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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计(1)

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-24 12:31:59
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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计(1)

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计某工厂仓库的楼盖建筑平面图,如图一所示,环境类别为一类。楼面均布活荷载标准值为5.5kN/m2,楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案:1.设计资料(1)楼面恒载:楼面面层用20mm厚石灰砂浆粉刷。(2)材料:混凝土强度等级C25;梁内受力纵筋为HRB335,其他为HPB235钢筋。2.楼盖的结构平面布置墙厚240mm,板伸入墙体120mm,次梁伸入墙体240mm,纵墙在主梁端部处有外伸扶壁120mm×37
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导读现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计某工厂仓库的楼盖建筑平面图,如图一所示,环境类别为一类。楼面均布活荷载标准值为5.5kN/m2,楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案:1.设计资料(1)楼面恒载:楼面面层用20mm厚石灰砂浆粉刷。(2)材料:混凝土强度等级C25;梁内受力纵筋为HRB335,其他为HPB235钢筋。2.楼盖的结构平面布置墙厚240mm,板伸入墙体120mm,次梁伸入墙体240mm,纵墙在主梁端部处有外伸扶壁120mm×37
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计

某工厂仓库的楼盖建筑平面图,如图一所示,环境类别为一类。楼面均布活荷载标准值为5.5kN / m2,楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案:

1.设计资料

(1)楼面恒载:楼面面层用20 mm厚石灰砂浆粉刷。

(2)材料:混凝土强度等级C25 ;梁内受力纵筋为HRB335,

其他为HPB235钢筋。

2.楼盖的结构平面布置

墙厚240 mm,板伸入墙体120 mm,次梁伸入墙体240 mm,

纵墙在主梁端部处有外伸扶壁120 mm×370 mm,主梁搁置长度

370 mm。柱截面350 mm×350 mm。主梁沿横向布置,次梁沿纵

向布置。主梁的跨度为6.3 m、次梁的跨度为7.5 m,主梁每跨内

布置两根次梁,板的跨度为2.1 m,L02/l 01 =7.5/2.1=3.57≥3,

因此按单向板设计。

按跨高比条件,要求板厚h≥2200/40=55 mm,对工业建筑

的楼盖板,要求h≥80 mm,取板厚h=80 mm。

次梁截面高度应满足h=L0/18~L0/12=7500/18~7500/12=

416.7~625 mm。考虑到楼面活荷载比较大,取h=500mm。截面

宽度取为b=200 mm。

主梁的截面高度应满足h=L0/15~L0/10=6300/15~6300/10

=420~630 mm,取h=600 mm,b=300 mm。

楼盖结构平面图布置图见图二。                                                                                 

3.板的设计                                                               

⑴荷载

板的恒荷载标准值

水泥砂浆面层:                     0.65 kN / m2

80 mm钢筋混凝土板                0.08×25=2 kN / m2                              

20 mm 石灰砂浆                 0.02×17=0.34 kN / m2

                                                                                

小计                                                           2.99 kN / m2

板的活荷载标准值:                                               5.5kN / m2

恒荷载分项系数取1.2;因楼面活荷载标准值大于4.0 kN / m2,所以活荷载分项系数应取1.3。

于是板的

恒荷载设计值                    g=2.99×1.2=3.588 kN / m2

活荷载设计值                    q=5.5×1.3=7.15 kN / m2

荷载总设计值                    g+q=10.738 kN / m2 ,近似取为g+q=10.3 kN / m2

⑵计算简图

次梁截面为500 mm×200 mm,现浇板在墙上的支承长度为120 mm。按内力重分布设计,板的计算跨度:

边跨

    L0=l n+h/2 = 2100-100-120+80/2 = 1920 mm < 1.025 l n = 1927 mm,取L0 = 1920 mm。

中间跨

L0 = l n = 210-200 = 1900 mm

因跨度相差小于10% ,取1 m宽板带作为计算单

元,计算简图如图所示三。

⑶弯矩计值

由表一可查得,板的弯矩系数αm分别为:

边跨中,1/11;离端第二支座,-1/11;离端

第二跨中,1/16;中间支座;-1/14。故

M1 = -MB = (g+q) l201/11

 = 10.3×1.9202/11 = 3.82 kN·m2

Mc = -(g+q) l201/14

 = -10.3×1.92/14 = -2.94 kN·m2

M2 = (g+q) l201/16

 = 10.3×1.92/16 = 2.57 kN·m2

表一              连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数αm

支承情况截   面   位   置

端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中
ABC
梁、板搁支在墙上01/11

二跨连续:

