混凝土整体式单向板肋形楼盖设计

《水工钢筋混凝土结构》课程设计说明书

设计题目：混凝土整体式单向板肋形楼盖

设计资料：某水电站厂房，采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为厚度370mm砖砌承重，内设截面尺寸为400mm x 400mm的混凝土柱，柱高为4.5m，设计时只考虑竖向荷载作用，采用单向板肋形楼盖。

[***********]50

[***********]50

1750

1750

楼面做法：25mm厚水泥砂浆层面，钢筋混凝土现浇板，20mm厚混合砂浆抹底，15mm厚梁侧抹灰。

荷载：永久荷载，包括梁，板及其构造自重，钢筋混凝土容重25KN/m3,水泥砂浆容重20KN/m3 ，混合砂浆容重17 KN/m3。 可变荷载：4.5

3435

1.25.244KN/m

梁侧抹灰：梁侧混合砂浆抹灰，厚度为15mm。

梁、板采用强度等级为C25的混凝土制作，主梁、次梁的受力钢筋采用HRB335钢筋，其它均采用HPB235钢筋。

梁格布置：

建筑尺寸330000mm x 21000mm；

主梁，跨度5250mm，4列横向布置，共设20根； 次梁，跨度5500mm，11行纵向布置，共设66根； 每根主梁上布置两根次梁； 梁格尺寸：5500mm x 1750mm。 梁格布置示意图

板的尺寸设计：

按照构造要求，板的厚度h应该满足以下条件:

h80mm

l40

175040

43.75mm

因此，板的厚度h选定为80mm。

次梁的尺寸设计：

按照构造要求次梁的截面高应该满足以下条件：

18121812

因此次梁的截面高h选定为400mm，则次梁的宽b选取为200mm。

主梁的尺寸设计：

按照构造要求主梁的截面高应该满足以下条件：

148148

因此主梁的截面高h选定为600mm，则主梁的宽b选取为300mm。 h

l~l5250

~5250

375mm~656.25mm

h=

l~l5500

~5500

306mm~458mm

板的设计

荷载计算：

参数确定：

钢筋混凝土容重25KN/m3，水泥砂浆容重20 KN/m3，混合砂浆容重17 KN/m3。 板的永久荷载标准值：

水泥砂浆面层（厚度25mm）: 0.025 x 20 =0.5KN/m2 钢筋混凝土板（厚度70mm）: 0.08 x 25 =2.0 KN/m2 混合砂浆抹底（厚度20mm）: 0.02 x 17 =0.34 KN/m2

则永久荷载标准为gk =0.5 KN/m2 +2 KN/m2 +0.34 KN/m2 =2.84 KN/m2 可变荷载标准值为qk4.5

3435

4.37KN/m

2

Q=1.2。

永久荷载分项系数γG=1.05， 可变荷载分项系数γ永久荷载设计值g=1.05 x 2.84=2.982 KN/m2 可变荷载设计值 q=1.2 x 4.37=5.244 KN/m2 合计:g+q=8.226 KN/m2

板的内力计算： 计算跨度

边跨： l01ln

h2

1750250100401440mm

中间跨：l02=1750-200=1550mm

跨度差： (1550-1440)/1350=7.64%

可以按照等跨连续板计算，取1m板宽作为计算单元 板的搭接尺寸示意图：

板的弯矩设计值：

由表查得，板的各项弯矩系数分别为：边跨跨中1/11，离端第二支座 -1/11，中间跨跨中1/16，中间支座 -1/14。 M1= -MB





(gq)l0

11

2

2

1.551KN/m

(gq)l0

16

M2

1.235KN/m

MC



(gq)l0

14

2

1.412KN/m

板的正截面受弯承载力计算:

b=1000mm，h=80mm，h0=80mm-20mm=60mm C25混凝土：fc=11.9N/mm2，fy=210N/mm2

连续板各截面的配筋计算：

次梁设计

荷载计算 荷载设计值

由板传来的永久荷载设计值: 2.982 x 1.750=5.219 KN/m 次梁自重设计值：1.05 x 25 x 0.2 x (0.4-0.08)=1.68KN/m 梁侧抹灰设计值：1.05 x 17 x 0.015 x (0.4-0.08) x 2=0.086 KN/m 永久荷载设计值：g=5.219 KN/m+1.68 KN/m+0.086 KN/m=6.985KN/m 可变荷载设计值：q=5.244 x 1.750=9.177KN/m

荷载总设计值：g+q=7.07KN/m+9.177KN/m=16.162 KN/m

计算跨度：

ln=5500-250-200/2=5150mm=5.15m 边跨： l01=1.025 ln＝1.025 x 5.15＝5.28m 中跨：l01＝ln＝5.15 m

