单向板肋形楼盖设计案例

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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=6 kN/m 2 。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 ( n k k l q g ] =(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/mm 2 ,fy=210N/mm 2 ,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。

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