整体式单向板肋形楼盖设计The design of monolithic ribbed floor slab摘要钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖是由板、次梁、主梁三部分组成，因此设计分别计算板、次梁、主梁的荷载作用以及承载力作用，并在符合设计规范要求的前提下，尽可能地使施工简单，达到最大经济效益进行配筋计算。
AbstractCast-in-place reinforced concrete one-way slab ribbed floor is composed of a plate,beam, girder is composed of three parts, therefore the design calculation of plate respectively, beam, beam loading effect and bearing capacity, and in accordance with design specifications and requirements of the premise, as far as possible to make the simple construction, achieve the maximum economic benefit calculation of reinforcing bars.一.设计资料某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖1楼层平面L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm2.建筑位于非地震区3.结构安全级别为Ⅱ级4.结构环境类别为一类5.建筑材料等级混凝土：梁、板C25钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋Ⅰ级梁中受力筋Ⅱ级6.荷载：钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3水磨石面层： 0.65kN/m2石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3楼面活荷载： 4kN/m2 / 6kN/m2（建议尺寸：柱=350mm×350mm）二.结构平面布置单向板肋形梁楼盖由板、次梁和主梁构成。
为了增强房屋横向刚度，防止侧滑现象，采取主梁沿房屋横向布置，次梁沿房屋纵向布置方案。
横向布置4根主梁，纵向布置8根次梁。
次梁的间距决定板的跨度，主梁的间距决定次梁的跨度，柱网的尺寸决定主梁跨度,初估主梁的跨度为6000mm；次梁的跨度为6000mm；板的跨度为2000mm,布置图如下:图1 楼盖平面布置图Fig.1 Floor layout1.板厚的确定按刚度要求，板厚不宜小于其跨长的1/40，即h>=l/40=2000/40=50mm；按构造要求，工业建筑楼板的最小厚度为80mm，故取板厚h=80mm。
2.次梁尺寸的确定根据经验，多跨连续次梁的截面高度h=l/18～l/12=6000/18～6000/12=333.33～500mm，故取h=450mm；截面宽度b=h/3～h/2=450/3～450/2=150～225mm，故b=200mm。
3.主梁尺寸的确定根据经验，多跨连续主梁的截面高度h=l/15～l/10=6000/15～6000/10=400～600mm,故取h=500mm；截面宽度b=h/3～h/2=500/3～500/2=166.67～250,故取b=250mm。
4.各构件截面尺寸的初估板：板厚= 80 mm次梁：梁高 h= 450 mm；梁宽 b= 200 mm主梁：梁高 h = 500 mm；梁宽 b= 250 mm柱：b×h=350mm ×350mm三．板的设计1荷载计算水磨石面层： 0.65kN/㎡石灰砂浆抹面: 0.015×17=0.255kN/㎡板自重： 0.08×25=2.0kN/㎡恒荷载标准值：gk=0.65+0.255+2.0=2.905kN/㎡活荷载标准值：qk=6kN/㎡根据《建筑结构荷载规范》(GB500g-2001)的规定，γG =1.2 γQ=1.3则恒荷载设计值 g=γG gk=1.2×2.905=3.486kN/㎡活荷载设计值 q=γQ gk=1.3×6=7.8kN/㎡由于将板的中间支座简化为铰支座时无形中将弯矩算大了应调整荷载板的折算荷载g’=g+q/2=3.486+7.8×1/2=7.386kN/㎡g’+ q’=7.386+3.9=11.286kN/㎡2.计算跨度图2 板的布置简图Fig.2 Plate layout diagram按塑性方法计算内力值时,板的两端搁置在墩墙上,计算弯矩用的计算跨度l采用l0= ln+h/2与l= ln+a/2的较小值.取1m宽板作为计算单元，则：中间跨：l0=ln=2000-200=1800mm；边跨： l0= ln+h/2=2000-120-100+80/2=1820mml0= ln+a/2=2000-120-100+120/2=1840mm取两者中的较小值作为l0,则l=1820mm3.