大工钢筋混凝土结构课程设计答案

网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题 目：新厂房单向板肋梁楼盖设计学习中心：_专 业：年 级：学 号：学 生：指导教师：1 基本情况1.1设计资料某多层厂房采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其中三层楼面荷载及构造 等设计资料如下：21）楼面均布活荷载标准值：qk=4.0kN/m，厂房平面尺寸33.6mX 22.5m。32）楼面面层用20mr厚水泥砂浆抹面（丫 = 20kN/m ）,板底及梁用15mr厚石灰砂3浆抹底（丫 = 17kN/m ）。3）板伸入墙内120mm,次梁伸入墙内240mm,主梁伸入墙内370mm；4）材料选用：材料选用：混凝土强度等级采用C20 C25 C30 ,钢筋采用HRB400、 HRB335或 HPB235。1.2楼盖的结构平面布置确定主梁的跨度为7.5m,次梁的跨度为6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.5m。根据构造要求，板厚取h =80mm，大于等于 丄= 62 5mm ；4040次梁截面高度应满足h二丄丄=333500mm ,取h = 450mm,截面宽 18 12,截面宽度取b =（1/2 1/3）h，取 b = 200mm ；主梁截面高度应满足h =丨帖丨10 = 500 750mm ,取h = 650mm为 b = 250mm ；柱的截面尺寸bx h=400X 400 mm2。1FL, ”.120:12斗叶1206Q0Q6000eaoa6000000 1:60Q0(36000，丄3;cg图1楼盖平面图2单向板结构设计2.1 板的设计按塑性分析法计算内力。2.1.1荷载计算恒荷载标准值20mm水泥砂浆面层：0.02 20 =0.4kN/m2 80mmffl筋混凝土板：0.08 25 = 2kN/m2 15mm板底石灰砂浆：0.015 17 =0.255kN/m小计活荷载标准值:9严.65叫2q4-0KNm2荷载组合设计值：本题Y。=1.4，（因楼面活荷载标准值为4.0 K?：，按相关规范要求取值）所以有:q =1.2g 1.4q =1.2 2.655 1.4 4.0 =8.786 2q=1.35gk 1.4 0.7 q =1.35 2.655 1.4 0.7 4.0 = 7.50由于，取g q = 8.786 KN帛。2.1.2内力计算及配筋取1m宽板作为计算单元，板的实际结构如图 2-1所示，由图可知：次梁截 面为b=250mm，现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按塑性内力重分布设 计，板的计算跨度为：边跨：|0=1 +丄=2.50.12 02 十008 =2.32m0 n 2 2 2中间跨：lo =ln =2.5-.2 =2.3m1207142280 2(J0 25002(T)0 23002500 扌*q25001_/彳 2500_图2-1板的实际结构一斗t板的计算简图见图2-2所示:g+q=8.786Kr/M2V If卩11 U V 口 u v y Ifmi r iiJ V V q VII2打%2爲嬴92 CI2300 电Hrf图2-2板的计算简图等跨连续板弯矩设计值计算过程见表 1表1板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩系数m1/11-1/111/16-1/14计算跨度10(m)l01=2.32101=2.32102=2.3102=2.3= 厨(g + q)*(Kn m)4.3-4.32.9-3.32截面承载力计算：板厚80 mm ；他=80 -15 =65mm, b =1000mm,C20混凝土，&=1.0,仁=96少：后HPB235钢筋，f y =210%杆，f 广1.1缩：亦对轴线G?间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积折减 20%。板配筋计算过程见 表2。表2板的配筋计算表截面位置1B2CM（ K%2）4.3-4.32.9-3.32as=0.106-0.1060.071-0.0821-2%0.1120.10.1120.350.0740.10.0860.35轴线计算配筋（mm2）As= E bh0 a ifc/fy356.6356.6219.9255.5实际配筋（mm2）丨中8140*8140丨申6125申 6110As=359As=359As=226As=257轴线计算配筋（mm2）As= E bh0 a 1fc/fy356.6356.6219.9x0.8=176255.5x0.8=204.4实际配筋（mm ）丨中8140申 8140丨申6160申 6130As=359As=359As=177As=218配筋率验算pmin =0.45,f= 0.45x1.1/210 心57%。