《钢筋混凝土结构课程设计》大作业

网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题目:重XXX厂房单向板设计学习中心：XXXX奥鹏学习中心专业：土木工程年级：2014年秋季学号:学生:指导教师：1 基本情况本设计XXXXXXXXX进行设计计算。重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架 承重，外墙为370mm专砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹 灰。荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重 25kN/m 3, 水泥砂浆容重20kN/m 3，石灰砂浆容重17kN/m 3，分项系数g =1.2。可变荷载， 楼面均分布荷载为7.5 kN/m 3，分项系数k = 1.3。材料选用：混凝土采用 C30 ( fc=14.3N/mm2， ft =1.43 N/mm 2);钢筋主梁、次梁采用HRB33( fy=300kN/m2)钢筋，其它均用HPB30(M( fy=270kN/m3)钢筋。主梁沿房屋的横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是 4.8m。梁每跨内布置两根次梁。其间距是 1.9m。楼盖的布置如图1-1。根据构造要求，板厚取h = 80mm -1900 = 47.5mm4040次梁截面咼度应满足h= l4800 l 4800 =266_400mm1812 18 12 一取h=400mm截面宽度取为b=200mm主梁的截面高度应满足 h =-!5700 _ 5700 =380 570mm151015 一 10取截面高度h=500mm截面宽度取为b=250mm图1-1 楼盖布置图2单向板结构设计2.1板的设计2.1.1板的计算按塑性分析法计算内力2.1.2荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层0.02m 20kN/m3 =0.4kN/m280mn钢冈筋混凝土板320.08m 25kN / m =2.0kN /m15mn厚石灰砂浆抹灰320.015m 17kN/m3 =0.255kN/m2活荷载标准值qk 二 7.5kN / m2横荷载设计值g =1.2 2.655 =3.186kN/m2活何载设计值2q=1.3 7.5=9.75kN/m合计g q =12.936kN /m22.1.3内力计算次梁的截面200mm 400mm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度为：边跨 10 =ln h =1.9 -0.12-竺 四=1.72m2 2 2中间跨 10 =1.9 -0.2 =1.7m跨度差(1.72 -1.7)/1.7 -1.2 00 10 00说明可按等跨连续板计算内力。取1m宽板作为 计算单元，计算简图如图2-1所示。图2-1计算简图连续板各截面的弯矩计算见表2-1。表2-1连续板各截面弯矩计算截面1边跨跨内B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩计算系数计算跨度1。2.1.4截面承载力计算2b = 1000mm, h =8Omm,h0 =80 -20 = 60mm。 C30 混凝土，fc=14.3 N/mm 。HPB30C钢筋，fy=270kN/m2，连续板各截面的配筋计算见表 2-2。表2-2连续板各截面配筋计算截面位置边区板带（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 支跨 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0.8 沢（-2.3.4-3.2.3-2.0.8 x2.M（ kN/m 2）8484673.48-3.4834=1.8767）=-2.140.00.00.00.00.0670.0670.0360.041676745520.00.00.00.00.0690.0690.0370.04269694654219219146172219219118134选配钢筋*6/*6/* 6*6*6/8*6/88181190160170170* 6200* 62007070实配钢筋面228228149177228228141141积支座截面的受压区高度系数均小于0.35，满足弯矩调幅的要求;所以，A,min = % bh = 0.238% 1000沃 80 二 190.4mm22.1.5板的裂缝验算裂缝宽度验算属于正常使用极限状态，采用荷载的标准组合。按弹性方法计算截 面弯矩，考虑可变荷载的最不利布置，有式中gk 折算永久荷载标准值，g gk qk/ 2.655 7.5/2 =6.405kN /mqk 折算可变荷载标准值，qk = qk / 2 = 7.5 / 2二3.75kN / m:g 五跨连续板满布荷载下相应截面的弯矩系数，按有关表格查的；：-q 五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数，按有关表格查的。