工业厂房楼盖结构设计说明书.doc

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1、工业厂房楼盖结构设计说明书目 录前 言2一 基本资料2二 楼面梁格布置及截面尺寸31 梁格布置：32 截面尺寸：4三 板设计41 荷载42 计算简图53 弯矩设计值64 正截面受弯承载力计算7四 次梁计算71 荷载设计值82 计算简图83 内力计算104 承载力计算10五 主梁的计算121 荷载设计值122 计算简图133 弯矩、剪力设计值及内力包络图144 主梁的承载力计算175 绘制抵抗弯矩图形19六 墙体计算201 确定房屋静力计算方案202 墙体高厚比验算203 纵墙承载力计算214 主梁梁端支承处局部受压承载力计算265 墙体的构造措施29七 设计小结29主要参考书目：30附：课程设

2、计施工图工业厂房楼盖结构设计说明书前 言本次设计的题目是某多层工业厂房中间层楼盖。其采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，并要求对墙体进行计算。设计时间从2007年1月到2004月完成。指导老师是四川省江油市江汇水利电力建筑勘察设计所副所长谭兵工程师。一 基本资料本次设计题目是某多层工业厂房，楼盖平面如附图1（题号1）。采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁盖。根据设计任务书，本说明书只是设计了中间层楼盖。 附图1建筑平面尺寸为1830m，房屋层高为4.2m，女儿墙高度为800mm;楼梯在室外单独设置，与主体结构脱开。楼面可变荷载标准值为5.0kN/m2;屋面永久荷载标准值为5.3kN/m2; 可变荷载标准

3、值为0.7kN/m2;墙体厚度为370mm;墙面为双面抹灰砖墙。混凝土强度等级为C20;主梁、次梁受力主筋采用级，板及梁内其他钢筋采用级。二 楼面梁格布置及截面尺寸1 梁格布置：布置见附图2（未标出的尺寸单位为mm，下同）。主梁、次梁的跨度分别为6m和5.0m。板的跨度为2m,跨长均较适宜。主梁沿横向布置，梁上承受两个由次梁传来的集中力，梁的弯矩图比较平缓。对梁的工作有利。附图22 截面尺寸：板：按刚度要求，连续板的厚度 h对一般的板厚应大于60mm,现考虑楼盖活荷载较大，故取h=80mm。次梁：截面高h=()5000=278416mm，取h=400mm;截面宽b=200mm。主梁：截面高h=

4、()6000=430750mm，取h=600mm;截面宽b=250mm。三 板设计按塑性内力重分布的方法计算板的内力。1 荷载荷 载 种 类荷载标准值N/m2恒 载水磨石面层80mm钢筋混凝土板板底粉刷0.65kN/m20.0825=2.00 kN/m20.25 kN/m2小计2.90 kN/m2活荷载均布活荷载5.0 kN/m2考虑恒荷载分项系数1.2;因为楼面均布活荷载标准值大于4.0kN/m2,所以活荷载分项系数取为1.3。板上的恒荷载设计值 g=2.901.2=3.48 kN/m2活荷载设计值 q=5.01.3=6.50 kN/m2荷载总设计值 g+q =9.98 kN/m2 取 g+

5、q=10.0 kN/m22 计算简图 次梁截面200mm400mm，板在墙上支承宽度120mm，板的跨长见附图3附图3 板的跨度附图4 板的计算简图边跨 mm中间跨 mm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，计算简图如附图4。3 弯矩设计值由武汉大学出版社出版的混凝土及砌体结构（程文瀼主编）所附的板的弯矩系数表查得：板的弯矩系数分别为边跨中，；离端第二支座，；中跨中，；中间支座，。故4 正截面受弯承载力计算板厚80mm,h0=80-20=60mm。C20混凝土fcm=11N/mm2；级钢筋fy=210 N/mm2。板的配筋计算见附表1。对轴线-间的板带,其跨内截面2

