楼盖设计例题

(1)设计资料：

1)总平面尺寸为18m×30m，四周墙体承重，中间柱承重，轴线距离墙体内边缘120mm，柱的截面为300mm×300mm。板伸入墙内120 mm；次梁伸入墙内240 mm，主梁伸入墙内370 mm。

2) 楼面做法：20 mm厚水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；梁、板底混合砂浆抹灰15 mm厚。

3) 楼面活荷载标准值为7kN／m2。

4) 材料：混凝土C25（）；梁受力主筋采用HRB335钢筋（），其余用HPB235钢筋（）。

(2)设计要求:

1)板、次梁内力按塑性内力重分布计算；

2)主梁内力按弹性理论计算；

3)绘出楼面结构平面布置及板、次梁和主梁的配筋施工图。、

图1-14 楼盖结构平面布置图

步骤如下：

1.梁格尺寸布置及确定构件尺寸

主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主、次梁的跨度均取为6m，板的跨度2m，板的长边和短边之比为6／2=3，按短边方向受力的单向板计算。

板的厚度，，取

次梁的尺寸：

取；

取。

即次梁的截面尺寸为

主梁的尺寸：

取；

取。

即主梁的截面尺寸为

二、板的设计(采用塑性理论计算―塑性内力重分布)

取板宽计算

1．荷载设计值

恒载

板自重 1.2 ×0.08×1×25=2.4

楼面面层 1.2×0.02×1×20=0.48

天花抹灰 1.2×0.015×1×17=0.31

活载 q=1.3×1×7.0=9.1（楼面活载大于4时，

活载分项系数取1.3）

总荷载

注：本例题中经比较，由可变荷载效应控制，因此，恒载的分项系数取为1.2，可变荷载分项系数取1.3。

2．计算简图

计算跨度：

边跨：

取较小值，故

中间跨：

边跨和中间跨计算跨度相差，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如图1-15所示。（实际跨数大于5跨按5跨计算）

3．内力计算

图1-15 板的计算简图 (a)实际结构；(b)计算简图4．配筋计算

板的有效高度为。各截面配筋计算过程见表1—4。

表1—4 板的配筋计算

最小配筋率对应的钢筋面积

采用塑性理论计算要求，上述各截面均能满足要求。

图1-16板的配筋示意图

(a)①～②、⑤～⑥轴线板的配筋；(b)②～⑤轴线板的配筋

上表中②～⑤轴线间板带的中间跨和中间支座，考虑板的内拱作用，弯矩降低20％，

三、次梁的设计(按塑性内力重分布计算)

1．荷载设计值

恒载：板传来恒载 3.19×2=6.38

次梁的自重 1.2×0.2×(0.45-0.08)×25=2.22kN／m2次梁的抹灰 1.2×0.015×(0.45-0.08)×17×2=0.23kN／m2

活载 q=9.1×2=18.2

总荷载

注：本例题中经比较，由可变荷载效应控制，因此，恒载的分项系数取为1.2，可变荷载分项系数取1.3。

2．计算简图

主梁截面尺寸为250mm×650mm，次梁几何尺寸与支承情况见图1-18。次梁的计算简图如图1-19所示。

图1-18 次梁几何尺寸与支承情况

计算跨度：

边跨：

取较小值，故

中间跨：

边跨和中间跨计算跨度相差，故可按等跨连续梁近似计算内力。

图1-19次梁计算简图

3.内力计算

弯矩计算

剪力计算

4.配筋计算

次梁跨中截面按T形截面进行承载力计算，翼缘宽度按下面计算：

按梁跨度考虑:

按梁净距考虑:

按翼缘高度考虑:；

，翼缘宽度可不受此项限制

翼缘计算宽度取三者中的较小值，即。

判别T形截面类型：

＝

属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算。

支座与跨中截面均按一排钢筋考虑，故均取

次梁正截面承载力计算见表1—5，次梁斜截面承载力计算见表1—6。次梁配筋示意图见图1-20，实际配筋图见图1-21。

图1-20 次梁配筋示意图

表1—5 次梁正截面承载力计算

318

416

3

16

3

16 注：本例中各截面均满足ξ不超过0.35，满足采用塑性理论计算的条件。

表1－6次梁斜截面承载力计算

注：

本例中

验算配箍率：

5.考虑构造要求，绘制施工图

采用分离式配筋方式，2根支座负弯矩钢筋通长（兼做架立筋和构造负筋）。其它支座负筋离支座边1500mm处截断。（，取1500mm）

图1-21次梁配筋示意图

四、主梁的截面和配筋计算(按弹性理论计算)

主梁为重要构件，应按弹性理论计算。

主梁几何尺寸与支承情况见图1-22。

1．荷载设计值

恒载：次梁传来恒载 8.83×6=52.98kN

主梁的自重 1.2×0.25×(0.65-0.08)×2×25=8.55kN 梁侧的抹灰 1.2×2×(0.65-0.08)×2×0.015×17=0.70kN G=62.23kN

