一、設計題目：
設計一多層工業廠房中間層樓面：採用現澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓面。
二、設計內容：
結構平面布置：柱網、主梁、次梁及板的布置；
板的強度計算：內力按考慮塑性變形內力重分布的方法計算；
次梁強度計算：內力按考慮塑性變形內力重分布的方法計算；
主梁的強度計算：內力按彈性理論計算，考慮荷載不利組合；
繪製施工圖：結構平面布置圖；板的配筋圖；次梁配筋圖；主梁配筋圖及m、v圖；主梁鋼筋表及必要說明。
三、設計資料：
建築平面尺寸：（如圖）
主梁下附牆垛尺寸為370×490mm，下設柔墊200mm厚，中間混凝土柱尺寸為350×350mm。
荷載：⑴、使用荷載（即可變荷載：qk=5kn／m2）；
⑵、樓面面層：20mm厚水泥砂漿，γ＝20 kn／m3
⑶、鋼筋混凝土樓蓋自重γ＝25kn／m3
⑷、平頂及梁粉刷：15mm厚m5混合砂漿粉刷γ＝17 kn／m3，包括白石膏、噴白二度。
材料：⑴、混凝土：c20
⑵、鋼筋：主、次梁的主筋採用ii級鋼筋，其它部位採用i級鋼筋。
四、結構布置：
牆、柱、梁位置要求按建築物使用要求來決定。本設計在使用上無特殊要求，故結構布置要按照實用經濟的原則進行，並符合下列要求：
柱網可布置成長方形或正方形；
板的跨度：一般在1.7---2.7m，由於實際上不易得到完全相同的計算跨度，故一般將邊跨布置的小些，但跨差不宜超過10％；
次梁的跨度：一般在4.0---6.0m，較為合理是五跨，中間各跨可布置成等跨，若邊跨不能與中間各跨相等，可布置略小些，但跨差不宜超過10％；
主梁的跨度：一般在5.0---8.0m，同時宜為板跨的2－3倍，各跨度值的設計與次梁相同。
五、設計內容及步驟：
（一）板的設計（按塑性內力重分布計算）
板、次梁、主梁截面的假定：
板厚：t≥60mm，一般取70－80mm
次梁截面尺寸：h=（1/12－1/18）l次梁，b＝（1/2－1/3）h
主梁截面尺寸：h=（1/8－1/14）l主梁，b＝（1/2－1/3）h
主、次梁的截面高度和寬度以50mm為模數。
板的計算簡圖：
板為多跨連續板，凡大於五跨的連續板，可按五跨連續板考慮，除邊跨及第二支座處，其餘按中間跨及中間支座考慮。
當考慮塑性內力重分時：
中跨：l計＝l0
邊跨：l計＝l0＋h/2且＜（l0＋a/2）
荷載計算：（取1m寬板帶計算）
恆載：板自重：板厚×鋼筋混凝土容重×1m板帶
面層：面層厚×水泥砂漿容重×1m板帶
板底粉刷：粉刷厚×混合砂漿容重×1m板帶
恆載標準值：gk=σ
恆載設計值：g=分項係數×gk
可變荷載：
標準值：qk=可變荷載×1m板帶
設計值：q=分項係數×qk
內力計算：
考慮內力重分布後各跨中及支座彎矩係數如下：
m=β(q+g)l2，據此式求各跨中及支座處彎矩
配筋計算：
位於次樑內各跨上的板帶，其內區格四周與梁整體連線故其中間跨截面（m2、m3）和中間支座mc計算彎矩可減少20％。
ξ有效數字取3位，力的單位為kn，m的單位為kn－m。
為便於施工，同一板中鋼筋直徑的種類不宜超過兩種，同一板帶的相鄰跨中及支座的鋼筋宜取相同間距或整數倍。
繪製板配筋圖：（平面及剖面），本設計要求主筋採用彎起式。
（二）次梁設計（考慮塑性內力重分布的方法計算）
確定計算跨度及計算簡圖：
計算跨度取為（當考慮塑性內力重分布時）
中跨：l計＝l0
邊跨：l計＝l0＋a/2和l＝1.025l0，二者比較取小值
當（l邊－l中）／l中＜10％時，可按等跨連續梁計算。
荷載計算：
（1）恆載：g
由板傳來：板荷載×次梁間距
次梁自重：次梁寬×（次梁高－板厚）×容重
