1、一、設計任務與要求某多層工業廠房，采用鋼筋混凝土內框架承重，外墻為370mm磚砌承重。設計時，只考慮豎向荷載作用，采用單向板肋梁樓蓋，要求完成鋼筋混凝土整體現澆樓蓋的結構設計。設計任務每人一題，獨立完成。采用A4紙打印或撰寫，圖紙采用AutoCAD繪制，統一封面格式見附件1。二、設計內容 1、結構布置 確定柱網尺寸，柱截面尺寸見表1，主次梁布置及截面尺寸，并進行編號，繪制樓蓋結構布置圖。 2、板設計 按塑性分析法計算內力，并繪制板配筋圖。 3、次梁設計 按考慮塑性內力重分布的方法計算內力和正截面極限承載力，并繪制配筋圖。 4、主梁設計3. 對比重為1520kN/m3的輕質混凝土結構，表中系數宜

2、乘以（1.65-0.03）且不小于1的系數。 按彈性方法計算主梁內力，繪制主梁的彎距、剪力包絡圖，根據包絡圖計算正截面、斜截面的承載力，并繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。三、設計條件 1、建筑尺寸見圖1和表2。 2、題號：按學號順序從表1和表2確定。轉專業同學的題號由教師指定。 3、樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現澆板，15mm厚石灰砂漿抹灰。250120L1120120120L2250250電梯間樓梯間 4、荷載：永久荷載，包括梁、柱、板及構造層自重，鋼筋混凝土容重25kN/m3，水泥砂漿容重20kN/m3，石灰砂漿容重17kN/m3，分項系數=1.2。可變荷載，樓面均布荷載標準

3、值見表1，分項系數=1.3。 圖1 建筑平面尺寸表1 柱截面尺寸及混凝土強度等級班級柱截面尺寸（mm）混凝土強度等級A10土木1300300C25A10土木2350350C30表2 班級序號對應的題號、設計尺寸及可變荷載L1L2（m）可變荷載（kN/m2）5.05.56.06.57.07.522.530.0181522293621.628.5291623303721.427.53101724313819.827.34111825323919.625.05121926334018.024.86132027344117.124.071421283542 5、材料 梁、板混凝土強度等級見表1。 主梁

4、、次梁受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其他均用HPB300級鋼筋。四、進度安排 結構計算 3天 繪制結構配筋圖 2天 計算書、圖紙整理 1天合計教學周 1周 6天五、指導教師意見附件2評分標準 項目分檔工作態度設計成果評分出勤率主動性計算書圖紙A90以上B8090C7080D70以下一.設計資料設計使用年限50年,結構安全等級為二級,環境類別為一類.樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現澆板，15mm厚石灰砂漿抹灰；荷載：永久荷載，包括梁、柱、板及構造層自重，鋼筋混凝土容重25kN/m3，水泥砂漿容重20kN/m3，石灰砂漿容重17kN/m3，分項系數rg=1.2。均布活荷載標準值q=

5、5.0KN/m，分項系數rq=1.3。材料：混凝土強度等級C25；主梁、次梁受力鋼筋采用HRB335(300)級鋼筋，其他均用HPB300(270)級鋼筋。結構布置：二.結構布置1.柱網尺寸確定主梁跨度為6.534m，次梁跨度為5.0m，主梁每跨內布置兩根次梁。即板跨2.178m。2.板厚確定（h） 根據高跨比,板厚取hl/40=2178/40=54.45mm。對于工業廠房的樓板，考慮到樓面可變荷載比較大取板厚h=100mm。3.次梁截面尺寸（b*h） 根據剛度要求h=l/18-l/12=5000/185000/12=277416mm,所以取h=400mm，界面寬度b=h/3h/2之間，取b=

6、180mm。即b*h=180*400。4.主梁截面尺寸（b*h） 根據剛度要求h=l/15-l/10=6534/156534/10=435.6653.4,所以取h=600mm,界面寬度b=h/3h/2之間，取b=250mm。即b*h=250*600。三.板的設計按考慮塑性內力重分布設計根據鋼筋混凝土結構設計規范（GB50010-2010）規定，本設計中板區格長短邊之比為5000/2178=2.3，介于2和3之間，可以按單向板計算。1.荷載計算恒荷載標準值20mm厚水泥沙漿面層：0.02 20=0.4 KN/100mm厚鋼筋混凝土板：0.1025=2.5KN/15mm厚混合沙漿抹灰：0.0151

