多层厂房框架结构设计

1、混凝土结构课程设计学生姓名：王淑容学 号：指导教师：所在学院：武汉工业学院专 业：土木工程20 年 月1、计资料 12、板的计 12.1 荷载 22.2 内力计算 22.3 正截面承载力计算 33、次梁的计 43.1 荷载 43.2 内力计算 43.3 截面承载力计算 54、主梁的计 74.1 荷载 74.2 内力计算 84.3 截面承载力计算 114.4 主梁吊筋计算 13-I-1 .设计资料本设计为设计任务书上对应学号为 2的设计。对象为某多层厂房，采用内框架结构，边柱为砖墙，楼盖采用钢筋混凝土现浇单项板肋梁楼盖，楼面活荷载标准值为5.0 kN/m2,楼面梁格布置L1ML2 =7200mm

2、w6900mm，如图1。楼面层为水泥花砖地面(砖厚 25mm, 包括水泥粗砂打底)，自重0.6 kN/m2。板底及梁侧采用15mm厚混合砂浆打底。板深入墙 内120mm,次梁伸入墙内240mm,主梁伸入墙内370mm,柱的截面尺寸为400mmM 400mm。 混凝土采用C25( f c=11.9 N/mm2),梁的受力纵筋采用HRB33瞰钢筋(f y =300N / mm2), 其余采用 HPB235a钢筋(f y=210N/mm2)。1号11* 11L i-11L . s . 5I1卜.1 i卜.=M .11=N I "111F111一 一 111II ii u11 ii11 日-

3、"1,二- 什-IIIIiiiiUU -nnIIIIIIIII.xi=IIIIIiII|IIIIiII 外 IIIIIIII=3 S = = =，)卜S =： 5 = =胃耳卜二胃胃 iiilIllliiiilllluLl =-r>it-IIIIIIIIijLiII-IIII?'| II1 r II IHL| iiiiII Ik -II illII IIs a s 2 -3 s s p iiII = = = = =ik IE UL -rFIIII LLII IV-iSK- IH in Ul_ nHi IhIP IhII IhIII ih 一 ”=，WX . .IN ih

4、iii in u> ihin Ldll! IH 一J"二- IV ii U rrII IIII iiII liII II II II = =, =m-ll II u rr iiII Llii ii=s JI *疝¥LKIII IIIIII= = = = # MNII IIII II U T!II II uII II _,一" 4 b 一 . u1=口»,L l-LV £7二LV %112)®®®0®图1楼面梁格布置图2 .板的设计板按塑性内力重分部方法设计。按刚度条件板厚为，按构造要求，工业房屋楼面

5、的最小厚度为80mm,故取板厚h=80mm,取次梁截面高度h = 450mm,截面宽度b= 200mm。板的几何尺寸和计算简图见图2。图2板的几何尺寸及计算简图2.1 荷载恒荷载板自重0.08 25 = 2.0 kN/m2楼面面层0.6kN / m2大棚抹灰0.01517=0.26 kN / m22g k =2.86 kN / m使用活荷载q k =5.0 kN / m2荷载组合设计值根据建筑结构荷载规范(GB5009-2001)规定，对于标准值大于4kN/m2的工业房屋楼 面结构的活荷载应取 Q =1.3,所以有：g q =1.2gk 1.3qk =1.2 2.86 1.3 5.0 = 9.

6、93 kN / m2g q =1.35gk 1.3 0.7qk=1.35 2.86 1.3 0.7 5.0=8.41 kN / m2取 g + q = 9.93 kN / m22.2 内力计算取一米宽的板带作为计算单元，各跨的计算的跨度为：中间跨：10 = ln =2.3-0.20 =2.10m边跨：l0 =ln - =2.3-0.12-°° %=2.12m222边跨与中间跨的计算跨度相差：2.12 12.10 =0.0095 <10 002.10故可按等跨连续梁计算反力。各截面的弯矩计算见表1表1板的弯矩计算截面边跨中A内支座中间跨中中间支座弯矩系数a+工111千J

7、16134M =ot(g +q J 2(kN m)12 X9.93X2.12 =4.0611M9.93M 2.122 =4.06 112.74-3.132.3正截面承载力计算取板的截面有效高度ho = 60mm,各截面的配筋计算见表2。板的配筋图、钢筋表见施工图表2板的正截面承载力计算截回边跨中A内支座中间跨中中间支座在平囿中的位置轴间轴间O轴间轴间(1®轴间轴间M (kN m )4.06-4.062.722.19-3.132.5M0s -21bh2 fc0.0950.0970.0630.0510.0370.0587s =0.5(1 +J12% )0.9500.9500.9670.9

