土木工程楼盖混凝土课程设计某工业厂房第一车间楼盖设计

1、题目： 广州市番禺区某工业厂房第一车间楼盖设计 （两层三跨 柱网:6.3m6.6m 楼面活载5.5kn/m2）目 录一、设计题目4二、设计条件41、结构类型42、建筑资料4（1）屋面做法（自上而下）4（2）楼面做法（自上而下）4（3）设计标准4三、楼面设计41、楼面的结构平面布置52、板的设计5（1）荷载5（2）计算简图6（3）弯矩设计值7（4）正截面受弯承载力计算73、次梁的设计8（1）永久荷载标准值8（2）计算简图9（3）内力计算9（4）承载力计算104、主梁设计12（1）荷载设计值12（2）计算简图12（3）内力设计值及包络图13（4）承载力计算165、主梁的挠度和裂缝宽度验算18（1）

2、挠度计算18（2）裂缝宽度计算18四、屋面设计191、楼面的结构平面布置192、板的设计20（1）荷载计算20（2）计算简图21（3）内力计算21（4）正截面受弯承载力计算223、次梁的设计23（1）荷载计算23（2）计算简图23（3）内力计算24（4）承载力计算254、主梁设计26（1）荷载设计值26（2）计算简图27（3）内力设计值及包络图27（4）承载力计算305、主梁的挠度和裂缝宽度验算32（1）挠度计算32（2）裂缝宽度计算32五、柱子设计331、第二层的柱子设计332、第一层的柱子设计34六、楼梯屋面设计351、荷载计算352、计算简图363、内力计算36七、总结37一、设计题目广

3、州市番禺区某工业厂房第一车间（两层）楼盖，采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构形式。混凝土采用c30级，梁中的纵向受力钢筋和弯起钢筋采用hrb335，其他钢筋采用hpb235。屋面为不上人屋面，屋面活荷载标准值为；根据该工厂的使用要求，楼面活荷为：，横向柱网尺寸为：6.3m，纵向柱网尺寸为6.6m，混凝土采用30级。二、设计条件1、结构类型砌体结构2、建筑资料（1）屋面做法（自上而下）12.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚（重度不大于） 陶粒混凝土找坡 （坡度2%，最薄处20mm厚，重度不大于） 12.5水泥砂浆找平20 mm厚（重度） 现浇钢筋混凝土板（重度） 板底抹灰15

4、mm厚（重度） （2）楼面做法（自上而下）10mm厚耐磨地砖（重度） 13水泥砂浆找平20mm厚（重度）现浇钢筋混凝土楼板（重度） 板底混合砂浆抹灰20mm厚（重度） （3）设计标准混凝土结构设计规范国家标准gb50010-2010建筑结构荷载规范国家标准gb50009-2001建筑结构制图标准国家标准gb/t50105-2001三、楼面设计1、楼面的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为6.3 m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2 m， ，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚，对工业建筑的楼面板，要求，取板厚。次梁截面高度应满足，考虑到楼面

5、可变荷载比较大，取。截面宽度取为。主梁截面高度应满足，取。截面宽度取为。楼面结构平面布置图见图2、板的设计已知前述，轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。（1）荷载板的永久荷载标准值10mm厚耐磨地砖 20mm厚13水泥砂浆找平 现浇钢筋混凝土楼板 20mm厚板底混合砂浆抹灰 小计永久荷载标准值 可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于，所以可变荷载分项系数应取1.3，于是板的永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值勤 （2）计算简图次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于，取板在墙上的支承长度为。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨 ，取中

6、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，计算简图如图所示。（3）弯矩设计值由表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：这是对端区格单向板而言，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8，分别为；（4）正截面受弯承载力计算环境类别一级，c30混凝土，板的最小保护层厚试。板厚80mm，；板宽。c30混凝土，；hpb235钢筋，。板配筋计算的过程列于下表：板的配筋计算截面1b2c弯矩设计值（）3.97-3.972.68-3.060.0770.0770.0520.0590.0800.0800.

7、0530.061轴 线、计算配筋（）327327216249实际配筋（）,8150,8150,8 200,8200轴 线计算配筋（）327327实际配筋（）,8150,8150,8200,8200*对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘0.8。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，此值大于，同时大于，满足最小配筋率的要求。垂直于纵向受拉钢筋放置,6180的分布钢筋，其截面面积为：，且，可以。3、次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼面的实际使用情况，楼面的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减

8、。（1）永久荷载标准值板传来的永久荷载标准值 次梁自重 次梁粉刷 小计永久荷载标准值 可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2；因次梁可变荷载标准值大于，所以可变荷载分项系数应取1.3，于是板的永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值勤 （2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为。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。次梁的计算简图见下图（3）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。弯矩设计值：剪力设计值：（4）承载力计算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；又，故取。除支座b截面

9、纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。环境类别一级，c30混凝土，梁的最小保护层厚度。c30混凝土，；纵向钢筋采用hrb335钢筋，箍筋采用hpb235钢，。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。次梁正截面受弯承载力计算截面1b2c弯矩设计值（）90.81-90.8159.42-67.91或0.0090.1100.0130.1600.350.0090.1170.35或634709439519选配钢筋（）2b18+1b18（弯）1b16+1b18+1b16（弯）2b14+1b16（弯）2b16+1b16(弯) 计算结果表明 支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重