- Abh-357/一 /8000= 4.46%p=Abh-357/一 /8000 = 4.46%p = As/P / bh 219/ 一 /8000= 27%P = As/P /bh_255.y 一 / 8000.2%2.2 次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计方法计算。2.2.1荷载设计值恒荷载设计值板传来的恒载:2.655 2.5 二6.64次梁自重：25 0.2 （0.45-0.08） =1.85Kn m次梁粉刷：1.7 （0.45-0.08） 2 0.015 = 0.19Kn m小计g 厂 7.36K楼面活荷载:Kqk = 4 2.5 = 10荷载组合设计值: g q=1.2gk 1.4qk=1.2 7.361.4 10 =22.83 KN m g 1.35 g 1.4 0.7 q =1.35 7.36 1.4 0.7 10 =19.74 KN m由于，取g22.83 KN M。=6.00.122.2.2计算简图次梁在墙上的支承长度为 度为：a=240mm，主梁宽度为b=250mm。次梁的计算跨边跨:0.250.24F= 5.875m1.025| .=1.025疋5.755 =5.89m中间跨：. =6.0 0.25 = 5.75mnjI4iU20575512SJ 255750125,，Pi怦TX60006030i(!r癖12i图2-3次梁的实际结构y 专 If Iv v m rhir vi n iV!UIfn)5875 啓5750 45缶0 禺F 5750 电*-B 5875*图2-4次梁的计算简图2.2.3弯矩及剪力计算因边跨和中间跨的计算跨度相差587驚750 =0.022 2%，可按等跨连续梁计算。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表3和表4表3次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数GM1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0（m）101=5.89l01=5.89102=5.75102=5.752m =叫(g +q)l(Kn m)72-7241.2-53.9表4次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座B（ 左）离端第二支座B（右）离端第二支 座C中间支座剪力系数0.450.60.550.55净跨度l nln 仁 5.875ln 仁 5.875ln2=5.75ln2=5.75V =0V(g +q)ln(Kn)60.480.572.272.2224配筋计算1）正截面抗弯承载力计算 次梁跨中正弯矩按T形截面进行计算，其翼缘宽度取下面二者中较小值:bf J0 =57501920mm33bf，= b +sn =200 +2300 = 2500mm故 bf = 1920mmho =450 -35 =415mm,C30混凝土，a1.0, f纵向钢筋采用HRB335, f -300yEmNmm2,箍筋采用HPB235钢筋, f厂210m2 a f cbf，hf（ho hf 2 ）/920 80 14.3 （415 -40 ?） = 867.6Kn M 72KnM故属于第一类T型截面。支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表5。表5次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kN m ）727241.253.90.0150.1660.00870.11E =1-J - 2亚0.0150.10.1830.350.00870.10.120.35选 配 钢 筋计算配筋（mm2）AS= E bh0 a 1fc/fy569. 712724.009330.433474.76头际配筋（mm ）3163183122 16 + 1 10As=603As=763As=339As=480.52）斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw 二 hoh： =415 -80 =335且 hwb =335200 =1.675 ： 4，截面尺寸按下式 验算：0.25% fQh。=0.25 1.0 14.3 415 20 296.8 k n - Vma 80.5 K n 截面尺寸满足要求。0.7ftbh=0.7 1.43 200 415 =83.083 Vmax（VA、VB、Vc）所以A、B和C支座均只需要按构造配置箍筋。2.3主梁的设计按弹性理论进行设计。2.3.1荷载设计值为简化计算，将主梁的自重及主梁粉刷重量等效为集中荷载。 恒荷载设计值次梁传来的恒载：7.36 7.5 = 55.2 N主梁自重：25 0.25 (0.65-0.08) 2 =7.13“主梁粉刷：2 1.7 (0.650.08) 2 0.015 = 0.58Kn小计g广5187Kn楼面活荷载：qk = 10 7.5 = 75K N荷载组合设计值：G Q =1.2Gk 1.4Q =1.2 51.87 1.4 75 =167.24 KnG +Q =1.35Gk+1.4 汇 0.7 汇Qk =1.35x51.87 +1.4x0.7x75 =143.52 Kn取G Q = 167. 