8、740.9810.970MAs =飞4 f y313285206165221189选配钢筋A8160A8170A8200A8200A8200A8200实配钢筋面积（mm?）3142962512512512513.次梁的设计取主梁的梁高h = 650mm,梁宽b = 250mm次梁的截面尺寸及支撑情况见图3。图3次梁的几何尺寸及支撑情况-8-3.1 荷载恒荷载由板传来次梁自重梁侧抹灰2. 8 6 2= 3 &N/ m 25 0.2 (0.45 - 0,08) = 1.85 kN / m 17 (0.45 -0.08) 2 0.015=0.19 kN/m gk = 8.62 kN /m使用

9、活荷载qk -5.0 2.3-11.5 kN/m荷载组合设计值g q -1.2gk 1.3qk -1.2 8.62 1.3 11.5 =25.29 kN / mg q=1.35gk 1.3 0.7 q"1.35 8.62 1.3 0,7 11.5 =22.10 kN / m取 g q -25.29 kN / m3.2 内力计算按塑性内力重分布方法计算次梁内力。计算跨度：中间跨：l0 =ln =72 -0.25 -6.95m边跨：l0 =ln , a =7.2-0.12 -05 04 =7,075m ：二 1.025ln =1.025 6.955 = 7,129m 222边跨和中间跨的

10、计算跨度相差:7.075 -6.956.95= 0.0180 < 10%故可按等跨连续梁计算内力剪力计算时跨度取净跨。计算简图如图 4所示。图4次梁的计算简图次梁内力计算表3,表4。表3次梁弯矩计算截面边跨中A内支座中间跨中中间支座弯矩系数3111"71161742 .M =a(g +q ) (kN m )12X25.29X7.075 =115.0811115.0812X25.29X6.95 =76.3516-87.26表4次梁剪力计算截面边支座A内支座（左）第内支座（右）中间支座剪力系数P0.450.60.550.55V =P(g +q )ln (kN )0.4525.296

11、.955=79.15105.540.55 黑25.29 黑 6.95 = 96.6797.673.3 截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取二者中的较小值:bf3=2.32m33bf =b sn =0.2 2.1 -2.3m故取 b： =2.3m 0判别各跨中截面属于哪一类 T形截面，取h0 =450-35 = 415mm ,则:J hf ）880bffhffc h0 -fj = 2300m80m11.9m；415万J=821.11kN m>115.08kN m故属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座截面，按两排筋考虑，取h0 =40 0 0rm ;中

12、间支座按一排筋考虑，取 h0 = 450 - 35 = 415mm。次梁正截面承载力计算见表5。表5次梁正截面承载力计算截面边跨中A内支座中间跨中中间支座M (kN m )115.08-115.0876.35-87.26M0飞2 / 一bho fc11508000011508000076350000872600002300X4152X11.9=0.024200X3902 X11.9=0.318 2_2300X415 X11.9=0.016200 X4152 X11.9= 0.2131 =1 - Ji -2o(s0.024 <京 H.5500.397A0.35 60.016 d =0.55

13、00.242< 0.35X =0.5(1 +J -2as )0.9880.8020.9920.879AM/2、As 二 )r0h0 f y11508000011508000076350000872600000.988 M415 M300 =935.60.802 M390 M300= 1226.40.992 X 415X300= 618.20.879 M415 M300= 797.4选配钢筋3B204B 201B 20+2B 161B25+2B 16实配钢筋面积（mm2）9411256716893注：'的计算大于其限制值，但考虑到钢筋伸入支座对减少受压区高度有利，所以此处不予处理

14、次梁斜截面承载力计算见表6。表6次梁斜截面承载力计算截面边支座A内支座（左）第内支座（右）中间支座V(kN)79.15105.5496.6796.670.25 Pcbh。(N)0.25 X1.0X200X415X11.9 =246925 >V0.25X1.0X200 M390X11.9 =232050 >V232050 >V246925 >V0.7 ftbh。0.7X1.27X200X415=73787 <V0.7X1.27X200X390=69342 <V69342 <V73787 <V箍筋肢数、直径2A62A62A62A6八八，2、Asv =

15、nAsv1(mm )2 M28.3 =56.656.656.656.61.25fyVAsVh0 s V -0.7ftbh01.25X210 X56.6X4151.25X210X56.6X3901.25 X210X56.6X3901.25X210X56.6X41579150 -73787 =1149.7105540 W9342=160.196670 -69342 =212.096670 -73787 =269.5实配箍筋间s(mm)160160200200次梁配筋见施工图。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布。取柱截面尺寸为400mmM400mm。主梁的截面几何尺寸与支撑情

