现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计-苏州科技学院

　 600Q__6C30 现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计 厅 6000 J 6000 j, V" 土 &：〔工 * -dno 声 3、 材料 1) 混凝土：

　C30 ( f c =14.3N/mm , f t =1.43N/mni; ) 2) 钢筋 ：

　梁钢筋 HRB400 ^( f y

　=360 N/mr r )，其余钢筋采用 HPB300 g( f y

　=270N/mr 2 ) 楼盖梁格布置草图

　"T 爛谄 I T Z400^4Gi Jff

　_J "hJ Oo

　 150.

　_______ i i————i ■ — ____ —」 i————1 1 —— f

　2、 1) 2) 3) 荷载 水磨石面 0.65kN/m 钢丝网抹面吊顶 0.45kN/m 楼面活荷载 5.5kN/m 一、设计资料 1 、某多层厂房，内框架结构体系，结构平面布置图如下: CD C 、

　圳浇杞 0 号 ■ ■. 广.」 CLSO 酥 4 5 G

　三、构件尺寸的确定 1 、 确定主梁跨度为 6.6m ,次梁的跨度 6m 主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度 为 2.2m 。

　2 、 估计截面尺寸，按跨高比条件：

　板厚：板按考虑塑性内力重分布设计，按不验算挠度的刚度条件，板厚应不小于了 L/30=2200/30=73.33mm, 此值小于工业房屋楼面最小厚度 70mm 的构造要求，故取板厚 h=80mm 次梁截面 b*h : h= l o /18 〜1 。

　/12=333 〜 500mm ，考虑到楼面活荷载比较大，初估取 h=450m ， 截面宽度 b=（1/2 〜 1/3）h ，取 b=200mm 主梁截面 b*h : h= l o /15 〜1 。

　/12=440 〜 660mm 取 h=650mm 截面宽度取 b=250mm 四、板的设计 1 、 荷载

　 板的永久荷载标准值：

　 水磨石楼面 0.65 kN/ 2 m ; 80mm! 冈筋砼板 0.08 X 25=2.0kN/ m 2 ; 钢丝网抹灰吊顶 0.45 kN/ 2 m ;

　恒载标准值 3.1 kN/ m 2

　; 活荷载标准值 5.5 kN/ m 2

　; 活载控制时，考虑恒载分项系数 1.2 ，活荷载分项系数 1.4 荷载总设计值 g+q=1.2 X 3.1+1.4 X 5.5=11.54 kN/ m 2

　恒载控制时，考虑恒载分项系数 1.35 ，活荷载分项系数 1.4 ，组合系数 0.9. 荷载总设计值 g+q=1.35 X 3.1+1.4 X 0.9 X 5.5=11.12kN/ m 2

　由此可确定为活载控制，即荷载总设计值为 11.54kN/ m 2

　2 、 计算简图 由板和次梁尺寸可以得到板的设计简， 板的支承情况如下图。取 1m 宽板带作为计算单 元，按塑性内力重分布计算时，板与梁（柱）整体现浇，板的计算跨度为其净跨值：

　中间跨 l o = l n =2000mm 边跨：

　lo 2.2-0.1=2.1m 边跨与中间跨的计算跨度相差（ 2.1-2 ）

　/2=5% < 10% 因此可按等跨连续版来计算。

　楼盖板的计算简图 3 、 弯矩计算值 由表 11-1 可查得，板的弯矩系数 a m 分别为：端支座 -1/16 ;边跨跨中 1/14 ;离端第二 支座 -1/11 ;离端第二跨跨中 1/16 ;中间支座 -1/14 ;中间跨中 1/16 。故 2 2 M A =-(g+q) I 。

　/16=-11.54 X 2.1 /16=-3.18 kN • m 2 2 M 1 = ( g+q ) lo/14=11.54 X 2.1 /14= 3.64 kN • m 2 2 M B =-(g+q) l o

