整体式单向板肋梁步骤_整体式单向板肋梁楼盖设计

整体式单向板肋形楼盖设计

一设计资料

1楼层平面如图1所示，墙体厚度240mm,结构横向长L1=264m，结构纵向长L2=27m,楼梯位于该层平面的外部，不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。

2该建筑位于非地震区。

3建筑物安全级别为二级。

4结构环境类别一类。

5建筑材料等级:梁，板C25混凝土。

钢筋：板中钢筋，梁中钢筋，构造钢筋二级，梁中受力钢筋二级，箍筋一级。

6荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m3,

楼面面层为水磨石20mm，自重为065kN/m2,

梁板天花为混合砂浆抹灰15mm，重力密度为20kN/m3,

楼面活荷载标准值25kN/m2。

7结构平面布置及初估尺寸：

板的支承长度为120mm,梁的支承长度为240mm，主梁的支承长度为240mm。

板厚：h=100mm

次梁：高h=450mm，宽b=220mm，间距l1=30m。

主梁：高h=750mm，宽b=250mm，间距l2=66m。

柱：bh=400mm400mm，柱网尺寸为66m90m。

8使用要求：梁板的变形和裂缝宽度在本设计中均不考虑。

9采用的规范：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96)

建筑结构荷载规范（GBJ9-87)

二楼盖结构平面布置

主梁跨度为9m,截面尺寸bh=250mm750mm

次梁跨度为6m,截面尺寸bh=220mm450mm

板跨度2m, 厚h=80m

三板的设计(按塑性内力重分布计算内力)

1荷载

恒载设计值:

水磨石面层 105065=0683 kN/m2

板自重 1052501=2625 kN/m2

板底抹灰 105200015=0315 kN/m2

合计 g=3623 kN/m2

活载设计值: q=1225=30 kN/m2

P=g+q=3623+30=6623 kN/m2

2计算简图

3内力计算

板厚 h=100mm, 次梁 bh=220 mm 450mm

计算跨度: 边跨 L01=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mm

L01= Ln+a/2=3000-220/2-120+120/2=2830mm

选其中较小者L01=2820mm

中跨 L02=Ln=3000-220=2780mm

跨度差(L01-L02)/L02=(2820-2780)/2780=14%<10%

故按等跨连续板计算

板的弯矩计算表:

截 面 边跨跨中 第一内支座 中间跨中 中间支座

计算跨度/m 2820 2820 2780 2780

弯矩系数 1/11 -1/11 1/16 -1/14

弯矩kN·m 4788 -4788 3199 -3656

4配筋计算

取a=25 , b=1000mm , h=100mm , h0=h-a=100-25=75mm

fc=125N/mm2 , fy=210N/mm2

板的配筋计算表:

位置 ①～②与④～⑤板 ②～③与③～④板

截面 边跨跨中 第一支座 中间跨中 中间支座 边跨跨中 第一支座 中间跨中 中间支座

M/kN·m 4788 -4788 3199 -3565 4788 -4788 2559 -2925

αs=rdM/(fcbh02) 0082 0082 0055 0062 0082 0082 0044 0050

ζ=1-√(1-2αs) 0086 0086 0057 0064 0086 0086 0045 0051

As=fcbζh0/fy(mm2) 38393 38393 25446 28571 38393 38393 20089 22768

配筋 φ6@70 φ6@70 φ6@100 φ6@100 φ6@70 φ6@70 φ6@120 φ6@120

实配面积（mm2） 404 404 283 283 404 404 236 236

表中ζ的最大值为0086<ζb=0614;

表中所选最小配筋面积As=217mm2;