6、、3和支座截面C的弯矩值可减少20%。轴线-间板带的中间支座(支座C)截面配筋量较计算值低4.5%，在允许范围之内。而且跨内截面(截面2)的配筋略有富余,考虑内力重分布因素,支座C不再增加钢筋。板的分布钢筋采用600250，其他附加钢筋详见板的配筋图。四 次梁计算按考虑内力重分布设计。根据设计资料，楼盖的次梁和主梁的活荷载一律不考虑梁从属面积的折减。附表1 板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值()3.013.012.03(1.624)-2.31(-1.848)0.0760.0760.051(0.041)0.058(0.046)0.0790.0790.052(0.042)0.060(0.047)轴

7、线-计算(mm2)248.3248.3163.4188.6实配AS(mm2)8200AS=2518200AS=2516/8200AS=1966/8200AS=196轴线-计算(mm2)248.3248.3132147.7实配AS(mm2)8200AS=2516200加上8400AS=266.56200AS=1416200AS=1411 荷载设计值 板传来的恒荷载 3.482.0=6.96 kN/m2 次梁自重 0.2(0.4-0.08)251.2=1.92 kN/m2 次梁粉刷 (0.4-0.08)20.251.2=0.19 kN/m2恒荷载设计值 g=9.07 kN/m2活荷载设计值 q=6

8、.52.0=13.0 kN/m2荷载总设计值 g+q =22.07 kN/m2 取 g+q=22.1 kN/m22 计算简图次梁的截面250mm600mm，次梁在砖墙上的支承长度为240mm。次梁的跨长见附图5。附图5 次梁的跨度附图6 次梁的计算简图取计算跨度为边跨 又 mm1667mm,故取mm。除支座B截面纵向受拉钢筋按两排布置外，其余截面均布置成一排。判别T形截面类形:45.33KNM。可知属第类T形截面。次梁的配筋计算见附表2。C20混凝土fcm=11N/mm2；级钢筋fy=310 N/mm2。附表2 次梁的正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kNm）45.33-45.333

9、1.16-35.62=0.0186=0.1782=0.0128=0.12150.01880.1978198.21KNM。可知属第类T形截面。附表5 主梁正截面受弯承载力计算截面1B2弯矩设计值（kNm）198.21-193.26101.48-28.63=0.0282=0.2502=0.0144=0.03260.9860.8530.9930.983(mm2)1147.71379583.5166.3选配钢筋318+216AS=1165mm2318+316AS=1366mm2316AS=603mm2216AS=402mm2B支座截面的实际配筋量较计算需要值少1%VBl=159210N可以知道支座B配

10、置8200已能满足斜截面的受剪要求,弯起钢筋可按构造处理。因主梁受集中荷载，剪力图呈矩形，故在支座B左边2m范围内布置三道弯起筋以便覆盖此最大剪力区段。现先后弯起216和118。（3） 次梁两侧附加横向钢筋计算次梁传来集中力 现h1=600-400=200mm 取附加箍筋8200mm双肢，则在长度s内可布置附加钢筋排数。m=1000/200=5排，现次梁两侧各布置3排，共6排，则 可以主梁边支座下设现浇梁垫。5 绘制抵抗弯矩图形(1)钢筋所能承担和极限弯矩按实际配置的钢筋面积ASC计算出控制截面上材料所能承担的极限弯矩(此时忽略截面上内力臂的差值)。用绘弯矩包络图的同一比例将抵抗弯矩值标注在包

11、络图的相应截面位置上，再按每根钢筋截面面积的比例划分，得出各根钢筋的所承担得抵抗弯矩值。（2）过各分段点作水平线与弯矩包络图相交，得出各根钢筋的“充分利用点”和“按计算不需要点”。（3）根据抵抗弯矩图必须在弯矩包络图外面的原则，确定钢筋的弯起和截断。钢筋的弯起和截断应满足下述要求：（a）弯起钢筋弯起点应距“充分利用点”不小于0.5h0; (b) 钢筋截断点应距“充分利用点”不小于 当 时 当 时（c）纵筋伸入支座的锚固长度必须大于40d。具体尺寸见附后的主梁配筋图。六 墙体计算1 确定房屋静力计算方案由武汉大学出版社出版的混凝土及砌体结构（程文瀼主编）所附表查得。本厂房为1类楼盖。2 墙体高厚