24 Kn2.3.2计算简图主梁端部支承在墙上的支承长度 a=370mm,中间支撑在300mm 300mm的 混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨：ln f7.5-1203./2 0.3/2 0.37/7.565m10 =1.0251 n + 2 T.025汇(7.5 -0.12 - 0.3/ 2) +0.3/2 = 7.56m取 l 7.56m。中间跨：I = 7.5mW1图2-5主梁的实际结构Cl=KN1250025帥*卜2顶2500C2500肚756075D02顶1250D75602560图2-6主梁的计算简图233内力计算及包络图因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算1）弯矩值计算弯矩：M KGI k2Ql，其中， k2可由书中表查取，L为计算跨度。主梁的弯矩设计值计算见表6表6主梁的弯矩设计值计算（kN m ）2）剪力设计值剪力设计值：V nksG k4Q，其中，k3 k4可由书中表查可知。 不同截面的剪力值经过计算如表 7所示。表7主梁的剪力计算（kN）项次何载间图k/VAk/VB左k/VB 右G G1 1G1GGJ1G0.733-1.2671.0045.62一 78.8662.24Q Q1 JQ1QI0.866-1.134090.93-119.070QQ11 JQ1Q10.689-1.3111.22272.345-137.66128.31组合项次土Vmin(kN)+136.55+-216.22+190.55图2-7主梁弯矩包络图和剪力包络图234配筋计算2 2C30混凝土, ai =1.0, fc =14.3N/mm ,ft =1.43N/mm ;纵向钢筋HRB400,其中f =360n 2,箍筋采用HPB235, f =210N1 y / mm1 yv / mm1）正截面受弯承载力计算及配筋计算主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度bf，按1 1 bf l 7500 = 2500mm : b S0 二 7500mm，故取 bf 二 2500mm。33梁高：h =650,h0 =650-35 = 615mm （边跨），h0 = 650-35 = 615mm （中间跨）翼缘厚：hf =80mm判定T形截面类型：fcbfhf （h0 -匕）=1.0 11.9 2500 80 （615 -殂）=1368.5 106N mm2 2344.2kN m（边跨中）=1368.5kN m亠、:亠188.78kN m（中间跨中）故各跨中截面属于第一类T形截面。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h0 =650 - 70= 580mm。正截面受弯承载力的计算过程如下表8主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩M(kN m)344.2-372.53188.78V0b/225.091M V0b2-347.44Cd fcbh0 或1.0汉143龙50061&1.0：1425058C21.1l：2500：615! 2Gfcbfh=13521.5X106=1202.63X106=13521.5X106a = M 2 或 a = M 20.0250.3100.014(/fcbho疥小应隽71_2哄(& =0.550)0.0210.3840.014-=1 -0.5：0.990.810.97As =M / J fyh。1570.42202.7879选配钢筋520妙255空16实配钢筋面积 (mm157024541005配筋率验算：.5090.31% 0.45 ft = 0.16% 及 0.2%bh 250 x 650f yv2)斜截面受剪承载力计算及配筋表9斜截面受剪承载力、配筋计算截面AB左B右V(kN)136.55-216.22190.55hw =佗hf =615 _80 =535mm,因上=535b/2:c = 2 14 V截面满足518.4V截面满足518.4V截面满足剪跨比：九n3,取1 75乂 = ftbh。Z +1(kN)96.2 V需配箍筋90.7 V需配箍筋96.2 V满足151.97 eV不满足157.47 eV不满足A _V-Vcssb入0.8fy sina2315.5mm2162.5mm选配弯起钢筋由于纵向钢筋充 足，可弯起1虫25由于纵向钢筋充 足，可弯起1尘16实配钢筋面积(mm)490.9201验算最小配筋率J =丛=100.6=0.002012 0.24丄=0.001634，满bs 250 乂 200fyv足要求说明为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150mm3配筋图3.1 板的配筋图图3-1板配筋图3.2 次梁的配筋图 Eflfi150 *61=1200图3-2次梁配筋图3.3 主梁的配筋图3-3图3-3主梁材料图与配筋图