現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計2

1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計某工廠倉庫的樓蓋建筑平面圖，如圖一所示，環(huán)境類別為一類。樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為5.5kN / m2，樓蓋結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，豎向承重結(jié)構(gòu)體系采用外磚墻和鋼筋混凝土內(nèi)柱承重方案：1. 設(shè)計資料(1) 樓面恒載：樓面面層用20 mm厚石灰砂漿粉刷。(2) 材料：混凝土強度等級C25 ；梁內(nèi)受力縱筋為HRB335，其他為HPB235鋼筋。2樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置墻厚240 mm，板伸入墻體120 mm，次梁伸入墻體240 mm，縱墻在主梁端部處有外伸扶壁120 mm370 mm,主梁擱置長度370 mm。柱截面350 mm350 mm。主梁沿橫向布置，

2、次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.3 m、次梁的跨度為7.5 m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.1 m，L02l 01 =7.52.1=3.573，因此按單向板設(shè)計。按跨高比條件，要求板厚h220040=55 mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h80 mm，取板厚h=80 mm。 次梁截面高度應(yīng)滿足h=L018L012=750018750012=416.7625 mm?？紤]到樓面活荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取為b=200 mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足h=L015L010=630015630010=420630 mm，取h=600 mm，b=300 mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面圖布置圖見圖二。

3、3 板的設(shè)計 荷載板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值水泥砂漿面層： 0.65 kN / m280 mm鋼筋混凝土板 0.0825=2 kN / m2 20 mm 石灰砂漿 0.0217=0.34 kN / m2 小計 2.99 kN / m2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 5.5kN / m2恒荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0 kN / m2，所以活荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.3。于是板的恒荷載設(shè)計值 g=2.991.2=3.588 kN / m2活荷載設(shè)計值 q=5.51.3=7.15 kN / m2荷載總設(shè)計值 g+q=10.738 kN / m2 ，近似取為g+q=10.3 kN / m2計算簡圖次梁截面為

4、500 mm200 mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為120 mm。按內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨 L0=l n+h2 = 2100-100-120+802 = 1920 mm 1.025 l n = 1927 mm，取L0 = 1920 mm。中間跨L0 = l n = 210-200 = 1900 mm因跨度相差小于10% ，取1 m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示三。彎矩計值由表一可查得，板的彎矩系數(shù)m分別為：邊跨中，111；離端第二支座，-111；離端第二跨中，116；中間支座；-114。故M1 = -MB = (g+q) l20111 = 10.31.920211 = 3.82

5、 kNm2Mc = -(g+q) l20114 = -10.31.9214 = -2.94 kNm2M2 = (g+q) l20116 = 10.31.9216 = 2.57 kNm2表一 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ABC梁、板擱支在墻上0111二跨連續(xù)：-110三跨以上連續(xù)：-111116-114116板與梁整澆連 接-116114梁-124梁與柱整澆連接-116114注：表中系數(shù)適用于荷載比qg0.3的等跨連續(xù)梁和連續(xù)單向板。 連續(xù)梁或連續(xù)單向板的各跨長度不等，但相鄰兩跨的長跨與短跨之

6、比值小于1.10時，仍可采用表中彎矩系數(shù)值。計算支座彎矩時應(yīng)取相鄰兩跨中的較長跨度值，計算跨中彎矩時應(yīng)取本跨長度。正截面受彎承載力計算 板厚80 mm，h0 = 80-20 = 60 mm；板寬b = 1000 mm。C25混凝土，1= 1.0，fc = 11.9 kN / mm2；HPB235鋼筋，fy = 210 kN / mm2。板配筋計算的過程列于表二。表二 板的配筋計算截 面1B2C彎矩設(shè)計值(kNm)3.82-3.822.57-2.94s = M1 fcb h020.0890.0890.0600.069= 1-0.09340.09340.0620.072軸線ABDE計算配筋（mm2

7、）AS=bhofcfy318318211245實際配筋（mm2）8150AS=3358150AS=3358200AS=2518200AS=251軸線BD計算配筋（mm2）AS=bhofcfy3183182110.8=1692450.8=196實際配筋（mm2）8150AS=3358150AS=3358200AS=2518200AS=251計算結(jié)果表明，均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；=0.31=0.45=0.45=0.27,也大于0.2，符合要求。4、次梁的設(shè)計 按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的活荷載部考慮從屬面積的荷載折減。1 荷載的設(shè)計值恒荷

8、載設(shè)計值板傳來的恒荷載 3.5882.1=7.53KNm次梁自重 0.25 (0.6-0.08)251.2=3.9 KNm次梁粉刷 0.02(0.6-0.08)1.9171.2=0.40 KNm 小計 g=11.83 KNm活荷載設(shè)計值 q=7.152.1=15.015 KNm荷載總設(shè)計值 g+q=11.83+15.015=26.845 KNm計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為300mm600mm。計算跨度：邊跨 LO= Ln +a2=7500 120 - 3002 + 2402 = 73501.025 Ln=1.0257230=7410.75mm, 取LO =7350mm