(5.28-5.15)/5.15 =2.52%

次梁的搭接结构简图

内力计算： 计算简图

g+q=16.612KN/m

2

承载力计算

次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘的计算宽度为：

边跨：b'f

13

l013

13

5.2791760mmbsn20017501950mm

中间跨：b'f

5250mm1750mm

梁高 ： h = 400mm，h0 = 400mm-35mm= 365mm 翼缘厚： h’f = 80mm

判别T形截面类型: 对边跨fcbh(h0

'f

'f

hf2

'

)

603.33KN·m>57.792 KN·m

对中间跨fcb'fh'f(h0

hf2

'

)

541.45KN·m所以此截面属于第一类T形截面，支座截

面按矩形截面计算。

次梁正截面承载力计算

计算结果表明ξ均小于0.35,符合内力重分布的条件,取中间跨跨中截面验算最小配筋率ASminbhmin400200160

次梁斜截面配筋计算

b=200mm，h0=365mm，ft=1.27N/mm2，fyv=210N/mm2斜截面用无弯起钢筋抗剪方案,其配筋计算见下表.

主梁设计(弹性理论计算)

荷载设计值

次梁传来的永久荷载：6.985 x 5.5=38.418 KN

主梁自重设计值：

1.05 x 25 x 0.3 x（0.6-0.08）x 1.75=7.166KN 梁侧抹灰设计值：1.05 x

17 x 0.02 x（0.6-0.08）x 2 x 2=0.487 KN 永久荷载设计值: G=41.304+6.942+0.714=46.1 KN 活荷载设计值: Q=15.387 x 5.452=50.474 KN 合计： G+Q=48.96+83.890=96.5 KN

主梁计算简图

主梁端部支承在带壁柱墙上，支承长度为250mm；中间支承在混凝土柱上。见下图.墙柱作为主梁的铰支座.主梁按连续梁计算。

其计算跨度为: ln=5250-250-200=4800mm 边跨：l01.025ln

b2

1.0254.80.25.12m

中间跨：ln52504004850mm l0lnb4.80.45.2m 跨度差：

5.25.125.12

100%1.6%10%

因跨度相差不超过10%，故可利用查表计算内力。

G+Q=96.5KN/m

5250

5250

5250

5250

内力计算及包络图

MQl0(Gl0)

主梁剪力计算表

主梁弯矩计算表

将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图。

主梁配筋计算及承载力计算

C25

混凝土

fc11.9N/mm

2

纵筋采用Ⅱ级钢筋 箍筋采用Ⅰ级钢筋

bf

''

fy300N/mmfyv210N/mm

2

2

l04



7.0524

1.763mm

hf100mm

主梁跨内按T形截面计算

fcbfhf(h010804545501080KN.m

'

'

h060035565mm

hf2

'

)11.91763100(56550)N.mm

385.19KN.m

属第一类T形截面

支座截面按矩形截面计算 跨内按单排钢筋:支座处弯矩设计值

M

B

h060035565mm

0.32

M

Bmax

V

b2

378.36(76.395103.147)351.429KNm

主梁正截面承载力计算 截面 边跨跨内

M

1

离端第一支座

M

B

中间跨内

M

2

离端第二 支

M

C

M /( kN  m )

79.311

2

-132.873 0.054

42.339 0.017

-63.804 0.026

 S   d M / f c b h0

0.032

As   b f h0 f c / f y

'

971 4Φ18 1017

1589 4Φ20 2Φ16 1658

500 2Φ18 509

765 3Φ20 942

选配钢筋 实配钢筋面积 mm 斜截面承载力计算

b=250mm h0=465mm fc=11.9KN/m ft=1.27 截面

V / kN

0 .2 5  c f c b h 0 / K N 0 .7 f t b h 0 / K N

端支座内侧 145.323 504.3 150.7

210

离端第二支座外侧 213.761 504.3 150.7

210

离端第二支座内 侧 202.441 504.3 10.7

210

选用箍筋

A sv  n A sv 1

157 200

157 200

157 200

实配箍筋间

主梁的附加钢筋计算. 次梁传来集中力 G+Q=96.5KN

As  G Q 2  f y v s in   9 6 .5 2  2 1 0  0 .7 0 7  328m m

2

.

.选配 3Ф12. As=339mm2. 板的配筋图如下所示：

5250

主梁配筋图：

6@ 180 6@ 180

次梁的配筋图：

6@ 180

5500

20 12

6@ 180 6@ 180

6@ 180

16

6@ 180 6@ 180

6@ 180

6@ 180 6@ 180 6@ 180

5500

20 12 16 18 3

6@ 180

6@ 180

16

+ 16

1

2

3

1

2

3

2 18

2

18

2 18

12

12

12

1-1

2-2

3-3