某厂房单向板设计

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：某厂房单向板设计
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年级： 2013年春/ 季
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1 基本情况
本章需简单介绍课程设计的内容，包括厂房的尺寸，板的布置情况等等内容。

一、设计资料
1、厂房平面示意图
如图所示：
图1-1：厂房平面示意图
2、建筑构造
①生产车间的四周外墙均为mm 370承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为300300mm mm ⨯，柱高为m 5.4.②楼盖面层做法: mm 20厚水泥砂浆面层
mm 20厚混合砂浆天棚抹灰 ③梁侧抹灰做法：mm 15厚混合砂浆抹灰
3、荷载参数
楼面活荷载： 3/0.6m kN =γ 水泥砂浆容重： 3/20m kN =γ； 钢筋混凝土容重 3/25m kN =γ； 混合砂浆容重： 3/17m kN =γ； 恒载分项系数： 2.1=G γ；
活载分项系数： 1.3Q γ=（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于2/4m kN ）。

4、建筑材料
混凝土：25C
钢 筋：主梁及次梁受力筋采用335HRB 级钢筋，板及梁内的其他钢筋采用
235HPB 级钢筋.
5、建筑尺寸
3318L B m m ⨯=⨯
二、屋盖结构平面图
D C
主梁
B
6
A
柱
542
1
次梁
3B1
B3
B2
B1
B4
B3B1
B2
B166006600200020006000
6600
66006600 20006000
20002000200020006000
20002000
图2-1：楼盖结构平面布置图 单位：mm
2.1 板的设计
本节内容是根据已知的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。

板按考虑塑性内力重分布方法计算。

板的226600 3.32000l mm
l mm
=≈＞3，宜按单向板设计，本设计按单向板设计。

板的的厚度按构造要求取12000
8050440
l h mm mm =>==mm.次梁截面高度取h=500mm ＞266004401515
l == mm,截面宽度b=200 mm,板尺寸及支承情况图如
图3-1所示。

g+q=11.09kN/m
(b )
A
(a )
图3-1：板的尺寸和计算简图 （a ）板的尺寸 （b ）计算简图
1、荷载
（取1m 宽板带为计算单元）
恒载标准值
20 mm 水泥砂浆面层 23/4.0/2002.0m kN m kN =⨯ 80 mm 钢筋混凝土板 320.0825/ 2.0/kN m kN m ⨯= 20 mm 混合砂浆天棚抹灰 320.0217/0.34/kN m kN m ⨯= 2/74.2m kN g k = 线设计值 m kN m kN m g /29.3/74.212.12=⨯⨯= 活荷载设计值 m kN m kN m q /8.7/0.613.12=⨯⨯= 合计 m kN /09.11 即每米板宽 m kN q g /09.11=+
2、内力计算
计算跨度 边 跨
0.20.082.00.12 1.82222
n h m m l m m m
+
=--+= 00.20.122.00.12 1.84 1.82222
n a m m
l l m m m m =+=--+=> 取 0 1.82l m =
中间跨 0 2.00.2 1.8l m =-= 计算跨度差
1.82 1.8 1.0%10%1.8m m
m
-=<，说明可按等跨连续板计算内力。

取
1m 板宽带作为计算单元，计算简图如图3-1（b ）所示。

连续板各截面弯矩计算见表3-1。

表3-1 连续板各截面弯矩计算
截面 边跨跨内
离端第二支
座
离端第二跨跨 内中间跨跨内
中间支座
弯矩计算系数
m α
11
1 11
1- 16
1 14
1-
20)(l q g M m +=α
/(m kN .)
3.34 -3.34 2.25 -2.57
3、板的截面承载力计算
b =1000 mm,h=80 mm,mm mm mm h 6020800=-= , 1α=1.0,连续板各截面的配筋计算见表3-2。