验算最小配筋率 ρ=As/(bh0)=217/（100075）=029%>ρmin=015%

满足要求

四．次梁的设计（按塑性内力重分布计算方法）

1．荷载计算

恒载 板传递荷载 36233=10869 kN/m

侧面抹灰 105(450-100)32010-30015=0331 kN/m

次梁自重 105(450-100)10-325022=2201 kN/m

合计 g=13221kN/m

活荷载 q=33=9 kN/m

总荷载 p=g+q=13221+9=22221 kN/m

2计算简图

计算跨度：边跨 Ln=6600-240/2-250/2=6355 mm

L01=（6600-240/2-250/2）1025=6475 mm

L01=Ln+a/2=6355+240/2=6514 mm

故取较小者L01=6475 mm

中跨 L02=6600-250=6350 mm

3内力计算

跨度差 （L01-L02）/L02100%=（6475-6350）/6350100%=197%<10%

按等跨连续梁计算。

次梁弯矩计算表（M=αmbpL02）

截面 边跨中 第一支座 中间跨中 中间内支座

αmb 1/11 -1/11 1/16 -1/14

Lo(mm) 6475 6475 6350 6350

M(kN/m) 84．69 -8469 5600 -6400

次梁简力计算表（V=αvbpLn）

截面 AR BL BR CL CR

αvb 045 060 055 055 055

Ln(mm) 6355 6355 6350 6350 6350

V(kN) 6355 8473 7761 7761 7761

4配筋计算

（1）次梁正截面抗弯计算

跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度为

边跨 bf’=L01/3=6475/3=2158 mm<b+Sn=220+(3000-120-125)=2975 mm

中跨 bf’=L02/3=6350/3=2117 mm< b+Sn=220+2780=3000 mm

hf’=100 mm，h=450 mm，a=35 mm， h0=450-35=415 mm

fc bf’hf’(h0- hf’/2)=1252117100(415-100/2)10-6=96588 kN·m

γdM=128469=10163 kN·m

fc bf’hf’(h0- hf’/2)> γdM ，故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。

b=220 mm fc=125 N/mm2 fy=310N/mm2

正截面抗弯计算表：

截面 边跨跨中 第一内支座 中间跨中 中间支座

M（kN·m） 8469 -8469 5600 -6400

b(mm) 2158 220 2117 220

αs=rdM/(fcbh02) 0022 0215 0015 0162

ζ 0022 0245 0015 0178

As=fcbf’ζh0/fy 794 902 509 763

配筋 3Φ18 4Φ18 2Φ18 3Φ18

实配面积（mm2） 763 1018 509 763

其中ζ=x/h0均小于035，符合塑性内力重分布条件

（2）次梁斜截面抗剪配筋计算

hw/b=(h0- hf’)/b=(415-100)/220=1432<4

1/γd（025fcbh0）=1/12025125220415=23776kN>Vmax=8473 kN

满足截面尺寸要求。

斜截面抗剪计算表:

截面 AR BL BR CL CR

V（kN） 6355 8473 7761 7761 7761

rdV(kN) 7626 10168 9313 9313 9313

Vc=007fcbh0 7989 7989 7989 7989 7989

配筋方法 构造配筋 计算配筋 计算配筋 计算配筋 计算配筋

初选As 双肢φ6

Asv(mm2) 566

S(mm) 214 283 466 466 466

Smax 300 200 200 200 200

ρsvmin 012%

实际配筋 双肢φ6@200

五主梁的设计(按弹性理论计算)

1．荷载

恒载 次梁传递荷载：1315466=86816 kN

主梁自重: 105(075-01)025253=12797 kN

主梁抹灰: 105(075-01)00152203=1229 kN

合计 g=100842 kN

活载 q=966=594 kN

总荷载 p=g+q=100842+594=160242 kN

2计算简图

计算跨径：边跨 ln=9000-240/2-400/2=8680mm

l0=ln+a/2+b/2=8680+240/2+400/2=9000mm

l0=1025ln+b/2=10258680+400/2=9097mm

取较小者l0=9000mm

中跨 b=400<005lc=0059000=450mm

l0=lc=9000mm

3内力计算

跨度差为零故按等跨连续梁计算

弯矩图1（kN•m）

弯矩图2（kN•m）

弯矩图3（kN•m）

弯矩图4（kN•m）

弯矩图5（kN•m）

剪力图1（kN）

剪力图2（kN）

剪力图3（kN）

剪力图4（kN）

剪力图5（kN）

弯矩包络图：

①+②

①+③

①+④

• ••••• ••• •• • ①+⑤

弯矩包络图

剪力包络图：

剪力包络图

4配筋计算

(1)正截面抗弯承载力计算

跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:

