《钢筋混凝土结构课程设计》--某厂房单向板设计.pdf

网络教育学院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：某厂房单向板设计学习中心：专业：土木工程土木工程学学号：生：1基本情况本章需简单介绍课程设计的内容，包括厂房的尺寸，板的布置情况等等内容。一、设计资料1、厂房平面示意图如图所示：图 1-1：厂房平面示意图2、建筑构造生产车间的四周外墙均为370mm承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为300mm300mm，柱高为4.5m.楼盖面层做法:20mm厚水泥砂浆面层20mm厚混合砂浆天棚抹灰 梁侧抹灰做法：15mm厚混合砂浆抹灰3、荷载参数楼面活荷载： 6.0kN /m3水泥砂浆容重： 20kN /m3；钢筋混凝土容重 25kN /m3； 混合砂浆容重：17kN /m3；恒载分项系数：G1.2；活载分项系数：Q1. 3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4kN /m2）。4、建筑材料混凝土：C25钢筋：主梁及次梁受力筋采用HRB335级钢筋，板及梁内的其他钢筋采用HPB235级钢筋.5、建筑尺寸LB 33m18m二、屋盖结构平面图B1B3B16000主梁200020002000200020002000200020002000DC6000B2次梁B4B2柱B6000B1B3B1A6600660066006600660012.1板的设计23456图 2-1：楼盖结构平面布置图 单位：mm本节内容是根据已知的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的板设计，本设计按单向板设计。板的的厚度按构造要求取h 80mm h=500mm1l12000 50mmmm.次梁截面高度取440l26600mm 3.33，宜按单向l22000mml26600 440 mm,截面宽度 b=200 mm,板尺寸及支承情况图如图 3-1515所示。(a)Ag+q=11.09kN/m(b)图 3-1：板的尺寸和计算简图 （a）板的尺寸（b）计算简图1、荷载（取 1m 宽板带为计算单元）恒载标准值20 mm 水泥砂浆面层0.0220kN /m3 0.4kN /m280 mm 钢筋混凝土板0.0825kN /m3 2.0kN /m220 mm 混合砂浆天棚抹灰0.0217kN /m3 0.34kN /m2gk 2.74kN /m2线设计值g 1.21m2.74kN /m23.29kN /m活荷载设计值q 1.31m6.0kN /m2 7.8kN /m合计11.09kN /m即每米板宽g q 11.09kN /m2、内力计算计算跨度边 跨lnh0.2m0.08m 2.0m0.12m1.82m222a0.2m0.12m 2.0m0.12m1.84m 1.82m222l0 ln取l01.82m中间跨l0 2.00.21.8m1.82m1.8m1.0% 10%，说明可按等跨连续板计算内力。计算跨度差1.8m取 1m 板宽带作为计算单元，计算简图如图 3-1（b）所示。连续板各截面弯矩计算见表 3-1。表 3-1连续板各截面弯矩计算离端第二支离端第二跨跨截面边跨跨内中间支座座内中间跨跨内弯矩计算系数1111m111614112M m(g q)l03.34-3.342.25-2.57/(kN.m)3、板的截面承载力计算b=1000 mm,h=80 mm,h080mm20mm 60mm ,1=1.0,连续板各截面的配筋计算见表 3-2。表 3-2连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带（，轴线间）中间区板带（轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内，中间跨跨内2.250.0530.054183.68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2.250.8=1.800.0420.043146.2中间支座M/(kN.m)3.340.0780.081275.48-3.340.0780.081275.48-2.570.0600.062210.883.340.0780.081275.48-3.340.0780.081275.4-2.570.8= -2.070.0480.049166.66/8180218SM21fcbh0Asbh01fc/ fy/mm2选配钢筋实配钢筋面积/mm26/8 8180180180180180180180279279279279279279218中间区板-带轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱效应作用，计算弯矩降低 20%。连续板的配筋示意图见图 3-2。