12、比验算由于荷载较大，本厂房墙体采用MU20红砖M10砂浆砌筑，容许高厚比=26。(1)纵墙高厚比验算山墙之间的距离s=30m2H=8.4m。则计算高度H0=1.0H=4.2m。取相邻窗间墙宽s=5.0计算，其窗洞宽bs=3.6m,考虑门窗洞口的修正系数 纵墙为承重墙 由公式 现 满足要求。（2）横墙高厚比验算纵墙之间的距离s=18m2H=8.4m。则计算高度H0=1.0H=4.2m。其门洞宽bs=2.0m,考虑门窗洞口的修正系数 由公式 现 满足要求。3 纵墙承载力计算取宽度为一个开间的窗间墙（s=5.0m）为计算单元。屋面荷载：恒载为gk=5.3KN/m2（不包括梁自重），活载为qk=0.7

13、KN/m2楼面荷载：恒载为gk=2.9KN/m2（不包括梁自重），活载为qk=5.0KN/m2370mm墙（双面粉刷）自重：7.62 KN/m2钢框玻璃窗自重：0.45 KN/m2每一个开间梁自重：25(0.250.523+0.20.325)=17.75KN根据设计基本资料和砌体规范可知可不考虑风荷载，仅按竖向荷载作用验算墙体。附图10 标准单元荷载计算截面（1） 选取计算截面由于墙体厚度一样，材料强度等级相同，现取每层窗间墙上、下两处的截面(窗洞口上部和窗洞口下部)为计算截面，见附图10。(2)荷载计算一个计算单元的荷载标准值已知女儿墙高度800mm,窗尺寸为3000mm3600mm。女儿墙

14、墙重： 7.6250.8 =30.48kN每层墙重：7.625(4.2-3.0)+7.62(5-3.6) 3+0.453.03.6=82.58kN屋面荷载：恒荷载: 5.353+17.75=97.25kN 活荷载: 0.753=10.5kN 107.75kN 楼面荷载：恒荷载: 2.953+17.75=61.25KN 活荷载: 5.053=75KN 136.25kN 每层截面处墙重：截面 11、截面 33、截面 55、截面 77：7.6250.2=7.62KN截面 22、截面 44、截面 66、截面 88：7.62+7.621.43.0+0.4533.6=7.62+36.84=44.48kN（

15、3）内力计算梁端支承压力到墙内边的距离c对于屋盖：c=0.33a0 对于楼盖：c=0.4a0（上述式中梁的有效支承长度）(a)荷截标准值产生的内力：第四层：截面11：N1K=NUK+NLK=30.48+107.75+7.62=145.85KN墙顶面处弯矩: =107.75136.9=14.75kNm截面22： N2K=145.85+36.84=182.69 kN 第三层：截面33N3K=30.48+82.58+107.75+136.25+7.62=364.68kN = =136.25126.7=17.26 kNm 截面44N4K=364.68+36.84=401.52 KN 第二层：截面55N

16、5K=30.48+107.75+136.252+82.582+7.62=583.51 KNMK=17.26KNmm M5K=16.43KNm截面66 N6K=583.51+36.84=620.35 KNMK=17.26KNmm M6K=4.11KNm 第一层：截面77 N7K=583.51+136.25+82.58=802.34kNMK=17.26KNmm M5K=16.43KNm 截面88 N8K=802.34+36.84=839.18 kNMK=17.26KNmm M8K=4.11KNm(b)荷载设计值产生的内力截面11N1=1.2(30.48+97.25+7.62)+1.410.5=17