7、7=0.255 KN/小計 3.155 KN/ 活荷載標準值： 5.0 KN/永久荷載分項系數=1.2；因為是工業建筑樓蓋且樓面活荷載標準值大于，所以活荷載分項系數取=1.3，荷載設計總值： P=1.2*3.155+1.3*5.0=10.29KN/m。2.板的計算簡圖次梁的截面為180mm*400mm，現澆板在墻上的支承長度不小于100mm,取板在墻上的支承長度為120mm，按塑性內力重分布設計，班的計算跨度：邊跨：l01=ln1+h/2=(2178-120-180/2)+100/2=2018mm L01=ln1+a/2=(2178-120-180/2)+120/2=2028mm所以去l01=

8、2018mm。中間跨:l02=2178-180=1998mm。因跨度相差小于10%，可按等跨連續板計算，取五跨。以1m寬板作為計算單元，計算簡圖如下。板計算簡圖3.板的彎矩設計值板的彎矩設計值的計算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數1/11-1/111/16-1/14計算跨度l0(m)l01=2.018l01=2.018l02=1.998l02=1.998(kN.m)1/1110.292.0182=3.81-1/1110.292.0182=-3.811/1610.291.9982=2.57-1/14 10.291.9982=-2.934.板正截面受彎承載力計算對于一

9、類環境，C25混凝土，保護層厚度為15mm，板厚100mm,有效高度為ho =100-20=80mm，C25混凝土 a1=1.0,fc=11.9N/ mm2，HPB300鋼筋，fy=270 N/ mm2。對軸線間的板帶，考慮起拱作用，其跨內2截面和支座C截面的彎矩設計值可折減20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減20%。板配筋計算過程見表。 板的配筋計算截面位置1B2C 彎矩設計值（）3.81-3.812.57-2.93s=M/1fcbh020.0500.0500.03370.0385 0.05130.05130.350.03430.03930.35軸線 計算配筋（mm2）AS=bh01fc/f

10、y181212取212181212取212121212取212138212取212實際配筋（mm2）613061306130 6130 As=218As=218As=218As=218軸線計算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy181212取212181212取2120.8121=96.8212取212 0.8138=110.4212取212實際配筋（mm2）6130613061306130As=218As=218As=218As=218配筋率驗算pmin= 0.45ft/fy=0.45x1.27/270=0.212%P=As/bh =0.22%P=As/bh =0.22%P=As/bh =

11、0.22%P=As/bh =0.22%注：對軸線間的板帶，考慮起拱作用，其跨內2截面和支座C截面的彎矩設計值可折減20%，為了方便，近似對鋼筋面積折減20%。支座截面受壓區高度系數均小于0.35,滿足彎矩調幅要求；pmin= (0.2%,0.45ft/fy)= 0.45ft/fy =0.451.27/270=0.212%最少配筋率 0.212%*1000*100=212mm。板配筋圖5.板裂縫寬度驗算-按塑性內力重分布分析裂縫寬度驗算屬于正常使用極限狀態，采用荷載標準組合。按彈性方法計算截面彎矩考慮可變荷載的最不利布置，有受彎構件的受力特征系數=1.9，光面鋼筋的相對粘結系數v=0.7,C25

12、混凝土抗拉強度指標ftk=1.78N/mm：保護層厚度C=1520，取C=20mm。計算過程如下表，裂縫寬度均小于一類環境規范允許值0.3mm.截面1B2C32.81-3.631.53-2.891.89218218218218218185.20239.24100.84190.47124.570.010.010.010.010.010.4750.6160.2000.4930.200deq=nidi2/(nividi)/mm8.578.578.578.578.57lm=1.9c0.08 deq/te/mm106.56106.56106.56106.56106.56wmax=crlmsk/Es/mm

13、0.08480.14210.01940.09050.02406.板的撓度驗算界面短期剛度由下式確定式中,=Es/Ec=2.1*105/2.8*104=7.5,矩形截面=0.各截面的短期剛度如下表所示。截面1B2C3As/mm2182182182182180.4750.6160.2000.4930.200= As/bh00.00270.00270.00270.00270.0027Bs/1011N.mm3.37652.84495.31263.29785.31261.68821.42242.65631.64892.6563第一跨撓度最大，對于等跨連續梁板可只驗算該跨撓度。永久荷載gk滿布，可變荷載q

