多层工业厂房混凝土结构课程设计计算书

某多层工业厂房设计使用年限为50年，安全等级为二级，环境类别为一类。结构形式采用框架结构，其中梁柱线刚度比均大于3。楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，厂房底层结构布置图见图1，L1=7200,L2=6600。

  图1  底层结构布置图

楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层，20mm厚混合砂浆板底抹灰。

活荷载：标准值为7kN/㎡。

材料选用：

混凝土    采用C40(=19.1N/mm2 ， =1.71N/mm2 )。

钢筋      主梁和次梁采用HRB335级（=300N/mm2）；

          其余均采用HPB300级（=270N/mm2）。

2.板的设计

板按塑性内力重分布方法设计。板的厚度按构造要求取       次梁截面高度取，故h取480mm即可。截面宽度取b=200mm。

板的几何尺寸和计算简图如图：(取边梁宽300mm)

图2  板的几何尺寸

图3  板的计算简图

2.1 荷载

① 恒荷载标准值：

     80mm钢筋混凝土楼板自重                      

     20mm水泥砂浆面层                            

     20mm混合砂浆板底抹灰                        

② 楼面活荷载标准值                                             

③ 荷载组合设计值

根据建筑结构荷载规范的规定，对于标准值大于的工业房屋楼面结构的活荷载，，而，所以取1m宽的板带有：

活荷载控制                         

永久荷载控制         

                                                         故取

2.2 内力计算

取1米宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为

中间跨： 

边跨： 

各截面的弯矩计算如表示：

表1  连续板各截面弯矩计算

取板的截面有效高度，b=1000mm，用HPB300级钢筋。

表2连续板各截面配筋计算

2.板如果要求满足的规定，将导致用钢量比按弹性方法计算的还多，因此不考虑  的规定。

3. 次梁的设计

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

主梁截面高度为，梁宽为b=300mm。

次梁有关尺寸及支撑情况如图4所示。     

图4 次梁的几何尺寸及支撑情况

3.1 荷载

① 恒荷载标准值

   由板传来                                       

   次梁自重                                   

   梁侧抹灰                       

② 楼面使用活荷载                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

③ 荷载组合设计值

活荷载控制                   

永久荷载控制                

                                                         故取

3.2 内力计算

计算跨度                          边跨： 

                                  中间跨： 

计算简图如图5：

图5 次梁的计算简图

次梁内力计算见下表：

表3 次梁弯矩计算

次梁跨内截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取二者中的较小值(b=200mm)

边跨          ，取

第二跨和中间跨,取

梁高           h=500mm， 

翼缘厚           判别T行截面846.56>132.17,故各跨内截面均属于第一类T型截面，支座截面按矩形截面计算， =460mm,次梁正截面及斜截面承载力计算分别如下：

表5 次梁正截面承载力计算

表6 次梁斜截面承载力计算

4.主梁的设计

按弹性理论计算主梁内力，不考虑塑性内力重分。标高H=4.2m柱截面尺寸，主梁的支撑情况如图所示：        

图6 主梁几何尺寸及支撑情况    

4.1 荷载

① 恒荷载

  由次梁传来                                         

  主梁自重 (折算为集中荷载)                        

  梁侧抹灰（折算为集中荷载）      

② 楼面使用活荷载                               

③ 荷载组合设计值   

永久荷载控制                   

活荷载控制                            

                                                              取G+Q=300.34KN

4.2 内力计算

计算跨度：

边跨 

，所以

中间跨    

计算简图如下

                             图7 主梁计算简图

表7  主梁弯矩计算

表8  主梁剪力计算

主梁的弯矩包络图与建立图如图所示：

图9 主梁的弯矩剪力包络图

4.4截面承载力计算

主梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度取二值中的较小值

边跨：，所以  =2116.67mm

中间跨：，所以   =2116.67mm

假设钢筋双排布置故取65mm

 判别T形截面类别： 

故可以判别为第一类T形截面。判断是否双筋：查表        

所以，单筋即可。

主梁支座截面按矩形截面计算，取（因支座弯矩较大，考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取。

表10 主梁的正截面承载力及配筋

表11 主梁斜截面承载力计算

由次梁传至主梁的全部集中荷载为： 

则： 

取：222（=760）。

参考文献

1. 沈蒲生主编．混凝土结构设计原理（第4版）．北京：高等教育出版社，2013

2. 沈蒲生主编．混凝土结构设计（第4版）.北京：高等教育出版社，2013

3.《建筑结构荷载规范》（2006版）（GB50009—2010 ）

4.《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001）

5.《混凝土结构设计规范》（GB/50010—2010）