土木工程樓蓋混凝土課程設計某工業(yè)廠房第一車間樓蓋設計

1、題目： 廣州市番禺區(qū)某工業(yè)廠房第一車間樓蓋設計 （兩層三跨 柱網(wǎng):6.3m6.6m 樓面活載5.5kn/m2）目 錄一、設計題目4二、設計條件41、結(jié)構(gòu)類型42、建筑資料4（1）屋面做法（自上而下）4（2）樓面做法（自上而下）4（3）設計標準4三、樓面設計41、樓面的結(jié)構(gòu)平面布置52、板的設計5（1）荷載5（2）計算簡圖6（3）彎矩設計值7（4）正截面受彎承載力計算73、次梁的設計8（1）永久荷載標準值8（2）計算簡圖9（3）內(nèi)力計算9（4）承載力計算104、主梁設計12（1）荷載設計值12（2）計算簡圖12（3）內(nèi)力設計值及包絡圖13（4）承載力計算165、主梁的撓度和裂縫寬度驗算18（1）

2、撓度計算18（2）裂縫寬度計算18四、屋面設計191、樓面的結(jié)構(gòu)平面布置192、板的設計20（1）荷載計算20（2）計算簡圖21（3）內(nèi)力計算21（4）正截面受彎承載力計算223、次梁的設計23（1）荷載計算23（2）計算簡圖23（3）內(nèi)力計算24（4）承載力計算254、主梁設計26（1）荷載設計值26（2）計算簡圖27（3）內(nèi)力設計值及包絡圖27（4）承載力計算305、主梁的撓度和裂縫寬度驗算32（1）撓度計算32（2）裂縫寬度計算32五、柱子設計331、第二層的柱子設計332、第一層的柱子設計34六、樓梯屋面設計351、荷載計算352、計算簡圖363、內(nèi)力計算36七、總結(jié)37一、設計題目廣

3、州市番禺區(qū)某工業(yè)廠房第一車間（兩層）樓蓋，采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式。混凝土采用c30級，梁中的縱向受力鋼筋和彎起鋼筋采用hrb335，其他鋼筋采用hpb235。屋面為不上人屋面，屋面活荷載標準值為；根據(jù)該工廠的使用要求，樓面活荷為：，橫向柱網(wǎng)尺寸為：6.3m，縱向柱網(wǎng)尺寸為6.6m，混凝土采用30級。二、設計條件1、結(jié)構(gòu)類型砌體結(jié)構(gòu)2、建筑資料（1）屋面做法（自上而下）12.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板40mm厚（重度不大于） 陶粒混凝土找坡 （坡度2%，最薄處20mm厚，重度不大于） 12.5水泥砂漿找平20 mm厚（重度） 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板（重度） 板底抹灰15

4、mm厚（重度） （2）樓面做法（自上而下）10mm厚耐磨地磚（重度） 13水泥砂漿找平20mm厚（重度）現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板（重度） 板底混合砂漿抹灰20mm厚（重度） （3）設計標準混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范國家標準gb50010-2010建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范國家標準gb50009-2001建筑結(jié)構(gòu)制圖標準國家標準gb/t50105-2001三、樓面設計1、樓面的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.6m，次梁的跨度為6.3 m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2 m， ，因此按單向板設計。按跨高比條件，要求板厚，對工業(yè)建筑的樓面板，要求，取板厚。次梁截面高度應滿足，考慮到樓面

5、可變荷載比較大，取。截面寬度取為。主梁截面高度應滿足，取。截面寬度取為。樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖2、板的設計已知前述，軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單向板。（1）荷載板的永久荷載標準值10mm厚耐磨地磚 20mm厚13水泥砂漿找平 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 20mm厚板底混合砂漿抹灰 小計永久荷載標準值 可變荷載標準值 永久荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標準值大于，所以可變荷載分項系數(shù)應取1.3，于是板的永久荷載設計值 可變荷載設計值 荷載總設計值勤 （2）計算簡圖次梁截面為，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于，取板在墻上的支承長度為。按塑性內(nèi)力重分布設計，板的計算跨度：邊跨 ，取中

6、間跨 因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示。（3）彎矩設計值由表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，1/14。故：這是對端區(qū)格單向板而言，對于中間區(qū)格單向板，其和應乘以0.8，分別為；（4）正截面受彎承載力計算環(huán)境類別一級，c30混凝土，板的最小保護層厚試。板厚80mm，；板寬。c30混凝土，；hpb235鋼筋，。板配筋計算的過程列于下表：板的配筋計算截面1b2c彎矩設計值（）3.97-3.972.68-3.060.0770.0770.0520.0590.0800.0800.

