单向板肋梁楼盖设计指导书 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。
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。
(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
h?l/40?2300/40?57.5mm,对工业建筑的楼板,要求h?80mm,所以板厚取h?80mm。
次梁截面高度应满足h?l/18~l/12?367~550mm,取h?550mm,截面宽
按高跨比条件要求板的厚度
b?(1/2~1/3)h,取b?250mm。 主梁截面高度应满足h?l/15~l/10?460~690mm,取h?650mm,截面宽度取为b?300mm,柱的截面尺寸b×h=400×400 mm2。 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 20mm水泥砂浆面层:0.02?20?0.4kN/m280mm钢筋混凝土板:0.08?25?2kN/m215mm板底石灰砂浆:0.015?17?0.255kN/m2 小计 活荷载标准值: 2.655kN/m2 210kN/m2 因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于4.0kN/m,所以活荷载分项系数取1.3, 恒荷载设计值:g?2.655?1.2?3.186kN/m2活荷载设计值:q?10?1.3?13kN/m2(2)、计算简图
荷载总设计值:q?g?16.186kN/m2,近似取16.2kN/m2
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=250mm,
现浇板在墙上的支承长度为a=120mm,则按塑性内力重分布设计,板的计算跨度为:
边跨按以下二项较小值确定:25080l01?ln?h/2?(2300?120?)??2095mm22a250120ln??(2300?120?)??2115mm222所以边跨板的计算取l01?2095mm中跨l01?ln?2300?250?2050mm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 2095?2050?2.1 50 因边跨与中跨的计算跨度相差小于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 -1/11 l01=2.095 -16.2?2.095/11 22 中间跨跨中 1/16 l02=2.05 16.2?2.052/16 C 中间支座 -1/14 l02=2.05 ?弯矩系数M 计算跨度l0(m) 2M??M(g?q)l01/11 l01=2.095 (kN.m) 6.46 = -6.46 (4) 配筋计算——正截面受弯承载力计算
16.2?2.095/11= 2?16.2?2.052/14 =?4.86 =4.26 板厚80mm,h0?80?20?60mm,b?1000mm,C30混凝土,a1?1.0,fc?14.3N/mm2;
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
HPB235钢筋,fy?210N/mm2.截面位置 弯矩设计值(kN?m) αs=M/α1fcbh02 1 6.46 0.125 0.134 547 10@140 As=561 547 10@140 As=561 B -6.46 0.125 0.1<0.134<0.35 547 10@140 As=561 547 10@140 As=561 2 4.26 0.083 0.087 355 8@140 As=359 C -4.86 0.094 0.1≈0.099<0.35 409 8@120 As=419 ξ?1?1?2?s 计算配筋(mm2) 轴线 ①~② ⑤~⑥ AS=ξbh0α1fc/fy 实际配筋(mm2) 计算配筋(mm2) 轴线②~⑤ AS=ξbh0α1fc/fy 实际配筋(mm2) 配筋率验算 0.8×355=284 0.8×409=327 8@140 As=359 8@140 As=359 ?min?0.45ft/fy?0.45?1.43/210?0.31%??AS/bh?0.7% ??AS/bh?0.7% ??AS/bh?0.45% ??AS/bh?0.45% (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 板传来的恒荷载:3.186?2.3?7.3278kN/m次梁自重:0.25?(0.55?0.08)?25?1.2?3.525kN/m次梁粉刷:2?0.015?(0.55?0.08)?17?1.2?0.2876kN/m
小计 g?11.1404kN/m 活荷载设计值:q?13?2.3?29.9kN/m(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: 荷载总设计值:q?g?29.9?11.1404?41.0404kN/m,取荷载41.1kN/m 边跨l01?ln?a/2?(6600?120?300/2)?240/2?6450mm1.025ln?1.025?6330?6488mm,所以次梁边跨的计算跨度取l01?6450mm中间跨l02?ln?6600?300?6300mm 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 6450?6300?2.4c00因边跨和中间跨的计算跨度相差小于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截面位置 ?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 1 边跨跨中 B 离端第二支座 -1/11 l01=6.45 2 中间跨跨中 1/16 l02=6.3 C 中间支座 -1/14 l02=6.3 弯矩系数?M 1/11 l01=6.45 计算跨度l0(m) M??M(g?q)l02(kN.m) 41.1?6.452/11 41.1?6.452/11 = 41.1?6.32/16 =102.0kN?m ?41.1?6.32/14 =?116.5kN?m 155.4kN?m =-155.4kN?m