gòu)。廠房現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土肋形樓蓋平面尺寸L1×L2為30m×19.8m，廠房周圍用240mm厚磚墻砌筑。樓板構(gòu)造及荷載：現(xiàn)澆板面面層采用20mm厚水泥砂漿，20KN/m3；現(xiàn)澆鋼筋混凝土板容重25 KN/m3；板底、梁側(cè)均為15mm厚混合砂漿粉刷17 KN/m3。樓面均布活荷載設(shè)計(jì)為6.0 KN/m2。材料：本設(shè)計(jì)將采用C20混凝土，板中鋼筋及梁中箍筋均用HPB235箍筋，其它用HRB335鋼筋。板、次梁、主梁的端支座擱置長(zhǎng)度分別為120mm、240mm、240mm，

2、鋼筋混凝土柱截面尺寸為400mm×400mm。二、樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁的跨度為6.6m，次梁的跨度為6m，主梁每跨內(nèi)設(shè)置兩根次梁，板的跨度為2.2m，l02/l01=6/2.22.7，按單向板設(shè)計(jì)。按跨高比計(jì)算，要求板厚h2200/40=55mm，一般對(duì)工業(yè)廠房建筑的樓蓋板，要求h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=l0（1/181/12）=6000*（1/181/12）=330500mm， 則截面寬度b=（1/21/3）h=（1/21/3）*500=166250mm，則次梁的高度和截面寬度分別取h=500mm，取b=200mm；主梁

3、截面高度應(yīng)滿足h=l0（1/151/10）=6600*（1/151/10）=440660mm，則截面寬度b=（1/21/3）h=（1/21/3）*650=216325mm，則主梁的高度和截面寬度分別取h=650mm，取b=300mm；樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖見(jiàn)下圖肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計(jì)1.荷載計(jì)算：板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值20mm厚水泥砂漿面層 20*0.02=0.4KN/m280mm厚混凝土板 25*0.08=2.0 KN/m215mm厚水泥砂漿 17*0.15=0.255 KN/m2小計(jì) 2.655 KN/m2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 6.0 KN/m2恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，因樓板活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大

4、于4.0 KN/m2，考慮到電站廠房的重要性，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.5，則板的恒荷載設(shè)計(jì)值 g=2.655*1.2=3.186 KN/m2活荷載設(shè)計(jì)值 q=6.0*1.5=9 KN/m2荷載總設(shè)計(jì)為g+q=3.186+9=12.186 KN/m2，取近似值g+q=12.2 KN/m22.計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為200mm*500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度為120mm。按內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度為：邊跨：l0=ln+h/2=（2200-100-120）+80/2=2020mm1.025ln=2030mm，取l0=2020mm中間跨：l0=ln=2200-200=2000mm因跨度偏差小于10

5、%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示g+q=12.2 KN/m23.彎矩設(shè)計(jì)值：連續(xù)梁和連續(xù)單向板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩計(jì)算系數(shù)m支承情況截面位置端支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨跨中中間支座中間跨跨中A1B2C3梁、板擱支在墻上01/11二跨連續(xù)：-1/10三跨以上-1/111/16-1/141/16板與梁整交連接-1/161/14梁-1/24梁與柱整澆連接-1/161/14由上表查得，板的彎矩系數(shù)m分別為：端支座0；邊跨跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中間支座，-1/14；中跨中，1/16。故M1=-MB=（g+q）l012/11=12.3*2

6、.022/11=4.56kN*mMc=-（g+q）l012/14=-12.3*2.02/14=-3.51 kN*mM2=（g+q）l012/16=12.3*2.02/16=3.07 kN*m4.正截面受彎承載力計(jì)算：板厚80mm， h0=80-20=60mm；板厚b=1000mm。C20混凝土，1=1，fc=9.6N/mm2，HPB235，fy=210N/mm2。板配筋計(jì)算的過(guò)程列于下表截面1B2CM（kM·m）M1MBM20.8M2MC0.8MC彎矩設(shè)計(jì)值（kM*m）4.56-4.563.072.4563.512.8081fcbh02（kN*m）1*9.6*10-3*1*602=3

