单向板肋形楼盖例题.ppt

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1、现浇单向板肋梁楼盖设计（例题） 设计任务书：某多层厂房的楼盖平面如图1所示，楼面做法见图2 ，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 楼盖平面图,图2 楼盖做法详图,整体式单向板肋梁楼盖设计步骤： 设计资料 楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。 楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹

2、面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）。 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。 楼盖梁格布置及截面尺寸确定结构布置 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3所示。 确定板厚： 按高跨比：hl/40=2300/40=57.5mm； 按最小厚度要求：工业建筑的楼板最小厚度80mm； 设计取值：h=80mm。,次梁截面确定： 截面高度h，满足高跨比： h=l/18l/12=6600/186

3、600/12=367550， 取h=550mm； 截面宽度b，满足宽高比： b=h/3h/2=550/3550/2=185275，取b=250mm。 主梁高度h，满足高跨比： h=l/14l/8=6900/146900/8=493863，取h=650mm； 截面宽度b，满足宽高比： b=h/3h/2=650/3650/2=217325，取b=300mm。 柱的截面尺寸bh=400400 mm。,图 3 楼 盖 结 构 平 面 布 置 图,板的设计按考虑塑性内力重分布设计 荷载计算 恒荷载标准值 小计： gk=2.655kN/m2 活荷载标准值：qk=10kN/m2 荷载分项系数： g=1.2

4、q=1.3（工业楼面活荷载，标准值大于4kN/m2）,计算简图 取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图4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：,由此确定，板的计算简图如图5。,图4 板的实际结构图,图5 板的计算简图,弯矩设计值 边跨与中跨的计算跨度相差（2095-2050）/2050=2.1%10%， 可按等跨连续板计算。由表10.1（教科书）可查得板的弯矩系数 m，板的弯矩设计值计算过程见下表：,板的弯矩计算表,配筋计算正截面受弯承载力计算 构件尺寸： 板厚h=80mm，h0=80-20=60mm,b=1

5、000mm, 材料强度： C30混凝土：fc=14.3N/mm2,ft=1.43 N/mm2; HPB235钢筋：fy=210 N/mm2; 界限相对受压区高度：b=0.614 最小配筋率：min= MAX(0.2%,0.45ft/fy%)=0.31% minh/h0=0.413% 对轴线间的板带，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%。 板配筋计算过程见板配筋计算表。,板配筋计算表,（续上表）,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以及主梁部位的附加钢筋。板的配筋图 如下图所示

6、。,图6 板配筋图,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 合计：g=11.1404kN/m,2、计算简图 次梁实际结构图见图7，由次梁实际结构图）可知，次梁在 墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。 次梁计算跨度： 边跨：ln=6600-120-300/2=6330mm l01=min（ln+a/2，1.025ln）=min（6450,6489） =6450mm,中间跨：l02=ln=6600-300=6300mm,图7 次梁实际结构图,图8 次梁计算简图,3、弯矩设计值和剪力设计值的计算 （l01-l02）/l02=（6450-6300）/63

7、00=2.4%10%，可按等跨连续 梁计算。 由表10.1、10.2（教科书）可分别查得弯矩系数和剪 力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值计算如下：,次梁弯矩设计值计算表,次梁剪力设计值计算表,4、正截面抗弯承载力计算 确定次梁截面类型 次梁跨中截面按T形截面，确定T形截面宽度bf 按计算跨度求：bf=l0/3=6300/3=2100mm 按梁净距考虑：bf=b+sn=250+2300-250=2300mm。,按翼缘高度考虑：hf/h0=80/（550-35）=0.160.1,按以上两 种方案的较小值计算，所以最终取值bf=2100mm。 判别跨中截面属于哪一类T形截面：,支座截面按矩形截面计

8、算。 正截面承载力计算过程见下表： 材料：C30混凝土，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2； 纵筋HRB335，fy=300N/mm2； 箍筋HPB235，fyv=210N/mm2； h0=h-35=550-35=515mm； b= 0.614，min= MAX(0.2%,0.45ft/fy%)=0.2145%； minh/h0=0.2145%*550/515=0.2291%,次梁正截面受弯承载力计算表,5、斜截面受剪承载力计算,箍筋间距调整：调幅后抗剪要求加强，此时最小配箍率sv,min=0.3ft/fyv,6、次梁施工图的绘制 次梁的施工图见图9 L-xx配筋图。 负弯矩钢

9、筋锚固长度确定如下： 取la=650mm。 梁底纵筋伸入支座长度 ： las=5d（V0.7ftbh0），由此，边支座las=5x22=110mm； las=12d（ V0.7ftbh0 ），由此中间支座las=12x20=240mm。 纵筋截断点距支座的位置： 由于：（l01-l02）/l02=（6450-6300）/6300=2.4%20%， q/g=29.9/11.14=2.683 可按教科书图10.12确定钢筋断点。 同时，由于支座负弯矩钢筋根数只有三根，通常只考虑一根 钢筋截断，断点距支座距离： l=ln/5+20d=6330/5+20x22=1706mm，取l=1750mm。,图9