中跨:bf’=l0/3=9000/3=3000mm<b+Sn=250+(9000-250）=9000mm

边跨:bf’=l0/3=8880/3=2960mm<b+Sn=250+(9000-120-250/2)=9005mm

hf’=100mm,h0=750-60=690mm

fcbf’hf’ (h0-hf’/2)=1253000100(690-100/2)10-6=2400kN

>rdM=1243807=525684kN·m

故按跨中截面第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算

b=250mm, fc=125N/mm2, fy=310N/mm2

因为梁与支座整体连接,所以支座B的计算弯矩为:

MB=┃MB┃-0025ln┃VBR┃=┃-44101┃-00258680┃-10084┃=41913kN

抗弯配筋计算表：

截面 边跨中 B 中跨中

M(kN·m) 441．53 419．13 238．51

b f’或b(mm) 3000 250 3000

h0(mm) 690 670 690

x(mm) 20．493 310．813 11．109

As=fcbx/fy 2479 2911 1344

实配筋 6Φ22+1Φ18 6Φ22+3Φ18 4Φ22

x值均小于ζbh0=0544670=364mm

ρ=As/(bh0)=1344/(250670)=0802%>ρmin=012%

满足要求。

(2)斜截面抗剪承载力计算

b=250mm, h0=750-80=670, fc=125N/mm2, fy=310N/mm2, hw=h0-h f’=670-100=570mm

hw/b=570/250=228<40

025fcbh0/rd=025125250670=43620kN>20924kN

截面尺寸满足要求。

抗剪配筋计算表

截面 边支座A B支座左 B支座右

V(kN) 12265 -20924 1745

rdV/(fcbh0) 0070 0120 0100

配箍筋方法 构造配筋 计算配筋 计算配筋

初选箍筋 双肢φ8

Asv(mm2) 1006

S 330 160 280

Smax 250

实配箍筋 双肢φ@160

钢楼梯是工业时代的产物，以前在工厂厂房广泛应用。近几十年来，随着许多高技派风格建筑的出现，其特点有的审美特点：大量运用工业金属材料，暴露建筑结构构件。这些特征在很多建筑中有所体现，而钢楼梯更是能够表现其特征的一个重要元素。巴黎蓬皮杜中心的室外钢楼梯，与脚手架般的建筑立面形式形成完美的组合。钢楼梯形式多种多样，但多以其舒展的线条同周围环境空间获得一种形体上的韵律对比。钢楼梯的结构支承体系以楼梯钢斜梁为主要结构构件，楼梯梯段以踏步板为主，其栏杆形式一般采用与楼梯斜梁相平行的斜线形式。

钢楼梯也可做得非常简单，z字形的钢板楼梯，以连续的z形钢板焊接在一起，折的部分与墙面固定，无其他任何多余的设计，可以说是构思创意与简洁构造的完美结合。钢楼梯运用较多的是圆形楼梯。在三维空间中，螺旋上升的楼梯通过踏步板及栏杆扶手的线条排所表现出的动感和飘逸感，可以说是把钢楼梯空间骨架美感体现得淋漓尽致。螺旋楼梯可以说与圆形楼梯异曲同工，但其结构支承方式是由中心的钢柱为支撑点，楼梯踏板作为悬臂梁从钢柱挑出，沿螺旋上升排列。住宅内运用钢楼梯，主要解决建筑内部空间狭小问题。在一个日本建筑师设计的住宅内，在沿街的一侧设计了钢楼梯，楼梯挑空的踏步格栅钢板，与阶梯状的一侧楼梯斜梁，整体显得很工业化，同暴露钢结构的建筑形成一种结构逻辑关系。而在欧洲某建筑内部的一个钢楼梯，其倾斜的坡度，楼梯整体由方钢构成，而其周围建筑组成部分也采用相同材料，其线的构成及比例关系成为空间内部设计的重点。

本文根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第 366条、第6115条及《建筑抗震设计规范GB50011-2010统一培训教材》、国家标准图集11G101-2以及朱炳寅《建筑抗震设计规范应用与分析GB50011-2010》综合整理而成，以备审核时查阅。

