長(zhǎng)城汽車廠現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)分析

1、長(zhǎng)城汽車廠現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料(1) 樓面做法： 20mm水泥砂漿抹面， 15mm厚混合砂漿抹低。(2) 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí) C25，鋼筋除梁中受力主筋采用HRB335，其余均采用HPB300。2. 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面主梁橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁跨度為6.6m，次梁跨度為 6.0m。主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為6.6/3=2.2m ，L02/L 01=6.0/2.2=2.73<3,可按單向板設(shè)計(jì)。根據(jù)高跨比要求：板 h>=2200/30=73mm，對(duì)于工業(yè)建筑樓蓋板要求 h>=70mm,取板厚為 80mm。次梁截面高度h=L 0 /1

2、8L 0 /12=6000/186000/12=333500mm，由于樓面荷載較大，取h=500mm，b=200mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h=L 0 /15L 0/10=6600/156600/10=440660mm，取 h=650mm，b=300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖一3. 板的設(shè)計(jì)1(1) 荷載板的永久荷載80mm厚鋼筋混凝土板0.08*25=2.0kN/m15mm厚混合砂漿0.015*17=0.255kN/m20mm厚水泥砂漿0.02*20=0.4kN/m小計(jì)2.655kN/m板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.0kN/m22222永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2 ；因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m

3、2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3 。永久荷載設(shè)計(jì)值2可變荷載設(shè)計(jì)值q=6*1.3=7.8kN/m222荷載總設(shè)計(jì)值g+q=10.986kN/m2近似取值11kN/m（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算，次梁截面200mm*500mm板的計(jì)算跨度：邊跨l01=l n+h/2=2200-120-100=2020mm中跨l02=l n=2200-200=2000mm跨度相差小于 10%，為九跨連續(xù)板，按五跨連續(xù)版計(jì)算。取 1m 寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖二圖二（3）彎矩設(shè)置不考慮板拱作用截面彎矩的折減，查表（ 混凝土構(gòu)件與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冊(cè)， p45 表 11-1 ），板的彎矩系數(shù) m分別為：邊支座

4、1/16 ，邊跨中 1/14, 離段第二支座 1/11 ，中跨跨中 1/16 ，中間支座 1/14, 中間跨跨中 1/16 。22·mMA=- （q+g） l o1/16=-11*2.02/16=-2.81kNM=（q+g）l22/14=3.21kN ·mo1/14=11*2.02122·mMB=- （q+g） l o1/11=-11*2.02/11=-4.08kN22· mMC=- （q+g） l o2/14=-11*2.0/14=-3.14kN322/16=2.75kN·mM2=M3=（q+g） l o2 /16=11*2.0(4) 正截面

5、彎矩承載力計(jì)算環(huán)境類別一類， C25混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm，假定縱向鋼筋直徑d=10mm，板厚 h=80，界面有效高度h0=80-5-15=60mm，板寬取 b=1000mm，C25混凝土， 1=1.0 ，c2t2y2f =11.9N/mm，f=1.27N/mm，HPB300級(jí)鋼筋， f=270N/mm。截面A1B2C彎矩設(shè)計(jì)值-2.813.21-4.082.75-3.14（ kN· m） s=M/( 0.0660.0750.0950.0640.0761f cbh0) =1 1 2 s0.0680.0780.1000.0660.076計(jì)算界面配2264.4174.52

6、01.0筋（mm）As= 179.8206.2 bh01f c/f y實(shí)際配筋2（ mm）As=201As=201As=252As=201As=201計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的值均小于 0.35 符合內(nèi)力重分布原則， As/bh=0335%大于 0.45f t /f y，且大于0.2%，滿足最小配筋率。4. 次梁設(shè)計(jì)根據(jù)本車間樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載4不考慮梁從屬面積的荷載折減。（ 1）荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來的永久荷載次梁的自重0.2*(0.5-0.08)*25*1.2=2.52kN/m次梁粉刷0.015*（0.5-0.08 ）*2*17*1.2=0.26kN/m小

