钢筋混凝土课程设计一多层工业厂房中间层楼面现浇整体式肋梁楼盖设计

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1、课 程 设 计 任 务 书题 目 钢筋混凝土课程设计学 院 交通土建学院 专 业 城市地下空间工程专业 班 级 地下122 学生姓名 宋伟涛 学 号 120719209 12 月 8 日至 12 月 12 日 共 1 周指导教师(签字) 院长(主任)(签字) 2013 年 12 月 15 日第1章 设计原始资料1. 设计题目与设计条件1.1设计题某目：一多层工业厂房中间层楼面现浇整体式肋梁楼盖设计 某一多层工业厂房中间层楼面采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼面。 根据该工厂的使用要求，横向柱网尺寸取为6.6m，纵向柱网尺寸6.9m，如图1所示。图1 楼盖建筑平面1.2设计条件：1.2.1楼面做法：

2、 20mm水泥砂浆面层， 钢筋混凝土现浇板， 20mm石灰砂浆抹底；1.2.2建筑材料：混凝土等级C30，梁内受力纵筋为HRB335，其他为HPB300；1.2.3楼面荷载：楼面活荷载标准值为4.5kN/。第2章 楼盖结构的平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6900/186900/12=383575mm。考虑到楼面可变荷载

3、比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm。主梁截面高度应满足h=/14/8=6600/146600/8=471825mm，取h=800mm。截面宽度为b=300mm。楼盖结构平面布置如图2所示。图2 楼盖板结构平面布置图第3章 板的设计板的永久荷载标准值 20mm水泥砂浆面层： 0.02×20=0.4KN/ 钢筋混凝土现浇板: 0.08×25=2KN/ 20mm石灰砂浆抹底: 0.02×17=0.34KN/小计 2.74kN/板的可变标准荷载值 4.5kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于4.5kN/，所以可变荷载分项系数应取1.3。于

4、是板的总荷载设计值为：g+q=+=1.2×2.62+4.5×1.3=9.4kN/3.1 荷载及计算简图次梁截面为200mm×500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：<，取=2020mm中间跨： 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元。 图3 楼盖板的计算简图 3.2 弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故=-=（g+q）/11=9.4×/

5、11=3.49kN·m=-（g+q）/14=-9.4×/14=-2.69kN·m=（g+q）/16=9.4×/16=2.35kN·m3.3 正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/m；HRB335钢筋，=300N/m，HPB300钢筋，=270N/m板配筋计算的过程如表1所示：表1 楼面板的配筋计算截 面1B2或3C弯矩设计值（kN·m）3.49-3.492.35-2.69=/（b）0.0680.

6、0680.0460.052=1-0.0700.0700.0470.053计算配筋（）=b/222.4222.4149.4168.42实际配筋（）6/8140=2816/8140=2816140=2026140=202计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；> 同时大于。满足最小配筋率。第4章 次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。 4.1 荷载计算永久荷载设计值板传来永久荷载 2.74×1.2×2.2=7.23kN/m次梁自重 0.2×（0.5-0.08

7、）×25×1.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m小计 g=10.09kN/m可变荷载设计值 q=5.85×2.2=12.87kN/m荷载总设计值 g+q=22.96kN/m次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×800mm。计算跨度：边跨： <，取。中间跨：因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图4所示。 4.2内力计算 由表11-1、表11-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。边跨中，1/11；离端第二支座，-1/

8、11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故 弯矩设计值：=-=（g+q）/11=22.96×/11=95.1kN·m=-（g+q）/14=-22.96×/14=-71.44kN·m=（g+q）/16=22.96×/16=62.51kN·m剪力设计值：=0.45（g+q）=0.45×22.96×6.75=69.74kN=0.60（g+q）=0.60×22.96×6.75=92.99kN=0.55（g+q）=0.55×22.96×6.6=83.34kN 4.3 承载力计算

9、4.3.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取=/3=6900/3=2300mm<=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-40=460mm二排纵向钢筋=500-65=435mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB300钢，=270N/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。表2 次梁正截面受弯承载力计算截

10、 面1B2C弯矩设计值（kN·m）95.1-95.162.51-71.44=/（b）或=/（）=0.014=0.176=0.009=0.118=1-0.0140.1950.350.0090.126=b/或=/675.3855.14434.1552.55选配钢筋（）318=763516=1005218=509216+114=555.9计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/b509/（200×460）=0.55%，此值大于,且大于满足最小配筋率。4.3.2 斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=460-8

11、0=380mm，因/b=380/200=1.94，（厚腹梁）截面按下式验算：0.25b=0.25×1×14.3×200×460=328.9×N=92.99×N，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.7×1.43×200×460=92.092×N=92.99×N构造配筋，选用6200=0.14% =0.24×=0.24×=0.13%采用6双支箍筋，计算支座B左侧截面。调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调