7、0530.061軸 線、計算配筋（）327327216249實際配筋（）,8150,8150,8 200,8200軸 線計算配筋（）327327實際配筋（）,8150,8150,8200,8200*對軸線間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設計值都可折減20%。為了方便，近似對鋼筋面積乘0.8。計算結(jié)果表明支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則，此值大于，同時大于，滿足最小配筋率的要求。垂直于縱向受拉鋼筋放置,6180的分布鋼筋，其截面面積為：，且，可以。3、次梁的設計按考慮塑性內(nèi)力重分布設計。根據(jù)本車間樓面的實際使用情況，樓面的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減

8、。（1）永久荷載標準值板傳來的永久荷載標準值 次梁自重 次梁粉刷 小計永久荷載標準值 可變荷載標準值 永久荷載分項系數(shù)取1.2；因次梁可變荷載標準值大于，所以可變荷載分項系數(shù)應取1.3，于是板的永久荷載設計值 可變荷載設計值 荷載總設計值勤 （2）計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為。計算跨度邊跨 ，取中間跨 因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖見下圖（3）內(nèi)力計算由表11-1、表11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設計值：剪力設計值：（4）承載力計算1） 正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按t形截面計算，翼緣寬度?。挥?，故取。除支座b截面

9、縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境類別一級，c30混凝土，梁的最小保護層厚度。c30混凝土，；縱向鋼筋采用hrb335鋼筋，箍筋采用hpb235鋼，。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類t形截面。次梁正截面受彎承載力計算截面1b2c彎矩設計值（）90.81-90.8159.42-67.91或0.0090.1100.0130.1600.350.0090.1170.35或634709439519選配鋼筋（）2b18+1b18（彎）1b16+1b18+1b16（彎）2b14+1b16（彎）2b16+1b16(彎) 計算結(jié)果表明 支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重

10、分布原原則；，此值大于，同時大于，滿足最小配筋率的要求。 ，同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。2） 斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：，因4，截面尺寸按下式驗算：，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用,6雙肢箍筋，計算支座b左側(cè)截面。由，可得到箍筋間距調(diào)幅后受剪承載力應加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，。驗算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：，實際配箍率，不滿足要求，所以要按最小配箍率配箍筋。，取。所以選,6140雙肢箍筋4、主梁設計主梁按彈性方法設計（1）荷載設計值

11、為簡化計算，將主梁自重等效為集中何載。次梁傳來的永久荷載標準值 主梁自重（含粉刷）標準值 次梁傳來的永久荷載設計值 主梁自重（含粉刷）設計值 永久荷載設計值 ，取 可變荷載設計值 ，?。?）計算簡圖 主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm；中間支承在的混凝土柱上。其計算跨度 邊跨 ，因，取 中跨 主梁的計算簡圖見下圖。因跨度相差不超過10%，故可利用附表6-2計算內(nèi)力。（3）內(nèi)力設計值及包絡圖1） 彎矩設計值彎矩 ，式中系數(shù)、由附表6-2相應欄內(nèi)查得。2） 剪力設計值剪力 ，式中系數(shù)、附表6-2相應欄內(nèi)查得。3） 彎矩、剪力包絡圖 第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載由附

12、表6-2知，支座b和c的彎矩值為：在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為；在第2跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：在第2跨內(nèi)：。以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載第2跨兩集中荷載作用點處的彎矩為：第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：彎矩包絡

13、圖如下圖所示剪力包絡圖： 第1跨；過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。 ；過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。第2跨；過第1個集中荷載后為。當可變荷載僅作用在第2跨時；過第1個集中荷載后為剪力包絡圖如下圖所示（4）承載力計算1） 正截面受彎承載力跨內(nèi)按t形截面計算，因0.1，翼緣計算寬度按和中較小值確定，取。b支座邊的彎矩設計值?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類t形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。主梁正截面承載力計算截面1b2彎矩設計值（）324.63-351.59168.27-50.87或0.0180.1400.0090.0200.9910.9240.9950.99014