10、分布原原则；，此值大于，同时大于，满足最小配筋率的要求。 ，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。2） 斜截面受剪承载力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：，因4，截面尺寸按下式验算：，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用,6双肢箍筋，计算支座b左侧截面。由，可得到箍筋间距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%。现调整箍筋间距，。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：，实际配箍率，不满足要求，所以要按最小配箍率配箍筋。，取。所以选,6140双肢箍筋4、主梁设计主梁按弹性方法设计（1）荷载设计值

11、为简化计算，将主梁自重等效为集中何载。次梁传来的永久荷载标准值 主梁自重（含粉刷）标准值 次梁传来的永久荷载设计值 主梁自重（含粉刷）设计值 永久荷载设计值 ，取 可变荷载设计值 ，取（2）计算简图 主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm；中间支承在的混凝土柱上。其计算跨度 边跨 ，因，取 中跨 主梁的计算简图见下图。因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力。（3）内力设计值及包络图1） 弯矩设计值弯矩 ，式中系数、由附表6-2相应栏内查得。2） 剪力设计值剪力 ，式中系数、附表6-2相应栏内查得。3） 弯矩、剪力包络图 第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由附

12、表6-2知，支座b和c的弯矩值为：在第1跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为；在第2跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：在第2跨内：。以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：弯矩包络

13、图如下图所示剪力包络图： 第1跨；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。 ；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。第2跨；过第1个集中荷载后为。当可变荷载仅作用在第2跨时；过第1个集中荷载后为剪力包络图如下图所示（4）承载力计算1） 正截面受弯承载力跨内按t形截面计算，因0.1，翼缘计算宽度按和中较小值确定，取。b支座边的弯矩设计值。跨内截面经判别都属于第一类t形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。主梁正截面承载力计算截面1b2弯矩设计值（）324.63-351.59168.27-50.87或0.0180.1400.0090.0200.9910.9240.9950.99014

14、271657737224选配钢筋（）2b22+2b25（弯）3b20+2b25（弯）2b18+1b20（弯）2b20主梁纵向钢筋的弯起和发断按弯矩包络图确定。2） 斜截面受剪承载力验算截面尺寸：，因4，截面尺寸按下式验算：,截面符合尺寸。计算所需腹筋：采用,8200双肢箍筋，验算最小配筋率：，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力，附加箍筋布置范围。取附加箍筋,8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数， 排，次梁两侧各布置4排。由式，满足要求。因主梁的腹板高度大于，需在梁侧设置纵向构造钢筋，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。现每侧配置2,

15、 14，0.1%，满足要求。主梁边支座下需设置梁垫，计算从略。5、主梁的挠度和裂缝宽度验算对于截面1（1）挠度计算 0.01，取 1，取 ，满足要求。（2）裂缝宽度计算 0.01，取 ，0.3mm,所以裂缝宽度符合要求。同理算得截面2最大挠度为10.42mm33mm，最大裂缝宽度为0.285mm0.3mm四、屋面设计1、楼面的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为6.3 m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2 m， ，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚，对工业建筑的楼面板，要求，取板厚。次梁截面高度应满足，考虑到楼面可变荷载比较大，取。截面宽

16、度取为。主梁截面高度应满足，取。截面宽度取为。屋面结构平面布置图见图2、板的设计已知前述，轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。（1）荷载计算板的永久荷载标准值12.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚 陶粒混凝土找坡 20mm厚12.5水泥砂浆找平20 mm厚 现浇钢筋混凝土板 板底抹灰15 mm厚 小计永久荷载标准值 可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值小于，所以可变荷载分项系数应取1.4，于是板的永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值勤 （2）计算简图次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于，取板在墙上的支承长度为。按弹性理论设计，

17、板的计算跨度：边跨 ， ，取中间跨 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，计算简图如图所示（3）内力计算1）弯矩设计值弯矩 式中系数由附表6-2相应栏内查得。（4）正截面受弯承载力计算环境类别一级，c30混凝土，板的最小保护层厚试。板厚80mm，；板宽。c30混凝土，；hpb235钢筋，。板配筋计算的过程列于下表：截面1b2c3弯矩设计值（）2.25-3.261.02-2.451.430.0440.0630.0200.480.0280.0450.0650.0200.0490.028轴 线、计算配筋（）18426682200115实际配筋（）,8200,8180,8

18、200,8200,8200轴 线计算配筋（）184266实际配筋（）,8200,8180,8200,8200,8200*对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘0.8。计算结果表明1）支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则2），此值大于，同时大于，满足最小配筋率的要求。3）垂直于纵向受拉钢筋放置,6180的分布钢筋，其截面面积为：，且，可以。3、次梁的设计按弹性理论设计。根据本车间楼面的实际使用情况，楼面的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。（1）荷载计算永久荷载标准值板传来的永久荷载标准值 次梁自重 次梁粉刷 小

