单向板肋形楼盖设计案例.docx
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单向板肋形楼盖设计案例
单向板肋形楼盖设计案例
某水电站副厂房楼盖采用现浇钢筋混凝土单向板肋形结构。
其平面尺寸为
22.5m×18.0m，平面布置如图1所示。
楼板上层采用20mm厚的水泥砂浆抹面，外墙采用240mm厚砖墙，不设边柱，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁和主梁在墙上的搁置长度为240mm。
板上可变荷载标准值qk=6kN/m2。
混凝土强度等级为C20，梁中受力钢筋为HRB335级，其余钢筋为PRB235级。
初步拟定尺寸：
板跨为2.5m，板厚为100mm；次梁的跨度为6.0m，其截面尺寸为200mm×500mm；主梁跨度为7.5m，其截面尺寸300mm×800mm。
按刚度要求，板厚h≥l/40=2500/40=63mm，次梁高度h≥l/25=240mm，主梁高度h≥l/15=500mm，拟定尺寸均满足刚度要求。
该厂房为3级水工建筑物，基本组合时的安全系数K=1.25。
试为此楼盖配置钢筋并绘出结构施工图。
（一）板的设计
1.计算简图
板的尺寸及其支承情况如图2（a）所示。
计算跨度：
边跨ln1=2500–120–200/2=2280mm
l01=ln1+b/2+h/2=2280+200/2+100/2=2430mm
l01=ln1+a/2+b/2=2280+120/2+200/2=2440mm
l01=1.1ln1=1.1×2280=2508mm
应取L01=2430mm，但为了计算方便和安全，取L01=2500mm
中间跨L02=lc=2500mm
两跨相差（L02–L01）/L02=（2500–2430）/2500=2.8%＜10%，应按等跨来考虑，
9跨按5跨计算。
其计算简图如图2（b）所示。
图2连续板的构造及计算简图
2.荷载计算:
在垂直于次梁的方向取1m宽的板带作为板的计算单元。
永久荷载：
100mm厚钢筋混凝土板自重25×1.0×0.1=2.5kN/m
20mm厚水泥砂浆面层重20×1.0×0.02=0.4kN/m
永久荷载标准值gk=2.5+0.4=2.9kN/m
可变荷载：
可变荷载的标准值qk=6.0kN/m
折算荷载：
gk′=gk+qk/2=2.9+6.0/2=5.9kN/m
qk′=qk/2=6.0/2=3.0kN/m
3.内力计算
连续板的剪力一般由混凝土承担，不需要进行斜截面承载力计算，亦不需设
置腹筋。
弯矩计算结果见表1。
支座边缘的弯矩值：
V0=[2/）15.1（nkklqg]=（5.9+1.15×3.0）×2.3/2=10.75kN
MB′=–（MB–0.5bV0）=–（6.44–0.5×0.2×10.75）=–5.37kN·m
MC′=–（MC–0.5bV0）=–（5.31–0.5×0.2×10.75）=–4.24kN·m
4.配筋计算
b=1000mm，h=100mm，h0=75mm，fc=9.6N/mm2，fy=210N/mm2，承载力安全系数K=1.25，计算结果列于表2。
注：
中间板带的中间跨及中间支座考虑拱的作用，其弯矩可以减小20%配置钢筋。
连续板中配筋要求：
①直径不宜超过两种，直径差值不小于2mm；②采用弯
起式配筋时，各跨间钢筋间距宜相等或成倍数，以使钢筋上弯后，在支座上面钢
筋间距较为均匀。
板的配筋示意图如图9–26所示。
连续板的构造钢筋：
①分布钢筋选用Ф6@250；②沿垂直板跨方向的板边为Ф6@200，平行于板跨方向的板边为Ф6@200；③垂直于主梁的板面附加钢筋选
用Ф8@200。
④墙角附加钢筋Ф6@200，双向配置于四个墙角的板面。
配筋图见
图3。
（二）次梁设计
1.计算简图
次梁设计时，取其中相邻板中心线之间部分作为计算单元。
本例为三跨连续
梁。
次梁构造及计算简图如图4（a）、（b）所示。
计算跨度：
边跨ln1=6000–240/2–300/2=5730mm
l01=ln1+a/2+b/2=6000mm
