工業(yè)廠房樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、一 基本資料 2 二 樓面梁格布置及截面尺寸 3 1 梁格布置： 3 2 截面尺寸： 4 三 板設(shè)計(jì) 4 1 荷載 4 2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 5 3 彎矩設(shè)計(jì)值 6 4 正截面受彎承載力計(jì)算 6 四 次梁計(jì)算 7 1 荷載設(shè)計(jì)值 7 2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 8 3 內(nèi)力計(jì)算 9 4 承載力計(jì)算 10 五 主梁的計(jì)算 12 1 荷載設(shè)計(jì)值 12 2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 13 3 彎矩、剪力設(shè)計(jì)值及內(nèi)力包絡(luò)圖 14 4 主梁的承載力計(jì)算 18 5 繪制抵抗彎矩圖形 20 六 墻體計(jì)算 21 1 確定房屋靜力計(jì)算方案 21 2 墻體高厚比驗(yàn)算 21 3 縱墻承載力計(jì)算 22 4 主梁梁端支承處局部受壓承載力計(jì)算 28 5 墻體

2、的構(gòu)造措施 31 七 設(shè)計(jì)小結(jié) 31 主要參考書(shū)目： 32 附：課程設(shè)計(jì)施工圖 工業(yè)廠房樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 本次設(shè)計(jì)的題目是某多層工業(yè)廠房中間層樓蓋。其采用現(xiàn)澆鋼筋 混凝土單向板肋梁樓蓋，并要求對(duì)墻體進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)間從2007 年1月到2004月完成。指導(dǎo)老師是四川省江油市江匯水利電力建筑 勘察設(shè)計(jì)所副所長(zhǎng)譚兵工程師。 一基本資料 本次設(shè)計(jì)題目是某多層工業(yè)廠房，樓蓋平面如附圖 1 （題號(hào)1）。 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁蓋。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，本說(shuō)明書(shū)只是 設(shè)計(jì)了中間層樓蓋。 附圖1 建筑平面尺寸為18x 30m,房屋層高為 4.2m,女兒墻高度為 800mm;樓梯在室外單獨(dú)設(shè)置，與主體結(jié)構(gòu)

3、脫開(kāi)。樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn) 值為5.0kN/m2;屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 5.3kN/m2;可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.7kN/m2;墻體厚度為370mm;墻面為雙面抹灰磚墻?；炷翉?qiáng)度等級(jí) 為C20;主梁、次梁受力主筋采用H級(jí)，板及梁內(nèi)其他鋼筋采用I級(jí)。 二樓面梁格布置及截面尺寸 1梁格布置: 布置見(jiàn)附圖2 （未標(biāo)出的尺寸單位為 mm,下同）。主梁、次梁的 跨度分別為6m和5.0m。板的跨度為2m,跨長(zhǎng)均較適宜。主梁沿橫向 布置，梁上承受兩個(gè)由次梁傳來(lái)的集中力，梁的彎矩圖比較平緩。對(duì) 梁的工作有利。 D Jf1111 3IILiirII IIF4 ;ir1 丄 40 2000 40 =50mm 對(duì)一般的

4、板厚應(yīng)大于60mm,現(xiàn)考慮樓蓋活荷載較大，故取 h=80mm。 11 11 次梁：截面高 h=（-）i =（丄 丄）x 5000=278416mm,取 18 1218 12 h=400mm;截面寬 b=200mm。 1 1 11 主梁：截面高 人=（丄丄）1 =（丄丄）x 6000=430750mm,取 148J 148 h=600mm;截面寬 b=250mm。 三板設(shè)計(jì) 按塑性?xún)?nèi)力重分布的方法計(jì)算板的內(nèi)力 1荷載 荷載種類(lèi) 荷載標(biāo)準(zhǔn)值N/m2 水磨石面層 0.65kN/m2 恒載 80mm鋼筋混凝土板 0.08X 25=2.00 kN/m2 板底粉刷 0.25 kN/m2 小計(jì) 2.90 k

5、N/m2 活何載 均布活荷載 5.0 kN/m2 考慮恒荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2;因?yàn)闃敲婢蓟詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值大于 4.0kN/m2,所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取為1.3。板上的 恒荷載設(shè)計(jì)值g=2.90 x 1.2=3.48 kN/m2 活荷載設(shè)計(jì)值q=5.0X 1.3=6.50 kN/m2 荷載總設(shè)計(jì)值 g+q =9.98 kN/m2 取 g+q=10.0 kN/m2 2計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁截面200mmx 400mm,板在墻上支承寬度120mm,板的 跨長(zhǎng)見(jiàn)附圖3 1 1 370 2( L 17S0 200 1800 200 Jl im 1 V f f D 附圖3 板的跨度 -討 附圖4板的計(jì)算簡(jiǎn)圖 邊跨 |0