一、楼梯抗震设计原则：

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第366条第1款：计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况，计算中应考虑楼梯构件的影响。条文说明中进一步指出：针对具体结构的不同，“考虑”的结果，楼梯构件的可能影响很大或不大，然后区别对待。楼梯构件自身应计算抗震，但并不要求一律参加整体结构的计算。

这条规定是从汶川地震后，2008年修订版增加的要求，新抗规进一步明确了根据楼梯对主体抗震性能的影响大小来决定是否参与整体计算，并增加了以下规定：

GB50011-2010第6115条第2款：对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则；楼梯构件与主体结构整浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算；宜采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。条文说明中进一步指出：对于框架结构，楼梯构件与主体结构整浇时，梯板起到斜支撑的作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大，应参与抗震计算；当采取措施，如梯板滑动支承于平台板，楼梯构件对结构刚度等的影响较小，是否参与整体抗震计算差别不大。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构，楼梯构件对结构刚度的影响较小，也可不参与整体抗震计算。

结合新抗规培训教材和新出的国家标准图集11G101-2，可以归纳出：

1、楼梯与主体结构整浇的框架结构（包括梯间四周未用剪力墙和连梁围合的框-剪结构）：

(1)楼梯布置应避免特别不规则，楼梯应参与整体抗震计算；

(2)楼梯构件应进行抗震承载力验算，并与正常使用荷载基本组合进行包络设计；

(3)楼梯构件应采取如下抗震构造措施：

①纵向面筋拉通且不小于最小配筋率，底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固；

②梯板按斜支撑构件设计，板厚不宜小于140mm，不应小于120mm参照GB50010-2010第941、945条；

③梯板两侧设置纵向暗梁，暗梁纵筋一、二级不少于612，三、四级不少于412，箍筋不小于φ6＠200图集11G101-2第8页；

2、楼梯滑动支承于平台板的框架结构：

(1)楼梯可不参与整体抗震计算；

(2)楼梯构件按正常使用荷载基本组合进行承载力计算；

(3)楼梯构件采取如下抗震构造措施：

①纵向面筋拉通且不小于最小配筋率，底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固；

②梯板双层钢筋网之间设置间距不小于φ6＠600的拉筋；分布筋末端弯直钩伸至对边图集11G101-2第40、42页；

③梯梁加强抗剪抗扭构造，箍筋不小于φ8＠150，腰筋不小于N214；梯柱截面不小于墙厚×300，砼标号不低于C25，纵筋不小于414，箍筋不小于φ8＠100；梯间框架柱（剪力墙端柱）配筋增大10~20%，箍筋加密。

3、剪力墙结构、筒体结构以及梯间四周用剪力墙和连梁围合的框-剪结构：

(1)楼梯可不参与整体抗震计算；

(2)楼梯构件按正常使用荷载基本组合进行承载力计算；

(3)楼梯构件采取如下抗震构造措施：

①纵向面筋拉通且不小于最小配筋率朱文建议不小于01%，底、面纵筋均按充分考虑钢筋抗拉强度的要求锚固见第三条；

②梯板厚h＜150时分布筋末端可不弯钩；h≥150时分布筋弯直钩伸至对边GB

50010-2010第9110条，梯板双层钢筋网之间设置间距不小于φ6＠600的拉筋；

③梯梁加强抗剪抗扭构造，箍筋不小于φ8＠150，腰筋不小于N214；梯柱截面不小于墙厚×300，砼标号不低于C25，纵筋不小于414，箍筋不小于φ8＠100；梯间框架柱（剪力墙端柱）配筋增大10~20%，箍筋加密。

二、楼梯构件抗震承载力验算要求培训教材第110页：

1与楼梯构件相连的框架柱、框架梁，应计入楼梯构件附加的地震内力（尤其是轴力和剪力）；

2与楼梯构件不相连的框架柱、框架梁，可按不计入楼梯构件的情况设计；

3梯板应计入地震轴力和面内弯矩的影响，按偏心受拉、偏心受压构件计算，按双层配筋设计；

4连接梯板和框架的休息平台梁应计入地震轴力影响，按压弯或拉弯构件设计；支承梯板的平台梁应按拉弯剪构件设计。

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