現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋結構設計

1、現(xiàn)澆整體式單向板肋梁樓蓋課程設計任務書1、設計資料（1）某工業(yè)用倉庫，設計使用年限為 50年，樓面使用活荷載為9kN/m2。（2）樓面面層為水磨石（底層20mm厚水泥砂漿，10mm厚面層），自重為 咐=0.65kN/m 2，梁板天花用混合砂漿抹灰15mm。（3）材料選用a. 混凝土強度等級采用C20、C25或C30。b. 鋼筋采用受力縱筋HRB335或HRB400;其他鋼筋均用HPB235。（4）板伸入墻內(nèi)120mm，次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm。（5） 二樓樓面結構平面布置圖如圖所示（樓梯間在此平面外）。（6）樓板厚度為 80mm，次梁截面為 b h = 200mm 500

2、mm，主梁截面b h = 250mm700mm，柱的截面尺寸 b h = 350mm 350mm（或4 0 0 mm 4或）自定）。2、設計內(nèi)容和要求（1）板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算內(nèi)力；主梁按彈性理論計算內(nèi) 力，并繪出彎矩包絡圖。（2）繪制樓蓋結構施工圖1 樓面結構平面布置圖（標注墻、柱定位軸線編號和梁、柱定位尺寸及構 件編號）.（比例1: 1001: 200）;2 板模板圖及配筋平面圖（標注板厚、板中鋼筋的直徑、間距、編號及其 定位尺寸）（比例1: 1001: 200）;3. 次梁模板及配筋圖（標注次梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數(shù)、 編號及其定位尺寸）（比例1: 50，剖

3、面圖比例1: 151: 30）;4. 梁材料圖、模板圖及配筋圖（按同一比例繪出主梁的彎矩包絡圖、抵抗彎矩圖、模板圖及配筋圖），（標注主梁截面尺寸及幾何尺寸、 鋼筋的直徑、根數(shù)、 編號及其定位尺寸）；（比例1: 50，剖面圖比例1: 151: 30）;5. 在圖中標明有關設計說明，如混凝上強度等級、鋼筋的種類、混凝土保 護層厚度等。（3）計算書要求計算準確，步驟完整，內(nèi)容清晰。（4）主梁配筋圖必須手工繪制，板、次梁配筋圖不作規(guī)定。（5）第11周星期五之前提交設計成果。3、課程設計目的（1）了解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關系及其計算簡圖的確定；（2）通過板及次梁的計算，熟練掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計

4、算方法；（3）通過主梁的計算，熟練掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法，并熟悉內(nèi)力 包絡圖和材料圖的繪制方法；（4）了解并熟悉現(xiàn)澆梁板的有關構造要求；（5）掌握鋼筋混凝土結構施工圖的表達方式和制圖規(guī)定，進一步提高制圖 的基本技能；4、設計參考進度第一天：布置設計任務，閱讀設計任務書、指導書及設計例題，復習有關課 程內(nèi)容。確定梁格布置、板計算及繪制板的配筋草圖；第二天：次梁的計算及繪制配筋草圖； 第三天：主梁的計算及繪制配筋草圖； 第四至五天：繪制板、次梁和主梁的施工圖。圖1結構平面布置圖現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋1、設計資料某設計使用年限為50年的工業(yè)倉庫，采用整體式鋼筋混泥土結構，樓蓋梁格布

5、置如 圖1所示。D0BAa陸00昭00 5仙0 5化05M0 一®®®圖1 :結構平面布置圖（1）樓面構造層做法：底層20mm厚水泥砂漿， 板天花用混合砂漿抹灰15mm。（2）活荷載：標準值為7kN/m 2。（3）恒載分項系數(shù)為1.2;活荷載分項系數(shù)為1.3 大于 4kN/m 2）（4）材料選用. 2混凝土 采用 C20（ fc=9.6N/mm, f1.10N /10mm 厚面層，孑=0.65kN/m 2，梁（因工業(yè)廠房樓蓋樓面活荷載標準值mm2）。鋼筋 梁中受力縱筋采用 HRB335級（fy =300N/mm2）;其他鋼筋采用 HPB235 級（fy =210N

