建筑整體式單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)

1、第2節(jié) 單向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題一：基本情況某現(xiàn)澆鋼筋砼鋼筋肋形樓蓋（2級建筑物），其結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖所示，樓面面層用20mm厚水泥砼砂漿抹面，梁，板的底面用15mm厚混合砂漿粉刷，試設(shè)計(jì)該樓蓋。二：設(shè)計(jì)資料（1） 樓面構(gòu)造做法：20mm厚水泥砂漿（重度為20KN/m）面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（重度為25KN/m）,20mm厚混合砂漿頂棚抹灰（重度為17KN/m）。（2） 四周為普通的漿砌墻，墻厚為240mm，直接承載主梁位置設(shè)有扶壁，尺寸如圖所示。鋼筋混凝土400mmx400mm。（3）（4） 樓面荷載：均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為7.0KN/m。（5） 材料選用： 1）混凝土：強(qiáng)度等級為C25 2）

2、鋼筋：梁內(nèi)受力鋼筋采用HRB335級，其余鋼筋采用HPB235三：設(shè)計(jì)過程（一）樓蓋的架構(gòu)平面布置采用橫墻承重方案，即主梁橫向布置，次梁縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁6.0m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m。此時(shí)，板的長短夸之比為6.0/2.2=2.7>2.0.按單向板設(shè)計(jì)，長邊方向布置足夠的構(gòu)造鋼筋，短邊布置受力鋼筋，板的厚度h不小于跨度的1/40;hL/40=2200/40=80mm（2） 板粱的截面尺寸擬定考慮剛度要求，連續(xù)板的板厚不小于跨度的/40，h/40=2200/40=55mm次，取80mm。梁的截面高度根據(jù)一般要求：h=L/25=6000/25=240mm

3、，取400mmb=（）h=200mm主梁的截面高度根據(jù)一般要求h=L/25=6600/25=440mm，取600mmb=（）h=300mm（3） 板的設(shè)計(jì) 1荷載計(jì)算在垂直于次梁的方向取1m寬的板作為板的計(jì)算單元板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：80mm厚鋼筋砼板 0.8x1.0x25=2KN/m20mm厚水泥砂漿抹面0.2x1.0x20=0.4KN/m15mm厚混合砂漿粉刷 0.015x1.0x17=0.26KN/m小計(jì) 2.7KN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 7.0KN/m折算荷載：g=g+q/2=2.7+7.0/2=6.2KN/mq=q/2=7.0/2=3.5KN/m2. 計(jì)算簡圖3. 次梁的截面為200mm

4、x400mm，取板在墻上的支承長度為120mm，板的尺寸及其支承情況如圖所示。板的計(jì)算跨度如下：（1） 邊跨L=2200-120-200/2=1980mmL=L+b/2+h/2=1980+200/2+80/2=2120mmL=L+b/2+a/2=1980+200/2+120/2=2140mmL=1.1L=1.1x1980=2178為安全起見，取L=2200mm L=L=2200mm(2) 中間跨兩跨相差（ L-L）/=（2200-2120）/2200-3.6%<10%，故按等跨來考慮，9跨按5跨計(jì)算。其計(jì)算簡圖如圖所示。x3. 彎矩計(jì)算 連續(xù)板的剪力一般由混凝土承擔(dān)，不需要進(jìn)行斜截面承載

5、力計(jì)算，亦不需設(shè)置腹筋。彎矩設(shè)計(jì)值按公式計(jì)算，式中系數(shù)和可查E-4得到，計(jì)算結(jié)果如下截面邊跨B支座2跨中C支座3跨中0.0781-0.10500.0331-0.07900.04620.1000-0.11900.0787-0.11100.0855M= 1.05gl+1.20ql（KN·m）1.05x0.0781x6.2x2.2+1.2x0.1x3.5x2x2.2x3.5=4.49-1.05x0.105x6.2x2.2-1.20x0.119x3.5x2.2=-5.731.05x0.0331x6.2x2.2+1.2x0.0787x3.5x2.2=2.64-1.05x0.079x6.2x2.

