整体式肋梁楼盖设计

整体式肋梁楼盖设计

土木工程系

某商住楼整体式单向板肋梁楼盖设计说明书

一、 设计目的

了解钢筋混凝土结构设计的程序和内容 掌握钢筋混凝土连续梁、板的设计方法

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掌握结构施工图的绘制 二、 设计资料

本设计为某商住楼的楼盖，设计基准期为50年，采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，楼盖梁格布置如图1所示，柱的高度为6m，柱子截面为300mm300mm。

图1 梁板平面设计

（1） 楼面构造：楼面面层用30mm水磨石（12mm面层，18mm水

泥砂浆打底），梁板天花板混合砂浆抹灰15mm。有关材料容重：钢筋混凝土25kN/m；水磨石22kN/m；混合砂浆

3317kN/m3。

（2） 柱的尺寸300mm300mm，楼面活荷载5kN/m2，一榀开间尺

寸5400mm。

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（3） 荷载：楼面活荷载标准值见表1，恒载分项系数为1.2；活荷

载分项系数为1.3（因为楼面活荷载标准值大于4kN/m）。

（4） 材料选用：

混凝土：板C20（fc9.6N/mm2，ft1.10N/mm2）； 主、次梁C30（fc14.3N/mm2，ft1.43N/mm2）。 钢筋：梁中架立钢筋、箍筋、板中全部钢筋采用HPB235（fy210N/mm2），其余采用HRB335(fy300N/mm2)。

2三、 板的计算

板按塑形内力重分布方法计算。 板的厚度按构造要求取值h800mm取h400mm所示:

1220055mm。次梁截面高度404015400360mm,截面宽度取b150mm,板的尺寸如图21515图2 板的构造图

(1) 荷载

恒荷载标准值: 30mm水磨石 0.03220.66 80mm钢筋混凝土板 0.08252.0

517 15mm天花板混合砂浆抹灰 0.010 . gk2.915kN/m2 恒荷载设计值 g1.22.9153.498

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活荷载设计值 q1.35.06.500 合计 9.998kN/m2 即每米板宽 gq9.998kN/m (2) 内力计算

计算跨度：边跨 l02.20.150.080.12222m. 045

中间跨 l02.20.152.05m

跨度差(2.052.045)/2.0450.244%10%,说明可按等跨连续板计算内力。取1m宽板带作为计算单元，其计算简图如图3所示：

图3 板的计算简图

各截面的弯矩计算见表1： 表1

截面 端支座 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中、中间跨跨中 中间支座 弯矩计/算系数 0 m (kNm) 2Mm(gq)l01 1119.9982.0452 113.801 111 1619.9982.052 162.631 14 0 1-9.9982.045211-3.80 1-9.9982.052 14 -3.00（3）截面承载力计算

b1000mm，h80mm，h0802060mm ，板中各截面的配筋计算见

表2： 表2

板带部位 边区板带（①~②，⑤~⑥） 中间板带(②~⑤轴线间) - 4 -

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板带部位截面 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中 中间支 边 跨 座 跨 中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中 中 间 支 座

M(kNm) 3.80 3.80 2.63 3.00 3.80 3.80 2.630.8 2.100.061 3.000.82.4 2sM/1fcbh0 0.110 0.110 0.076 0.087 0.110 0.110 0.070 s AsM/fysh0 选配钢筋 0.942 320 0.942 320 0.960 217 0.954 250 0.942 320 0.942 320 0.969 172 0.964 198 8/10@190339 8/10@190339 8/10@190265 8/10@190265 8/10@200322 8/10@190322 8@200 8@200 实配钢筋面积 251 251 中间区板带②~⑤轴线间，其各内区格板的四周与梁整体相连，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，起计算弯矩降低20%。板的配筋如图3所示：

(a)边区板带

(b)中间区板带

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图3 板的配筋示意图

（4）板中钢筋构造

①分布钢筋

按构造规定，单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm；选用6@250，As28.3mm2。 ②板边构造钢筋

因为现浇混凝土板周边嵌固于砌体墙中，其上部与板边垂直的构造钢筋深入板内的长度，从墙边算起不小于板边计算跨度的1/7，即l0/72045/7292mm，直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。同时单位长度上构造钢筋的截面面积不小于受力方向受力筋面积的1/3，选用8@200，延伸长度取400mm。 ③板角构造钢筋

在两边嵌固于腔内的板角部分，应配置双向上部构造钢筋，该钢筋深入板内的长度，从墙边算起不小于计算跨度的1/4，即

l0/42045/4511mm，选用8@200，延伸长度取600mm。

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④垂直于主梁的上部构造钢筋

直径不宜小于8mm，间距不大于200mm。其数量不宜少于板中受力钢筋的1/3。该钢筋深入板内的长度，伸出主梁边缘的长度不宜小于l0/4，即l0/42050，选用8@200，/45m1m2As251mm2。