6、1 =ln2000 100 120 80 =1820mm 2 2 中間跨 1。2 = In = 2000 一200 = 1800mm 跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算 單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如附圖4。 3彎矩設(shè)計(jì)值 由武漢大學(xué)出版社出版的混凝土及砌體結(jié)構(gòu)（程文瀼主編） 所附的板的彎矩系數(shù)表查得：板的彎矩系數(shù)a分別為邊跨中，丄；離 11 端第二支座，-丄；中跨中，丄；中間支座，-丄。故 111614 M1 _ _M B =：ig q l01 /11 =10.0 1.822 /11 =3.01KN m Me 二 - g q I02 /14 二-10.0 1.802 /14 = -

7、2.31KN m M2 二 M3 二 g q I02/16 =10.0 1.802/16 = 2.03KN m 4正截面受彎承載力計(jì)算 板厚 80mm,ls=80-20=60mm G 混凝土 fem=11N/mm；I 級(jí)鋼筋 f y=210 N/mnio板的配筋計(jì)算見(jiàn)附表1。 對(duì)軸線-間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面C的彎矩值 可減少20% 軸線-間板帶的中間支座（支座C）截面配筋量較計(jì)算值低 4.5%，在允許范圍之內(nèi)。而且跨內(nèi)截面（截面2）的配筋略有富余，考 慮內(nèi)力重分布因素，支座C不再增加鋼筋。 板的分布鋼筋采用 600250其他附加鋼筋詳見(jiàn)板的配筋圖。 四次梁計(jì)算 按考慮內(nèi)力重分布設(shè)

8、計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，樓蓋的次梁和主梁的活 荷載一律不考慮梁從屬面積的折減。 附表1板的配筋計(jì)算 截面 1 B 2 C 2.03 -2.31 彎矩設(shè)計(jì)值(kN m) 3.01 3.01 (1.624) (-1.848) 0.051 0.058 C(s = M / fcmbh。 0.076 0.076 (0.041) (0.046) 0.052 0.060 J1-J1-2% 0.079 0.079 (0.042) (0.047) 計(jì)算(mni) 軸線 248.3 248.3 163.4 188.6 As = -bh0 f cm / f y - 0 8200 0 8200 0 6/8200 0 6/8

9、200 -實(shí)配As(mm) As=251 As=251 As=196 As=196 計(jì)算(mmi) 248.3 248.3 132 147.7 As = Eh?？? fy 軸線 - 0 8200 0 6200加 0 6200 0 6200 實(shí)配 As(mnm) 上 0 8400 As=251 As=141 As=141 As=266.5 1荷載設(shè)計(jì)值 板傳來(lái)的恒荷載 2 3.48X 2.0=6.96 kN/m 次梁自重0.2 X (0.4-0.08) X 25 X 1.2=1.92 kN/m 次梁粉刷（040.08） x 2X 0.25 X 1.2=0.19 kN/m 恒荷載設(shè)計(jì)值 g=9.0

10、7 kN/m2 活何載設(shè)計(jì)值 q=6.5X 2.0=13.0 kN/m2 何載總設(shè)計(jì)值 g+q =22.07 kN/m2 取 2 g+q=22.1 kN/m 2計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁的截面 250mm x 600mm，次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為 240mm。次梁的跨長(zhǎng)見(jiàn)附圖5。 T 1 n 1= 1 1 - a r. 訕 5 沆- 城5 1750 5000 1 5蝕0 附圖5次梁的跨度 lkM/a1 附圖6次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 取計(jì)算跨度為 邊跨|01 = ln +% =5000 -240 250/2 + 240/2 = 4755 又|01 =1.025ln =1.025 4635 = 4751 mm1667

11、m故取 bf = 1667mm 除支座 B 截面 縱向受拉鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置成一排。 判別T形截面類(lèi)形 I hf80 :bfhffem(ho-)=1667 80 11(400 -35) =476.76KN M 2 2 45.33KN -可知屬第I類(lèi)T形截面。 次梁的配筋計(jì)算見(jiàn)附表2G混凝土 fem=11N/mm II級(jí)鋼筋fy=310 N/mrk 附表2次梁的正截面受彎承載力計(jì)算 截面 1 B 2 C 彎矩設(shè)計(jì)值（kN m） 45.33 -45.33 31.16 -35.62 45.33 漢106 45.33如06 31.16I06 35.62 如06 i 2 Ct s = M