7、4.56s=M/（1fcbh00）0.1320.1320.0890.0710.1020.081=1-（1-2s）1/2（b=0.350）0.1420.1420.0930.0740.1080.085軸線計(jì)算配筋（mm2）As=bh0fc/fy390390255/296/實(shí)際配筋（mm2）8125402mm8125402mm8190265mm/8170296mm/軸線計(jì)算配筋（mm2）As=bh0fc/fy390390/203/233實(shí)際配筋（mm2）8125402mm8125402mm/6190207mm/8200251mm位于次梁內(nèi)跨上的板帶，其內(nèi)區(qū)格四周與梁整體連接，故其中間跨的跨中截面（M

8、B、M3）和中間支座（MC）計(jì)算彎矩可以減少20%，其他截面則不予以減少。四、次梁設(shè)計(jì)按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。根據(jù)本廠房樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的活荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。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*2.2=7.009kN/m次梁自重 0.2*（0.5-0.08）*25*1.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.015*（0.5-0.08）*2*17*1.2=0.257kN/m小計(jì) g=9.786kN/m活荷載設(shè)計(jì)值 q=9*2.2=20.00kN/m荷載總設(shè)計(jì)值 g+q=29.81kN/m計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為180mm，主梁截面積為300

9、mm*650mm。2、計(jì)算跨度邊跨l01=ln+/2=（6480-120-300/2）+180/2=6300mm<1.025ln=1.025*6210=6365mm，取l01=6300mm 中間跨：l0= ln=6480-300=6180mm 因跨度偏差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖g+q=29.81kN/m3、內(nèi)力計(jì)算由M=m（g+q）l02可計(jì)算出彎矩M1、M2、MB、MC，計(jì)算結(jié)果如下表截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14M=m（g+q）l02（kN·m）1/11*29.81*6.32=107.56-1/11*29.81*6.32=-

10、107.561/16*29.81*6.182=71.16-1/14*29.81*6.182=-81.32由V=（g+q）ln可計(jì)算出剪力VA、VBl、VBr、VC，計(jì)算結(jié)果如下表截面位置ABlBrC0.450.600.550.55V=（g+q）ln（kN）0.45*29.81*6.3=84.510.60*29.81*6.3=112.680.55*29.81*6.18=101.320.55*29.81*6.18=101.324、截面承載力計(jì)算（1）次梁跨中按T形截面設(shè)計(jì)，T形截面的翼緣寬度bf，按bfl/3=6480/3=2160mm<b+s0=200+2000=2200mm，取bf=21

11、60mm梁高：h=500mm，h0=500-35=465mm翼緣厚：hf=80mm判定T形截面類型1fcbfhf（h0-hf/2）=1*9.6*2160*80*（460-80/2）=696.72*106N· mm=696.7kN· m，696.7kN·m大于107.56kN·m（邊跨中）且大于71.16kN· m中間跨中，故各跨中截面第一類T形截面（2）支座截面按矩形截面計(jì)算，離端第二支座B按布置兩排縱向鋼筋考慮，取h0=500-60=440mm，其他中間支座按布置一排縱向鋼筋考慮，取h0=465mm。（3）次梁正截面承載力計(jì)算見(jiàn)下表截面位置1

12、B2C彎矩M（N·mm）107.56*106-107.56*10671.16*106-81.32*1061fcbh02或1fcbfh021.0*9.6*2160*4652=4483.641*1061.0*9.6*200*4402=371.712*1061.0*9.6*2160*4652=4483.642*1061.0*9.6*200*4652=415.152*106as=M/1fcbfh02或as=M/1fcbh020.0240.2890.0160.196=1-（1-2s）1/2（b=0.350）0.0240.350.0160.22As=bh01fc/fy或As=bfh01fc/fy

13、0.024*2160*465*1*9.6/300=771.40.35*200*440*1.0*9.6/300=985.60.016*2160*465*1*9.6/300=514.30.22*200*465*1*9.6/300=654.7選配鋼筋（mm2）214+120（彎）775.2418（彎1）1017216+112（彎）515.1218+114（彎）662.9（4）次梁斜截面承載力計(jì)算截面位置ABlBrCV（kN）84.51112.68101.32101.320.25cfcbh0（kN）0.25*1*9.6*200*465*10-3= 223.2kN>84.51kN截面滿足0.25*