　/11=-11.54 X 2.1 /11=-4.63 kN • m M 2

　=(g+q) l o

　2

　/16=11.54 X 2 2 /16=2.89kN • m 2 2 M C =- ( g+q ) l o /14=-11.54 X 2/14=-3.3kN • m M 3

　=(g+q) l o

　2

　/16=11.54 X 2 2 /16=2.89kN • m 4 、 正截面受弯承载力计算 板的最小保护层厚度 c=15mm 板厚 80mm h o

　=80-20=60mm 板宽 b=1000mm C30 混凝 土，a 1 =1.0 , f c =14.3kN/ m 2 , f t =1.43N/mnn ; HPB300 级钢筋，f y =270N/mm 。板配筋计算 的过程于下表。

　楼面板的配筋计算 截面 A 1 B 2 C 3 弯矩设计值（ kN - m -3.18 3.64 -4.63 2.89 -3.3 2.89 a s = M / ( a 1 f c b h 2 ) 0.0618 0.0707 0.0899 0.0561 0.0641 0.0561 =1-j1-2a s 0.0638 0.0734 0.0944 0.0578 0.0663 0.0578 计算配筋( mm 2 ) A s = b h o a 1 f c / f

　y 203 233 300 183.7 210.7 183.7 实际配筋（ mm 2 ）

　① 8@180 A S =296 ① 8@180 A S =296 ① 8@180 A S =390 ① 8@180 A S

　=296 ① 8@180 A S =296 ① 8@180 A S =296 *对于四周与梁整体现浇的单向板， 其支跨中和支座处弯矩设计值可减少 2 0 % 为 了 方 便 ， 近 似 对 钢 筋 面 积乘以 0.8。

　计算结果表明，支座截面的 均小于 0.35 ，符合塑性内力重分布的原则，同时 p min = ( 0.45 f t / f y =0.45 X 1.43/270=0.21% ， 2% ma> =0.21% 2 2 A s =296 mm > p min bh=0.0021 X 1000 X 80=168 mm 符合要求。

　板中支座负筋伸出两边长度：

　由 q/g=1.4 X 5.5/1.2 X 3.1=2 V 3 ，应取 a=l n /4=2200/4=550mm 实取 550mm

　 板中构造筋参数确定：

　分布筋：根据构造要求，分布筋的截面面积不应小于受力钢筋的 15% 且不宜小于该方向 板截面面积的 0.15% ，间距不宜大于 250mm 15% A S =0.15

　X 223=33.45 mm 2 , 0.15%bh=0.0015 2 2 X

　1000 X

　80=120 mm ，取分布筋为 ①8@200 A S =165 mm ，满足要求。

　垂直于主梁构造负筋，① 8@200 伸出两边长度 I 0 /4=22OO/4=55Omm 取 550mm 沿①⑥轴的楼盖周边的板面钢筋可按垂直于主梁的构造负筋配筋。

　五、次梁设计 按考虑塑性内力重分布设计。根据本厂房楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的 活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

　5.1 荷载设计值 X 3.1 X 2.2=8.18 kN/m X 25 X 0.2 X( 0.45-0.08 ) =2.22 kN/m X 17 X 0.02 X( 0.45-0.08 ) X 2=0.15 kN/m 恒荷载 10.55 kN/m 板的可变荷载标准值 q=1.3 荷载总计算值 g+q=26.28kN/ m 2

　近似取 P=27kN/m

　次梁在主梁上的支承长度为 250mm 主梁截面为 250m X 650mm 计算跨度: 边跨 中间跨 l ° = l n

　-a/2=6000-50-125=5825mm l ° = l n

　=6000-250=5750mm 因跨度相差小于 10% 可按等跨连续板计算。计算简图如下图所示

　 g+q=27kN/m A 由板传来的恒载：

　1.2 次梁自重：

　1.2 次梁 20mn 抹灰：

　1.2 X 5.5 X 2.2=15.73kN/m 5.2 计算简图

　 次梁计算简图 5.3 内力计算 由表 11-1 、表 11-3 可分表查得弯矩系数和剪力系数。

　弯矩设计值：

　2 2 M 1

　=- M B = ( g+q ) 1； /1 仁 27 X 5.825 /1 仁 83.2kN • m 2 2 M B =- ( g+q ) l ：

　/11=-27 X 5.75 /11=-81.15kN • m 9 9 M 2 = ( g+q ) I o /16=27 X 5.75 /16=55.79kN • m M C =-