计算275.4mm2实配279mm2计算275.4mm2实配279mm281808180(a)计算275.4mm2实配279mm2计算275.4mm2实配279mm28180计算275.4mm2实配279mm28180计算166.6mm2实配218mm26/81808180(b)计算275.4mm2实配279mm28180计算146.2mm2实配218mm26/8180图 3-2 板的配筋示意图 （a）边区板带（b）中间板带4、确定板的构造筋根据构造要求该板必须配如下构造筋：整个板与墙体结合的四个边角各配412，且长度不宜小于四分之ln，经计算钢筋实长为 720mm；嵌入墙内的板面陪负弯矩钢筋12200,长度不宜小于七分之ln经计算钢筋实长为 470mm；垂直于主梁的板面负弯矩钢筋 12200，该筋伸出主梁边缘的长度不应小于1板短向净跨度ln的，经计算钢筋的实长为 1520；4沿板的长边方向配构造筋 8250，长度为 6100；2.2次梁的设计次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。l6000 500mm，梁宽 b=250 mm。次梁有关尺取主梁的梁高=650 mm31212寸及支承情况见图 4-1（a）。1、荷载恒荷载设计值由板传来3.29kN /m22.0m 6.58kN /m次梁自重1.225kN /m30.2m(0.50m0.08m) 2.52kN /m梁侧抹灰1.217kN /m30.015(0.50m0.08m)2 0.26kN /mg 9.36kN /m活载设计值由板传来q 7.8kN /m22.0m 15.6kN /m合计g q 24.96kN /m2、次梁的尺寸和计算简图(a)g+q=24.96kN/m(b)图 4-1 次梁的尺寸和计算简图（a）次梁尺寸（b）计算简图3、内力计算计算跨度0.25ma0.24 6.355m ln 6.355mm 6.475m2221.025ln1.0256.475m 6.514m 6.475m边跨ln 6.6m0.12m取l0 6.475m中间跨l0ln 6.6m0.25m 6.35m6.475m6.35m 2.0% 10%6.35m说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图 4-1（b）。连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表 4-1 和 4-2。表 4-1连续次梁弯矩计算跨度差截面弯矩计算系数m2M m(g q)l0/(kN.m)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11195.1311111662.90114-95.13-71.89表 4-2 连续次梁剪力计算截面剪力计算系数v端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧0.4571.380.5587.240.5587.170.5587.17V v(g q)l0/kN4、次梁的截面承载力计算次梁跨内截面按 T 形截面计算，翼缘计算宽度为：11边 跨bfl06475mm 2160mmb s0 200mm1800mm 2000mm3311离端第二跨、中间跨bfl06350mm 2120mm33梁高h 500mm，h0500mm35mm 465mm翼缘厚hf80mm判别 T 形梁的类型：对于边跨h80mm)1fcbfhf(h0f)1.011.9N /mm22000mm80mm(465mm22 809.2kN.m M 95.13kN.m离端第二跨、中间跨h80mma1fcbfhf(hof) 1.011.9N / mm22120mm80mm(465mm)22857.8kN.m M 62.90kN.m故均属于第一类 T 形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h050060 440mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0 465mm连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表 4-3 和表 4-4。表 4-3连续次梁正截面承载力计算截面M/(kN.m)边跨跨内95.130.0180.018离端第二支座-95.130.2060.2330.55离端第二跨跨内、中间跨跨内62.900.0120.012中间支座-71.890.1400.151S M /1fcbfh02(s M /1fcbh )20Asbfh01fc/ fy(Asbh01fc/ fy)/mm2选配钢筋实配钢筋面积/(mm)26648134695573187634181017218509220628表 4-3连续次梁斜截面承载力计算截面V/kN端支座内侧71.38276700V82700V28101离端第二支座外侧87.24261800V78200V281011290离端第二支座内侧87.17261800V78200V281011300中间支座外侧、内侧87.17276700V82700V2810127580.25cfcbh0/N0.7 ftbh0/N选用箍筋Asv nAsv1/mm2s 1.25fyvAsvh0V 0.7 ftbh0/mm2按构造配筋实配箍筋间距 s/mm2200200200200次梁配筋示意图见图 4-28200计算813m m2实配1017m m24 18计算557m m2实配628m m22 20计算664m m2实配763m m23 18计算469m m2实配509m m22 18图 4-2 连续次梁配筋示意图5、确定次梁的构造筋根据构造要求连续次梁的构造配筋如下：在边跨跨内配置架立筋 212，长度经计算得 4350mm；在中间跨跨内同样配置架力筋 212，长度经计算得 2200mm；（因为配置二级钢筋，所以该架力筋不用弯钩，直接搭接）五、主梁设计主梁按弹性理论计算柱高 H=4.5m，设柱截面尺寸为 300 mm300 mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图 5-1(a)所示。