由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：受弯构件的受力特征系数:cr -1.9，光面钢筋的相对粘结特征系数訂-0.7，C30混 凝土抗拉强度标准值 ftk =2.01N / mm2 ；保护层厚度c=15mm20m取c=20mn，计算 过程见表2-3，裂缝宽度均小于一类环境规范规定值。表2-3板的裂缝宽度验算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474deq =d(mm)11.4311.438.578.578.57lcP(1.9c+0.08eq)(mm)te129.44129.44106.56106.56106.56Wmax =%屮 |/sq/Es(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注:-te : 0.01 ,取嘉=0.01。2.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：式中，上=Es/Ec =210 103 /3 104 =7，矩形截面，各截面的短周期刚度如下表所示。截面1B2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，Bb与Bi很接近，满足0.5 BiBb2Bi,按混凝土结构设计规范可取整跨刚度Bi为计算挠度，这样的简化使挠度计算大为方便。长期刚度按下式确定其中，M1q =(0.078gk 0.1qk)l； =(0.078 7.965 0.1 3) 1.722 = 2.725kNL_m第一跨挠度最大，对于等跨连续板可只验算该跨挠度。永久荷载gk满布,可变荷载qk在1，3，5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是0.644 10和0.973 10工，于是挠度:2.2 次梁的设计2.2. 1次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。2.2.2荷载恒荷载设计值由板传来 1.9m 3.186kN/m3 =6.05kN/m2次梁自重 1.2 0.2m (0.4m-0.08m) 25kN /m3 =1.92kN /m2梁侧抹灰 1.2 0.015m (0.4m-0.08m) 17kN /m3 2 = 0.20kN/m2活荷载设计值由板传来q =1.9m 9.75kN /m3 =18.5kN /m2合计g q=26.67kN/m22.2.3内力计算计算跨度0.25In =4.8m 0.12m m =4.555m边跨21.025ln =4.669m A4.675m 取0=4 675中间跨 I。= In = 4.8m-0.25m = 4.55m跨度差(4.675 -4.55)/4.55 =2.7 00叮0 00，说明可按等跨连续梁计算内力计算简图如图2-2所示。图2-2 计算简图连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表2-4、表2-5表2-4连续次梁弯矩计算截面1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩计算系数计算跨度I。表2-5连续次梁剪力计算截面A边支座B （左）离端第二支 座B （右） 离端第二支 座C中间支座剪力计算系数0.450.60.550.55净跨度ln丨0 =4.675丨0 =4.675丨。=4.55丨。=4.5554.6774.8166.7466.742.2.4正截面承载力计算正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按T形截面计算，翼缘宽度1 1取bf 丨二4800=1600mm，又 b s 200 1700 = 1900mm，故取 bf = 1600mm 33一类环境，梁的混凝土保护层厚度要求为25mm单排钢筋截面有效高度取h =365mm判别T型截面类型：各跨跨中均属于第一类T型截面。次梁的正截面承载力过程见表2-6。表2-6次梁正截面受弯承载力计算截面边跨跨中（1）离端第二支座（B）离端第二 跨跨中（2） 中间跨跨 中（3）中间支座（C）弯矩设计值（kNLm）53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110选配钢筋564.21044334.0383实际配筋5 t 123 1 223 1 124 12As=565As = 1140As=339As=452计算结果表明均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。As/(bh) =339/(200 400) =0.42% .心in =(0.2%,45ft / fy)max =45ft / fy =45 1.43/300 = 0.22%，满足最小配筋率的要求。2.2.5斜截面受剪承载力计算计算内容包括：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。(1) 验算截面尺寸hw 二 h。- hf 二 365 -80 = 265mm, hw / b 二 265/ 200 = 1.2 ： 4，截面尺寸按下式验算：截面尺寸满足要求。