16、况如图 5图5主梁几何尺寸及支撑情况4.1 荷载恒荷载由次梁传来8.6 2 7干26 2N主梁自重(折算为集中荷载)0.25 (0.65 - 0.08) 2.3 25 =8.19 kN梁侧抹灰(折算为集中荷载)2 (0.65 -0.08) 2.3 0.015 17 = 0.67 kNGk =70.92 kN使用活荷载Qk -11.5 7.2 : 82.8 kN荷载组合设计值G Q =1.2Gk 1.3Qk =1.2 70.92 1.3 82.8 =192.74 kNG Q=1.35Gk 1.3 0.7 Qk =1.35 70.92 1.3 0.7 82.8 =171.09 kN取 G -1.2

17、 70.92 =85.10 kNQ -1.3 82.8 =107.64 kN4.2 内力计算计算跨度如下：中间跨：l0 =lc = 6900mm =6.9m c边跨：10 =ln - - = 6.9-0.12 -0.40.4= 6.97mn2 222210 =1.0251n b =1.025 6.9 -0.12 -0404 = 6.94m222取10 =6.94m。计算简图见图6。-15-各种荷载工况下的主梁内力计算见表7表7各种荷载工况下的主梁内力计算荷载工况计算简图内力图内力计算过程见表8。表8内力计算何载 工况弯 矩剪力M1=KGL =0.244 M85.10x6.94 =144.10k

18、N mVA =K1G =0.733x85.10=62.38kNMB =KGL =-0.267 M85.10M6.94=57.69kN mV1 右=VA_G =62.38 _85.10=N2.72kNM2 =KGL =0.067 X85.10X6.9 =39.34kN m22MT之Ga_2MB =85.10x2.3-2xl57.69=96.60kN mVb 左=K1G =_1.267M 85.10 = _107.82kNVb 右=K1G =1.0X85.10 =85.10kN33V2 左=0Mi =0.289X107.64X6.94 =215.89kN mVa =0.866X107.64 =93

19、.22kNMb =-0.133 M107.64M6.94 =-99.35kN mV1 右=93.22-107.64 =-14.42kNM 2 =-99.35kN m”丁：107.64父2.32M99.35=181.34kN m3VB 左=-1.134X107.64 =-122.06kNVB 右=0M1 =-0.044M107.64M6.94 =-32.87kN mVa =-0.133X107.64 =-14.32kNMB =-0.133 X107.64X6.94 =-99.35kN mV1 右=VB 左=14.32kNM 2 =0.200 M107.64 X6.9 =148.54kN m* 2

20、M a &-x（-99.35） =-66.23kN mVB 右=1.0X107.64=107.64 kNMB =-0.311 X107.64X6.94 =-232.32kN mVA =0.689X107.64 =74.16kNMC =-0.089X107.64X6.94 =-66.48kN m C、,1M1 W07.64M2.3-X232.32=170.13kN m3M”07.64M2.3-2M232.32=92.6SkN m 3V1 右=74.16107.64 =Y3.48kNVB 左=1.311X107.64 =141.12kNVb 右=1.222X107.64=131.54 kN

21、V2 右=131.54 107.64 =23.90kNVc左=23.90 -107.64 = -83.74kN(4M2 =0.170 M107.64 父6.9 口26.26kN m*2 71 =M2 =107.6必2.3f232.32f66.48=70.53kN m33VD =66.48 + 6.9 =9.63kN最不利组合见图7所示。主梁的弯矩包络图与剪力包络图见图 85 b汽-.-J990J开9 99 F也M境 Si -56 ?：JZ狞-52 75-168 84千图7主梁最不利内力组合图8主梁弯矩及剪力包络图4.3 截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取下列二值中的最小值:

22、bf =3 = 639 = 2.3mbf = b sn = 0.25 7.2 - 0.25 = 7.2m取b；=2300mm,取 h0 =650 35 =615mm。判别T形截面类型:880)bfhffc ho -=2300父 80 M 11.9父 615 I2 J=1259020000 =1259.02kN m M1 =359.99kN m故属于第一类T形截面。主梁支座截面按矩形截面计算，取 h0 =650 -80 = 570mm （因支座截面较大考虑布置两排筋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h0 =650 -60=590mm。主梁的截面承载力及配筋计算见表 9和

23、表10表9主梁正截面承载力计算截回边跨中中间支座中间跨中M (kN m)359.99390.01187.8860.01bQ0 2(kN m)一,0.4(107.6485.10<与8.55一一bM -Q0 -(kN m) 2一351.46一一M as -2 bh0 fc35999000035146000018788000060010000 2_2300 M590 X11.9=0.038一 一一 2一250 M570 父11.9= 0.364 _2_2300M615 X11.9= 0.018_2_250M590 父11.9= 0.0581 =1T =2 %0.039= 0.550.478 <% =0.550.018 <4=0.550.060 <4 =0.55As = sfy(mm2)0.0392300<590<11.9300 =2099.30.478250M570M11.9300 =2701.90.018230061511.9300H010.00.06025061511.9300=365.9选配钢筋2