大工14春《钢筋混凝土结构课程设计》作业答案

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《钢筋混凝土结构课程设计》

题    目：新宇单层厂房单向板设计

学习中心：陕西咸阳奥鹏学习中心1[20] 

专    业：        土木工程          

年    级：       2013年 秋季        

学    号：       ************       

学    生：           梁博           

指导教师：                          

1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；

楼面活荷载，单位是0.5；

楼面面层：水磨石地面；

板底粉刷：。

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

2  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/

10mm厚大理石地面                   0.01×28=0.28kN/

20mm板底混合砂浆抹灰               0.02×17=0.34kN/

合计                                         2.62kN/

板的可变标准荷载值                           3.5kN/

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/，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=+=1.35×2.62+0.7×1.4×3.5=6.967kN/

②q=+=1.2×2.62+1.4×3.5=8.044kN/

由于②>①，所以取②q=8.044kN/，近似取q=8kN/

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）l0 2=1/11×8.04×2.022=2.982KN·m

M2=M3=1/16（g+q）l0 2=1/16×8.04×2.002=2.01 KN·m

Mc=－1/14（g+q）l0 2=－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。

板的配筋计算过程如表2-1所示

表2-1    板的配筋计算表

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。

2.2.1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/m

2.2.2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==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

2.2.3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=1700mm

bf＇=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：

α1fc bf＇hf＇（h0- hf＇/2）=1.0×14.3×1700×80×（365-40）=

632.7 KN·m> M1> M2，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，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。

取

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

混凝土C30, ft=1.43N/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2；

hw= h0- hf＇=340-80=260，因hw /b=260/200=1.3<4,属于厚腹梁。

2.3  主梁的设计

2.3.1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.kN

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=163.8 kN

恒荷载设计值：     G=57.+10.958=68.6kN

2.3.2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=6080mm

Lo1=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。

图2-2  主梁计算简图

2.3.3内力设计值计算：

1)弯矩设计值： 

其中，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：，其中，可由书中表查可知。

表2-3  主梁弯矩计算

表2-4  主梁剪力计算

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：          ==5.5/3=1.833M

按净距考虑         =b+=0.4+6.2=6.7m

按翼缘高度考虑     =650-60=590

                       ==0.169>0.1，则翼缘不受

故应取=2.30m

考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中=-60=650-60=590mm；

判断各跨中截面属于哪一类T形截面,

=1.0×2300×100×11.9×(590-100/2)

=1333.3>92.97 KN·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=-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

      HRB335 钢筋， =0.55,

表2-6  主梁斜面承载力计算

3  心得体会

答：钢筋混凝土结构》课程设计是在学完钢筋混凝土结构基本原理 的基础上进行的， 《钢筋混凝土结构基本原理》这门课主要是讲解受 弯构件（梁、板） 、受压构件（柱子） 、受扭构件在荷载作用下承载能 力极限状态和正常使用极限状态的配筋计算，计算结果要满足《混凝 土结构设计规范》的要求。而这次课程设计我是从以下几个方面进行 的： 一．题目的选取： 在平时的教学和作业中， 要求学生熟练掌握了各种构件的配筋与 计算，并且能进行配筋验算（配筋满足适筋梁的要求，不能是超筋梁 和少筋梁的配置） 而课程设计是理论与实践相结合的一个重要环节， ， 一方面要基于课本，另一方面又要高于课本，根据我们专业的特点， 我没有选取简单的构件设计， 也没有选取复杂的高层或复杂体系的设 计， 而是选取了一种简单的结构体系——钢筋混凝土多层框架结构的 设计。 二．设计的思路与要求: 要求学生根据设计任务书，查阅《混凝土结构规范》《荷载规 、 范》计算结构上所施加的荷载；然后根据任务书要求进行内力计算以 及配筋计算，同时用 PKPM 软件进行内力分析和同时自动生成配筋 图；最后对手算和软件计算进行比较和调整。要求学生上交：结构设 计计算书一份：要求有封皮、目录、详细的计算内容；并在计算书里 绘出相应的结构施工图。