表3-2 连续板各截面配筋计算
板带部位截面
边区板带（○1~○2，○5~○6轴线
间）
中间区板带（○2~○5轴线间）
边跨
跨内
离端
第二
支座
离端第二
跨跨
内，中
间跨跨内 中间 支座 边跨 跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内、中间跨跨内 中间 支座
M /(m kN .)
3.34 -3.34
2.25
-2.57 3.34 -3.34
2.25⨯0.8 =1.80 -2.57⨯0.8 = -2.07 2
1bh f M
c S αα=
0.078 0.078 0.053 0.060 0.078 0.078
0.042
0.048
ξ
0.081 0.081 0.054 0.062 0.081 0.081 0.043 0.049 y c s f f bh A /10αξ=275.4
275.4
183.6
210.8
275.4
275.4
146.2
166.6
/mm 2 选配钢筋 Φ8
@180 Φ8
@180 Φ8
@180 Φ8
@180 Φ8
@180 Φ8
@180 Φ6/8 @180 Φ6/8 @180 实配钢筋面积
/mm 2
279
279
279
279
279
279
218
218
中间区板②-⑤带轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱效应作用，计算弯矩降低20%。

连续板的配筋示意图见图3-2。

2
实配279mm 计算275.4mm 2@180
88@1802计算275.4mm 实配279mm 2
(a )
2
实配279mm 计算275.4mm 2@180
88@180
2计算275.4mm 实配279mm 2
6/8@180
实配218mm 22
实配279mm 计算275.4mm 2@180
88@180
2计算275.4mm 实配279mm 2
2实配218mm 计算146.2mm 2@180
6/82计算166.6mm (b )
图3-2 板的配筋示意图 （a ）边区板带 （b ）中间板带 4、确定板的构造筋
根据构造要求该板必须配如下构造筋：
①整个板与墙体结合的四个边角各配 4Ф12，且长度不宜小于四分之n l ，经计算钢筋实长为720mm ；
②嵌入墙内的板面陪负弯矩钢筋Ф12@200,长度不宜小于七分之n l 经计算钢筋实长为470mm ；
③垂直于主梁的板面负弯矩钢筋Ф12@200，该筋伸出主梁边缘的长度不应小于
板短向净跨度41
的n l ，经计算钢筋的实长为1520；
④沿板的长边方向配构造筋Ф8@250，长度为6100；
2.2 次梁的设计
次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

取主梁的梁高=650 mm ＞
mm l 50012
6000123==，梁宽b=250 mm 。

次梁有关尺寸及支承情况见图4-1（a ）。

1、荷载
恒荷载设计值
由板传来 m kN m m kN /58.60.2/29.32=⨯ 次梁自重 m kN m m m m kN /52.2)08.050.0(2.0/252.13=-⨯⨯⨯ 梁侧抹灰 m kN m m m kN /26.02)08.050.0(015.0/172.13=⨯-⨯⨯⨯
m kN g /36.9= 活载设计值
由板传来 2合计 m kN q g /96.24=+
2、次梁的尺寸和计算简图
(b (a )
g+q=24.96kN/m
图4-1 次梁的尺寸和计算简图（a ）次梁尺寸 （b ）计算简图 3、内力计算 计算跨度
边跨 m m m m l n 355.6225.012.06.6=-
-=m m m a l n 475.62
24
.0355.62=+=+ m m m l n 475.6514.6475.6025.1025.1>=⨯= 取m l 475.60=
中间跨 m m m l l n 35.625.06.60=-== 跨度差
%10%0.235.635.6475.6<=-m
m
m
说明可按等跨连续梁计算内力。