12、J f cm bh0 2 11 667x365 2 11X 200 X 340 2 11x1667 x 365 2 11 X 200 X 365 =0.0186 =0.1782 =0.0128 =0.1215 1一寸12亞 0.0188 0.1978198.21KNM?？芍獙俚贗類(lèi)T形截面。 附表5主梁正截面受彎承載力計(jì)算 截面 1 B 2 彎矩設(shè)計(jì)值（kN - m） 198.21 -193.26 101.48 -28.63 M 6 198.21 匯 10 6 193.26 匯 10 6 101.480 6 28.6300 2 11 x 2000 父 565 2 11 父 250 父 530

13、2 11 x 2000 乂 565 2 11 250 乂 565 as 2 f cmbh0 =0.0282 =0.2502 =0.0144 =0.0326 理 _1+J1-2as 0.986 0.853 0.993 0.983 s 2 M2 As匕 (mm) S f y h0 1147.7 1379 583.5 166.3 3 18+2 16 3 18+3 16 316 216 選配鋼筋 As=1165mm As=1366mm 2 AS=603mm 2 As=402mm B支座截面的實(shí)際配筋量較計(jì)算需要值少1%VBl = 159210N 可以知道支座B配置 8200已能滿(mǎn)足斜截面的受剪要求，彎

14、起 鋼筋可按構(gòu)造處理。因主梁受集中荷載，剪力圖呈矩形，故在支座B 左邊2m范圍內(nèi)布置三道彎起筋以便覆蓋此最大剪力區(qū)段?，F(xiàn)先后彎 起216和118。 (3) 次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計(jì)算 次梁傳來(lái)集中力 Fl =49.9 65.0 =114.9KN 現(xiàn) h1=600-400=200mm s = 20 3b = 2 2003 200 = 1000mm 取附加箍筋 8200m雙肢，則在長(zhǎng)度s內(nèi)可布置附加鋼筋排數(shù)。 m=1000/200=5排，現(xiàn)次梁兩側(cè)各布置 3排，共6排，則 m nfyvasv1 =600 2 210 50.3 =126756N114900N 可以 主梁邊支座下設(shè)現(xiàn)澆梁墊。 5繪制抵抗

15、彎矩圖形 （1）鋼筋所能承擔(dān)和極限彎矩 按實(shí)際配置的鋼筋面積 A.C計(jì)算出控制截面上材料所能承擔(dān)的極 限彎矩（此時(shí)忽略截面上內(nèi)力臂的差值）。用繪彎矩包絡(luò)圖的同一比例 將抵抗彎矩值標(biāo)注在包絡(luò)圖的相應(yīng)截面位置上， 再按每根鋼筋截面面 積的比例劃分，得出各根鋼筋的所承擔(dān)得抵抗彎矩值。 （2）過(guò)各分段點(diǎn)作水平線與彎矩包絡(luò)圖相交，得出各根鋼筋的 “充分利用點(diǎn)”和“按計(jì)算不需要點(diǎn)”。 （3）根據(jù)抵抗彎矩圖必須在彎矩包絡(luò)圖外面的原則，確定鋼筋 的彎起和截?cái)?。鋼筋的彎起和截?cái)鄳?yīng)滿(mǎn)足下述要求： （a） 彎起鋼筋彎起點(diǎn)應(yīng)距“充分利用點(diǎn)”不小于0.5h。； （b）鋼筋截?cái)帱c(diǎn)應(yīng)距“充分利用點(diǎn)”不小于 1.2la h。

16、當(dāng) V 0.07fcbh。時(shí) 當(dāng) V :：: O.O7fcbho 時(shí) (c) 縱筋伸入支座的錨固長(zhǎng)度la必須大于40d。 具體尺寸見(jiàn)附后的主梁配筋圖。 六墻體計(jì)算 1確定房屋靜力計(jì)算方案 由武漢大學(xué)出版社出版的混凝土及砌體結(jié)構(gòu)(程文瀼主編) 所附表查得。本廠房為1類(lèi)樓蓋。 2墻體高厚比驗(yàn)算 由于荷載較大，本廠房墻體采用 MU2(紅磚M10砂漿砌筑，容許 高厚比(3 =26。 (1) 縱墻高厚比驗(yàn)算 山墻之間的距離s=30m2H=8.4m則計(jì)算高度H=1.0H=4.2m。取相鄰窗間墻寬 s=5.0 計(jì)算，其窗洞寬bs=3.6m,考慮門(mén)窗洞口的修正系數(shù) =1 -0.4直-0.4 芟.=0.712

