大工钢筋混凝土结构课程设计XXXXXXX厂房单向板设计

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：XXXXXXX厂房单向板设计学习中心：XXXXXXXXXXXXXXXXX 专业： XXXXXXXXXX 年级： XXXXXXXXXXX 学号： XXXXXXXXXXXX 学生： XXXXXXXX 指导教师： XXXXXXXX1 基本情况1.1 设计资料XXXXXXXXXX 多层厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，外墙为370mm 砖砌承重墙，厂房外包尺寸为30.50m ×16.70m ，其中二层楼面荷载及构造等设计资料如下：1.1.1 楼面做法：20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm 厚石灰水泥砂浆天棚抹灰。

1.1.2 荷载：永久荷载，钢筋混凝土容重25kN/m 3 、水泥砂浆容重20kN/m 3、石灰水泥砂浆容重17kN/m 3。

活荷载按照一般车间查《荷载规范》附录C ，取值4.0kN/m 2。

1.1.3 材料选用：混凝土采用C30(2c /3.14mm N f =,2t /43.1mm N f =）。

钢筋采用HRB335级（2y /300mm N f =）钢筋、HPB300级（2y /270mm N f =）钢筋。

1.1.4 板伸入墙内120mm 、次梁伸入墙内240mm 、主梁伸入墙内370mm 。

二层建筑平面布置如图1所示。

1.2 楼盖的平面结构平面布置主梁沿厂房横向布置，次梁沿纵向布置。

主梁的跨度为5.4m，次梁的跨度为6.0m。

每跨主内梁布置两道次梁，其间距为1.8m。

二层模板平面布置如图2所示。

2 单向板结构设计2.1 板的设计（按塑性内力重分布计算）2.1.1 板、次梁、主梁截面尺寸确定 1）根据构造要求，板厚取 mm l mm h B 454018004080==〉=。

2）次梁截面高度应满足 mm h c )333~500(6000)181~121(L 181~121(=⨯==），取mm h c 400=。

截面宽度应满足 mm b c )133~200(400)31~21(h 31~21(c =⨯==）,取mm b c 200=。

3）主梁截面高度应满足 mm h z )386~675(5400)141~81(L 141~81(=⨯==）,取mm h z 500=。

截面宽度应满足 mm b z )167~250(500)31~21(h 31~21(z =⨯==）,取mm b z 250=。

2.1.2 荷载计算（取1m 宽板带计算） 恒荷载标准值：20mm 厚水泥砂浆面层 m kN m m kN m /4.01/2002.03=⨯⨯80mm 厚钢筋混凝土结构层 m kN m m kN m /0.21/2508.03=⨯⨯ 80mm 厚石灰水泥砂浆抹灰 m kN m m kN m /255.01/17015.03=⨯⨯m kN g k /655.2= 活荷载标准值： m kN m m kN q k /0.41/0.42=⨯= 荷载设计值总值： m kN p g k k /786.80.44.1655.22.14.12.1=⨯+⨯=+ 2.1.3 内力计算次梁的截面mm mm 400200⨯,板伸入墙内120mm ，则板的计算跨度为：边跨:m t l l n 62.1208.022.012.08.120=+--=+=’m a l l n 64.1212.022.012.08.120=+--=+=“ 故 m l 62.10= 中间跨：m l l n 6.12.08.10=-==跨差：%10%25.16.16.162.1〈=÷-）（，说明可按等跨连续板计算内力。

板计算类型：3/〉板短板长l l ,故按单向板计算。

取1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图3如示。

连续板各截面的弯矩计算见表1。

表1 连续板各截面弯矩计算截面1 边跨跨中B 离端第二支座2 中间跨跨内C 中间支座弯矩计算 系数m α 111 111-161 141-计算跨度0lm l 62.10=m l 62.10= m l 60.10=m l 60.10=20)(l q g M m +=α2.096 -2.096 1.406 -1.607,1000mm b =,80mm h =mm h 6515800=-=。

C30混凝土，2/N 3.14mm f c =。

HPB300钢筋，2/N 270m k f y =。

11=α。

连续板各截面的配筋计算见表2。

表2 连续板各截面配筋计算2.1.4 挠度验算 因板厚mm l mm h b 454018004080==〉=,满足刚度要求，故可不验算挠度。

2.1.5 绘制板施工图(采用分离式配筋)备注：图中未注明板筋均为，140@6φ分布筋均为250@6φ。

2.2 次梁的设计(按塑性理论进行计算）2.2.1 荷载 恒荷载设计值：由板传来 m kN /73.5655.28.12.1=⨯⨯次梁自重 m kN /92.12508.04.02.02.1=⨯-⨯⨯）（ 梁侧抹灰 m kN /20.017208.04.0015.02.1=⨯⨯-⨯⨯）（ m kN g /85.7=活荷载设计值：由板传来 m kN p /08.1048.14.1=⨯⨯= 荷载设计总值： m kN p g /93.17=+ 2.2.2 内力计算 计算跨度：边跨： m l n 755.5225.012.00.6=--=m a l m l l n n 875.5224.0755.52899.5025.10=+=+〉== 取m l 875.50=中间跨： m l l n 75.525.00.60=-==跨差：%10%2.275.575.5875.5〈=÷-）（，说明可按等跨连续梁计算内力。