14、1*9.6*200*440*10-3= 211.2kN>112.68kN截面滿足0.25*1*9.6*200*440*10-3= 211.2kN>101.32kN截面滿足0.25*1*9.6*200*465*10-3= 223.2kN>101.321kN截面滿足Vc=0.7ftbh0（kN）0.7*1.1*200*465*10-3=71.61kN<V需配箍筋0.7*1.1*200*440*10-3=67.76kN<V需配箍筋0.7*1.1*200*440*10-3=67.76kN<V需配箍筋0.7*1.1*200*465*10-3=71.61kN<V需

15、配箍筋箍筋支數(shù)、直徑26262626Asv=nAsv156.656.656.656.6s=1.25fyv Asv h0/（V-Vc）1.25*210*56.6*465*10-3/(84.51-71.61)=535.61.25*210*56.6*440*10-3/(112.68-67.76)=145.51.25*210*56.6*440*10-3/(101.32-67.76)=194.81.25*210*56.6*465*10-3/(101.32-71.61)=232.5實(shí)配箍筋間距150150不足用Asb補(bǔ)充150150Vcs=Vc+1.25 fyv h0Asv/s71.61+1.25*210

16、*10-3*465*56.6/150=117.67>V滿足67.76+1.25*210*10-3*440*56.6/150=111.34<V不滿足67.76+1.25*210*10-3*440*56.6/150=111.34>V滿足71.61+1.25*210*10-3*465*56.6/150=117.67>V滿足Asb=（V- Vcs）/0.8fysin/（112.68-111.34）*103/（0.8*300*sin45。）=7.9mm2/選配彎起鋼筋由于縱向鋼筋充足，可彎起120118由于縱向鋼筋充足，可彎起112由于縱向鋼筋充足，可彎起114實(shí)配鋼筋面積314

17、.2mm2254.5 mm2113.1 mm2153.9 mm25、構(gòu)造配筋要求：沿全長(zhǎng)配置封閉式箍筋，每一根箍筋距支座邊50mm處，開(kāi)始布置，在簡(jiǎn)支端的支座范圍內(nèi)各布置一根箍筋。五、主梁設(shè)計(jì)（按彈性理論計(jì)算）主梁尺寸300mm*650mm1.荷載設(shè)計(jì)值為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載次梁傳來(lái)的恒荷載：9.786*6.48=63.413kN主梁自重： （0.65-0.08）*0.3*2.2*25*1.2=11.286kN主梁粉刷重： 2*（0.65-0.08）*0.015*2.2*17*1.2=0.768kN小計(jì) 75.467kN恒荷載 G=75.467kN活荷載 Q=20.02*6.48

18、=129.73kN2.確定計(jì)算跨度及計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為240mm，中間支承在400mm*400mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度為：邊跨：ln=6600-400/2-120=6208mm，則0.025ln=6208*0.025=157.00mml01=ln+b柱/2+0.025ln=6208+400/2+157=6637mm ln+b柱/2+/2=6208+400/2+240/2=6600mm，由于支承長(zhǎng)度240mm不滿足要求，故支承長(zhǎng)度取370mm，從而取近似值l01=6640mm中跨：l0=6600mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖G=75.467kN3、內(nèi)力計(jì)算（1）

19、彎矩設(shè)計(jì)值：M=k1GL+k2QL其中，k1、k2可由書(shū)中表查取，L為計(jì)算跨度，對(duì)于B支座，計(jì)算跨度可取相鄰量跨的平均值。主梁彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖k/M1k/MBk/M2k/MC 0.244 122.27 -0.267 -133.39 0.067 33.37-0.267 -133.39 0.289 248.95 -0.133 -114.22/-0.133 -114.22/ -0.133 -114.22 0.200 171.24-0.133 -114.22 0.229 197.26 -0.311-267.09 0.170 145.55-0.089 -76.43 0.274 236.03 -0.1