6、2-1.2x0.111x3.5x2.2=-4.751.05x0.0462x6.2x2.2+1.2x0.0855x3.5x2.2=2.25支座邊緣的彎矩值V=（1.05g+1.20q）l/2=（1.05x5.7+1.20x3.0）x2.2/2=10.54KNM= （M-0.5bV）= （6.09-0.5x0.2x10.54）=-5.04KN·mM=(M-0.5bV)= （5.03-0.5x0.2x10.54）= 3.98KN·m4；配筋b=1000mm，h=80mm，h=55mm，f=11.9N/mm，f=300N/mm，安全系數(shù)k=1.20，計(jì)算結(jié)果列于下表板的正截面承載力

7、計(jì)算截面第一跨支座B第二跨支座C第三跨M（KNm）4.49-5.732.64-4.752.250.1500.1910.0880.1580.0750.1630.2140.0920.1730.0780.650.850.360.690.31357.5467.5198379.5170.5選配鋼筋（分離式配筋）10160825081258250實(shí)配鋼筋面積（mm）3934912014022010.710.890.370.730.37注：中間板帶的中間跨及中間支座考慮拱的作用，其彎矩可以減小20%配置鋼筋。5,板的配筋圖為了便于施工，連續(xù)板中受力鋼筋的配筋采用分離式。其中下部受力鋼筋全部伸如支座。伸入支座

8、的錨固長度不小于5d，支座負(fù)彎矩鋼筋向跨內(nèi)的延伸長度從支座邊a=l/4=2000/4=500mm.在板的配筋圖中，除按計(jì)算配置受力鋼筋外，還應(yīng)設(shè)置下列構(gòu)造鋼筋：（1） 分布鋼筋。按照構(gòu)造規(guī)定，分布鋼筋的直徑不宜小于6mm，間距不宜大于250mm。每米板寬內(nèi)部分布鋼筋的截面不小于受力鋼筋截面面積的15%，約60mm。選用，（2）板邊的構(gòu)造鋼筋。因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土邊周邊嵌固在砌體墻中，其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長度，從墻邊算起不小于板短邊計(jì)算跨度的1/5，即l/5=2200/4=550mm，直徑不宜小于6mm，間距不宜大于200mm，其數(shù)量按承受跨中最大彎矩的1/4計(jì)算，約127mm，所以取

9、6200，A=141mm。延伸長度取480mm。（3） 板角部構(gòu)造鋼筋。在兩邊嵌固于墻內(nèi)的板角部位上部，設(shè)置6200的雙向構(gòu)造鋼筋，該鋼筋伸入班內(nèi)的長度，從墻邊算起不小于板短邊的計(jì)算跨度的1/4，即l/4=2200/4=550mm。（4） 垂直于主梁的上部鋼筋。直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm，單位長度內(nèi)的總截面面積不應(yīng)小于板中單位長度內(nèi)受力剛勁截面面積的1/3，約180mm。該鋼筋伸入板內(nèi)的長度，從梁算起不小于板短邊計(jì)算跨度的1/4，即l/4=2200/4=550mm，取8200，A=251mm板的配筋圖如圖所示（4） 次梁設(shè)計(jì) 1：荷載設(shè)計(jì) 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 板傳來的荷載 2.2x

10、2.7=5.94KN/m 次梁梁肋自重 0.2x(0.40.08)x25=1.6KN/m 次梁粉刷 0.02x2x(0.4-0.08)x17=0.22KN/m 小計(jì) g=7.8KN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=6x2.4=15.4KN/m折算荷載標(biāo)準(zhǔn)值 g=g+q/4=7.8+15.4/4=11.7KN/m q=3q/4=3x15.4/4=11.6KN/m2：計(jì)算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm，主梁截面為300mmx600mm。計(jì)算跨度如下：（1） 邊跨：l=6000-240/2-300/2=5730mml=l+a/2+b/2=5730+240/2+300/2=6000mml=1.05l=1

11、.05x5730=6016.5mm取l=6000mm（2） 中間跨l=l+b=6000+300=6300mml=l-a=6000-300=5700mml=l=6000mml=1.05l=1.05x5700=5985兩者相差很小，為方便計(jì)算，取l=6000mm次梁設(shè)計(jì)時(shí)，取其中相鄰板之間中間部分作為計(jì)算單元。本例為五跨連續(xù)梁。次梁構(gòu)造及計(jì)算簡圖如圖所示3. 內(nèi)力計(jì)算（1） 彎矩計(jì)算。連續(xù)梁各控制截面的彎矩可查附錄E-4，彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算及結(jié)果如下表：次梁的彎矩計(jì)算表截面邊跨支座B第二跨支座C第三跨0.0781-0.1050.0331-0.0790.04620.1-0.1190.0787-0.11