计算简图如图4-1（b ）。

连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表4-1和4-2。

表4-1 连续次梁弯矩计算
截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中间跨跨内
中间支座
弯矩计算系数
m α
11
1 111-
16
1 14
1-
20)(l q g M m +=α
/(m kN .)
95.13
-95.13
62.90
-71.89
表4-2 连续次梁剪力计算
截面 端支座内侧
离端第二 支座外侧
离端第二 支座内侧
中间支座 外侧、内侧
剪力计算系数
v α
45.0 55.0 55.0 55.0
0)(l q g V v +=α
/kN
71.38 87.24 87.17 87.17
4、次梁的截面承载力计算
次梁跨内截面按T 形截面计算，翼缘计算宽度为：
边 跨 mm mm l b f 216064753
1
310'=⨯==＜mm mm mm s b 200018002000=+=+
离端第二跨、中间跨 mm mm l b f 212063503
1
310'=⨯==
梁高 mm h 500=，mm mm mm h 465355000=-= 翼缘厚 mm h f 80'= 判别T 形梁的类型： 对于边跨
)2
('0''
1f f
f c h h h b f -α)2
80465(802000/9.110.12mm
mm mm mm mm N -
⨯⨯⨯⨯= 809.2.95.13.kN m M kN m =>=
离端第二跨、中间跨
1280() 1.011.9/212080(465)
22
857.8.62.90.f c f f o h mm
a f
b h h N mm mm mm mm kN m M kN m '''-=⨯⨯⨯⨯-=>=
故均属于第一类T 形截面。

支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取
050060440h mm =-=，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，0465h mm =
连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表4-3和表4-4。

表4-3 连续次梁正截面承载力计算
截面 边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内、中间跨跨内
中间支座
M /(m kN .)
95.13 -95.13 62.90
-71.89
)
/(/20
12
0'1bh f M h b f M c s f c S αααα== 0.018 0.206 0.012 0.140
ξ
0.018 0.233＜0.55 0.012 0.151
)
/(/1010'y c s y c f s f f bh A f f h b A αξαξ==
/mm 2 664 813 469 557
选配钢筋 318 418 218 220 实配钢筋面积 /(2
mm )
763
1017
509
628
表4-3 连续次梁斜截面承载力计算
截面 端支座内侧 离端第二 支座外侧 离端第二 支座内侧 中间支座 外侧、内侧 V/kN
71.38 87.24 87.17 87.17 N bh f c c /25.00β
276700>V
261800>V
261800>V
276700>V
N bh f t /7.00
82700>V 78200＜V 78200＜V 82700＜V 选用箍筋
2Ф8 2Ф8 2Ф8 2Ф8 21/mm nA A sv sv =
101
101
101
101
20
0/7.025.1mm bh f V h A f s t sv yv -=
按构造配筋 1290 1300 2758
实配箍筋间距s
/mm 2 200 200 200 200
次梁配筋示意图见图4-2
8@200
22计算557m m 实配628m m 2 20
22计算469m m 实配509m m 2 18
计算813m m 实配1017m m 4 18
2222计算664m m 实配763m m 3 18
图4-2 连续次梁配筋示意图 5、确定次梁的构造筋
根据构造要求连续次梁的构造配筋如下：
①在边跨跨内配置架立筋2Ф12，长度经计算得4350mm ；
②在中间跨跨内同样配置架力筋2Ф12，长度经计算得2200mm ；（因为配置二级钢筋，所以该架力筋不用弯钩，直接搭接）
五、主梁设计
主梁按弹性理论计算
柱高H=4.5m ，设柱截面尺寸为⨯主梁的有关尺寸及支承情况如图5-1(a)所示。

1. 荷载
恒载设计值
由次梁传来 9.36/ 6.661.78kN m m kN ⨯=
主梁自重（折算为集中荷载） 31.225/0.25(0.650.08) 2.0kN m mm m mm m ⨯⨯⨯-⨯
8.55kN =
侧梁抹灰（折算为集中荷载） 31.217/0.015(0.650.08)2 2.0kN m m m m m ⨯⨯⨯-⨯⨯
=0.70kN 71G kN = 活载设计值
由次梁传来 15.6/ 6.6103.0Q kN m m kN =⨯= 合计 174G Q kN +=
2、主梁的尺寸和计算简力图
(b)
6020
6000
6020
2020
20002000
2000
20002000
2000
20002020
Q G
Q G
G
Q Q G
G
Q G=71.0kN
Q=103.0kN 6000
250
650
80
6000
150
150
120
240
(a)
A B
图5-1 主梁的尺寸及计算简图 （a ）主梁尺寸 （b ）计算简图 3、内力计算
边跨 0.306.000.12 5.732
n m
l m m m =--= 00.30
1.025 1.025 5.73 6.0222n b l l m =+=⨯+=
＜0.360.305.73 6.062222n a b m m
l m m ++=+
+= 取 0 6.02l m =
中间跨 6.000.30 5.70n l m m m =-=
5.700.30
6.00
n
l l b m m m
=+=+=
跨度差(6.02 6.00)/6.000.3%10%
m m mm
-=<，则可按等跨连续梁计算。