12、整箍筋间距s=0.8×200=160mm最后取箍筋间距s=160mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3×1.43/270=0.16%。实际配筋率=56.6/（200×160）=0.17%0.16%满足要求。第5章 主梁设计主梁按弹性方法设计。5.1 荷载计算为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 10.09×6.9=69.62kN主梁自重（含粉刷）（0.8-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.8-0.08）×2&

13、#215;2.2×17）×1.2=15.54kN永久荷载设计值 G=67.48+15.54=85.16kN 取G=85kN可变荷载设计值 Q=12.87×6.9=88.8kN 取Q=89kN主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度：边跨：=6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨：=6600mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，

14、故可利用附表6-2计算内力。 5.2 内力计算及包络图5.2.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244×85×6.64+0.289×89×6.64=134.47+163.11=308.5kN·m=-0.267×85×6.64-0.311×89×6.64=-147.15-175.53=-334.5kN·m=0.067×85×6.60+0.200×89×6.6=36.70+112.21=155.1kN·m5.2.2剪力

15、设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.733×85+0.866×89=60.84+73.66=139.4kN=-1.267×85-1.311×89=-105.16-111.44=-224.4kN=1.0×85+1.222×89=83+103.87=193.8kN5.2.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C的弯矩值为=-0.267×85×6.64-0.133×89×6.64=-229.3kN·m在第1跨内以

16、支座弯矩=0，=-229.3kN·m的连线为基线。作G=85kN，Q=89kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（85+89）×6.64-=308.7kN·m（G+Q）+=（85+89）×6.64-=232.3kN·m在第2跨内以支座弯矩=-229.3kN·m，=-229.3kN·m的连线作为基线，作G=85kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：G+=×85×6.60-229.3=-42.3kN·m第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可

17、变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-334.5kN·m的连线为基线。作G=85kN，Q=89kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（85+89）×6.64-=273.62kN·m（85+89）×6.64-=162.12kN·m在第2跨内：=-0.267×85×6.64-0.089×89×6.64=-203.3kN·m以支座弯矩=-334.5kN·m，=-203.3kN·m的连线为基线，作G=85kN，Q=89kN的简支梁弯矩图，得（

18、G+Q）×+（-）=（85+89）×6.64-203.3+（-334.5+203.3）=94.35kN·m（G+Q）+（-）=（85+89）×6.64-203.3+（-334.5+203.3）=138.09kN·m第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267×85×6.64-0.133×89×6.64=-229.3kN·m第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（85+89）×6.64-229.3=155.82kN·m（与前面计算的=155.1kN&#

19、183;m接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=×85×6.64-×229.3=111.7kN·mG+=×85×6.64-×229.3=35.26kN·m在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-0.267×85×6.64-0.178×89×6.64=-255.89kN·m=-0.267×85×6.64+0.044×89×6.64=-124.69kN·m在第1

20、跨内以支座弯矩=0，=-255.89kN·m的连线为基线，作G=85kN，Q=89kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=×（85+89）×6.64-×255.89=299.82kN·m（G+Q）+=×（85+89）×6.64-×255.89=214.53kN·m在第2跨内以支座弯矩=-255.89kN·m，=-124.69kN·m的连线作为基线，作G=85kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）

21、+=×85×6.6+（-255.89+124.69）-124.69=-25.16kN·mG+（-）+=×85×6.6+（-255.89+124.69）-124.69=18.58kN·m弯矩包络图如图6（a）所示。第1跨=139.4kN；过第1个集中荷载后为139.4-85-89=-34.6kN；过第2个集中荷载后为-34.6-85-89=-208.6kN=-224.4kN；过第1个集中荷载后为-224.4+85+89=-50.4kN；过第2个集中荷载后为-50.4+85+89=123.6kN第2跨=193.8kN；过第1个集中荷载后为

22、193.8-85=108.8kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.0×85+1.0×89=174kN；过第1个集中荷载后为174-85-89=0。剪力包络图如图6（b）所示。图6 主梁的内力包络图（a） 弯矩包络图；（b）剪力包络图 5.3 承载力计算 5.3.1 正截面受弯承载力计算跨内按T形截面计算，因=0.1050.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2m和b+=6.6m中较小值确定取=2.2m。B支座边的弯矩设计值=-b/2=-314.42-164×0.4/2=-347.22kN·m。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都

23、属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1B2弯矩设计值（kN·m）308.5-334.5155.1-42.3=/（b）或=/（）=0.017=0.144=0.009=0.017=（1+）/20.9910.9210.9950.991=/1365.41647.1683.7187.2选配钢筋（）520=1570320+318=1705320=942.2220=628 5.3.2 斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸： =-=760-80=680mm，因/b=680/300=2.274截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25×1×14.3×3

24、00×680=729.3×kN=224.4kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力=69.62+88.8158.42kN，=800-500=300mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2×300+3×200=1200mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1200/200=6排，次梁两侧各布置3排。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300×720）=0.14%0.1%，满足要求。图7 板的配筋图图8 次梁配筋图