整体式双向板肋梁楼盖设计例题教学内容

整体式双向板肋梁楼盖设计例题

1.3.7 整体式双向板肋梁楼盖设计例题

1．设计资料

某厂房双向板肋粱楼盖的结构布置如图1.3.19所示，板厚选用100mm ，20mm 厚水泥砂浆面层，15mm 厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活荷载标准值2 5.0kN/m q =，混凝土为C20（2c 9.6N/mm f =），钢筋为HPB300级（2y 270N/mm f =），支承粱截面尺寸200mm 500mm b h ⨯=⨯。

图1.3.19 结构平面布置图

2.荷载计算

（原理P47，恒荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.3） 20mm 厚水泥砂浆面积 320.02m 20kN/m 0.40kN/m ⨯= 15mm 厚水泥砂浆天棚抹灰 320.015m 17kN/m 0.26kN/m ⨯= 板自重 320.10m 25kN/m 2.50kN/m ⨯= 恒荷载标准值 23.16 kN/m = 恒荷载设计值 22 g=3.16kN/m 1.2 3.8kN/m ⨯= 活荷载设计值 22 =5.0kN/m 1.3 6.5kN/m q ⨯= 合计： 2 =10.3kN/m p g q =+ 3.按弹性理论计算

求跨内截面最大正弯矩，按均布恒荷载及棋盘式布活载。采用近似内力分析方法：把棋盘式布置的活荷载分解为各区格板满布的对称荷载/2q 和区格板棋盘式布置的反对称荷载/2q ±。

对称荷载 22

26.5 kN/m '=g+ =3.8 kN/m +

=7.05 kN/m 22q g 反对称荷载 2

26.5 kN/m '=== 3.25 kN/m 22

q q ±±

± 在 'g 作用下，中间区格板的均可视为四面固定的单区格双向板，边区格板和角区格板的外边界支撑条件按实际情况确定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处。在 'q 作用下，中间区格板所有中间支座均视为铰支座，边区格板和角区格板的外边界支撑条件按实际情况确定，跨内最大正弯矩则在中心点处。计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。

求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载

210.3 kN/m p g q =+=

按附录进行内力计算，计算简图及计算结果见表1.3.1。

由表1.3.1可见，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值，即

表1.3.1 双向板弯矩计算

A-B 支座 x '1

(12.34kN m/m 14.25kN m/m)13.30kN m/m 2m =⨯-⋅-⋅=-⋅

A-C 支座 '

y 1(10.19kN m/m 10.36kN m/m)10.28kN m/m 2m =⨯-⋅-⋅=-⋅

B-D 支座 x '1

(12.65kN m/m 13.23kN m/m)12.94kN m/m 2

m =⨯-⋅-⋅=-⋅

A-D 支座 '

y 1(13.23kN m/m 15.90kN m/m)14.57kN m/m 2m =⨯-⋅-⋅=-⋅

考虑到多区格连续双向板在荷载作用下，由于四边支承梁的约束作用，双向板存在空间拱作用，所以，四周与梁整体连接的中间区格板A 的支座及跨内截面的弯矩减少20%。各跨内、支座弯矩已求得，即可近似按

s y 0

0.95m

A f h =

算出相应的钢筋截面面积，取跨内及支座截面有效高度

0x 0y 80mm,70mm h h ==，具体计算不再赘述。

4.按塑性理论计算 （1）弯矩计算 ①中间区格板A 计算跨度

0x 0y 0y 0x

4.2m 0.2m 4.0m

5.4m 0.2m 5.2m 5.2m

1.34.0m

l l l n l =-==-==

=

=

取2

10.60n

α=≈

，2β=。

采用弯起式钢筋，跨中钢筋在距支座0x /4l 处弯起一半作为支座负弯矩钢筋，在板0x 0x /4/4l l ⨯角隅区将有一半钢筋弯至板顶部而不再承受正弯矩，故得跨内及支座塑性铰线上的总弯矩为

0x x 0y x x x y 0x x x x

'''x x 0y x x x '''y y 0x x x x

4.0()(

5.2) 4.24433

0.6 4.0 1.8442 5.210.40.62 4.0 4.8l M l m m m M l m m m M M l m m m M M l m m m αβαβ=-

=-===⨯⨯====⨯====⨯⨯=

代入公式（1.3.14），由于区格板A 四周与梁连接，内力折减系数0.8，由

2

''''''0x

x y x

x

y

y

0y 0x 22(3)12

pl M M M M M M l l +++++=-

2

x x x x 0.810.3 4.02 4.22 1.8210.42 4.8(3 5.2 4.0)kN m/m 12

m m m m ⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯=⨯⨯-⋅

故得

x y x '''x

x

x '''y y y 3.01kN m/m

0.6 3.01kN m/m 1.81kN m/m 2 3.01kN m/m 6.02kN m/m

2 1.81kN m/m 3.62kN m/m m m m m m m m m m αββ=⋅==⨯⋅=⋅===⨯⋅=⋅===⨯⋅=⋅

②边区格板B 计算跨度

0x n 0y n 0y 0x 0.20.14.2m m 0.12m m 4.03m 222

5.4m 0.2m 5.2m 5.2m

1.294.03m

h l l l l l n l =+

=--+===-==

=

= 由于B 区格为三边连续一边简支板，无边梁，内力不作折减，又由于

长边支座弯矩为已知，'

x

6.02kN m/m m =⋅，则