计算主梁和柱的线刚度比：
3
33
00
33
3
1
120.250.65
6.02 6.34
10.300.30
12 4.5
l
b h
EI m
i l l m
EI m
i b h
H m
H
⨯
====>
⨯
梁梁
梁
梁梁梁
柱
柱
柱株
柱
柱
故主梁可视为铰支于柱顶上的连续梁计算简图如图5-1(b)所示。

各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则
KQl
KGl
M+
=
KQ
KG
V+
=
式中系数K值由《混凝土结构设计》书中的附录7查得，具体计算结果以及
最不利荷载组合见表5-1和表5-2。

将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及
三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图和剪力包络图，见图5-2。

表5-1 主梁弯矩计算
序
号
计算简图
边跨跨内
中间支座、中间跨
跨内
中间支座、中间跨
跨内
1
M
K
a
M
K
B
M
K
2
M
K
b
M
K
C
M
K
○10.244
104.29 0.155
66.25
-0.267
-113.93
0.067
28.54
0.067
28.54
-0.267
-113.93
○20.289
179.20 0.244
151.29
-0.133
-82.33
-0.133
-82.19
-0.133
-82.19
-0.133
-82.33
○3-0.044
-27.28 -0.089
-55.19
-0.133
-82.33
0.200
123.6
0.200
123.6
-0.133
-82.33
○40.229
141.99 0.126
78.13
-0.311
-195.52
0.096
59.33
0.170
105.06
-0.089
-55.09
○5-0.089/3
-18.40 -0.059
-36.58
-0.089
-55.09
0.170
105.06
0.096
59.33
-0.311
-192.52
最不利荷载组合○1+○2283.49 217.54 -196.26 -53.65 -53.65 -196.26 ○1+○377.01 11.06 -196.26 152.14 152.14 -196.26 ○1+○4246.28 144.38 -306.45 87.87 133.60 -169.02 ○1+○585.89 29.67 -169.92 133.60 87.87 -306.45
表5-2 主梁剪力计算
序号计算简图
端支座中间支座
Ain
M
K
)
(
Cex
Bex
M
M
K
)
(
Cin
Bin
M
M
K
○10.733
52.04 -1.267（-1.000）
-89.96（-71.00）
1.000（1.267）
71.00（89.96）
○20.866
89.20 -1.134（0）
-116.80（0）
0（1.134）
0（116.80）
○3-0.133
-13.70 -0.133（-1.000）
-13.70（-103.00）
1.000（0.133）
103.00（13.70）
○40.689
70.97 -1.311（-0.778）
-135.03（-80.13）
1.222（0.089）
125.87（9.17）
○
5
-0.089
-9.17 -0.089（-1.222） -9.17（-125.87） 0.778（1.311） 80.13（135.03） 最 不利荷载组合
○1+○2 141.24 -206.76（-71.00） 71.00（206.76） ○1+○3 38.34 -103.66（-174） 174.00（103.66） ○1+○4 123.01 -224.99（-151.13） 196.87（99.13） ○
1+○5 42.87
-99.13（-196.87） 151.13（224.99）
4、主梁截面承载力计算
主梁跨内截面按T 形截面计算，其翼缘计算宽度为：
00'200060003
1
31s b mm mm l b f +<=⨯===mm 6600，
并取mm mm mm h 615356500=-= 判别T 型截面类型：
)2
('0''1f f
f c h h h b f -α)2
80615(802000/9.110.12mm
mm mm mm mm N -
⨯⨯⨯⨯= m kN .8.1094=>M=283.49m kN .，故各跨内截面均属于第一类T 形截面。