6、/mm2 ）。2、板的計算板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算。板的若船=23，按單向板設計。板的l12000mml2 5400mm厚度 h =80mm> 50mm。次梁截面為 h = 500mm> 360mm。截40401515面寬度b= 200mm，板尺寸及支承情況如圖2所示。(a)g+q=12.58kN/m(b)i jn-I u,it圖2:板的尺寸圖和計算簡圖(a)板的尺寸，(b)計算簡圖(1)荷載恒荷載標準值10mm水泥砂漿面層=0 . 6k5N m80mm鋼筋混凝土板15mm混合砂漿天棚抹灰0.08m 25kN /m2.0kN /m2320.015m 17kN /m -0.25

7、kN /mgk = 2 . 9 0N /m線恒載設計值g =1. 2 2. 9N m/二3.k4J8 m線活載設計值合計即每米板寬q =1. 3 7N /m二 9. k1N m1 2.珈 mg q=1 2. 58N /m(1)內(nèi)力計算 計算跨度邊跨ln h 20m-0.1n2022ln 旦=2 . cm - 0 . 1n2 022=1 rrB 2=1 m84m. 82取 l0 =1.82m。m. 8中間跨計算跨度差(1.82m-1.8m)/1.8 =1% ：10%，說明可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力(為簡化起見,統(tǒng)一取l°=1.820m)，取1m寬板作為計算單元，計算簡圖圖3如下所示表1:連

8、續(xù)板各截面彎矩計算截面邊跨跨內(nèi)離端第一支 座離端第二跨跨 內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計算系數(shù)1111：'m111116142 ,3.79-3.792.60-2.98M - : m(g q)l0 /(kNLm)（3）截面承載力計算b = 1000 mm, h = 8Omm,h0 = 80mm-20mm = 60mm, j = 1.0，連續(xù)板各截面的配筋計算見下表2:表2 :連續(xù)板各截面配箍計算板帶部位截面邊區(qū)板帶（，軸線間）中間區(qū)板帶（軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第 二支座離端第 二跨跨 內(nèi)，中 間跨跨 內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第 二支座離端第二 跨跨內(nèi)， 中間跨跨 內(nèi)中間支座M /(kNki)-

9、2.98-3.792.60 0.8-2.98 0.83.79-3.792.603.79-2.08-2.38M:S0.1100.0750.0860.1100.1100.0600.0692 0.110 rfcbh。戸0.1170.1170.0780.0900.1170.1170.0620.072A二 bh0a1 fc/ fy3212321214247321321170198/ mm2選配鋼筋8/108/106/888/108/106/88實配鋼筋1801801801802002002002009358358218279322322196251/mm2板如果要求滿足.-0.1規(guī)定，將導致用鋼量比按彈

10、性方法計算的還多， 這顯然不夠合理。因此，板中不考慮 -0.1規(guī)定中間區(qū)板帶軸線間，各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，故各跨跨內(nèi)和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，計算彎矩降低20% 連續(xù)板的配筋示意圖如下所示：計算 321mri2 實配358mn2計算247mn2實配279mm2_10360（左跨彎來）丄8360（左跨彎來）計算321mm一實配358mr2 _8/_10180(隔一彎一)計算214mm2實配218mm2_6/_8180(隔一彎一)(b)計算198mn2實配251mn221計算321mm計算170mn21實配322mm實配251mn2丄 10200（隔一彎一）丄8200（隔一彎一）圖3:板

11、的配筋示意圖:（a）邊區(qū)板帶（b）中間區(qū)板帶計算321mr2實配358mm_10400（左跨彎來）丄8400（左跨彎來） 丄8400 （右跨彎來）_8400（右跨彎來）3、次粱計算 次粱按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算。取主梁的梁高h = 700 mm上,60001212=500mm，梁寬心5間。次粱有關尺寸及支承情況如圖3所示。（1）荷載恒載設計值由板傳來3. 4I8Nm 2.m06.k9l6 m /次粱自重2mo(m=5m.=0 8 )kN2.m2/梁側抹灰1k7N m0.0n1 5mD . 5 mD . 08 ) k2N Dm. 2 6/活載設計值g = 9. 7 4 N /m由板傳來2/m