计算简图如图4所示。

连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表3、表4。

正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按T 形截面计算，翼缘宽度取两者中较小值：mm l b f 200060003131'=⨯==mm b s b c f 180020016000'=+=+=故 mm b f 1800'=一类环境，梁的混凝保护层厚度要求为mm 25，单排钢筋截面有效高度取mm h 3650=。

判别T 形截面类型：m kN M m kN h h h b f ff fc ⋅=〉⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-26.5624.6692803658018003.140.12max '0''1α 故属于第一类T 形截面。

次梁的正截面承载力计算过程见表5。

表5 次梁正截面受弯承载力计算1）验算截面尺寸：4425.1200/285/,28580365'0〈===-=-=b h mm h h h w f w ,截面尺寸按下式验算：kN V kN bh f c c 912.61975.2603652003.14125.025.0max 0=〉=⨯⨯⨯⨯=β截面尺寸满足要求。

2）箍筋计算：kN V kN bh f t 912.61073.7336520043.17.07.0max 0=〉=⨯⨯⨯=故 只需按构造配置箍筋。

2.2.5 梁的裂缝及挠度验算070.05750/400/==l h 高跨比：,满足12/1~18/1/=l h21400/200/==h b 宽高比：,满足2/1~3/1/=h b故 不必进行使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。

2.2.5 绘制次梁施工图2.3 主梁的设计（按弹性理论进行设计）2.3.1 荷载为简化计算，将主梁的自重及主梁粉刷重量等效为集中荷载。

恒荷载设计值：次梁传来的恒载 kN 1.47685.7=⨯ 主梁自重 kN 67.58.108.05.025.0252.1=⨯-⨯⨯⨯）（ 梁侧抹灰 kN 231.08.108.05.0015.0172.1=⨯-⨯⨯⨯）（ kN 001.53G = 活荷载设计值：由次梁传来 kN 48.600.608.10Q =⨯= 荷载设计总值： kN Q 481.11316.56001.53G =+=+ 2.3.2计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度为370mm;中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面为mm mm 350350⨯;将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。

计算简图如图5所示。

计算跨度：边跨 m l n 105.5235.012.04.5=--= m b l l n 408.5235.0105.5025.12025.1'=+⨯=+=柱 m b a l l n 465.5235.0237.0105.522"=++=++=柱 故 m l l 408.5'00==中间跨 m l n 05.535.04.5=-=m b l l n 4.535.005.50=+=+=柱跨差%10%15.04.54.5408.5〈=÷-）（，则可按等跨连续梁计算。

2.3.3 内力计算及包络图内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行计算，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算： QL k GL k 21M += Q k G k V 43+=不同截面下的弯矩及剪力计算见表6、表7项 次 荷载简图1/M ka M k /B M k / 2/M k b M k /C /M k①938.69244.0 428.44155.0473.76267.0--176.19067.0 176.19067.0 473.76267.0--②525.94289.0 807.79244.0469.43133.0-- 437.43133.0-- 437.43133.0-- 469.43133.0--③391.14044.0-- 110.29089.0-- 469.43133.0--318.65200.0 318.65200.0 469.43133.0--④796.97229.0 212.41126.0 645.101311.0-- 352.31096.0521.55170.0 088.29089.0--⑤703.93/089.0-- 297.19059.0-- 088.29089.0--521.55170.0 353.31096.0 645.101311.0-- 基本最不利内力①+② 164.463 124.235 -119.942 -24.261 -24.261 -119.942 ①+③ 55.547 15.318 -119.942 84.494 84.494 -119.942 ①+④ 167.734 85.64-178.118 50.52874.697 -105.561 ①+⑤ 60.23525.131 -105.561 74.697 50.529 -178.118表7 主梁剪力计算表项 次 荷载简图A V k /左B V k /右B V k /左C V k /右C V k /①850.38733.0 152.67267.1--001.53000.1 001.53000.1--152.67267.1②376.52866.0 584.68134.1--0 00 584.68134.1③044.8133.0--044.8133.0--48.60000.1 48.60000.1--044.8133.0 ④670.41689.0289.79311.1--907.73222.1053.47778.0--383.5089.0 ⑤383.5089.0-- 383.5089.0-- 053.47778.0907.73222.1--289.79311.1基本最不利内力 ①+② 91.226 -135.736 53.001 -53.001 135.736①+③ 30.806 -75.196 113.481 -113.481 75.196 ①+④ 80.52 -146.441 126.908 -100.054 72.535 ①+⑤ 33.467-72.535 100.054 -126.908146.4412.3.4 主梁正截面受弯承截力计算 跨内按T 形截面计算，其翼缘宽度为：mm s b mm l n 6000575025018003540030=+=+==， 取mm b f 1800'=,取mm h 465355000=-= 判别T 形截面类型：mkN M m kN h h h b f f ffc ⋅=〉⋅=-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-734.16716.875)280465(8018003.1412max '0''1α故属于第一类T 型截面。