　( g+q ) I ( ? /14=-27 X 5.75 2 /14=-63.76 kN • m 剪力设计值：

　V A

　=0.4 ( g+q ) l n1

　=0.5 X 27 X 5.825=78.64kN V Bl

　=0.6 ( g+q ) l n1

　=0.55 X 27 X 5.75=85.39kN V Br

　= V C =0.55 ( g+q ) l n2 =0.55 X 27 X 5.75=85.36kN 5.4 承载力计算 5.4.1 正截面受弯承载力 正截面承载力计算：

　C30 混凝土，a 1 =1.0 , f c =14.3kN/ mm 2

　, f t =1.43N/mn i ;纵向受力钢 筋采用HRB400 级，f y =360N/mm b =0.518 ;环境类别为一级，假定箍筋直径 d=6mm 除 B 截面纵向钢筋排两排布置外，其余截面均布置一排，则 h ° =450-35=415mm 次梁支座截面按 b*h=200*450 的矩形截面计算，跨中按 T 形截面计算，其翼缘计算宽度为 边跨：

　b f =l o /3=5825/3=1942mm< b+Sn=200+2000=2200mm 取 h 。

　=450-35=415mm h f / h o

　=80/415=0.197 > 0.1 取 b f

　=1942mm 离端第二跨、中间跨：

　b f

　=5750/3=1917mr K b+S n=200+2000=2200mm 取 b f

　=1917mm a 1

　f c

　b " f

　h f ( h o -h "f /2 ) =1.0 X 14.3 X 1917 X 80 X( 415-80/2 ) = 822.39 kN • m > ML F 112.46 kN • m 均为第一类 T 形截面。

　次梁正截面承载力计算过程见下表 次梁正截面承载力计算 截面 1 B 2 C r r v \ ;V V J

　■■ \ "I— Y r 1

　 Y 訂

　1

　"V V V \ f

　11 V \

　1 A 1

　A B2 C 3 z\ l C

　 2 B 1 A 5825 J 5750 1 5750 z 5750 ” 5825 z -

　 弯矩设计值( kN - m —83.2 -81.15 : 55.79 -63.76 截面类别及截面尺寸 一类 T 形 b*h=1942*450 矩形 b*h=200*450 一类 T 形 b*h=1917*450 矩形 b*h=200*450 2 a s = M / ( a 1 f c b h o )或 a s = M / ( a 1 f c b f h ° ) 83.2 10 6

　81.15 10 6

　55.79 10 6

　63.76 10 6

　1 14.3 1942 41 扌 =0.017 2 1 14.3 200 415 =0.165 2 1 14.3 1917 415 =0.012 1 14.3 200 415 ° =0.129 = 1-

　J 1-2a s 0.017 0.181 〈 0.35 0.012 0.139 A s = b h o a 1 f c / f y 或 1 A s = b f

　h o a 1

　f c / f y 548.7 596.7 379.2 458.3 选配钢筋 3 20 2 22+1 20 2 20 2 20 ( mm 2 ) A s =536 A s =582 A s =536 A s =421

　计算结果表明，支座截面的 均小于 0.35 ，符合塑性内力重分布的设计原则，同时 p min = ( 0.45 * f t / f y =0・45*1・43/360=1 .79% ， 0.2% ) max =0.2% ， A s =536mm 2