17、s5.0 縱墻為承重墻 討=1.0 由公式生乞T2【訂 h 現(xiàn) 2 =匕 =竺 胡1.35J2訂=1.0 0.712 26 =18.51 滿(mǎn)足要求。 h 0.37 (2) 橫墻咼厚比驗(yàn)算 縱墻之間的距離s=18m2H=8.4m 則計(jì)算高度 Hb=1.0H=4.2m。其門(mén)洞寬 bs=2.0m,考慮 門(mén)窗洞口的修正系數(shù)=1 - 0.4蟲(chóng)“-0.4 2.0 = 0.956 5=1.0 s18 由公式巴宀訂 h H 4 2 現(xiàn) 0 二匕 =11.352 J =0 0.956 26 =24.86 滿(mǎn)足要求。 h 0.37 3縱墻承載力計(jì)算 取寬度為一個(gè)開(kāi)間的窗間墻（s=5.0 m）為計(jì)算單元 屋面荷載：

18、恒載為gk=5.3KN/m （不包括梁自重），活載為 qk=0.7KN/m2 樓面荷載：恒載為gk=2.9KN/mf （不包括梁自重），活載為 qk=5.0KN/m2 _ 2 370mm墻（雙面粉刷）自重：7.62 KN/m 鋼框玻璃窗自重：0.45 KN/m2 每一個(gè)開(kāi)間梁自重：25 X （0.25 X 0.52 X 3+0.2 X 0.32 X 5）=17.75KN 根據(jù)設(shè)計(jì)基本資料和砌體規(guī)范可知可不考慮風(fēng)荷載，僅按豎 向荷載作用驗(yàn)算墻體。 附圖10標(biāo)準(zhǔn)單元荷載計(jì)算截面 (1)選取計(jì)算截面 由于墻體厚度一樣，材料強(qiáng)度等級(jí)相同，現(xiàn)取每層窗間墻上、下 兩處的截面(窗洞口上部和窗洞口下部)為計(jì)算

19、截面，見(jiàn)附圖10。 (2)荷載計(jì)算 一個(gè)計(jì)算單元的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 已知女兒墻高度800mm窗尺寸為3000mM 3600mm 女兒墻墻重：7.62 X 5X0.8 =30.48kN 每層墻重：7.62 X 5X (4.2-3.0)+7.62 X (5-3.6) X 3+0.45 X 3.0 X 3.6=82.58kN 屋面荷載：恒荷載：5.3 活荷載:0.7 X 5X3+17.75=97.25kN 樓面荷載：恒荷載：2.9 X 5X3+17.75=61.25KN X 5X3=10.5kN107.75kN 活荷載：5.0 X 5X3=75KN 136.25kN 每層截面處墻重： 截面1 1、截面3

20、3、截面5 5、截面7 7: 7.62 X 5X 0.2=7.62KN 截面22、截面44、截面66、截面8& 7.62+7.62 X 1.4 X 3.0+0.45 X3X3.6=7.62+36.84=44.48kN (3) 內(nèi)力計(jì)算 梁端支承壓力到墻內(nèi)邊的距離 c 對(duì)于屋蓋：c=O.33ao對(duì)于樓蓋：c=O.4ao (上述式中梁的有效支承長(zhǎng)度 =10 . 2.82 600 = 145.86mm) (a)荷截標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的內(nèi)力: 第四層：截面1 1： Nik=Njk+N.k=30.48+107.75+7.62=145.85KN 墻頂面處彎矩:Mk = Nlk y = Nlk(f _O.33a0)

21、 370 = 107.75 (7 -0.33 145.86) 2 =107.75X 136.9=14.75kN m M 1k -14.75 42 02 =14.04kN m 4.2 145.85 e 二 J404 二 0.09626m 二 96.26mm 截面22: N 2k=145.85+36.84=182.69 kN M2K =14.75 4.2一0.2一3.0 =3.51kN m 4.2 3 51 e0.01921m = 19.21mm 182.69 第三層：截面3 3 NK=30.48+82.58+107.75+136.25+7.62=364.68kN N3K 136.25 （竺 2

22、-0.4 145.86） =136.25 x 126.7=17.26 kN m M3k =17.26 42 02 =16.43kN m 4.2 16.43 e = 364.68 =0.04505m = 45.05mm 截面44 Mk=364.68+36.84=401.52 KN 4.2 - 0.2 - 3.0 M 4K =17.264.11kN m 4.2 4 11 e0.01023m = 10.23mm 401.52 第二層：截面5 5 N=30.48+107.75+136.25 x 2+82.58 x 2+7.62=583.51 KN MK=17.26KN - mm M5k=16.43KN