(2) 计算所需腹筋采用6双箍，计算支座 B左侧截面，Vbi =72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s:调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%先调幅整箍筋间距，s = 0.8疋5725.7 = 4580.56mm，大于箍筋最大间距 200mm最后 取 s=200mm(3) 验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.3ft / fyv =0.3 1.43/270 = 1.58 10，实际配箍率 ：v二Asv/(bs) =100.48/(200 250)=2.50 10”，满足最小配箍率的要 求。2.2.6次梁的裂缝宽度验算次梁的折算永久荷载gk =6.8 08 14. 23 /詔1CkF37m;/折算可变荷载qk =14.23 3 = 10.67N n/。变形钢筋的相对粘度特征系数v -1.0，混凝土的4保护层厚度c=25mm荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数：Cr =1.9，裂缝宽度的计算过程见表2-7，各截面的裂缝宽度均满足要求。表2-7次梁的裂缝宽度验算截面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609deq =d/v(mm)1212121212lcP(1.9c +0.08-deq)(mm)Re115.59115.59143.5142.54143.5Wmax =%yicsq/Es(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:2.2.7次梁的挠度验算按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度：其中，J 二人 /bh0 = 565/(200 365)=8.3 10 ；54:E =Es/Ec =2.0 102.8 10 =7.14 ；(bf -b)hf(1600-200) 80f1.647。bho200 365长期刚度：其中，Mg =(0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 -35.12kN_m挠度系数与板相同，挠度:2.3 主梁的设计231主梁计算主梁按弹性理论设计。2.3.2荷载为简化计算，将主梁自重及梁侧抹灰重量等效为集中荷载。荷载设计值：由次梁传来 8.174.8=39.22 kN主梁自重 1.20.25( 0.65-0.08)1.917 2=8.13 kN梁侧抹灰 1.20.015( 0.65-0.08 )1.917 2=0.67 kNG=48.02kN活荷载设计值：由次梁传来 Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82kN2.3.3计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度为370mm中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面为 350mm350mm墙、柱为主梁的铰支座，主梁连续梁计算。571557005715图2-3 计算数计算跨度: 边跨 ln =5.7 -0.12 -035 = 5.405m2.取最小值 lo =5.715m中间跨：ln =5.7 一0.35 =5.35m跨度差 (5.715-5.7 ) /5.7=0.26%0.24ft / fyv =0.24 1.43/ 270=1.27 10，满足要求。2.3.7主梁裂缝宽度验算受弯构件的受力特征系数=1.9，变形钢筋的相对粘结特征系数- =1.0， C30混凝土抗拉强度标准值ftk =2.01N/mm2 ；保护层厚度c=25mm主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表2-10，各截面的裂缝宽度均满足要求。表中B支座边缘弯矩标准值：表2-10主梁各截面的裂缝宽度验算过程截面1B2178.6-204.0193.12-36.4618841884942628247.6282.9244.35143.50.03010.03010.01510.01000.92470.9470.74590.1895deq =d/ (mm)20202020lcP(1.9+0.08deq) (mm)Pte100.8100.8153.46207.5Wmax =G,lcesq/Es(mm)0.2190.2560.1800.0542.3.8主梁的挠度验算按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度:其中，亍二人/bh。=1884/(250 440) =0.0173 ；:e=Es/Ec=2.0 105 2.8 104 =7.14 ；(bf -b)hfbht(1220-300) 80-175x440=0.9556。其中， Mik =55.8 0.8 112.8 =146.04kNLm挠度系数与板相同，挠度:3 心得体会本课程属于课程培养体系中的实践环节， 既是土木专业主修课程 钢筋混凝土 的重要补充，也是提高我们自主设计能力的重要环节，需要有前期钢筋混凝土 结构工程力学等课程较为扎实的理论和实践基础。作为具体的设计来说，对于我拉半路出家，没有什么建筑学、土木工程基础， 且基本没接触到建筑设计的学生来说，难度还是比较大，要听完课，自己独立设 计，相对比较困难，但总算