12、 2 . m 1 8 .k2ND m/8360 （右跨彎來）丄8360（右跨彎來）合計g q = 2 7. 9 4 N /m（2）內(nèi)力計算 計算跨度In = 5.4m-0.12m5.155m邊跨2ln a =5.155m 04m = 5.275m2 21.0 2n5二 1.02 5 m. 155 m 5 . 2 8 4m取 l0 = 5.275m。中間跨l0 = n =5.4m0 . 2r6= 5.m5跨度差（5. 2 m5 5m1 5 ） m5. 15 : 2. 4%說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力，計算簡圖如圖5所示g+q=27.94kN/m(b)訂QlJOfJlJ(J丄J；,iXJw ,wi

13、v "V”4rl >27j u- i：.5 k汀冗 im u5/75 l圖4 :板的尺寸和計算簡圖 （a）板的尺寸（b）計算簡圖 連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算分別見下表3和表4。表3:次梁彎矩計算截面邊跨跨內(nèi)離端第一支離端第二跨跨內(nèi)，中間支座座中間跨跨內(nèi)彎矩計算系數(shù)：韋111111111614M 7m(g q)k/(kN“)70.68-70.6848.59-55.53截面離端第一支離端第一支座內(nèi)中間支座外端支座內(nèi)側端支側座外側側側，內(nèi)側剪力計算系數(shù)«v0.450.60.550.55V = : v(g q)ln/kN64.8186.4279.2279.22(3) 截面承

14、載力計算次粱跨內(nèi)截面按T型截面計算，翼緣計算寬度為：1 1邊跨 bf l05275mm = 1760mm ： b s0 = 200mm 1800mm = 2000mm3 3離端第二跨、中間跨bf' =- 5 1 5mm = 1 7 2r0m3梁高h=50Cmm0h二 5 0mm 3mm 41mm翼緣厚bf =80mm判別T型截面類型：按第一類T型截面計算?？鐑?nèi)截面匸=0.02仁：hf'/h0 =80mm/465mm =0.172，故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T型截面。支座截面按矩形截面計算，第一類支座按布置兩排縱筋取h0 = 500mm-60mm = 440mm，其他中間支座按布置

15、一排縱筋考慮，h0 = 465mm。連續(xù)次粱正截面及斜截面承載力計算分別見表5和表6。表5:梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)離端第一支座離端第二跨跨 內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M/（ kN|_m）:s =M / ：1fcbfho70.68-70.6848.59-55.532（：s 二 M 八 1fcbh。）0.0190.1900.0130.1340.0190.2130.0130.17As = bf hb：代/ fy（As 二 bh°：1fc/ fy）5038343404292mm選配鋼筋2：16 1"142：16 2142：12 1>142：10 214實配鋼筋面積 mm5

16、55710379465計算6oomm 實配7iomm2116 （直筋） 1丄16 （左跨彎來）1.16 （右跨彎來）計算429mm實配465mm21_10 （直筋）1丄14 （左跨彎來）1.14 （右跨彎來）Z A 17_計算503mm U計算34ommu實配555mm實配379mm2116+1114 （彎起）2112+1114 （彎起）表6:梁斜截面承載面計算截面端支座內(nèi)側離端第一支座外側離端第一支座內(nèi)側中間支座外 側、內(nèi)側V/kN69.7286.4279.2279.220.25 -cfcbho/N223200 V212000 V212000 V223200 V0.7ftbh0/ N7170

17、0 V67800 V67800 V71700 V選用箍筋2 82 82 82 82他 W/ mm1011011011011.25fwAsvh°Q OV -0.7 f1bh0按構造配筋62710211639/mm實配箍筋間距s200200200200/mm次粱配筋圖如下圖5所示:圖5:連續(xù)次粱配筋圖4、主梁計算主梁按彈性理論計算。柱高H =4.5m，設柱截面尺寸為350mm 350mm。主梁的有關尺寸及支承情況 如圖6：|Q |Q22p|Q|Q J Q=98.3kN G=62.7kN f J()II%圖6:主梁的尺寸及計算簡圖(1)荷載恒載設計值由次粱傳來9. 7k4N m 5.n45

