大工16春《钢筋混凝土结构课程设计》

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：XX单层厂房单向板设计学习中心：福建福州奥鹏学习中心[7]专业：土木工程年级：2015年春季学号：121296303957学生：谢谢指导教师：11基本情况XX单层工业建筑的中间楼面详见图1-1“建筑平面图”。中间楼面使用的是现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。现在对其进行结构设计。设计的内容：生产车间的四周外墙全为240的承重砖墙，主梁端墙处：370mm×370mm壁柱；设置钢筋混凝土柱，截面尺寸400mm×400mm。楼盖自重：钢筋混凝土容重325/kNm；楼面活荷载，单位是0.52/kNm；楼面面层：水磨石地面20.65/kNm；板底粉刷：20.40/kNm。混凝土：C20、C25或C30；钢筋：次梁及主梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300或HRB335级钢筋。图1-1建筑平面图22单向板结构设计2.1板的设计2.1.1恒荷载标准值板的永久荷载标准值80mm现浇钢筋混凝土板0.08×25=2kN/2m10mm厚大理石地面0.01×28=0.28kN/2m20mm板底混合砂浆抹灰0.02×17=0.34kN/2m合计2.62kN/2m板的可变标准荷载值3.5kN/2m永久荷载分项系数取1.2或者1.35，因楼面可变荷载标准值为3.5kN/2m，所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的荷载总计算值①q=Gkg+Qkq=1.35×2.62+0.7×1.4×3.5=6.967kN/2m②q=Gkg+Qkq=1.2×2.62+1.4×3.5=8.044kN/2m由于②①，所以取②q=8.044kN/2m，近似取q=8kN/2m图2-1板的计算简图2.1.2内力计算及配筋：在表2-1可查得，板的弯矩系数αm分别为：边跨中为1/11;离端第二支座为-1/11;中跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有M1=－MB=1/11（g+q）l02=1/11×8.04×2.022=2.982KN·mM2=M3=1/16（g+q）l02=1/16×8.04×2.002=2.01KN·mMc=－1/14（g+q）l02=－1/14×8.04×2.002=－2.297KN·m取1m宽板带作为计算单元，b=1000mm，混凝土C30,板的最小保护层厚度为C=15mm，板厚h=80mm，h0=80-20=60mm；α1=1.0,fc=14.3KN/mm2；HPB235，fy=210N/mm2。3板的配筋计算过程如表2-1所示表2-1板的配筋计算表截面1B2CM（mkN）1MBM2M28.0McMcM8.020)(lqgM2.982-2.9822.011.608-2.297-1.838201bhfc（mkN）51.48201bhfMcs0.0580.0580.0390.0310.0450.036s211(614.0b)0.060.060.040.0330.0460.0375.01s0.970.970.920.9340.9080.9260/hfMAyss（mm2）243.9243.9173.4136.6200.8157.5选钢筋①～②轴线⑤～⑥轴线Φ6/8@160Φ6/8@160Φ6/8@160Φ6/8@160②～⑤轴线Φ6/8@160Φ6/8@160Φ6/8@160Φ6/8@160实际配筋①～②轴线⑤～⑥轴线246mm2246mm2246mm2246mm2②～⑤轴线246mm2245mm21246mm2246mm22.2主梁的设计2.2.1荷载设计值（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载：9.149×6.3=57.64kN主梁自重（含粉刷）：[（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0]×1.2=10.958kN活荷载设计值：Q=26×100.86.3=163.8kN恒荷载设计值：G=57.64+10.958=68.6kN2.2.2计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨:lo1=ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mmLo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm故lo1取6022mm中跨lo2=6000mm计算简图如图所示。4图2-2主梁计算简图2.2.3内力设计值计算1)弯矩设计值：QLkGLkM21其中，21kk可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。2）剪力设计值：QkGkV43，其中，43kk可由书中表查可知。表2-3主梁弯矩计算项次荷载简图1/MkBMk/2/MkcMk/①GGGGGG47.94244.061.103267.088.25067.061.103267.0②QQQQ97.246289.032.113133.097.112133.032.113133.0③QQ46.38045.032.113133.088.169200.032.113133.0④QQQQ70.195229.097.264311.040.144170.083.75089.0minM)(mkN组合项次①+③①+④①+②①+④组合值56.01-368.5887.09179.44maxM)(mkN组合项次①+②①+③组合值341.44195.76由此可作出下列几种情况下的内力图：①+②；①+③；①+④表2-4主梁剪力计算项次荷载简图AVk/左BVk/右BVk/5①GGGGGG90.42733.016.74267.153.5800.1②QQQQ45.111866.095.145134.100④QQQQ67.88689.073.168311.127.157222.1组合项次minV(kN)①+②154.35