9、中間跨 LO = Ln =7500 300 = 7200mm 因跨度相差小于10，可以按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖見圖四內(nèi)力計算 彎矩系數(shù)、剪力系數(shù)查表三、表四得：表三 活荷載最不利布置活 荷 載 布 置 圖最 大 值活荷載最不利組合彎矩剪力正負(fù)（恒載作用下，梁的彈性變形曲線）（活1作用下，梁的彈性變形曲線）（活2作用下，梁的彈性變形曲線）活1+活3+活5M1、M3、M5M2、M4VA、VF活2+活4M2、M4M1、M3、M5活1+活2+活4MBVB左、VB左活2+活3+活5MCVC左、VC左活1+活3+活4MDVD左、VD左活2+活4+活5MEVE左、VE左 表四 集中荷載修正系數(shù)荷 載

10、情 況截 面ABC當(dāng)在跨中中點處作用一個集中荷載時1.52.21.52.71.62.7當(dāng)在跨中三分點處作用兩個集中荷載時2.73.02.73.02.93.0當(dāng)在跨中四分點處作用三個集中荷載時3.84.13.84.54.04.8彎矩設(shè)計值 M1=M=（g+q）LO2/11 = 26.845 7.3502/11 = 131.84 KNmM2=（g+q）LO 2/16 = 26.8457.22/16 = 86.78 KNmMC= -（g+q）LO2/14 = -26.8457.22/14 = -99.40 KNm剪力設(shè)計 VA=0.45（g+q）Ln1=0.4526.8457.35=88.79 KN

11、 VB1 =0.60(g+q）Ln1=0.6026.8457.35=118.39 KN VBr=0.55(g+q）Ln1=0.5526.8457.2=106.31 KNVc=0.55(g+q）Ln1=0.5526.8457.2=106.31 KN承載力計算正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度 =l3=63003=2100mm, 除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。C25混凝土,=1.0,=11.9 KN,=1.27 KN,縱向鋼筋采用HRB335級鋼，=300 KN，箍筋采用HPB235級鋼，=210 KN， 經(jīng)判斷跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面

12、。正截面承載力計算如下：表五 次梁正截面受彎承載力計算截 面1B2C彎矩設(shè)計值(kNmm)131.84-131.8486.98-99.40s = M1 fcb h02 或s = M1 fcbf h02=0.0244=0.2289=0.016=0.1545= 1-0.0250.2640.350.01601690.35AS=bhoa1fcfy或 AS=bf hoa1fcfy9681152620779選配鋼筋(mm2)220+122（彎）=1008左 320+122（彎） =1321 右320+120（彎）=1125216+120(彎)=716320（彎1）=941計算結(jié)果表明： 均小于0.35，符

13、合塑性內(nèi)力重分布設(shè)計原則；同時=0.72=0.45=0.45=0.19,也大于0.2，符合要求。斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核，腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸： =44080=360mm,因=1.84，截面尺寸按下式驗算： 0.25=0.251.011.9200440=N=118.93KN故截面尺寸滿足要求。0.7=0.71.27200440=78.23KN=88.79KN，故各截面應(yīng)按配置腹筋計算。采用6雙肢箍筋，計算支支座B左側(cè)截面。由Vcs=0.7ftbho+1.25fyvho,可得到箍筋間距 S=161 mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算和箍筋面積增加20

14、% 或箍筋間距減小20% ?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，S=0.8161=128.8,最后取箍筋間距S=100 mm。為方便施工，沿梁長不變。驗算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求和配箍率下限為：0.3=0.3=0.18% ，實際配箍率=0.283%0.18% ,滿足要求。5、主梁設(shè)計 主梁按彈性方法設(shè)計1 荷載設(shè)計值 為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載次梁傳來的恒荷載 11.837.5=88.73KN 主梁自重（含粉刷） (0.650.08)0.32.125+0.02(0.650.08)22.1171.2=11.75KN 恒荷載 G=88.73+11.75=100.48KN, 取G=100KN 活荷載 Q=

15、15.0157.5=112.614KN 取Q=113KN計算簡圖：主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度370mm,中間支承在350mm350mm柱上，其計算跨度 ：Ln=6300-200-120=5980mm，因0.025 Ln=149. 5mm=185mm 取 Lo=1.025 Ln+=1.0255980+=6304.5mm，近似取Lo =6310mm主梁的計算簡圖見圖五。因跨度相差不超過10%，故可利用表六計算內(nèi)力 表六 兩 跨 梁荷 載 圖跨內(nèi)最大彎矩支座彎矩剪 力M1M2MBVAVB左VB右VC0.0700.0703-0.1250.375-0.6250.625-0.3750.0

16、96-0.0630.437-0.5630.0630.0630.1560.156-0.1880.312-0.6880.688-0.3120.203-0.0940.406-0.5940.0940.0940.2220.222-0.3330.667-1.3331.333-0.6670.278-0.1670.833-1.1670.1670.167內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖 彎矩設(shè)計值 彎矩M=k1GLO+ k2QLO 式中系數(shù)k1 、k2由附表六查得： M1,max = 0.222 1006.31+0.2781136.31 = 338.30KNmMB,max = -0.333 1006.31+(-0.167)1