7、計(jì)g=9.7862kN/m可變荷載設(shè)計(jì)值總荷載設(shè)計(jì)值g+q=26.95kN/m（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算：主梁截面300mm*650mm計(jì)算跨度l01=1.025ln=5750mml02=l n=5700mm因?yàn)榭缍认嗖钚∮?0%，按五跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖三。5圖三查表（混凝土構(gòu)件與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冊(cè)，p45 表 11-1 、表 11-3 ）得：端支座 -1/24 、邊跨跨中 1/14 、離端第二支座 -1/11 、離端第二跨中 1/16 、中間支座 -1/14 、中間跨跨中 1/16 。端支座內(nèi)側(cè)0.50 、離端第二支座內(nèi)側(cè)0.55 外側(cè) 0.55 、中間支座內(nèi)側(cè) 0.55 外側(cè)

8、 0.55 。彎矩設(shè)計(jì)值22·mMA=- （g+q） l o1/24=-26.95*5.75/24=-37.13kN22M1=（g+q）l o1 /14=26.96*5.75/14=63.65kN ·m22·mMB=- （g+q） l o1/11=-26.96*5.75/11=-81.00kNM=M=（g+q） l22·mo2/16=26.96*5.7/16=54.73kN2322/14=-62.54kN·mMC=- （g+q） l o2/14=-26.96*5.7剪力設(shè)計(jì)值VA=0.5 （g+q）l 01=77.48kNVBl =0.55 （

9、g+q）l 01=85.23kNVBr=VC=0.55 （g+q）l 02=84.49kN(4) 承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T 形界面計(jì)算，翼緣寬度bf =l/s=6000/3=2000mm,b f =s+sn=200+2000=2200mm，b+12hf =200+12*80=1160mm，取三者中較小值，6bf =1160mm。截面按一排鋼筋布置。環(huán)境類別一類， C25混凝土，梁最小保護(hù)層厚度c=20mm，假定箍筋直徑 10mm，鋼筋直徑20mm，則一排縱向鋼筋ho500-20-10-20/2=460mm ，二排縱向鋼筋ho=460-25=435mm.22

10、C25混凝土 1=1.0 ， c=1，f c =11.9N/mm， f t =1.27N/mm，縱向22鋼筋 HRB335，箍筋 HPB300,f y=300N/mm， f yv=270N/mm.截面A1B2C彎矩設(shè)計(jì)值 （kN·m） -37.1363.65-81.0054.73-62.5437.13*63.65*54.73*10106/(1*106/(1*81.00*10 6/62.54*10 6/(6/(1*11.2 ) 或11.9*211.9*1(1*11.9*201*11.9*200 sM(1 fcbh 09*1160*42)00*4602160*4622M (f b'

11、;h0*460 )*460 )s1 cf04602)02)=0.161=0.124=0.019=0.074=0.022112 s0.0770.0220.1770.0190.133Asbh0 1 fc / fy 或281.0465.7645.9402.2485.4Asbf ' h0 1 fc / fy2214314416+110216216+110選配鋼筋（ mm）As=308As=461As=693.5As =402As =480.5計(jì)算結(jié)果表明， 支座截面的 均小于 0.35 符合塑性內(nèi)力重分布，As/(bh)=308/(200*500)=0.31%,大于70.45f t /f y且

12、大于 0.2%，滿足最小配筋要求。2) 斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計(jì)算包括截面尺寸復(fù)核，腹筋計(jì)算和最小配筋率驗(yàn)算。 hw=h0-h f =435-80=355mm， hw/b=355/200=1.8<4 。0.25 c f c bh0截面尺寸滿足要求。采用6 雙肢箍筋，計(jì)算B 支座左側(cè)截面，由Vcs=0.7 cf t bh0+f yvAsvh0/s得 s=842.86mm。調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)力加強(qiáng)，梁局部范圍的箍筋面積增加20%或箍筋的間距減小20%，現(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=310%0.8=248mm，截面高度在 300mm-500mm之間，最大箍筋間距不超過200mm，取s=200mm