　> 阿 bh=0.002*200*450=180 mm 2 ，符合要求。

　5.4.2 斜截面受剪承载力 斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截 面尺寸：

　h w = h o - h f

　=415-80=335mm 因 h w

　/b=335/200=1.675 v 4 ,截面按下式验算：

　0.25 W f c b h o =0.25 X 1 X 14.3 X 200 X 415=296.73KN > V max = V Bl

　=93.15KN, 0.7 f t b h o =0.7 X 1.43 X 200 X 415=83.083KN V V max = V Bl

　=93.15KN 截面满足要求，但需计算配置腹筋。

　采用① 6 双支箍筋，计算支座 B 1 处所需腹筋 由 V= s =0.7 f t b h ° + f yv * A sv s * h 。

　得 s= f yv A sv

　h 。

　/ ( V-0.7 f t

　b h o ) =146.6mm 考虑调幅对受剪承载力的影响，在局部方位内梁的箍筋面积增大 20% 现调整箍筋间距 S=0.8 X 146.6=117.3mm 次梁高 450mm 在 300mm~500mm 间，则梁的箍筋最大间距为 200mm 取箍筋间距 S=110mm 沿梁长不变。

　验算最小配筋率，弯矩调幅时要求最小配筋率为 0.3* f t / f yv

　=0.3*1.43/270=1.59 X 10 -3

　实际配筋率为 P sv = A sv /bs=2 X 28.3/200 X 110=2.57 X 10 -3

　(满足要求)

　 六、主梁设计 主梁按弹性方法设计 6.1 荷载设计值 为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。

　恒载设计值：

　次梁传来的永久荷载 10.55 X 6=63.3kN 主梁自重 1.2 X 25 X 2.2 X 0.25 X( 0.65-0.08 ) =9.41kN 梁侧抹灰 1.2 X 17 X 2.2 X 0.02 X( 0.65-0.08 ) X 2=1.02kN 小计 G=73.73KN 活荷载设计值：

　由次梁传来 Q=15.73 X 6.6=103.82kN 合计 G+Q=73.73+103.82=177.55kN 6.2 计算简图 / h JI f TT/ -- rim A B C 主梁按连续梁计算，端部支承在砼柱上，支承长度为 400mm 按弹性理论计算梁跨度时, 其计算跨度长取支座中心线间距离：l o =6600mm 计算简图如下，因跨度相同，故可利用附 表 6-2 计算内力

　 6.3 内力设计值及包络图 6.3.1 弯矩设计值 内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩和剪力按下 式计算：

　M= k 1 G l 0 + k 2 Q l 0 式中系数 k 1 、k 2 由课本附录 I 中相应附表栏内查得。

　不同荷载组合下各截面的弯矩和剪力计算结果如下表：

　主梁弯矩计算（ kN - m

　 777777777777

　242.08 -301.25 258.93 363.15 -261.25 86.23 69.38 -261.25 380 注：下划线者为该截面弯矩最大值（绝对值）

　6.3.2 剪力设计值

　项次 荷载简图 K M 1 K M 2 0.222 113.65 -0.333 -124.53 0.222 130.5 0.222 128.43 -0.333 -176.72 0.222 128.43 0.278 249.5 -0.167 -136.72 -0.056 -44.27 -0.056 -44.27 -0.167 -136.72 0.278 249.5 组合 值 ////////////

　 剪力 V= k 3 G+ k 4 Q 式中系数 k 3 、k 4 由书本相应附录栏内查得 项次 荷载间图 K V A

　K V

　Bl K V B 「 ① GG G G 11 1 1 0.667 -1.333 1.333 33.65 -74.05 74.05

　② 1 丄 J J 0.667 127.21 -1.333 -139.33 1.333 139.33

　③ J 0.833 -1.167 -123.58 0.167

　 A

　E R

　104.76 21.04 ④

　-0.167 -0.167 1.167 -21.04 -21.04 123.58 A“ 签 K 组合项 ① + ② 160.86 -212.38 213.38 ① + ③ 138.41 -197.63 95 , 09 ① + ④ 12.61 -95.09 197.63 注：下划线者为该截面剪力最大值（绝对值）