-1/10

三跨以上连续:-1/11

1/16

-1/14

1/16

与梁整浇

连    接

-1/16

1/14

-1/24

梁与柱整浇连接-1/16

1/14

注:⒈表中系数适用于荷载比q/g>0.3的等跨连续梁和连续单向板。

    ⒉连续梁或连续单向板的各跨长度不等,但相邻两跨的长跨与短跨之比值小于1.10时,仍可采用表中弯矩系数值。计算支座弯矩时应取相邻两跨中的较长跨度值,计算跨中弯矩时应取本跨长度。

⑷正截面受弯承载力计算

  板厚80 mm,h0 = 80-20 = 60 mm;板宽b = 1000 mm。C25混凝土,α1= 1.0,fc = 11.9 kN / mm2;HPB235钢筋,fy = 210 kN / mm2。板配筋计算的过程列于表二。

表二                        板的配筋计算

截   面

1B2C
弯矩设计值(kN·m)

3.82-3.822.57-2.94
αs = M/α1 fcb h02

0.00.00.0600.069
ξ= 1-

0.09340.09340.0620.072
轴线

A~B

D~E

计算配筋(mm2)

AS=ζbhofc/fy

318318211245
实际配筋

(mm2)

Φ8@150

AS=335

Φ8@150

AS=335

Φ8@200

AS=251

Φ8@200

AS=251

轴线

B~D

计算配筋(mm2)

AS=ζbhofc/fy

318318211×0.8

=169

245×0.8

=196

实际配筋

(mm2)

Φ8@150

AS=335

Φ8@150

AS=335

Φ8@200

AS=251

Φ8@200

AS=251

计算结果表明,ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则; ==0.31﹪>=0.45=0.45×=0.27﹪,也大于0.2﹪,符合要求。

4、次梁的设计

   按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载部考虑从属面积的荷载折减。

1荷载的设计值

恒荷载设计值

板传来的恒荷载                       3.588×2.1=7.53KN/m

次梁自重               0.25 (0.6-0.08)×25×1.2=3.9 KN/m

次梁粉刷           0.02×(0.6-0.08)×1.9×17×1.2=0.40 KN/m

                                                                                               

小计                                                    g=11.83 KN/m

活荷载设计值                

    q=7.15×2.1=15.015 KN/m

荷载总设计值                   

 g+q=11.83+15.015=26.845 KN/m

⑵计算简图

次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×600mm。计算跨度:

边跨                          LO= Ln +a/2=7500 – 120 - 300/2 + 240/2 = 7350

<1.025 Ln=1.025×7230=7410.75mm, 取LO =7350mm

中间跨                        LO = Ln =7500 – 300 = 7200mm

 因跨度相差小于10﹪,可以按等跨连续梁计算。次梁计算简图见图四

⑶内力计算    

  弯矩系数、剪力系数查表三、表四得:

表三                                  活荷载最不利布置

活 荷 载 布 置 图

最   大   值

活荷载最不利组合弯矩剪力

(恒载作用下,梁的弹性变形曲线)
(活1作用下,梁的弹性变形曲线)

(活2作用下,梁的弹性变形曲线)

活1+活3+活5

M1、M3、M5

M2、M4

VA、VF

活2+活4

M2、M4

M1、M3、M5

活1+活2+活4

MB

VB左、VB左

活2+活3+活5

MC

VC左、VC左

活1+活3+活4

MD

VD左、VD左

活2+活4+活5

ME

VE左、VE左

 

表四                         集中荷载修正系数η

荷 载 情 况

截       面

ABC
当在跨中中点处作用一个集中荷载时1.52.21.52.71.62.7
当在跨中三分点处作用两个集中荷载时2.73.02.73.02.93.0
当在跨中四分点处作用三个集中荷载时3.84.13.84.54.04.8
弯矩设计值    M1=-M⑸=(g+q)LO2/11 =  26.845 × 7.3502/11 = 131.84 KN·m

M2=(g+q)LO 2/16 = 26.845×7.22/16 = 86.78 KN·m

MC= -(g+q)LO2/14 = -26.845×7.22/14 = -99.40 KN·m

剪力设计    VA=0.45(g+q)Ln1=0.45×26.845×7.35=88.79 KN

            VB1 =0.60(g+q)Ln1=0.60×26.845×7.35=118.39 KN

            VBr=0.55(g+q)Ln1=0.55×26.845×7.2=106.31 KN

Vc=0.55(g+q)Ln1=0.55×26.845×7.2=106.31 KN

⑷承载力计算

①正截面受弯承载力

正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度

=l/3=6300/3=2100mm,  除支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。

C25混凝土, =1.0, =11.9 KN/,=1.27 KN/,纵向钢筋采用HRB335级钢, =300 KN/,箍筋采用HPB235级钢, =210 KN/, 经判断跨内截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算如下:

