钢筋混凝土楼板设计

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一、基本资料

某水电站副厂房楼盖为3级建筑物，采用现浇钢筋混凝土肋形结构。其平面尺寸为30m×19.8m，采用单向饭肋形结构，平面布置如图所示。

初步拟定尺寸：板的跨度为2.2m，板的厚度为100mm；次梁跨度为6.0m，截面尺寸为200mm×500mm；主梁跨度为6.6m截面尺寸为300mm×700mm。

楼板上层采用20mm厚的水泥砂浆（重度为20KN/m3）抹面，板底抹灰为15mm厚的纸筋石灰砂浆；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q k5.4 KN/m3。混凝土强度等级为C25，梁中受力钢筋为HRB335级，其余钢筋为HRB235级。试为此楼盖配置钢筋并绘制出结构施工图。

图4-36 肋形楼盖结构平面布置图

一、设计内容与步骤

（1）确定梁格的布置（若给出的布置不合适，可以自己布置）；

（2）确定主梁、次梁、柱的截面尺寸及板的厚度；

（3）按弹性方法确定板的计算简图，计算跨中及支座截面的最不利内力并进行配计算（若拟定的尺寸不合适，可重新设计）；

（4）按弹性方法确定次梁的计算简图，并进行内力计算和配筋计算；

（5）按弹性方法确定主梁的计算简图，并进行控制截面的内力计算，绘制主梁的内力包络图；

（6）进行主梁的正截面、斜截面配筋计算，布置纵向钢筋；

（7）绘制楼盖结构施工图：包括板的配筋图，次梁的纵向和横向配筋图，主梁的纵向和横向配筋图，钢筋表和说明。

【板的设计】

（一）设计简图的确定

本题中板的跨度为2200m，次梁跨度为6000mm，板的两个方向跨度比为：2.0,

1.计算跨度与跨数

板的尺寸及其支承情况如图1（a）所示，（次梁截面宽度b=200mm）。

计算跨度：边跨l n1=2200-120-200/2=1980mm

l01= l n1+b/2+h/2=1980+200/2+100/2=2130mm

l01= l n1+a/2+b/2=1980+120/2+200/2=2140mm

l01=1.1 l n1=1.1×1980=2178mm

应取l01=2130mm，为计算方便取l01=2200mm

中间跨l n2=2200-200=2000mm

l02= l c=2200mm

l02=1.1 l n2=1.1×2000=2200mm

取l02=2200mm。

两跨相差（l02- l01）/ l02=(2200-2130)/2200=3.2%<10%，应按等跨来考虑，9跨按5跨计算。板的计算简图如图1（b）所示。

图1 连续梁的构造及计算简

2.荷载计算

作用在板上的荷载划分范围如图2所示，板取1m宽的板带作为计算单元，板上单位长度的荷载包括永久荷载g k和可变荷载q k。

图2

永久荷载： 100mm 厚钢筋混凝土板自重 0.1×1.0×25=2.5KN/m 20mm 厚水泥砂浆面层重 0.021×1.0×20=0.42KN/m

板底抹灰层重 0.015×1×17=0.225KN/m . 永久荷载标准值g k =2.5+0.255+0.42=3.175KN/m 可变荷载： 可变荷载标准值g k =5.4KN/m 连续板的折算荷载为：

g k ‘= g k +q k /2=3.175+5.4/2=5.875KN/m q k ‘= q k /2=5.4/2=2.7KN/m （二）内力计算

连续板的弯矩设计值按式（4-1）计算，式中系数α1及α2可查附录四得到，计算结果见下表。

表1 板的内力计算表

支座边缘的弯矩设计值：

V 0= （1.05 g k ' +1.20q k '）l n /2=(1.05×5.875+1.20×2.7) ×2./2=9.41KN M B ’=-(M B -0.5b V 0)=-(5-0.5×0.2×9.41)=-4.06KN.m M C ’=-(M C -0.5b V 0)=-(4.1-0.5×0.2×9.41)=-3.16KN.m （三） 配筋计算 1. 配筋计算

截面 边跨 B 支座 2跨中 C 支座 3跨中 α1 0.0781 -0.1050 0.0331 -0.0790 0.0462 α2

0.1000 -0.1190 0.0787 -0.1110 0.0855 M=1.05α1g k 'l 02 +1.20 α1q k 'l 02(KN.m) 1.05×0.0781 ×5.875×2.22+1.20×0.1×2.7×2.22=3.90 -1.05×0.105 ×5.875×2.22-1.20×0.119×2.7×2.22=-5.00 1.05×0.0331 ×5.875×2.22+1.20×0.0787×2.7×2.22=2.22 -1.05×0.0079 ×5.875×2.22+1.20×0.111×2.7×2.22=-4.10 1.05×0.0462 ×5.875×

2.22+1.20×

0.0855×2.7×2.22

=2.72

基本资料：b=1000mm ，h=100mm ，h 0=75mm ，f c =11.9N/mm 2，f y =210N/mm 2，3级水工建筑物，承载力安全系数K=1.20，计算结果见下表

表2 板的正截面承载力计算 截面 第一跨 支座B 第二跨 支座C 第三跨 M(KN.m) 3.9 -4.06 2.22 -3.14 2.72 KM(KN.m) 4.68 -4.872 2.664 -3.768 3.264 0.070 0.073 0.040 0.056 0.049

0.073 0.076 0.041 0.058 0.050 0.41 0.43 0.23 0.33 0.28 A s =ρbh 0（mm 2） 308 321 173 246 213 选配钢筋 （分离式配筋） Φ8@150 Φ8/10@150 Φ8@150 Φ8@150 φ8@150 实配钢筋面积（mm2） 335 429 335 335 335 ρ=A s /bh0（%） （ρ

min =0.20%）

0.45 0.57 0.45 0.45 0.45

2. 构造配筋

本案例采用分离式配筋。按上述板中分布钢筋的规定，本题中板的分布钢筋采用φ6@250。

单向板平行于板跨方向的板边附加钢筋取φ6@200，从支座边伸出至少l 1/5（即：2200/5=440mm ）。

单向板垂直于板跨方向的板边附加钢筋取φ6@200，从支座边伸出至少l 1/5（即：2200/5=440mm ）。

在墙角处配置双向构造钢筋网φ6@200，其伸出墙边的长度不小于l 1/4（即：2200/4=550mm ）。

垂直于主梁的板面附加钢筋取φ8@200，伸入板中的长度从肋边算起每边不小于板计算跨度的l 1/4（即：2200/4=550mm ）。 （四） 绘制板的配筋图 板的配筋图见附图

【次梁的设计】

（一）计算简图的确定

1. 计算跨度 次梁设计时，取其相邻板中心线之间部分作为计算单元，本题为五跨连续梁。在计算剪力时，计算跨度取净跨，即l 0=l n 。其它要求同板。

边跨 l n1=6000-120-300/2=5730mm

l 01= l n1+a/2+b/2=5730+240/2+300/2=6000mm

20

s

=

bh f K M c

αs αξ211--=(%)

y

c

f f

ξ

ρ

=