17、7.12kN墙顶面弯矩：M=（1.297.25+1.410.5）136.9=17.99KNm截面22N2=177.12+1.236.84=221.33kN截面33N3 =1.2(30.48+82.58+97.25+61.25+7.62)+1.4(10.5+75)=454.72KNM =(1.261.25+1.475) 126.7=22.62 KNm截面44N4=454.72+1.236.84=498.93KN截面55N5=454.72+1.2(82.58+61.25)+1.475=732.32KNM =(1.261.25+1.475) 126.7=22.62 KNm截面66N6=732.32+

18、1.236.84=776.53KN截面77N7=732.32+1.2(82.58+61.25)+1.475=1009.92KNM =(1.261.25+1.475) 126.7=22.62 KNm截面88N8=1009.92+1.236.84=1054.13KN(4)验算截面承载力截面承载力计算见附表6。4 主梁梁端支承处局部受压承载力计算今取最底层的梁端进行计算。已知A0=（250+3702）370=366300mm2,底层梁端荷载标准值产生的支承压力N1K=136.25KN，设计值N1=1.261.25+1.475=178.50KN,作用在A0范围内的上部荷载标准值产生的轴向力：N0K =

19、 (802.34-7.6250.12) (366300/3705000)=797.7680.198=157.96KNN0 =(1009.92-7.6250.121.2) (366300/3705000)=1004.430.198=198.88KN由于梁跨度为6.0m大于4.8 m。故设置与梁端现浇成整体混凝土垫块。垫块尺寸ab=450mm，bb=370mm,tb=180mm。垫块自梁边每边挑出的长度为100mmtb，符合刚性垫块要求。梁端的有效支承长度 则上部荷载可以不考虑。砌体局部抗压强度提高系数附表6 截面承载力计算层数截面N（KN）M（KNm）e(mm)e/hy(mm)e/y=H0/hA

20、(mm2)结果四层1-1177.1217.1396.260.26021850.520.3m22.82501.04满足2-2221.334.2819.210.05191850.1040.3m2.821069.28满足三层3-3454.7221.5445.050.12181850.240.3m2.82860.39满足4-4498.935.3910.230.02761850.0550.3m2.821140.85满足二层5-5732.3221.5428.160.07611850.1520.3m2.82999.16满足6-6776.535.396.630.01791850.0360.3m2.821168

21、.61满足一层7-71009.9221.5420.470.05531850.1110.3m2.821060.51满足8-81054.135.394.900.01321850.0260.3m2.821181.75满足注： 5.39表中因所有的A均大于0.3m2,故ra=1.0.梁端底面压应力完整系数取为0.7,则可见，采用与梁端整浇的垫块，局部受压承载力满足要求。5 墙体的构造措施为防止和减轻屋盖的温度变化和砌体干缩变形引起墙体的裂缝，在屋盖上应设置保温层，并用绿豆砂作保护层。设置好沉降缝，并在窗洞四周设置钢筋混凝土边框。墙体转角处纵墙与横墙交接处应同时砌筑，并沿墙四周设置连续的钢筋混凝土圈梁。

22、在室内地面以下，室外散水坡顶面以上的砌体内，铺设水泥砂浆防潮层。室外勒脚部采用水泥砂浆粉刷并抹光。七 设计小结通过本设计，本人掌握了单向板的受力特点。单向板肋梁盖的荷载传递途径。深入了解了塑性内力重分布的基本原理，熟练掌握现浇单向板肋梁盖中等跨连续主梁、次梁和板的设计计算方法，包括按弹性理论的内力计算，按塑性内力重分布的内力计算。等跨连续梁、板的截面设计，等跨连续梁、板的主要构造要求。了解砌体与砂浆种类对强度的影响，理解了砌体种类、组成和基本物理力学性能。能熟练利用各种参考书籍查用各种类型砌体的力学计算指标。主要参考书目：1 袁必果主编，钢筋混凝土及砖石结构，武汉大学出版社，1992，武汉；2 程文瀼主编，全国高等教育自学考试指定教材，钢筋混凝土及砌体结构（房屋建筑工程专业），武汉大学出版社，1999。3 建筑结构荷载规范 GBJ987；4 混凝土结构设计规范GBJ1089及第一次、第二次局部修订；5 砌体结构设计规范；