17、136.31 = -329.20KNmM2,max = 0.222 1006.31 = 140.08KNm 剪力設(shè)計值 剪力V=k3GLO+ k4QLO 式中系數(shù)k3 、k4由附表六查得： VA,max =0.667 100+0.833113 = 160.83KN VBl,max =-1.333 100-1.333113=-283.92KN VBr,max =-1.333 100-1.333113=-283.92KN彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：a.第一跨有活荷載，第二跨沒有活荷載MB = -0.333 1006.31+(-0.167)1136.31 = -329.20KNm在第一跨內(nèi)以支支座彎

18、矩MA=0，MB=-329.20KNm的連線為基線，作G=100KN，Q=113 KN的簡支梁彎矩圖，得第一個集中荷載和第二個集中荷載作用點處彎矩值分別為：（G+Q）LO + MA/3 = （100+113）6.31- = 448.01-109.73 = 338.28 KNm (與前面計算的M1,max =338.30 KNm相近)（G+Q）LO + 2MB/3 = （100+113）6.31- = 228.54 KNm在第二跨內(nèi)以支支座彎矩，MB=-329.20 KNm ，MC=0 KNm的連線為基線，作G=100KN，Q=0KN的簡支梁彎矩圖，得集中荷載作用點處彎矩值為：GLO + MB

19、= 1006.31-329.20 = -118.87KNmb.第二跨有活荷載，第一跨沒有活荷載MB = -0.333 1006.31+(-0.167)1136.31 = -329.20KNm在第二跨兩個集中荷載作用點處彎矩設(shè)計值分別為：（G+Q）LO + MA/3 = （100+113）6.31- = 338.28 KNm （G+Q）LO + 2MB/3 = （100+113）6.31- = 228.54KNmC、第一跨和第二跨均有活荷載時：=-0.333(100+113)6.31=-447.56 kNm在第一跨內(nèi)以=0，=-447.56 kNm的連線為基線，作G=100kN,Q=1113kN

20、的簡支梁彎矩圖得第一個集中荷載作用點處彎矩值為（G+Q）+=(100+113)6.313-=298.82kNm第二個集中荷載作用點處彎矩值為（G+Q）+=(100+113)6.31-=149.64kNm在第二跨內(nèi)以=0，=-447.56 kNm的連線為基線，作G=100kN,Q=113kN的簡支梁彎矩圖得第一個集中荷載作用點處彎矩值為（G+Q）+=(100+113)6.31-=149.64 kNm第二個集中荷載作用點處彎矩值為（G+Q）+=(100+113)6.31-=298.82 kNm彎矩包絡(luò)圖如圖六所示。 圖六剪力包絡(luò)圖當(dāng)?shù)谝豢缬谢詈奢d，第二跨沒有活荷載時第一跨：=160.83kN過第一

21、、二個集中荷載后分別為 160.83-100-113=-52.17 kN -52.17 -100-113=-265.17kN第二跨：=1.333100+0.167113=152.17 kN 過第一、二個集中荷載后分別為152.17 -100=52.17kN 52.17-100=-47.83kN當(dāng)?shù)诙缬谢詈奢d，第一跨沒有活荷載時第一跨：=-160.83 kN過第一、二個集中荷載后分別為-160.83+100+113=52.17kN52.17+100+113=265.17 kN 第二跨：=-152.17kN過第一、二個集中荷載后分別為-152.17+100=-52.17 kN-52.17 +10

22、0=48.13 kN 當(dāng)?shù)谝弧⒍缇谢詈奢d時：=-=0.667(100+113)=142.07kN=-=-1.333(100+113)= -283.39 kN在第一跨過第一、二個集中荷載后分別為142.07-100-113=-70.93 kN-70.93-100-113=-283.93 kN在第二跨過第一、二個集中荷載后分別為283.39 -100-113=70.93kN70.93-100-113=-142.07kN剪力包絡(luò)圖如圖七 圖七4 承載力計算a. 正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因bfho=80565=0.140.1,翼緣計算寬度按L3=7.53=2.5m，取bf=2.5m，

23、B支座邊和彎矩設(shè)計值MB = MBmax - VO= -329.20+2000.42=- 289.20?？v向受力鋼筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排。跨內(nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。下截面受彎承載力和計算過程列于表六。表六 主梁正截面承載力計算截 面1B彎矩設(shè)計值(kNmm)335.62-447.56s = M1 fcb h02 =0.039=0.302=0.9800.815AS= Msfyho19512429選配鋼筋(mm2)525（彎3）AS =2454225+122+322AS =2502 計算結(jié)果表明，均小于b=0.371,滿足要求；取中間跨跨中截面驗算其承擔(dān)負(fù)彎矩時的最小配筋率，=1.36=0.45=0.45=0.19,也大于0.2，符合要求。主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。b. 斜截面受剪承載力驗算截面尺寸： Hw=ho-hf530-80=450 mm，因hwb=450300=1.54，截面尺寸按下式驗算： 0.25=