　6.3.3 弯矩、剪力包络图

　已① + ②组合为例，由 M i =V l /3 得出结果与该组合下的最大弯矩值相近。

　弯矩：由公式 M

　i2 =M- V Bl l /3 可得 M 2 =-301.25- （ -212.13 ）x 6.6/3=165.44 kN • m 查表计算结果误差忽略不计。

　同理 ① + ③、① + ④组合下，弯矩 M 2 的值分别为 173.54 kN • m 和 -52.1kN • m 弯矩包络图如下（ a ）所示 剪力：

　V 1 = V A -

　（ G+Q =160.86-177.55=-16.69 kN 剪力包络图如下（ b ）所示

　6.4 承载力计算 641 正面受弯承载力 C30 混凝土， a 1

　=1.0 , f c =14.3kN/ mm 2

　, f t

　=1.43N/mn n;纵向受力钢筋采用 HRB400 级， f y =360N/mm b =0.518 ;环境类别为一级，假定箍筋直径 d=8mm 跨中截面钢筋单排布置， 则 h ° =650-40=610mm 支座截面纵筋双排布置，贝 U h 。

　=650-80=570mm 次梁支座截面按 b x h=250 X 650 的矩形截面计算；跨中截面按 T 形截面计算。

　因 b f h g = 80 610 =0.131 > 0.1 ，翼缘计算宽度按 I 3 =6.6/3=2.2mm 与 b+ s . 数值比较取较小 者，确定取 b f =2.2m 。

　B 支座边的弯矩设计值：

　M B

　= M B,max - V ° b/2=-301.25-177.55 X 0.4/2=-336.76kN • m 正截面承载力的计算见下表：

　截面 1 B 弯矩设计值（ kN - m 363.15 -336.76 a s = M / ( a 1 f c b h 2 ) 或 " 2 a s = M / ( a 1 f c b f h 0 ) 6 363 . 15 10

　2

　=0.031 1 14.3 2200 610 6 336 . 76 10

　2

　=0.290 1 14.3 250 570 =1- w"1 - 2a s ) 0.0315 0.3519 A s = b h o a 1 f c / f y 或 A s = b f h o a 1 f c / f y 1679.18 1991.9 选配钢筋 2 25+2 22 4 25+2 22 ( mm 2 ) A s =1742 A s =2724

　 注：P min = ( 0.45 * f t / f y =0.45*1.43/360=1.79% ， 0.2% ) max =0.2%

　 642 斜截面承载力 ①验算截面尺寸：

　h w = h o - h f =610-80=530mm 因 h w /b=530/250=2.12 v 4 截面尺寸按下式验算: 0.25 c

　f c b h ° =0.25 X 1 X 14.3 X 250 X 610=545.19KN> V max =212.38kN ，截面符合要求。

　因 0.7 f t

　b h o

　=0.7 X 1.43 X 250 X 610=152.65KN V 212.38kN ，需要计算所需腹筋。

　假定箍筋设置为 ① 8@200 双肢箍筋，由 采用双肢箍直径 8 通常布置。s w 2 50.3

　=277，取 s =270mm 0.363 验算最小配箍率：

　② 次梁两侧附加横向钢筋的计算 次梁传来集中力 P =73.73+103.82 178kN h 1 =650-450=200mm 附加箍筋布置范围 s=2 h “ +3b=2 X 200+3 X 200=1000mm 取附加箍筋 ① 8@200 双肢，贝 U 在长度 s 内可布置附加箍筋的排数， m=1000/200+1=6 排，次梁两侧各布 置3 排。另加吊筋 1 ① 18 ，A sb =254.5 mm 2 ，由式 2 f y A sb sin +mn f yv A sv1 =2 X 360 X 254.5 X 0.707+8 X 2 X 270 X 50.3=346.8kN > P 满足要求。

　f yv h 0 = 3 212.38 10 3

　-0.7 1.43 250 610 270 610 =0.363 =0.15% > 0.24 f t 250 270 f

　yv =0.13%, 满足要求 A sv

　= V cs - 0.7f t bh 0 / 0.7 f t bh o = 100.6