板的正截面抗弯配筋设计3.1做出板的计算简图图3 板的计算简图Fig.3 Plate Secondary beam calculation sketch由于边跨与中间跨的计算跨度相差(1820-1800)/1800×100%=1.1%＜10%,板可看做是以边墙和主梁为铰支座的多跨连续梁且跨度相差不超过10%,可采用等跨度的图表计算内力.3.2内力计算按考虑塑性变形内力重分布的方法计算连续板的内力,根据我国工程建设标准化协会标准CECS51:93《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》所给出的均布荷载作用下的等跨连续板的弯矩M=αmp (g+q) l2,将计算结果绘下表:表2-1 板的弯矩计算Tab2-1 Calculation of plate bending moment根据水工钢筋混凝土结构课程设计任务书可知,混凝土的材料等级为C25,板=11.9N/ mm2,钢筋抗拉强度中钢筋为Ⅰ级,查附录表可知混凝土轴心抗压强度fc设计值f=210N/ mm2.结构环境类别为一类.则混凝土保护层厚度c=20mm.设计板y采用单层布置.则纵向受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的距离=h-a=80-30=50mm,b=1m=1000mma=c+10=20+10=30mm.从而求得有效高度h=1.0.根据上述数据,作板的正截面承载力计算表.按DL/T5057-2009取α1表2-2 板的正截面承载力计算(电力标准α1 =1.0)Tab2-2 Plate calculation of bearing capacity of normal section（Electric power standardα1 =1.0)注:1.当单向连续板的周边与钢筋混凝土梁连接时,所考虑内拱的有利作用,除边跨和离端第二支座外,中间各跨的跨中和支座弯矩值可减少20%,即②～⑤轴间M1=M11=2.29×0.8=1.832kN*m, M c=-2.61×0.8=-2.088kN*m2.为了施工中钢筋不易被踩下,支座上部承受负弯矩的钢筋一般直径不宜少于8mm,受力钢筋的间距不宜大于200mm.表中ξmax =0.121小于ξb=0.614.配筋率验算ρ=A/bh=251/(1000*50)=0.502%＞ρmin=0.20% 满足要求由于板所受的剪力很小,仅混凝土即足以承担剪力,所以不进行受剪承载力计算,也不必配置腹筋。
4.绘制截面配筋图为了便于设计和施工采用分离式配筋,配筋图见附图Ⅰ四．次梁的设计1.荷载计算板传来的恒载:7.386×2=14.772kN/m次梁自重: 1.2×25×0.2×(0.45-0.08)=2.22kN/m次梁抹灰: 1.2×17×0.015×(0.45-0.08)×2=0.226kN/m恒荷载设计值:g=14.772+2.22+0.226=17.218kN/m活荷载设计值:q=3.9×2=7.8kN/m次梁的折算荷载g’=g+q/4=17.218+7.8/4=19.168kN/mq’=q*3/4=7.8×3/4=5.85kN/mg’+ q’=19.168+5.85=25.018kN/m2.计算跨度图4 次梁的布置简图Fig.4 Secondary beam layout diagram 中间跨l=6000-250=5750mm边跨l0=1.025 ln=1.025×(6000-240-125)=5775.875mml 0= ln+a/2=6000-240-125+240/2=5755mm取小值l=5755mm边跨和中间跨计算跨度相差(5.755-5.75)/5.7=0.0877＜10%.可按等跨连续梁计算.3.次梁的正截面抗弯配筋设计3.1作梁的计算简图图5 次梁的计算简图Fig.5 Secondary beam calculation sketch边跨和中间跨计算跨度相差(5.755-5.75)/5.7=0.0877%＜10%次梁可看做是以边墙和主梁为铰支座的多跨连续梁且跨度相差不超过10%,可采用等跨度的图表计算内力.3.2内力计算与板的计算原理相同,将计算结果列入下表中.表3-1 次梁的弯矩计算Tab3-1 Calculation of beam bending moment次梁跨中截面按T形截面计算翼缘计算宽度bf ’= l/3=5750/3=1917mmbf ’=b+ Sn=200+(2000-200)=2000mm一类环境,查表得c=30mm 一层钢筋 a=c+10=40mm h=h-a=450-40=410mmh f ’=80mm hf’/ h=80/410=0.195＞0.1则bf’=1917mm根据混凝土等级为C25, fc =11.9N/ mm2 .梁中受力筋Ⅱ级fy=300N/ mm2所以 fc bf’hf’(h- hf’/2)=11.9×1917×80×(410-80/2)=675.244kN*m＞75.327kN*m(51.697kN*m) 故各跨中截面属于第一类T形截面支座截面按矩形截面计算.表3-2 次梁正截面承载力计算Tab3-3 Calculation of bearing capacity of normal sectionmax bρ=A/bh=455.6/19.7×410=0.0580%＞ρmin=0.9%4.次梁的斜截面抗剪配筋计算.4.1内力计算表3-3 次梁的剪力计算Tab3-3 Secondary beam shear calculationh w /b= (h- hf’)/b=(410-80)/200=1.65＜4.0时,KV≤0.25 fc bh=0.25×11.9×200×410=243.95kN故构件截面尺寸符合要求。