次梁粉刷：厚度×淨高×2×單位重
恆載標準值：gk=σ
恆載設計值：g=分項係數×gk
（2）可變荷載：
設計值：q=分項係數×板上可變荷載×次梁間距
內力計算：
考慮內力重分布各跨中及支座彎矩係數如下：
m=β(q+g)l2
配筋計算：
（1）次梁跨中截面為t形截面，t形截面其受壓翼緣寬度的確定方法見相關敘述，支座按矩形截面計算。
（2）內力及鋼筋截面計算**可參考下表：
鋼筋截面計算**
斜截面強度計算：
（1） 剪力公式：v=α(q+g)l0（α為剪力係數，l0為淨跨）
（2）驗算各截面：v≤0.25fcbh0（若不滿足需加大截面）。
（3）驗算各截面：v≤0.07fcbh0（若不滿足需計算配筋）。
（4）確定箍筋直徑、間距。
（5）彎起筋的計算。
（6）繪出次梁鋼筋布置圖。
（三）主梁設計（因主梁荷載太大，內力按彈性方法計算）
計算簡圖：
由於主梁線剛度較鋼筋混凝土線剛度大，故在梁中間支座鉸支於柱上考慮，主梁端部支承於磚壁柱上，支承長度a＝270mm，b＝350mm。
中跨：l計＝lc
邊跨：l計＝l0＋b/2+ a/2且≤1.05l0
荷載計算：為簡化計算，主梁自重可按集中荷載考慮。
（1）恆載g：
次梁傳來恆載：次梁恆載×主梁間距。
主梁自重：主梁寬×（主梁高－板厚）×次梁間距×鋼筋砼容重
主梁粉刷：
合計：標準值gk=σ
設計值：g=分項係數×gk
（2）活載：
標準值pk=次梁活載×主梁間距
設計值：p=分項係數×pk
總荷載：g＋p＝
彎矩及剪力計算：
（1）彎矩公式：m＝k1g＋k2g
式中：k1――恆載作用下彎矩係數
k2――活載作用下彎矩係數
k1、k2可由鋼筋砼附表中相應欄中查得，計算**可參見相應參考書。
（2）剪力公式：v＝k3g＋k4g
式中：k3――恆載作用下剪力係數
k4――活載作用下剪力係數
k3、k4可由鋼筋砼附表中相應欄中查得，計算**可參見相應參考書。
主梁正截面及斜截面配筋計算：
計算方法同次梁，可參考鋼筋砼結構教材，此外，尚需要按下式計算承受次梁集中荷載所需的附加橫向鋼筋。
asv＝f／fyvsina
繪製主梁的彎矩和剪力的包絡圖。
應按一定比例在各種最不利荷載作用下所得的彎矩圖（剪力圖）迭合在一起的外圍包線就是彎矩（或剪力）迭合圖。從而得到每一截面最大最小的彎矩（剪力）計算值。
（1）彎矩包絡圖：
對於第一跨一般考慮三種情況：
最大跨中彎矩圖形；
最小跨中彎矩圖形
第二支座最大負彎矩時相應的跨中彎矩圖。
對於中間跨一般考慮四種情況：
最大跨中彎矩圖形；
最小跨中彎矩圖形；
左支座最大負彎矩時相應跨中彎矩圖形；
右支座最大負彎矩時相應跨中彎矩圖形；
包絡圖繪製步驟：
a、分別求出各種不利荷載作用下相應的支座彎矩並以國一比例分別繪在支座上；
b、將兩支座彎矩連以直線作為基線，然後按相應於支座彎矩的荷載作用下繪上相當於簡支梁的彎矩圖。
c、將各種彎矩圖迭合在一起即得外包線，就是彎矩包絡圖。
（2）剪力包絡圖（包括每跨左、右的最大、最小剪力圖）
a、求出各種不利荷載作用下的支座處最大剪力相應荷載作用下的跨中剪力圖。
b、將各具跨度的兩個剪力圖（左支座最大、右支座最小）迭合在一起，即得剪力包絡圖。
抵抗彎矩圖形：
抵抗彎矩圖形表示梁截面承載能力變化的圖形，它與彎矩迭合圖配合應用，可以合理地決定鋼筋的彎起點和切斷點。
注意：彎起鋼筋應在被充分利用的截面以外距離＞h/2的截面處彎起；
切斷鋼筋應在理論斷點以外20倍直徑和充分利用的截面以外1.2倍錨固長度以外切斷。
2023年11月1日
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