10、 L-xx配筋图（次梁配筋图）,注： 材料：C30混凝土； HRB335钢筋（）； HPB235钢筋（）。,主梁设计主梁内力按弹性理论计算 1、荷载设计值（为简化计算，主梁自重等效为次梁处集中荷载）,2、计算简图 由主梁实际结构图知：端支座为砖柱，支承长度a=370mm； 边支座为混凝土柱，b=400mm； 计算跨度确定：l01=1.025ln1+b/2=1.025x6580+200=6945mm l02=lc=6900mm。 由此，主梁的计算简图如图11示。,图10 主梁的实际结构,图11 主梁的计算简图,3、内力计算及包络图绘制 因为（l01-l02）/l02=（6945-6900）/69

11、45=0.65%10， 所以可按等跨连续梁计算内力。 弯矩值计算 通过查教科书159页表格，可以求出恒荷载以及活荷载各种不 利布置时的内力。 弯矩见主梁弯矩设计值计算表。 剪力计算 通过查教科书159页表格， 剪力见主梁剪力设计值计算表。,主梁弯矩计算表,主梁剪力计算表（kN）,弯矩、剪力包络图绘制 、荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时： MA=0 MB=-160.1-181.2=-341.3kNm 以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载（G+Q=86.2+197.4=283.6kN）作用下的简支梁弯矩图： 第一个集中荷载下的弯矩值为：,主梁取脱离体时

12、弯矩图,第二集中荷载作用下弯矩值为：,中间跨跨中弯矩最小时，两支座弯矩值均为341.3KNm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为：,、荷载组合+时支座最大负弯矩：,其它两个支座的弯矩为：,在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第 二跨分别叠加集中： 461kNm，265.5kNm，167.3KNm，268.7KNm ；,、荷载组合+时支座最大负弯矩： MC=-586.5kNm；,其它两个支座的弯矩为： MD=0，MB=-282.1kNm;,在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第二跨、第 三跨分别叠加集中： 268.7KNm ， 167.3KNm ， 265.

13、5kNm， 461kNm。,、荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时： MB=MC=-342.4kNm；MA=MD=0 第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为 85.4kNm，-28.7kNm； 第二跨在集中荷载作用下的弯矩值为 312.3kNm，312.3kNm。 所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。,、荷载组合+时，VA,max=234.1kN；至第一荷载处剪力降为 234.1-283.6=-49.5kN；至第二荷载处剪力降为-49.5-283.6= -333.1kN。 、荷载组合+时，VB最大，其VBL=-

14、368kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为-84.4kN,199.2kN（从右到左）。 、其余剪力值均可按此计算。 由此，可绘制主梁的剪力包络图如下图 。,4、配筋计算（承载力计算） 材料参数： h0=h-40=610mm(正弯矩)；h0=h-70=580mm(负弯矩) C30混凝土，1=1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2； 纵筋HRB400，fy=360N/mm2；箍筋HPB235，fyv=210N/mm2。 b= 0.518; minh/h0= max(0.2%, 45ft/fy%)h/h0=0.2241%； 正截面受弯承载力计算 确定主梁截面类型 主梁跨中截面（抵

15、抗正弯矩）按T形截面，确定T形截面宽度： 按计算跨度求：bf=l0/3=6900/3=2300mm 按梁净距考虑：bf=b+sn=300+6600-300=6600mm hf/h0=80/（650-35）=0.130.1， bf按以上两种情况取小 值，bf=2300mm。 支座截面按矩形截面计算。 支座B截面弯矩修正： 主梁正截面受弯承载力计算过程见下表。,主梁正截面承载力及配筋计算表,斜截面受剪承载力计算,集中力处附加横向钢筋计算,1 18，,1 18，,5、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图 按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下

16、构造要求： a、弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax； b、钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2，如 2、3和5号钢筋。,c、按第四章所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。 d、当V0.7ftbh0时，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1.2la+h0。 e、若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应

17、大于等于 1.2la+1.7h0 。 如5号钢筋的截断计算： V=368kN0.7ftbh0=174kN，且钢筋截断后仍处于负弯矩区，所以钢筋的截断点距充分利用点的距离应大于等于 1.2la+1.7h0 ，即：,且距不需要点的距离应大于等于1.3h0或20d，即：,通过作图： 从断点距充分利用点距离1.2la+1.7h0减去理论断点到充分利用 点距离后的长度为1840mm（754、500），取距离柱边 1960mm截断5号钢筋。 其它钢筋的截断如图所示。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定： a、梁顶面纵筋的锚固长度：,b、梁底面纵筋的锚固长度：12d=12*25=300mm。,检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构 造要求。 主梁的材料图和实际配筋图如下图所示,