表五                               次梁正截面受弯承载力计算

截  面

1B2C
弯矩设计值(kN·mm)

131.84-131.8486.98-99.40
αs = M/α1 fcb h02  或

αs = M/α1 fcb’f h02

=0.0244

=0.22

=0.016

=0.1545

ξ= 1-

0.0250.2<0.35

0.0160.169<0.35

AS=ζbhoa1fc/fy或      AS=ζb’f hoa1fc/fy

9681152620779
选配钢筋(mm2)

2ф20+1ф22(弯)=1008

左 3ф20+1ф22(弯)       =1321

 右3ф20+1ф20(弯)=1125

2ф16+1ф20(弯)

=716

3ф20(弯1)

=941

计算结果表明:均小于0.35,符合塑性内力重分布设计原则;同时==0.72﹪>=0.45=0.45×=0.19﹪,也大于0.2﹪,符合要求。

②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:        

=-=440-80=360mm,因==1.8<4,截面尺寸按下式验算:

 0.25=0.25×1.0×11.9×200×440=N>=118.93KN

故截面尺寸满足要求。

0.7=0.7×1.27×200×440=78.23KN<=88.79KN,故各截面应按配置腹筋计算。

采用6双肢箍筋,计算支支座B左侧截面。由Vcs=0.7ftbho+1.25fyvho,可得到箍筋间距

          S===161 mm

调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算和箍筋面积增加20% 或箍筋间距减小20% 。现调整箍筋间距,S=0.8×161=128.8,最后取箍筋间距S=100 mm。为方便施工,沿梁长不变。验算配箍率下限值:

弯矩调幅时要求和配箍率下限为:0.3=0.3×=0.18% ,实际配箍率===0.283%>0.18% ,满足要求。

5、主梁设计

  主梁按弹性方法设计

1荷载设计值 

为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载

次梁传来的恒荷载                                      11.83×7.5=88.73KN

  主梁自重(含粉刷)  [(0.65-0.08)×0.3×2.1×25+0.02(0.65-0.08)×2×2.1×17]×1.2=11.75KN

                                                                                           

恒荷载                                    G=88.73+11.75=100.48KN,  取G=100KN 

活荷载                                    Q=15.015×7.5=112.614KN  取Q=113KN

⑵计算简图:

主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度370mm,中间支承在350mm×350mm柱上,其计算跨度 :

Ln=6300-200-120=5980mm,因0.025 Ln=149. 5mm<=185mm 

取 Lo=1.025 Ln+=1.025×5980+=6304.5mm,近似取Lo =6310mm

主梁的计算简图见图五。

因跨度相差不超过10%,故可利用表六计算内力

                                                              

表六                               两    跨    梁

荷 载 图

跨内最大弯矩支座弯矩剪    力

M1

M2

MB

VA

VB左

VB右

VC

0.0700.0703-0.1250.375-0.625

0.625

-0.375
0.096--0.0630.437-0.563

0.063

0.063
0.1560.156-0.1880.312-0.688

0.688

-0.312
0.203--0.0940.406-0.594

0.094

0.094
0.2220.222-0.3330.667-1.333

1.333

-0.667
0.278--0.1670.833-1.167

0.167

0.167
⑶内力设计值及包络图

1弯矩设计值    

弯矩M=k1GLO+ k2QLO    式中系数k1 、k2由附表六查得:

              M1,max = 0.222× 100×6.31+0.278×113×6.31 = 338.30KN·m

MB,max = -0.333× 100×6.31+(-0.167)×113×6.31 = -329.20KN·m

M2,max = 0.222× 100×6.31 = 140.08KN·m

2剪力设计值  

剪力V=k3GLO+ k4QLO    式中系数k3 、k4由附表六查得: 

            VA,max =0.667× 100+0.833×113 = 160.83KN 

            VBl,max =-0-1.333× 100-1.167×113=-265.17KN 

VBr,max =1.333× 100+0.167×113 = 152.17KN

③弯矩、剪力包络图

弯矩包络图:

a.第一跨有活荷载,第二跨没有活荷载

MB = -0.333× 100×6.31+(-0.167)×113×6.31 = -329.20KN·m

在第一跨内以支支座弯矩MA=0,MB=-329.20KN·m的连线为基线,作G=100KN,Q=113 KN的简支梁弯矩图,得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处弯矩值分别为:

(G+Q)LO + MA/3 =(100+113)×6.31- 

= 448.01-109.73 = 338.28 KN·m (与前面计算的M1,max =338.30 KN·m相近)