14、k在1、3、5跨布置，于是撓度為：（符合要求）7.繪制板的施工圖板采用分離式配筋。q/g=5.0/3.155=1.283，所以鋼筋延伸長度a=l0/4=2018/4=505mm,取a=550。分布鋼筋采用6200（As=141mm）大于受力鋼筋的15%；與主梁垂直的附加負筋采用6200，伸入板中的長度為a=l0/4=2018/4=505mm,取a=550。長跨方向的墻邊配置6200,伸出墻邊長度應滿足l0/7=2018/7=288,取300mm。短跨方向除了利用一部分跨內鋼筋外，中間板帶配置6320，邊板帶配置6400，伸出墻邊300mm。四.次梁設計 次梁的計算單元寬度為2.178m，按塑性

15、內力重分布設計。根據樓蓋的實際使用情況，樓蓋次梁和主梁的可變荷載均不考慮從屬面積的荷載折減。1.荷載設計值：恒荷載設計值 板傳來的荷載：3.1552.178=6.872KN/m次梁自重： 0.18（0.4-0.10）25=1.35 KN/m次梁粉刷： 20.015（0.4-0.10）17=0.153 KN/m小計 g=8.375 KN/m活荷載設計值： q=52.178=10.89 KN/m荷載總設計值： q+g=8.3751.2+10.891.3=24.21 KN/m 2.次梁計算簡圖由次梁實際結構圖可知，次梁在墻上的支承長度為a=370mm，主梁寬度為b=250mm。次梁的邊跨的計算跨度按

16、以下二項的較小值確定： l01=ln+a/2=(5000-120-250/2)+370/2=4940mm l01=1.025ln=1.025(5000-120-250/2) =4873.9mm故邊跨板的計算跨度取lo1=4873.9mm中間跨: l02=ln=5000-250=4750mm3.次梁正截面承載力計算因邊跨和中間跨的計算跨度相差（4899.5-4800）/4800=2.1%小于10%，可按等跨連續梁計算。 由表可分別查得彎矩系數和剪力系數。次梁的彎矩設計值和剪力設計值見表：次梁的彎矩設計值的計算截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數1/11-1/111/16

17、-1/14計算跨度l0(m)l01=4.874l01=4.874l02=4.750l02=4.750(kN.m)1/1124.214.874=52.28-1/1124.214.874=-52.281/1624.214.75=34.14-1/1424.214.75=-39.02次梁跨中截面按T形截面計算邊跨：=4.874/3=1.62m =0.18+1.97=2.15m 取=1.62m中間跨：=4.75/3=1.58m =0.2+1.97=2.17m 取=1.58m截面1B2C 彎矩設計值（）52.28-52.2834.14-39.02或(mm)1620180158018052.28x106/(

18、1x11.9x1620x3652)=0.020452.28x106/(1x11.9x180x3652)=0.18534.14x106/(1x11.9x1580x3652)=0.013639.02x106/(1x11.9x180x3652)=0.1400.02060.20630.350.01360.1515最少配筋率（0.2%，45ft/fy）max=45 ft/fy=45*1.27/270=0.212%，所以滿足最少配筋率要求。4.次梁斜截面承載力計算次梁的剪力設計值的計算截面位置A邊支座 B(左) 離端第二支座B(右) 離端第二支座C中間支座剪力系數 0.450.60.550.55凈跨度ln

19、ln1=4.755ln1=4.755ln2=4.750ln2=4.750(kN)=51.80KN=69.07KN=63.25KN=63.25KN復核截面尺寸： hw =ho-hf=365-100=265mm且hw/b=265/180=1.47 Vmax =69.43KN故截面尺寸滿足要求次梁斜截面承載力計算見下表截 面ACV51.8069.0763.2563.250.251.011.9180365=195.5kNV 截面滿足要求0.71.27180365=58.4kNV滿足86.48V滿足86.48V滿足86.48V滿足驗算最小配箍率：彎矩調幅時要求的配箍率下線為0.3ft/fyv=0.3*1

20、.27/270=1.14*10-3，實際配箍率psv=Asv/(bs)=57/(180*200)1.58*10-3,滿足最少配箍率要求。5.次梁裂縫寬度驗算受彎構件的受力特征系數=1.9，光面鋼筋的相對粘結系數v=1.0,C25混凝土抗拉強度指標ftk=1.78N/mm，保護層厚度C=25。計算過程如下表，裂縫寬度均小于一類環境規范允許值0.3mm。截面1B2C329.42-38.2214.95-29.1718.71509603402402402182.01199.6117.1228.5146.60.010.010.010.010.010.6460.6860.3950.7390.537deq=nidi2/(nividi)/mm18.016.016.016.016.0lm=1.9c0.08 deq/te/mm191.5175.5175.5175.5175.5wmax=crlmsk/Es/mm0.2040.2170.07