支座截面按矩形截面计算，取mm mm mm h 570806500=-=，(因支座弯矩较大考虑布置两排众筋，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mm mm mm h 590606500=-=。

主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5-3和表5-4。

表5-3 主梁正截面承载力计算
截面 边跨跨内 中间支座 中间跨跨内 M/(m kN .)
283.49 -306.45 152.14 -53.65 )./(2
m kN b
V
26.1
)./()2
(0m kN b
V M -
-438.71
)
/(/20
12
0'1bh f M h b f M c s f c S αααα== 0.031 0.290 0.017 0.052
ξ
0.031 0.352 0.017 0.053
)
/(/1010'y c s y c f s f f bh A f f h b A αξαξ==
/mm 2 1512 1990 829 310
选配钢筋 422 622 320 220 实配钢筋面积
/mm 2 1520
2281
942
628
表5-4 主梁斜截面承载力计算
截面 端支座内侧 离端第二支座外
侧
离端第二支座内
侧
V/kN
141.24 224.99 196.87 N bh f c c /25.00β
457410>V 423940>V 423940>V N bh f t /7.00
136680<V
126680<V
126680<V
选用箍筋
82Φ
82Φ
82Φ
21/mm nA A sv sv =
101
101
101
20
0/7.025.1mm bh f V h A f s t sv yv -=
3576 154 215
实配箍筋间距s
/mm 2
150 150 150
13
+14
+13
+14
+12
+12
+15
+15
+15+22.8722.87
196.87224.9950.99
M（单位kNm)
V（单位kN)
141.24+++2
14
511152.14-53.65
-306.45
217.54
283.49
图5-2主梁的弯矩包络图及剪力包络图
5、主梁的吊筋计算
由次梁传至主梁的全部集中力为
kN kN kN Q G 78.16400.10378.61=+=+ 则 2
24.38845sin /300278.164sin 2mm mm N kN f Q G A y s =⨯⨯=+=
α
选2Ф16（A s =402mm 2） 主梁的配筋示意图见
8@150
8@150
计算829m m 实配942m m 3 20
22计算310m m 实配628m m 2 20
2222计算1990m m 实配2281m m 6 22
计算1512m m 实配1520m m 4 2222
图5-3 主梁的配筋示意图
6、确定主梁的构造钢筋
根据构造要求主梁的构造配筋如下：
①边跨内配置架力筋2Ф12，其长度为5235mm ；
②主梁的截面尺寸为250×750，所以要加配腰筋和拉筋，腰筋为两排2Ф12，拉筋为Ф8@200； ③在主梁支座左右2
1b
b h ++处，为保证主梁局部有足够的受冲切承载力，在s=2×（2
1b
b h +
+）范围内配置附加箍筋，计算箍筋公式为1sv yv A nf F m ≥，经计算应采
用2Ф8@100，此箍筋正好与主梁其他截面的箍筋数量相吻合，所以在整个主梁上均配置此箍筋。

3 心得体会
经过十多天的努力我终于完成了钢筋混凝土课程设计，在这期间得到了老师
的耐心指导，通过这段时间的学习，对以前所学的专业知识有了更全面、更系统的认识，使我们对所学的基本理论知识有了进一步的认识和体会，基本上能将所学的课程进行综合利用，真正做到了学以致用，克服了课本的局限性，也算是一次短期的实习吧。

在设计过程中得到了李霞老师的悉心指导和细心审核，我又把所学的知识巩固了一遍，以前不懂的知识，通过这次的设计也学懂了；在老师及同学的帮助下，按时完成了课程设计，在此表示衷心的感谢！设计中还有诸多不足之处望老师批评指正。