13、，為方便施工沿梁長(zhǎng)箍筋間距不變。驗(yàn)算箍筋配筋率下限值彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為0.24f t /f yv=0.11%。實(shí)際配箍率Asv /b s=56.5/(200*200)=0.14%,滿足要求。5. 主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性理論設(shè)計(jì)（1）荷載設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)化計(jì)算，將梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載主梁自重8=12.05kN永久荷載設(shè)計(jì)值 G=58.74+12.05=70.79kN 可變荷載設(shè)計(jì)值（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖因?yàn)橹髁旱木€剛度與柱的線剛度之比大于5，豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù)梁計(jì)算，按彈性理論設(shè)計(jì)， 計(jì)算跨度取支撐中心線之間的距離， L0=6600mm。主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖四圖四（3）內(nèi)力設(shè)計(jì)

14、值及包絡(luò)圖1）彎矩設(shè)計(jì)值彎矩 M=k1Gl 0+k2Ql 0,k 1，k2 由表可查（混凝土構(gòu)件與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冊(cè)，附表6-2 ）M1max·mMBmax·m9M1max·m2）剪力設(shè)計(jì)值剪力 V=k 3Gl 0+k4Ql 0,k 3，k4 由表可查（混凝土構(gòu)件與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冊(cè)，附表6-2 ）VAmaxVBmaxVBrmax3）彎矩包絡(luò)圖第 1， 3 跨有可變荷載，第2 跨沒有可變荷載由表（混凝土構(gòu)件與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冊(cè)，附表6-2 ）可知，支座 B 和 C的彎矩值為MB=MC·m在第 1 跨內(nèi)，以支座彎矩MA=0，MB=-215.12kN ·

15、m的連線為基線，做 G=70.79kN，Q=102.96kN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖， 得第 1 個(gè)集中荷載與第 2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為M1=1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(70.79+102.96)*6.6-215.12/3=310.54kN·m(與前面計(jì)算的M1max=310.39 kN·m接近 )M2=1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(70.79+102.96)*6.6-215.12*2/3=238.84kN · m在第 2 跨內(nèi)，以支座彎矩MB=-215.12kN ·m，MC=-215.12kN ·m的連線

16、為基準(zhǔn)線，做G=70.79kN，Q=102.96kN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第 1 個(gè)集中荷載與第2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為101/3GL0+MB=70.79/3*6.6-215.12=-59.3k8N·m。第 1， 2 跨有可變荷載，第3 跨沒有可變荷載。第 1 跨內(nèi)：在第 1 跨內(nèi)以支座彎矩 MA=0，MB=-336.08kN·m的連線為基線做 G=70.79kN，Q=102.96kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖， 得第 1 個(gè)集中荷載與第 2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為（70.79+102.96 ）/3*6.6-336.08/3=270.22kN（ 70.79+102.

17、96 ）/3*6.6-336.08*2/3=158.20kN在第 2 跨內(nèi)：MC·m，以支座彎矩MB=-336.08kN ·m， MC=-185.22kN · m的連線為基線，做 G=70.79kN，Q=102.96kN 的簡(jiǎn)支梁彎矩圖， 得第 1 個(gè)集中荷載與第 2 個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值分別為：（70.79+102.96 ）/3*6.6-185.22+（ -336.08+185.22 ） *2/3=96.46kN·m（70.79+102.96 ）/3*6.6-185.22+（ -336.08+185.22 ） /3=146.74N·m第