l01=1.05ln1=1.05×5730=6017mm
取l01=6000mm
中间跨ln2=lc–a=6000–300=5700mm
l02=lc=6000mm
l02=1.05ln2=1.05×5700=5985mm
两者相差很小，为计算方便，取l02=6000mm。
2.荷载计算
永久荷载：
板传来荷载2.9×2.5=7.25kN/m
次梁梁肋自重0.2×（0.5–0.1）×25=2kN/m
永久荷载标准值gk=7.25+2=9.25kN/m
可变荷载：
可变荷载标准值qk=6×2.5=15kN/m
折算荷载：
gk′=gk+qk/4=9.25+15/4=13.00kN/m
qk′=3qk/4=3×15/4=11.25kN/m
3.内力计算
（1）弯矩计算值的计算及结果列于表3。
支座边缘的弯矩设计值MB′
V0=（gk′+qk′）ln/2=（13.00+11.25）×5.7/2=69.11kN
MB′=–（MB－0.5bV0）=–（101.29－0.5×0.3×69.11）=90.92kN·m
（2）支座剪力计算值的计算及结果列于表4。
4.配筋计算
（1）计算翼缘宽度bf′。
根据整浇楼盖的受力特点，板所在梁上截面参与次梁
受力，因此，在配筋设计时，次梁跨中截面按T形截面设计，翼缘计算宽度
bf′=l0/3=6000/3=2000mm
bf′=b+sn=2500mm
取bf′=2000，荷载计算单元如图4（c）所示。
次梁支座截面因承受负弯矩（上面受拉，下面受压）而按矩形截面计算。
（2）正截面承载力计算。
b=200mm，h=500mm，h0=460mm，fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2，fy=300N/mm2，承载力安全系数K=1.25，计算结果见表5。
（3）斜截面承载力计算。
计算结果见表6。
次梁的配筋图见图5所示。
板和次梁的钢筋表见表7。
说明：
（1）图中尺寸单位均为mm；
（2）板、次梁及主梁均采用C20混凝土；
（3）梁内纵向受力钢筋、腰筋采用HRB335级，其它钢筋均为HPB235级；
（4）板的混凝土净保护层c=20mm，梁的混凝土净保护层c=30mm，钢筋端
部的保护层为20mm；
（5）钢筋半圆弯钩的长度为6.25d；
（6）钢筋总用量没有考虑钢筋的搭接和损耗（损耗一般按5%计）。
（三）主梁设计
1.计算简图
主梁的构造及计算简图如图6所示。
图6主梁的构造及计算简图
计算跨度：
边跨ln1=7500–120–400/2=7180mm
l01=lc=7500mm
l01=1.05ln1=1.05×7180=7539mm
取小值，l01=7500mm
中间跨ln2=7500–400=7100mm
l02=lc=7500mm
l02=1.05ln2=1.05×7100=7455mm
应取l02=7455mm，但是跨度相差不超过10%，采用等跨计算，取l02
=7500mm。
内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。
2.荷载计算
永久荷载：
由次梁传来荷载9.25×6=55.50kN
主梁梁肋自重0.3×（0.8–0.1）×7.5/3×25=13.13kN
永久荷载标准值Gk=55.50+13.13=68.63kN
可变荷载：
可变荷载标准值Qk=15×6=90kN
3.内力计算
根据弹性方法，集中荷载作用下连续梁的内力按下式计算
M=α1Gkl0+1.15α2Qkl0V=β1Gk+1.15β2Qk
Gkl0=68.63×7.5=514.73kN·m
Qkl0=90×7.5=675kN·m
式中α1、α2、β1、β2可查附录四表格。
计算结果见表8、表9。
注：
M1a=M1－MB/3；M2b=M2－（MB－MC）/3，其中MB、MC均以正值代入。
可变荷载的最不利组合位置见图7。
图7可变荷载的最不利组合
主梁的弯矩包络图和剪力包络图见图8。
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