(G+Q)LO + 2MB/3 =(100+113)×6.31- = 228.54 KN·m

在第二跨内以支支座弯矩,MB=-329.20 KN·m ,MC=0 KN·m的连线为基线,作G=100KN,Q=0KN的简支梁弯矩图,得集中荷载作用点处弯矩值为:

GLO + MB =×100×6.31-329.20 = -118.87KN·m

b.第二跨有活荷载,第一跨没有活荷载

MB = -0.333× 100×6.31+(-0.167)×113×6.31 = -329.20KN·m

在第二跨两个集中荷载作用点处弯矩设计值分别为:

(G+Q)LO + MA/3 =(100+113)×6.31- = 338.28 KN·m

(G+Q)LO + 2MB/3 =(100+113)×6.31- = 228.54KN·m

弯矩包络图如图六(a)所示。

第一跨与第二跨情况相似,关于B点对称,则:

VA,max=160.83KN,过第一个集中荷载后为160.83-100-113=-52.17KN,过第二个集中荷载后为-52.17-100-113=-265.17KN。剪力包络图如图六(b)所示。

4承载力计算

a.正截面受弯承载力

跨内按T形截面计算,因b’f/ho=80/565=0.14>0.1,翼缘计算宽度按L/3=7.5/3=2.5m,取b’f=2.5m,

   B支座边和弯矩设计值MB = MBmax - VO= -329.20+200×0.4×2=- 2.20。纵向受力钢筋除B支座截面为两排外,其余均为一排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面。下截面受弯承载力和计算过程列于表六。

表六               主梁正截面承载力计算

截  面

1B
弯矩设计值(kN·mm)

335.62-326.59
αs = M/α1 fcb h02 

=0.039

=0.302

=

0.9800.815
AS= M/γsfyho

19512429
选配钢筋(mm2)

5ф25(弯3)

AS =2454

2ф25+1ф22+3ф22

AS =2502

   计算结果表明,ξ均小于ξb=0.371,满足要求;取中间跨跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率, ==1.36﹪>=0.45=0.45×=0.19﹪,也大于0.2﹪,符合要求。

主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。

b.斜截面受剪承载力

验算截面尺寸:

      Hw=ho-h’f530-80=450 mm,因hw/b=450/300=1.5<4,截面尺寸按下式验算:

 0.25=0.25×1.0×11.9×300×530=N>=160.83KN,

故截面尺寸满足要求。

0.7=0.7×1.27×300×530=141.351KN<=160.83KN,故各截面应按计算配置腹筋。

计算所需腹筋:

采用双肢箍筋,

VCS=0.7+1.25

  =0.7×1.27×300×530+1.25×210××530=211.33KN

  VA,max=160.83KN<VCS ,VBr,max= 152.17KN<VCS ,VBl,max =-265.17KN>VCS ,知支座B截面左边尚需配置弯起钢筋,弯起钢筋所需面积(弯起角取=45。)

Asb=(VBL,max-Vcs)/0.8fysinas==317.30 mm2

主梁剪力图呈矩形,在B截面左边的2.5 m范围内需布置三排弯起筋才能覆盖此最大剪力区段,现分三批弯起第一跨跨中的ф22钢筋,Asb=380 mm2<317.30 mm2.。

验算最小配箍率:

===0.168%>0.24=0.126%满足要求。

次梁两侧附加横向钢筋的计算:

次梁传来和集中力Fl=88.73+112.61=201.34KN,h1=600-500=100 mm,附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2×100+3×200=800 mm。取附加箍筋双肢,则在长度S内可布置附加箍筋的排数,m=800/200+1=5排,取6排,次梁两侧各布置3排。另加吊筋1ф18,Asb = 254.5 mm2,则:

2fyAsbsina + m·nfyvAsv1

=2×300×254.5×0.707+5×2×210×50.3=213.5KN>Fl,满足要求。

因主梁的腹板高度大于450 mm,需在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积 的0.1%,且其间距不大于200 mm。现每侧配置2Φ14,308/(300×570)=0.18%>0.1%,满足要求。

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现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计(1)

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计某工厂仓库的楼盖建筑平面图,如图一所示,环境类别为一类。楼面均布活荷载标准值为5.5kN/m2,楼盖结构形式为现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋混凝土内柱承重方案:1.设计资料(1)楼面恒载:楼面面层用20mm厚石灰砂浆粉刷。(2)材料:混凝土强度等级C25;梁内受力纵筋为HRB335,其他为HPB235钢筋。2.楼盖的结构平面布置墙厚240mm,板伸入墙体120mm,次梁伸入墙体240mm,纵墙在主梁端部处有外伸扶壁120mm×37
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