14、271657737224選配鋼筋（）2b22+2b25（彎）3b20+2b25（彎）2b18+1b20（彎）2b20主梁縱向鋼筋的彎起和發(fā)斷按彎矩包絡圖確定。2） 斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：，因4，截面尺寸按下式驗算：,截面符合尺寸。計算所需腹筋：采用,8200雙肢箍筋，驗算最小配筋率：，滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來的集中力，附加箍筋布置范圍。取附加箍筋,8200雙肢，則在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)， 排，次梁兩側(cè)各布置4排。由式，滿足要求。因主梁的腹板高度大于，需在梁側(cè)設置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%，且其間距不大于?，F(xiàn)每側(cè)配置2,

15、 14，0.1%，滿足要求。主梁邊支座下需設置梁墊，計算從略。5、主梁的撓度和裂縫寬度驗算對于截面1（1）撓度計算 0.01，取 1，取 ，滿足要求。（2）裂縫寬度計算 0.01，取 ，0.3mm,所以裂縫寬度符合要求。同理算得截面2最大撓度為10.42mm33mm，最大裂縫寬度為0.285mm0.3mm四、屋面設計1、樓面的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.6m，次梁的跨度為6.3 m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2 m， ，因此按單向板設計。按跨高比條件，要求板厚，對工業(yè)建筑的樓面板，要求，取板厚。次梁截面高度應滿足，考慮到樓面可變荷載比較大，取。截面寬

16、度取為。主梁截面高度應滿足，取。截面寬度取為。屋面結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖2、板的設計已知前述，軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單向板。（1）荷載計算板的永久荷載標準值12.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板40mm厚 陶粒混凝土找坡 20mm厚12.5水泥砂漿找平20 mm厚 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 板底抹灰15 mm厚 小計永久荷載標準值 可變荷載標準值 永久荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標準值小于，所以可變荷載分項系數(shù)應取1.4，于是板的永久荷載設計值 可變荷載設計值 荷載總設計值勤 （2）計算簡圖次梁截面為，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于，取板在墻上的支承長度為。按彈性理論設計，

17、板的計算跨度：邊跨 ， ，取中間跨 因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示（3）內(nèi)力計算1）彎矩設計值彎矩 式中系數(shù)由附表6-2相應欄內(nèi)查得。（4）正截面受彎承載力計算環(huán)境類別一級，c30混凝土，板的最小保護層厚試。板厚80mm，；板寬。c30混凝土，；hpb235鋼筋，。板配筋計算的過程列于下表：截面1b2c3彎矩設計值（）2.25-3.261.02-2.451.430.0440.0630.0200.480.0280.0450.0650.0200.0490.028軸 線、計算配筋（）18426682200115實際配筋（）,8200,8180,8

18、200,8200,8200軸 線計算配筋（）184266實際配筋（）,8200,8180,8200,8200,8200*對軸線間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設計值都可折減20%。為了方便，近似對鋼筋面積乘0.8。計算結(jié)果表明1）支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則2），此值大于，同時大于，滿足最小配筋率的要求。3）垂直于縱向受拉鋼筋放置,6180的分布鋼筋，其截面面積為：，且，可以。3、次梁的設計按彈性理論設計。根據(jù)本車間樓面的實際使用情況，樓面的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。（1）荷載計算永久荷載標準值板傳來的永久荷載標準值 次梁自重 次梁粉刷 小

19、計永久荷載標準值 可變荷載標準值 永久荷載分項系數(shù)取1.2；因次梁可變荷載標準值小于，所以可變荷載分項系數(shù)應取1.4，于是板的永久荷載設計值 可變荷載設計值 荷載總設計值勤 （2）計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為。計算跨度邊跨 ， 中間跨 可按等跨連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖見下圖（3）內(nèi)力計算1）彎矩設計值彎矩 式中系數(shù)由附表6-2相應欄內(nèi)查得。2)剪力設計值剪力 （4）承載力計算1)正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按t形截面計算，翼緣寬度?。挥?，故取。除支座b截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境類別一級，c30混凝土，梁的最小保護層厚度。zzz

20、zn。c30混凝土，；縱向鋼筋采用hrb335鋼筋，箍筋采用hpb235鋼，。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類t形截面。次梁正截面受彎承載力計算截面1b2c3彎矩設計值（）52.54-70.7222.23-53.2130.98或0.0080.1140.0030.0860.0050.0080.1210.0030.0900.005或390536146399244選配鋼筋（）3b143b164b103b144b10 計算結(jié)果表明，此值大于，同時大于，滿足最小配筋率的要求。2)斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：，因