18、 2 跨有可變荷載，第1， 3 跨沒有可變荷載MB=MC· m第 2 跨兩集中力作用點(diǎn)處的彎矩為(G+Q)/3*L O+MB=(70.79+102.96)/3-215.12=167.13 kN·m第 1,3 跨兩集中荷載作用點(diǎn)彎矩位：G/3*L +M/3=70.79/3*6.6-215.12/3=84.03 kN· mOB11G/3*L +M/3*2=70.79/3*6.6-215.12/3*2=12.32 kN·mOB彎矩包絡(luò)圖如圖五圖五（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力跨內(nèi)按 T 形界面設(shè)計(jì)， 因跨內(nèi)沒有小于主梁間距的次梁， 翼愿計(jì)算寬度按 L/3

19、=2.2m ，b+sn=6m，取較小值 bf =2.2m。支座截面12因存在板、次梁，主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計(jì)算方法不同。板混凝土保護(hù)層厚度 c=15mm，板上部縱筋直徑 8mm，次梁上部縱筋直徑 16mm，假定主梁上部縱筋直徑 25mm，則一排鋼筋時(shí) h0=650-15-8-16-25/2=598mm ，二排鋼筋時(shí)h0=598-25=573mm?？v向受力鋼筋除B 支座截面為2 排外，其余均為 1 排。跨內(nèi)截面經(jīng)判斷都為T 形截面。 B 支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值MB=MBmax+V0·m正界面承載力計(jì)算過程列于表截面1B2彎矩設(shè)計(jì)值 (kN · m)310.39-

20、301.33167.21-59.38s M /( 1 fcbh02 ) 或0.0320.2600.0170.045sM /(f2)1c f0b 'hs(112s) / 20.9680.7400.9830.955AsM /(sfyh0 )1752.22381.3929.5339.8422+118422+225322222選配鋼筋（ mm）As=1774.5As=2502As=1140As=7602）斜截面受剪承載力驗(yàn)算截面尺寸hw=h0-h f =490mm，hw/b=1.63<4,0.25 cf cbh0界面尺寸滿足要求。計(jì)算所需腹筋采用 10200雙肢箍筋13Vcs =0.7f

21、 t bh0+f yvAsvh086.25kN 可以不考慮鋼筋起彎。驗(yàn)算最小配筋率=A/b =157/(300*200)0.26%>0.24ft/fyv=0.10% 滿足要求。sv svs次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計(jì)算:次梁上傳來的集中力FL=58.74+102.96=161.7kN,h1=650-500=150mm，附加箍筋布置范圍s=2h1+3b=2*150+3*200=900mm，取附加箍筋10200雙肢，則在長(zhǎng)度 s 范圍內(nèi)布置附加箍筋排數(shù)m=900/200+1=6排，次梁兩側(cè)各布置 3排，mnfyv Asv1 =6*2*270*78.5=254.34kN>FL因?yàn)橹髁航孛娓叨瘸?/p>

22、過450mm，需要在梁兩側(cè)布置構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面積不小于腹板面積的0.1%，且間距不大于 200mm，每側(cè)沒 2 根 14 ，308/(300*570)=0.18%>0.1%, 滿足要求。6. 施工圖（ 1）結(jié)構(gòu)平面布置圖（ 2）板配筋圖14（ 3）板配筋采用分離式，板面鋼筋從支座伸出長(zhǎng)度a=L n/4=2000/4=500mm。（3）次梁配筋圖（ 4）15（ 5）次梁支座截面上部鋼筋的第一批剪斷點(diǎn)要求離支座邊L n/5+20d=5700/5+20*16=1460mm, 截?cái)嗝娣e要求小于總面積的二分之一，B 支座階段 2 16 ，支座切斷 1&10,78.5/480.5=0.2<0.5,均要求滿足： B 支座第二批切斷1&10，離支座邊 L n /3=5700/3=1900mm，剩余 2&14 兼做架立筋，端支座上部鋼筋伸入主梁長(zhǎng)度L a =（0.14*300/1.27）d=463mm,下部縱向鋼筋在中間支座錨固長(zhǎng)度Las>=12d