①+④-242.89①+④215.83）截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取三者最小值按梁跨考虑：'fb=3ol=5.5/3=1.833M按净距nS考虑'fb=b+ns=0.4+6.2=6.7m按翼缘高度'fh考虑0h=650-60=5900'hhf=590100=0.1690.1，则翼缘不受限制故应取'fb=2.30m考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中0h=h-60=650-60=590mm；判断各跨中截面属于哪一类T形截面,)2('0''1fcffhhfhb=1.0×2300×100×11.9×(590-100/2)=1333.392.97KN·m故属于第一类T形截面支座处按矩形截面考虑，由于弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中0h=h-90=650-90=560mm；主梁的正截面承载力及配筋计算见表，斜截面承载力及配筋计算见表；表2-5主梁正截面承载力计算6截面边跨中中间支应中间跨中M（KN·m）338.70455.77219.330()2bQkNm-34.85-0()2bMQkNm-320.92-20012cMxhhfb0.0350.3440.0190.35bx0.036b0.441b0.019b210()csyafbhAmmf1225.51550.31222.7选配钢筋2φ25+3φ202φ25+3φ202φ25+1φ20实配钢筋面积（mm2）1932193212960sAbh1.31﹪0.2﹪1.38﹪0.2﹪0.93﹪0.2﹪是否满足要求是是是注：○1最小配筋率min=(45ytff/,0.2max)%=0.2%○2HRB335钢筋，b=0.55,表2-6主梁斜面承载力计算截面边支座支座B左支座B右V（KN）122.05225.53315.16)(25.00KNfbhcc325.5V316.5V416.5V)(7.00KNbhfVtc131.1V124.5V124.5V选配弯起钢筋-1φ181φ18弯起钢筋面积sbA0254.5254.5)(sin8.0KNAfVsbysb043.243.2csbVVV11.457.8347.46箍筋肢数、直径2φ62φ62φ67)(21mmnAAsvsv575757csbsvyvVVVhAfs025.11106250206986252212实配箍筋间距s(mm)200200200bsnAsvsv10.114﹪0.106%0.114﹪0.106%0.114﹪0.106%是否满足要求是是是注：yvtsvff24.0min,=0.106%,由min,sv计算出S=205.1mm，所以取S205mm，而由构造要求知箍筋的最大间距为250，故可取S=200mm2.3次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。2.3.1荷载永久荷载设计值板传来永久荷载3.144×2=6.288kN/m次梁粉刷0.02×（0.45-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m次梁自重0.2×（0.45-0.08）×25×1.2=2.22kN/m合计g=8.788kN/m可变荷载设计值q=4.9×2=9.8kN/m荷载总设计值g+q=18.588KN/m2.3.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×600mm。计算跨度：中间跨ol=nl=6000-300=5700mm跨度差（5850-5700）/5700=2.6%小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示。图2-7次梁计算简图82.3.3次梁内力计算由表11-1可查得，板的弯矩系数αmb分别为：边跨中为1/14;第一内支座为-1/11;中间跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有1）截面承载力计算：次梁跨中按T型截面计算，其翼缘宽度取下面两者中较小者：bf＇=l/3=5100/3=1700mmbf＇=b+sn=200+2000=2200mm,故取bf＇=1700mm。判断各跨内截面属于哪一类型T型截面：取h0=400-35=365mm，则有：α1fcbf＇hf＇（h0-hf＇/2）=1.0×14.3×1700×80×（365-40）=632.7KN·mM1M2，均属第一类T型截面。支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取mmh340604000，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。取mmh3650混凝土为C30,α1=1.0,fc=14.3KN/mm2；纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2。次梁正截面承载力计算过程如表2-8所示。表2-8次梁正截面承载力计算表截面1B2C弯矩M)(mkN42.31-42.3128.73－32.83201bhfc或20'1hbffc236517003.140.16102387.323402003.140.161062.330236517003.140.16102387.323652003.140.161002.38120'1201hbfMbhfMfcscs或0.0130.1280.0090.086s211)350.0(b0.0130.1370.0080.0745.01s0.9930.9410.9930.9630/hfMAyss349.1369.4237.5277.9选用钢筋214+114（弯1）214+112（弯1）214（弯1）214+114（弯1）实际钢筋截面面积（mm2）4614613084619次梁斜截面承载力混凝土C30,ft=1.43N/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210N/mm2；hw=h0-hf＇=340-80=260，因hw/b=2