活载： Q=18.2×6=109.2kN

总荷载 G+Q=62.23＋109.2＝171.43kN

注：本例题中经比较，由可变荷载效应控制，因此，恒载的分项系数取为1.2，可变荷载分项系数取1.3。

2．计算简图

主梁端部搁置在砖壁柱上，其支承长度为370mm。

计算跨度：

边跨：

取较小值，故

中间跨取支座中心的距离：

故主梁的计算简图如图1-23所示。

图1-22主梁几何尺寸与支承情况

图1-23主梁计算简图

因跨度相差小于10％，计算时可采用等跨连续梁弯矩及剪力系数。

3．弯矩、剪力计算及其包络图

(1)弯矩、剪力的计算见表1—7和表1－8。

式中、一一弯矩和剪力系数可分别由附表16中相应系数表查得；

一计算跨度，对B支座，计算跨度可用相应两跨的平均值。

主梁弯矩计算见表1-7。

表1-7主梁弯矩计算

()

()

表1-8主梁剪力计算：

（）（）1

()

（4）正截面承载力计算和斜截面受剪承载力计算

主梁跨中截面按T 形截面进行承载力计算，翼缘宽度按下面计算：

按梁跨度考虑:

按梁净距考虑:

按翼缘高度考虑:

；

，翼缘宽度可不受此项限制

故翼缘计算宽度。

判别T 形截面类型：

＝

故各跨跨中截面均属于第一类T 形截面。跨中截面均按一排钢筋考虑，故均取

支座截面按矩形截面计算，

支座处最大负弯矩:

主梁正、斜截面承载力计算见表1—9和表1—10。 表1－9 主梁正截面承载力计算

＝

225220 4202

225220

注：本例中各截面均满足ξ不超过0.550，满足不超筋的条件。 表1－10 主梁斜截面承载力计算

注：本例中为连续主梁，非集中荷载作用下的矩形截面梁，因此按一般公式计算斜截面承载力。

本例中

验算配箍率：

（5）主次梁相交处吊筋计算

考虑同时采用附加箍筋和吊筋，附加箍筋每侧3Φ8，共6个

所需吊筋截面面积为

选用212，提供

（6）配筋图

主梁的纵向受力钢筋采用分离式，仅在支座处将下部部分钢筋弯起，以加强支座处的抗剪承载力（计算时不考虑），支座纵筋的截断原则上应根据弯矩包络图确定，具体可参见其它文献，本书略。

本章小结

1．四边支撑的现浇楼盖的楼板，根据其长短边边长之比，可分为单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖。

2．现浇楼盖的设计步骤：1）结构选型和布置；2)确定计算简图、计算荷载、内力分析、截面配筋；3)结合构造要求绘制结构施工图。

3．单向板现浇肋形楼盖的连续板、次梁，一般可采用塑性理论计算其内力。重要部位的构件，如主梁，一般采用弹性理论计算其内力。采用塑性理论计算连续梁的内力时，必须满足相应的条件。

4．连续单向板可看成是以墙体或次梁为不动铰支承的多跨连续梁，多于5跨的，按5跨计算，小于5跨的按实际跨数计算。采用塑性理论计算多跨连续梁的内力，可直接查表选取相应的弯矩、剪力系数。

5．多跨连续梁的计算跨度，采用弹性理论时，一般取中到中的距离。采用塑性理论计算时候，一般取其净跨。边跨的计算跨度则需要根据具体的支撑情况确定。

6．在单向板中，除了受力钢筋，还应根据规范要求配置足够多的构造钢筋。必须重视构造钢筋的配置。

复习思考题

1. 钢筋混凝土整浇楼盖结构构件布置应考虑哪些问题？

2. 什么是单向板，什么时候可按双向板进行计算？

3. 怎样进行单向板现浇楼盖梁板结构构件的截面尺寸估算？

4. 单向板现浇楼盖的设计理论有哪两种？

5. 单向板现浇楼盖中哪些构件一般用弹性理论计算，哪些构件一般用塑性理论计算？

6. 构件的常用材料分别是什么？

7. 钢筋混凝土现浇楼盖设计的一般步骤是什么？

8. 单向板现浇楼盖中设计中，弹性理论设计和塑性理论设计时，计算跨度分别是如何取值的？

9. 单向板中有哪些受力钢筋和构造钢筋？各起什么作用？如何设置？

10. 为什么在计算主梁的支座截面配筋时，应取支座边缘的弯矩？

11. 计算主梁的截面配筋时候，其有效高度一般怎么取值？

12. 在计算现浇楼盖的主梁和次梁截面配筋时，什么时候按照矩形截面进行设计，什么时候按照T型截面进行设计？

13. 为什么在主次梁相交处需要设置附加箍筋或吊筋？如何设置？