⑥板中钢筋的锚固长度

板中下部纵向受力钢筋伸入伸入支座的锚固长度las不小于

5d，取las50mm。

四.次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。 取主梁高h600mml6600550mm,梁宽b250mm 。次梁有关尺1212寸及支撑情况见图4所示：

图4 次梁的构造图

⑴ 荷载 恒荷载设计值 由

3.4982.27.70kN/m

板传来

次梁自重 1.2250.15(0.40.08)1.44 梁侧抹灰 1.2- 7 -

170.015(0. 4

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g9.336kN/m

活荷载设计值 由板传来 q6.52.21k4N.3 m合计 gq23.636kN/m ⑵ 内力计算 计算跨度

边 跨 ln5.40.120.255.155m 2a0.24l0ln5.1555.275m

22 中间跨 l0ln5.40.255.15m 跨度差 (5.2755.15)/5.152.43%10% 说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图5所示：

图5次梁计算简图

各截面弯矩计算如表3所示：

次梁弯矩计算

截面 弯矩计算系数m 2Mm(gq)l0 表3

边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中 中间支座 1 11 (kNm)123.6365.2752 1159.7891 1159.789 1 161 141123.6365.15223.6365.152 161444.9639.34- 8 -

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剪力计算如表4所示：

次梁剪力计算

表4

截面 剪力计算系数v 端支座右侧 离端第二支座左侧 离端第二支座右侧 中间支座左侧右侧 0.45 0.6 0.55 0.55 Vv(gq)ln(kN) 0.4523.6365.1550.623.6365.1550.5523.645.160.5523.645.16 54.83073.10667.0967.09

⑶截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为： 边跨b'fl052751758mmbs015020002150mm离端第二跨，中间跨 b'f1515017m1m7 31313

梁高 h400mm，h040035365mm 翼缘厚h'f80mm 判别T形截面类型：

1fcb'f(h0h'f2)1.09.6171780(365428.6kNm59.789kNm (边跨跨中)

80)2

39.180kNm（离端第二跨跨中中间跨跨中）

故各跨中截面均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形计算，离端第二支座按布置两排纵筋考虑，取h040060340mm，中间支座按布置一排纵筋考虑，h0365mm。

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次梁正截面及斜截面承载力计算分别如表5及表6所示：

次梁正截面承载力计算

表5

截面 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中

中间支座 M(kNm) 59.789 59.789 39.180 0.012 44.778 0.157 Ms1fcbh02 59.78910659.7891061.014.3175836521.014.315034020.0180.241  0.018 0.991 59.7891063000.991365 5510.241 0.860 59.7891063000.860340 6820.012 0.994 0.017 0.914 s AsMfysh0 360 448 (mm2)选配钢筋 实配钢筋面积（mm） 2316 603 214216 710 212116 427 210216 559

次梁斜截面承载力计算

表6

截面 端支座右侧 离端第二支座左侧 离端第二支左右侧 中间支座左侧，右侧 V(kN) 54.830 73.106 66.949 66.949 0.25cfcbh0N0.251.014.31503650.251.014.3150340 195731V182325V182325V 195731V - 10 -

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0.7ftbh0(N) 选用箍筋 0.71.43150365 54805V28 101 0.71.43150340 51051V28 101 51051V 51051V 28 101 28 101 AsvnAsv1(mm)s2 1.25fyvAsvh0V0.7ftbh077417 409 562 797 实配箍筋间距 200

200 200 200

次梁配筋示意图如图6所示：

图6 次梁配筋示意图

（4）次梁中钢筋构造

①因次梁各跨的跨度相差不超过20%，活荷载与恒载的比值之比

q/g1.53，故次梁的配筋不必画材料图，按构造确定钢筋的

切断和弯起；

②梁中钢筋深入支座的锚固长度不小于12d

③支座处第一排弯起钢筋弯终点距墙，支座边缘的距离小于50mm

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且满足小于h0/2，第二排弯起钢筋切断点距离支座边缘的距离应满足不小于ln/520d，当有第三排弯起钢筋时，第二排弯起钢筋的切断点距离支座边缘的距离应满足不小于l0/3。 ④弯起钢筋的直径不小于12mm。

⑤弯起钢筋自弯起点到深入墙内终点的距离不大于20d

⑥梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋截断时，应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2la（基本锚固长度）

⑦当梁的跨度为4~6m时 ，架立钢筋直径不宜小于10mm ⑧当梁的腹板高度hw450mm 时 在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1% 且其间距不宜大于200mm