12、10.0855M=1.05gl+1.20ql(KN/m)1.05x0.0781X11.7X6+1.20x0.1x11.6x6=84.7-1.05x0.105x11.7x6-1.20x0.119x11.6x6=-106.11.05x0.0331x11.7x6+1.20x0.0787x11.6x6-1.05x0.079x11.7x6-1.20x0.111x11.6x6=-90.61.05x0.0462x11.7x6+1.20x0.0855x11.6x6=63.3支座邊緣的彎矩設(shè)計(jì)值MV=(g+q)l/2=(11.7+11.6)x5.97/2=69.6KN/mM=(M-0.5bV)= -(106.1

13、-0.5X0.3X69.6)=-95.7KN/mM=-(M-0.5bV)= -(90.6-0.5X0.3X69.6)=-80.2KN/m（2） 剪力計(jì)算。支座邊緣剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算可查附錄表5-4，剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算及結(jié)果列于下表。次梁的剪力計(jì)算表截面支座A支座B（左）支座B（右）支座C（左）支座C（右）0.395-0.6060.526-0.4740.5000.447-0.6200.598-0.5760.591V=1.05gl+1.20xq(KN)1.05x0.395x11.7x5.73+1.20x0.447x11.6x5.73=63.5-1.05x0.606x11.7x5.73-1.20x0.62

14、0x11.6x5.73=-92.111.7x0.526x11.7x5.73=1.20x0.598x11.6x5.73=84.7-1.05x0.474x11.7x5.73-1.20x0.576x11.6x5.73=-79.31.05x0.5x11.7x5.73+1.20x0.591x11.6x5.73=82.34：配筋計(jì)算(1) 計(jì)算翼緣寬度b。根據(jù)整澆樓蓋的受力特點(diǎn)，板所在梁的截面參與次梁受力，因此，在配筋設(shè)計(jì)中時(shí)，次梁跨中截面按T形截面設(shè)計(jì)，計(jì)算翼緣寬度：b=l/3=6000/3=2000mmb=b+s=2200mm取b=2000mm次梁支座截面因承受負(fù)彎矩(上面受拉，下面受壓)面按矩形截面

15、計(jì)算。(2) 正截面承載力計(jì)算。b=200mm，h=400mm，;f=1.27N/mm,f=300N/mm,承載力安全系數(shù)K=1.20次梁的正截面承載力計(jì)算截面第一跨支座B第二跨支座C第三跨M（KN/m）84.7-95.754.1-80.263.3h(mm)360360360360360b或b(mm)200020020002002000（KN/m）609.3609.3609.30.0330.370.0210.310.0250.0340.490.0210.380.025hmm971.01399.4599.81085.3714選配鋼筋2O25 2O28+1O1620202O25+1O122O22實(shí)

16、配鋼筋面積(mm)9821433.16281095.17601.361.990.871.51.1(3) 斜截面受剪承載力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下表所示次梁的斜截面受剪承載力計(jì)算截面支座A支座B(左)支座B(右)支座C(左)支座C(右)V(KN)63.5-92.184.7-79.382.3KV(KN)76.2-110.52101.64-95.1698.76h(mm)3603603603603600.25fbh(KN)214.27>KV214.2>KV214.2>KV214.2>KV214.2>KVV=0.7fbh(KN)64.0>KV64.0>KV64.0&g

17、t;KV64.0>KV64.0>KV箍筋肢數(shù)、直徑(mm)2、62、62、62、62、6s=(mm)441.9115.9143.2172.7154.9實(shí)配鋼筋間距s(mm)1501501501501500.190.190.190.190.19（5） 主梁設(shè)計(jì) 1.荷載計(jì)算為簡化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁傳來永久荷載 7.8x6=46.8KN主梁梁肋自重 0.3x(0.6-0.08)x25x2.2+0.02x2x(0.6-0.08)x17x2.2=9.4KN小計(jì) G=46.8+9.4=56.2KN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=15.4X6=92.4KN2：計(jì)算簡圖主梁