19、计永久荷载标准值 可变荷载标准值 永久荷载分项系数取1.2；因次梁可变荷载标准值小于，所以可变荷载分项系数应取1.4，于是板的永久荷载设计值 可变荷载设计值 荷载总设计值勤 （2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为。计算跨度边跨 ， 中间跨 可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见下图（3）内力计算1）弯矩设计值弯矩 式中系数由附表6-2相应栏内查得。2)剪力设计值剪力 （4）承载力计算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；又，故取。除支座b截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。环境类别一级，c30混凝土，梁的最小保护层厚度。zzz

20、zn。c30混凝土，；纵向钢筋采用hrb335钢筋，箍筋采用hpb235钢，。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。次梁正截面受弯承载力计算截面1b2c3弯矩设计值（）52.54-70.7222.23-53.2130.98或0.0080.1140.0030.0860.0050.0080.1210.0030.0900.005或390536146399244选配钢筋（）3b143b164b103b144b10 计算结果表明，此值大于，同时大于，满足最小配筋率的要求。2)斜截面受剪承载力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：，因

21、4，截面尺寸按下式验算：，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用,6双肢箍筋，计算支座b左侧截面。由，可得到箍筋间距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%。现调整箍筋间距，。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限为：，实际配箍率，不满足要求，所以要按最小配箍率配箍筋。，取。4、主梁设计主梁按弹性方法设计（1）荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中何载。次梁传来的永久荷载标准值 主梁自重（含粉刷）标准值 次梁传来的永久荷载设计值 主梁自重（含粉刷）设计值 永久荷载设计值 可变荷载设计值 （2）计算简图 主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长

22、度为370mm；中间支承在的混凝土柱上。其计算跨度 边跨 ，因，取 中跨 主梁的计算简图见下图。因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力。（3）内力设计值及包络图1）弯矩设计值弯矩 ，式中系数、由附表6-2相应栏内查得。2)剪力设计值剪力 ，式中系数、附表6-2相应栏内查得。3)弯矩、剪力包络图第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载由附表6-4知，支座b和c的弯矩值为：在第1跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为；在第2跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 第1、2跨有可变荷载，

23、第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：在第2跨内：。以支座弯矩，的边线为基线，作，的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：弯矩包络图如下图所示剪力包络图：第1跨；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。 ；过第1个集中荷载后为；过第2个集中荷载后为。第2跨；过第1个集中荷载后为。当可变荷载仅作用在第2跨时过第1个集中荷载后为剪力包络图如下图所示（4）承载力计算1）正截面受弯

24、承载力跨内按t形截面计算，因0.1，翼缘计算宽度按和中较小值确定，取。b支座边的弯矩设计值。跨内截面经判别都属于第一类t形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。主梁正截面承载力计算截面1b2弯矩设计值（）201.57-219.9662.58或0.0110.0880.0030.9940.9540.9988841005273选配钢筋（）4b184b185b12主梁纵向钢筋的弯起和发断按弯矩包络图确定。2）斜截面受剪承载力验算截面尺寸：，因4，截面尺寸按下式验算：,截面符合尺寸。计算所需腹筋：采用,8200双肢箍筋，验算最小配筋率：，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力，附加箍

25、筋布置范围。取附加箍筋,8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数， 排，次梁两侧各布置4排。由式，满足要求。因主梁的腹板高度大于，需在梁侧设置纵向构造钢筋，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。现每侧配置2, 14，0.1%，满足要求。主梁边支座下需设置梁垫，计算从略。5、主梁的挠度和裂缝宽度验算对于截面1（1）挠度计算 0.01，取 1，取 ，满足要求。（2）裂缝宽度计算 0.01，取 ，0.3mm,所以裂缝宽度符合要求。同理算得截面2最大挠度为10.58mm33mm，最大裂缝宽度为0.296mm0.3mm五、柱子设计1、第二层的柱子设计轴心受压设计值计算

26、：柱子承受屋盖次梁和主梁传来的剪力，由次梁和主梁的剪力设计值可知。次梁剪力设计值：主梁的剪力设计值：所以柱子的轴心设计值为：,查表5-1得根据式，设柱子的截面尺寸为得：0所以可按照最小配筋率配置钢筋，采用4b18 单侧配筋率，可以。所以采用4b18，箍筋采用,8200。2、第一层的柱子设计轴心受压设计值计算：柱子承受屋盖次梁和主梁传来的剪力，由次梁和主梁的剪力设计值可知。次梁的剪力设计值：主梁的剪力设计值： 主梁次梁传递荷载为： 二层传递荷载：所以柱子的轴心设计值为：,查表5-1得根据式，设柱子的截面尺寸为得：0所以可按照最小配筋率配置钢筋，采用4b18单侧配筋率，可以。所以采用4b18，箍筋采用,8200。六、楼梯屋面设计1、荷载计算此处楼梯屋面面积较小（尺寸：3300mm6300mm），所以不设受力梁，直接设置屋面板。按高跨比条件，要求板厚h3300/40=82.5mm，对工业建筑的楼盖板h70mm，取板厚h=90mm。建筑资料与屋面设计相同：（1）板的永久荷载标准值： 12.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚 陶粒混凝土找坡 12.5