五.主梁计算

主梁按弹性理论计算

柱高H6m，柱截面尺寸为300mm300mm.主梁的有关尺寸及支撑情况如图7所示

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图7 主梁构造图

⑴ 荷载 恒荷载设计值

6由次梁传来 9.33主梁自重（集中荷载）

5.45kN0. 41.2250.25(0.60.08)2.28.58kN

梁侧抹灰（集中荷载）

1.2170.015(0.60.08)22.20.70kN

G59.70kN

活荷载设计值

由次梁传来 Q14.305.477.22kN 合计 GQ136.9kN ⑵ 内力计算 计算跨度：

0.36.33m 边跨 ln6.600.122l01.025lnb0.31.0256.336.64m22 ab0.360.3ln6.336.66m2222

中间跨

ln6.600.36.30m4平均跨度 l0(6.6l0lnb6.300.36.60m

6.60)/2m（计算支座弯矩用）6.62

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4跨度差 (6.6

6.60)/6.600.，6则可按等跨连续梁计算。1

由于主梁线刚度较柱的线刚度大的多(i梁/i柱6.14)，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图8所示

图8 主梁的计算简图

在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力下式计算，则 MKGlKQl （1）

（对边跨取l6.64m;对中间跨取l6.60m；对支座B取l6.62m）

VKGKQ （2）

式中系数K由书中附表13中查得，具体计算结果以及最不利内力组合见分别表7及表8所示：

主梁弯矩计算（kNm）

表7

序号 荷载简图及弯矩图 边跨跨中 中间支座 中间跨跨中 K M11 2 K MB(MC)0.267 105.520.133 67.97K M20.067 26.40MB 67.970.244 96.720.289 148.14- 14 -

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3

4 1MB 3 22.660.229 117.3912 13 14 0.133 67.970.200 101.900.1700.311(0.089) 86.62158.94(45.48)173.49 173.49 41.57 128.30 113.02 最不利内力组合 244.86 74.06 214.11 164.46 （-151.00）

主梁剪力计算

表8

序荷载简图及弯矩图 号 端支座 中间支座 K rVA0.733 43.76K llVA(VC)1.267(1.000) 75.64(59.7)1.134 87.54K rrVB(VC)1.000(1.267) 59.7(75.64)0 1 2 4 0.866 66.860.689 53.191.311(0.778)1.222(0.089) 101.21(60.06)93.34(6.87)59.7 最12 不13 利内力组合 110.62 163.18 96.95 176.85（-119.76）154.04 （82.51）

将以上最不利组合下的弯矩图及剪力图分别叠画在同一坐标下，即可画出主梁的弯矩包络图及剪力包络图。如图9所示

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图9 主梁的弯矩包络图及剪力包络图

⑶ 截面承载力计算

主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度

11b'fl066002200mmbs025052505500mm，并

33取 h060035565mm 判别T形截面类型

1fcb'f(h0h'f80)22

887.04kNm244.86kNm)1.09.6220080(565故属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，取h060080520mm，（因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。 主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表9及表10：

主梁正截面承载力计算

表9

截面 边跨跨中 中间支座 中间跨跨中 - 16 -

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M(kNm) V0b(kNm) 2244.86

244.86 128.30 41.57 (59.7677.22)0.1520.55243.92 VbM02 (kNm) MS1fcb'fh02或M1fcbh02244.86102 1.014.32200565 0.0240.024 60.252 0.013 0.040  0.296 0.013 0.041 s AsMfysh0 0.988 0.852 1835 0.994 762 0.980 262 (mm2)选配钢筋 实配钢筋面积 244.861063000.988565 1463218225 1491 418225 2000 416 804 216 402 :注：h060060540mm

主梁斜截面承载力计算

表10

截面 支座Ar 支座Bl 支座Br V(kN) 110.62 0.251.014.3250615504970V176.85 464470V 154.04 464470V 0.25cfcbh0(N) - 17 -

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0.7ftbh0(N) 选用箍筋 0.71.43 250565141390V

130130V 130130V 28 101 构造配筋 28 101 28 101 AsvnAsv1(mm)s21.25fyvAsvh0V0.7ftbh0实配箍筋间距 S（mm） 250 1.2521010156517696130130 320250 597 250

⑷ 主梁吊筋计算

由次梁传至主梁的全部集中力：

GQ50.41477.22127.634kN

则AsGQ127.6341000300.88mm2

2fysin23000.7072选214（As308mm）

主梁的配筋示意图如下图11所示：

图11 主梁配筋

（4）主梁中构造要求

①弯起钢筋弯起点距墙、支座边缘的距离小于50mm，弯起钢筋的

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直径不小于12mm，切断时应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于h0 且不小于20d处且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于l01.2la，弯起钢筋弯起点距离距充分利用点之间的距离不得小于h0/2 ②当梁的跨度大于6m时，架立钢筋的直径不宜小于12mm ③当梁的腹板高度hw450mm 时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%且其间距不宜大于200mm

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