18、 2kN主梁自重(折算為集中荷載)1 . 2 永5J m O.m5 no. 7 n0.0 8 m> 2.0 N 9 . 3梁側抹灰(折算為集中荷載)1.2 17kN/m3 0.015m (0.7m-0.08m) 2 2.0m=0.76kNG =62. kN活載設計值由次粱傳來Q =1 8. 2I0N m 5.m49 8.N合計(2) 內(nèi)力計算0 .3min=6.m- 0.m2m.7 12邊跨l0 =1.0 20 J 1.02 5m5m 6.032 2a b =5.71m2 20.37m20.35m2=6.07 m中間跨ln =6. 0m - 0. 3t5=5.ms 5l0 = n b =

19、5. 6 5m 0. 3m =6m0跨度差 (6. 0rB_6m 0 ) m6. 0Q. 5 0,%可以按等跨連續(xù)梁計算由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多（I梁/I柱=5.8 . 4），故主梁可視為鉸支柱頂上的連續(xù)梁，就算簡圖如上圖所示。在各種不同在各種不同分布的荷載作用下的內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力 系數(shù)進行，跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算，則M =KGI0 KQI0式中系數(shù)K值由附錄7查得，具體計算結果以及最不利荷載組合見表7和表8,即可得主梁的彎矩包絡圖及剪力包絡圖如下圖7所示計算簡圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨 內(nèi)KM1KMb(Mc)K m211 11 J0.244-0.2670

20、.0671F1WKMl192.25-100.7825.211 1 11JI J I10.289-0.133-Mb1i1 1171.30-78.70-78.701 1& M b = -26.23-0.1330.200o3-78.70117.9611110.2290.311(0.089)0.1701虱期135.74-184.04(-60.69)100.271 1II1S3 Mb =17.56i iI1113-52.67(184.04)100.27+263.55-179.48-53.49+66.02-179.48143.17+227.99-284.82( -153.45)125.48+74.

21、69118.34(284.82)125.48序號最不利荷 載組 合表7:主梁彎矩計算注:對邊跨取l0=6.O3m ;對中跨取l0=6.0m ;對支座取l0=6.O2m 。表8:主梁剪力計算序號計算簡圖端支座中間支座KVAinKVBex(VCex)KVBinr1 JI)0.733-1.267(-1.000)1.000(1.267)1_f145.96-79.44( -62.7)62.7(79.44)1110.866-1.134085.13-111.47 1'0.689-1.131(-0.778)1.222(0.089)1I'67.73111.18( -76.48)120.12(8.

22、75)11 4T二VBex = -8.75-8.75(-120.12)76.48(111.18)+131.09-190.9162.7最不利何載組+113.69190.62(139.18)182.82 (88.19)合+37.21七8.19(182.82)139.08 (190.62)(3) 截面承載力計算主梁跨內(nèi)截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度為：'1 1bfl06000mm 二 2000mm ： b £ = 5400mm，h0 = 700mm - 35mm 二 665mm3 3判斷T形截面類型：跨內(nèi)截面=0.060： hf'/ht =80mm/665mm = 0.

23、120,故各跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。跨內(nèi)截面在負彎矩作用下按矩形截面計算， 取h0 = 700mm60mm = 640mm，支座截面按矩形截面計算，取 h0 = 700mm-80mm = 620mm （因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，并布置在次梁主筋下面）W2-28.82+.11S.3L+_: 21.6-71.6 / i+jV(單位kN)+圖7:主梁的彎矩包絡圖和剪力包絡圖+'B2.82齊 M(單位 kN - m)主梁正截面及斜截面承載力分別見下表9和表10:表9:主梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)M /(kNLKi)263.55-284.82143.17-53.49V0 b/(kNLm)228.2(M -V0)/(kNLm)2256.62' 2:S 二 M /： !fcfh0C s = M / rfcbh：)/mm20.0310.3410.0170.0540.0310.4360.0170.056As 二 bfh0-!fc/ fy (As Lh0： 1 fc / fy)13192162724287選配鋼筋實配鋼筋面積/mm