20、78-152.87/0.044 37.79Mmin（kN·m）組合項(xiàng)次+組合值-380.48178.92-247.61Mmax（kN·m）組合項(xiàng)次+組合值371.22-247.61204.61-95.6由此可以做出下列幾種情況的內(nèi)力圖：+；+；+；+將以上各圖繪于同一坐標(biāo)系上，取其外包線，則為彎矩包絡(luò)圖。（2）剪力設(shè)計(jì)值：V=M=k3G+k4Q，其中k3、k4可由書(shū)中表查取.主梁剪力計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖k/VAk/VB左k/VB右 0.733 55.32 -1.267-95.62 1.00 75.467 0.866 112.35 -1.134 -147.11 0 0-0.133

21、 -17.254 -0.133-17.254 1.00 129.73 0.689 89.38 -1.311 -170.08 1.222 158.53 0.822 106.63 -1.178-152.82 0.222 28.8組合項(xiàng)次±Vmin（kN）+167.67+265.7+233.997同樣可以繪出剪力包絡(luò)圖：4、主梁正截面和斜截面承載力計(jì)算（主梁300*650 次梁200*500）（1）主梁跨中按T形截面計(jì)算，T形截面的翼緣寬度b'f，按bfl/3=6600/3=2200<b+s0=6600mm，故取b'f=2200mm梁高：h=650，h0=650-40

22、=610mm（邊跨），h0=650-40=610mm（中間跨）翼緣厚：h'f=80mm判定T形截面類型1fcbfhf（h0-hf/2）=1*9.6*2200*80*（610-80/2）*10-6=963.07kN·m963.07kN·m>317.22 kN·m(邊跨)且963.07kN·m>204.61 kN·m(中間跨中)，故各跨中截面屬于第一類T形截面。（2）支座截面按矩形截面計(jì)算，離端第二支座B按布置兩排縱向鋼筋考慮，取h0=650-80=570mm，其他中間支座按布置一排縱向鋼筋考慮，取h0=615mm。正截面配筋計(jì)

23、算截面位置1B2彎矩M（N·mm）371.22*106-380.48*106204.61*106-101.06*1061fcbh02或1fcbfh021.0*9.6*2200*6152= 7988.12*1061.0*9.6*300*5802=968.832*1061.0*9.6*2200*6152=7988.112*1061.0*9.6*300*6152=1089.288*106as=M/1fcbfh02或as=M/1fcbh020.0460.3930.0260.093=1-（1-2s）1/2（b=0.55）0.0470.5370.0260.098s=1-0.50.9770.732

24、0.9870.951As= M/s fyh0371.22*106/(0.977*300*615)=2059380.48*106/(0.732*300*580)=2987204.61*106/(0.987*300*615)=1123.6101.06*106/(0.951*300*615)=576.6選配鋼筋（mm2）622（彎4）2281mm2822（彎4）3041 mm2422（彎2）1520 mm2220628 mm2斜截面配筋計(jì)算截面AB左B右V（kN）167.67248.44104.267hw=h0-hf=580-80=500mm,因hw /b=500/300=1.67<4，則截面

25、尺寸按下面公式計(jì)算0.25cfcbh0（kN）0.25*1*9.6*300*615*10-3=442.8>V，截面滿足0.25*1*9.6*300*580*10-3=417.6>V，截面滿足0.25*1*9.6*300*580*10-3=417.6>V，截面滿足剪跨比：=2000/615=3.25>3.0取=3.0Vc =1.75 ftbh0/（+1）（kN）1.75*1.1*300*615*10-3/（3+1）=88.79<V需配箍筋1.75*1.1*300*580*10-3/（3+1）=83.73<V需配箍筋83.73<V需配箍筋箍筋肢數(shù)、直徑282828Asv=nAsv1101101101s=1.0fyv Asv h0/（V-Vc）1.0*210*101*615*10-3/(167.67-88.79)=165.41.0*210*101*580*10-3/(248.44-83.73)=74.71.0*210*101*580*10-3/(104.267-83.73)=599實(shí)