21、4，截面尺寸按下式驗算：，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用,6雙肢箍筋，計算支座b左側(cè)截面。由，可得到箍筋間距調(diào)幅后受剪承載力應加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，。驗算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：，實際配箍率，不滿足要求，所以要按最小配箍率配箍筋。，取。4、主梁設計主梁按彈性方法設計（1）荷載設計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中何載。次梁傳來的永久荷載標準值 主梁自重（含粉刷）標準值 次梁傳來的永久荷載設計值 主梁自重（含粉刷）設計值 永久荷載設計值 可變荷載設計值 （2）計算簡圖 主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長

22、度為370mm；中間支承在的混凝土柱上。其計算跨度 邊跨 ，因，取 中跨 主梁的計算簡圖見下圖。因跨度相差不超過10%，故可利用附表6-2計算內(nèi)力。（3）內(nèi)力設計值及包絡圖1）彎矩設計值彎矩 ，式中系數(shù)、由附表6-2相應欄內(nèi)查得。2)剪力設計值剪力 ，式中系數(shù)、附表6-2相應欄內(nèi)查得。3)彎矩、剪力包絡圖第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載由附表6-4知，支座b和c的彎矩值為：在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為；在第2跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 第1、2跨有可變荷載，

23、第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：在第2跨內(nèi)：。以支座彎矩，的邊線為基線，作，的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載第2跨兩集中荷載作用點處的彎矩為：第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：彎矩包絡圖如下圖所示剪力包絡圖：第1跨；過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。 ；過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。第2跨；過第1個集中荷載后為。當可變荷載僅作用在第2跨時過第1個集中荷載后為剪力包絡圖如下圖所示（4）承載力計算1）正截面受彎

24、承載力跨內(nèi)按t形截面計算，因0.1，翼緣計算寬度按和中較小值確定，取。b支座邊的彎矩設計值?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類t形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。主梁正截面承載力計算截面1b2彎矩設計值（）201.57-219.9662.58或0.0110.0880.0030.9940.9540.9988841005273選配鋼筋（）4b184b185b12主梁縱向鋼筋的彎起和發(fā)斷按彎矩包絡圖確定。2）斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：，因4，截面尺寸按下式驗算：,截面符合尺寸。計算所需腹筋：采用,8200雙肢箍筋，驗算最小配筋率：，滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來的集中力，附加箍

25、筋布置范圍。取附加箍筋,8200雙肢，則在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)， 排，次梁兩側(cè)各布置4排。由式，滿足要求。因主梁的腹板高度大于，需在梁側(cè)設置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%，且其間距不大于?，F(xiàn)每側(cè)配置2, 14，0.1%，滿足要求。主梁邊支座下需設置梁墊，計算從略。5、主梁的撓度和裂縫寬度驗算對于截面1（1）撓度計算 0.01，取 1，取 ，滿足要求。（2）裂縫寬度計算 0.01，取 ，0.3mm,所以裂縫寬度符合要求。同理算得截面2最大撓度為10.58mm33mm，最大裂縫寬度為0.296mm0.3mm五、柱子設計1、第二層的柱子設計軸心受壓設計值計算

26、：柱子承受屋蓋次梁和主梁傳來的剪力，由次梁和主梁的剪力設計值可知。次梁剪力設計值：主梁的剪力設計值：所以柱子的軸心設計值為：,查表5-1得根據(jù)式，設柱子的截面尺寸為得：0所以可按照最小配筋率配置鋼筋，采用4b18 單側(cè)配筋率，可以。所以采用4b18，箍筋采用,8200。2、第一層的柱子設計軸心受壓設計值計算：柱子承受屋蓋次梁和主梁傳來的剪力，由次梁和主梁的剪力設計值可知。次梁的剪力設計值：主梁的剪力設計值： 主梁次梁傳遞荷載為： 二層傳遞荷載：所以柱子的軸心設計值為：,查表5-1得根據(jù)式，設柱子的截面尺寸為得：0所以可按照最小配筋率配置鋼筋，采用4b18單側(cè)配筋率，可以。所以采用4b18，箍筋采用,8200。六、樓梯屋面設計1、荷載計算此處樓梯屋面面積較?。ǔ叽纾?300mm6300mm），所以不設受力梁，直接設置屋面板。按高跨比條件，要求板厚h3300/40=82.5mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板h70mm，取板厚h=90mm。建筑資料與屋面設計相同：（1）板的永久荷載標準值： 12.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板40mm厚 陶?；炷琳移?12.5水泥