23、 - m =0.02816m =28.16mm 583.51 截面66 N6k=583.51+36.84=620.35 KN M=17.26KN mm M6k=4.11KN - m 4 11 e0.00663m = 6.63mm 620.35 第一層：截面77 N 7K=583.51 + 136.25+82.58=802.34kN MK=17.26KN - mm M5k=16.43KN - m e 16.430.02047m = 20.47mm 802.34 截面88 N8k=802.34+36.84=839.18 kN MK=17.26KN - mm M8k=4.11KN - m 4 11

24、e0.00490 = 4.90mm 839.18 (b)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的內(nèi)力 截面11 = 1.2(30.48+97.25+7.62)+1.4 X 10.5=177.12kN 墻頂面彎矩：M=( 1.2 X 97.25+1.4 X 10.5 ) X 136.9=17.99KN m 4 202 M1 =17.9917.13kN m 4.2 截面22 2=177.12+1.2 X 36.84=221.33kN 4.20.23.0 M2 =17.994.28kN m 4.2 截面33 N =1.2(30.48+82.58+97.25+61.25+7.62)+1.4(10.5+75) =454.72K

25、N M =(1.2 X 61.25+1.4 X 75) X 126.7=22.62 KN m 4 90 2 M3 =22.6221.54kN mm 4.2 截面44 2=454.72+1.2 X 36.84=498.93KN 4.2 -0.2 -3.0 M 4 = 22.625.39kN m 4.2 截面55 2=454.72+1.2 X (82.58+61.25)+1.4 X 75=732.32KN M =(1.2 X 61.25+1.4 X 75) X 126.7=22.62 KN m 42-0 2 M5 =22.6221.54kN mm 4.2 截面66 2=732.32+1.2 X 3

26、6.84=776.53KN 4.2 0.23.0 M6 =22.625.39kN m 4.2 截面77 2=732.32+1.2 X (82.58+61.25)+1.4 X 75=1009.92KN M =(1.2 X 61.25+1.4 X 75) X 126.7=22.62 KN m 4 202 M 7 =22.6221.54kN mm 4.2 截面88 Nf1009.92+1.2 X 36.84=1054.13KN 4.20.23.0 M8 =22.625.39kN m 4.2 (4) 驗(yàn)算截面承載力 截面承載力計(jì)算見(jiàn)附表6。 4主梁梁端支承處局部受壓承載力計(jì)算 今取最底層的梁端進(jìn)行計(jì)算

27、。 已知 Ao= (250+370X 2)x 370=366300mr,i底層梁端荷載標(biāo)準(zhǔn)值 產(chǎn)生的支承壓力 Nk=136.25KN,設(shè)計(jì)值 N = 1.2 X 61.25+1.4 X 75=178.50KN,作用在A范圍內(nèi)的上部荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力： Ndk= (802.34-7.62 X 5X 0.12) X (366300/370 X 5000) =797.768 X 0.198=157.96KN N =(1009.92-7.62 X 5X 0.12 X 1.2) X (366300/370 X 5000) = 1004.43 X 0.198=198.88KN 由于梁跨度為6.0m大于

28、4.8 m。故設(shè)置與梁端現(xiàn)澆成整體混凝 土墊塊。墊塊尺寸 ab=450mm bb=370mm,t=180mm墊塊自梁邊每邊挑 出的長(zhǎng)度為100mmt符合剛性墊塊要求。 梁端的有效支承長(zhǎng)度 a = 38 .bbtNn， =38 178.50 1 370 2.82 =138.81mm A = a0bb =138.81 370 = 51360mm2 A。=(b 2h)h =(2502 370) 370 = 366300 mm2 A二366300 = 7.13 3則上部荷載可以不考慮。 A 51360 砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù) 附表6截面承載力計(jì)算 層數(shù) 截面 N( KN M(KN- m e(mm) e/h y(mm) e/y 3 =H0/h 屮 A(mrr) f N =屮 a fA(kN) 結(jié)果 四層 1-1 177.12 17.13 96.26 0.2602 185 0.520.3m 2.82 501.04 滿(mǎn)足 2-2 221.33 4.28 19.21 0.0519 185 0.1040.3m 2.82 1069.28 滿(mǎn)足 三層 3-3 454.72 21.54 45.05 0.1218 185 0.240.3m 2.82 860.39 滿(mǎn)足 4-4 498.93 5.39 10.23 0.0276 185 0.0550.3m 2.82 1140.85 滿(mǎn)足 二層 5-5