18、端部支承在帶壁柱磚墻上，支承長度為370mm。中間支承在400mmx400mm的混凝土柱上。主梁按三跨連續(xù)梁計(jì)算，其計(jì)算跨度如下：(1) 邊跨：=6600-120-400/2=6280=6600mm=1.05=1.05x6280=6594mm取小值，=6600mm(2) 中間跨：=6600-400=6200mm=6600mm=1.05=1.05x6280=6510mm應(yīng)取=6510mm，但為了計(jì)算方便，取=6600mm內(nèi)力按三跨連續(xù)梁內(nèi)力系數(shù)計(jì)算，構(gòu)造及計(jì)算簡圖如下：3：內(nèi)力計(jì)算根據(jù)彈性計(jì)算方法；集中荷載作用下連續(xù)梁的內(nèi)力按下列公式計(jì)算：M=1.05+：V=1.05=56.2x6.6=370.

19、92KN·m=92.4x6.6=609.8KN·m式中可以查附錄E-4表格彎矩設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如下表a，剪力設(shè)計(jì)結(jié)果表表a 主梁彎矩計(jì)算表序號荷載簡圖邊跨中中間支座中跨中 1圖a60.3626.092圖b179.04-97.323圖c91.7170.254圖d-64.64146.35最不利組合+306.5262.5962.84239.4152.07-4.28-201.31(-201.31)-331.57(-169.12)-201.31(-201.31)-71.2396.34172.44-71.23150.49172.44 注：M=:表b主梁剪力計(jì)算表序號計(jì)算簡圖邊支座邊跨中中間

20、支座中間跨中1圖a-15.7602圖b-14.8603圖c-34.4824.624圖d-14.750最不利組合+139.27119.6528.5-30.62-50.24-30.51-200.51(59.01)-220.13(194.51)-89.52(169.89)024.620可變荷載的最不利組合位置見下圖：主梁的彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖見圖9-31.4：正截面承載力計(jì)算主梁跨中截面按T形截面計(jì)算；翼緣高度=80mm計(jì)算翼緣寬度：所以取=2200mm截面有效高度：支座B：h=600-80=520mm邊跨中：=600-70=530mm中跨截面：=600-40=560mm(下部)：（上部）主梁支座

21、截面按矩形截面計(jì)算，計(jì)算彎矩采用支座邊緣截面處的彎矩值，即因?yàn)閎=0.4m>0.05=0.05x6.2=0.31m，取b=0.31m=-331.57-0.5x0.31x(1.05x56.2+1.20x92.4)=-305.24KN·m判斷T形梁截面類型：=11.9x2200x80x(530-80/2)=1026.3KN·m>K=1.20X306.5=367.8KN·m>K=1.20X172.44=206.93主梁跨中第一類T形截面計(jì)算。，承載力安全系數(shù)K=1.20.主梁跨中的配筋構(gòu)造：(1) 縱向鋼筋直徑選用1225mm，最大不宜超過28mm。(

22、2) 縱向剛勁直徑種類不宜超過兩種，且直徑差應(yīng)大于或等于2mm(3) 每排縱向受力鋼筋宜用34根，最多2排。(4) 選配鋼筋時(shí)，先選跨中受力鋼筋，支座負(fù)彎矩鋼筋可由兩邊跨中的一部分鋼筋彎起得到，如果不足，則另加直鋼筋以滿足支座上面負(fù)彎矩所需的鋼筋量。彎起鋼筋的彎起點(diǎn)應(yīng)滿足斜截面受彎承載面的要求。表9-10主梁正截面受彎承載力計(jì)算截面邊跨中中間支座B中跨中M（KN·m）306.5-331.57172.44-71.23或b(mm)22003002200300(mm)5205305605400.0520.3970.0250.0820.0530.5460.0250.086(mm)240534441222553選配鋼筋2O22+2O252O226O25+2O184O202O20實(shí)配面積(mm)2502345412566281.62.20.750.39(5) 跨中下部受力鋼筋至少要有2根伸入支座，并放在下部兩角處（兼做支座截面架立鋼筋），其面積不宜小于跨