1. 荷载恒载设计值由次梁传来9.36kN / m 6.6m 61.78kN主梁自重（折算为集中荷载）1.225kN / m30.25mm(0.65m0.08mm)2.0m8.55kN侧梁抹灰（折算为集中荷载）1.217kN / m30.015m(0.65m0.08m)22.0m =0.70kNG 71kN活载设计值由次梁传来Q 15.6kN / m6.6m 103.0kN合计G Q 174kN2、主梁的尺寸和计算简力图(a)24012060001501502506000ABQG(b)202020006020QG20002000QG20006000QG20002000QG20006020Q=103.0kNG=71.0kN2020图 5-1 主梁的尺寸及计算简图 （a）主梁尺寸 （b）计算简图3、内力计算0.30m 5.73m2b0.30l01.025ln1.0255.73 6.02m22ab0.36m0.30m 6.06mln 5.73m2222取l0 6.02m边跨ln 6.00m0.12m中间跨ln 6.00m0.30m 5.70ml0lnb 5.70m0.30m 6.00m跨度差(6.02m6.00m)/6.00mm 0.3% 10%，则可按等跨连续梁计算。计算主梁和柱的线刚度比：13b h梁l梁EI梁120.250.653m3i梁l0梁l0梁6.02m 6.3 43310.300.30 mi柱EI柱3b柱h株12H柱4.5mH柱故主梁可视为铰支于柱顶上的连续梁计算简图如图 5-1(b)所示。各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则M KGl0 KQl0V KG KQ式中系数 K 值由混凝土结构设计书中的附录 7 查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表 5-1 和 表 5-2。将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图和剪力包络图，见图 5-2。65080表 5-1主梁弯矩计算计算简图序号边跨跨内中间支座、中间跨跨内中间支座、中间跨跨内KM10.244104.290.289179.20-0.044-27.280.229141.99-0.089/3-18.40283.4977.01246.2885.89KMa0.15566.250.244151.29-0.089-55.190.12678.13-0.059-36.58217.5411.06144.3829.67KMB-0.267-113.93-0.133-82.33-0.133-82.33-0.311-195.52-0.089-55.09-196.26-196.26-306.45-169.92KM20.06728.54-0.133-82.190.200123.60.09659.330.170105.06-53.65152.1487.87133.60KMb0.06728.54-0.133-82.190.200123.60.170105.060.09659.33-53.65152.14133.6087.87KMC-0.267-113.93-0.133-82.33-0.133-82.33-0.089-55.09-0.311-192.52-196.26-196.26-169.02-306.45最不利荷载组合+表 5-2主梁剪力计算序号端支座计算简图中间支座KMAin0.73352.040.86689.20-0.133-13.700.68970.97KMBex(MCex)-1.267（-1.000）-89.96（-71.00）-1.134（0）-116.80（0）KMBin(MCin)1.000（1.267）71.00（89.96）0（1.134）0（116.80）-0.133（-1.000）1.000（0.133）-13.70（-103.00（13.70）103.00）-1.311（-0.778）-135.03（-80.13）1.222（0.089）125.87（9.17）+最不利荷载组合+-0.089-9.17141.2438.34123.0142.87-0.089（-1.222）0.778（1.311）-9.17（-125.87）80.13（135.03）-206.76（-71.00）-103.66（-174）-224.99（-151.13）-99.13（-196.87）71.00（206.76）174.00（103.66）196.87（99.13）151.13（224.99）4、主梁截面承载力计算主梁跨内截面按 T 形截面计算，其翼缘计算宽度为：11bfl06000mm 2000mm b s0=6600mm，33并取h0 650mm35mm 615mm判别 T 型截面类型：h80mm)1fcbfhf(h0f)1.011.9N /mm22000mm80mm(615mm221094.8kN.mM=283.49kN.m，故各跨内截面均属于第一类 T 形截面。支座截面按矩形截面计算，取h0 650mm80mm 570mm，(因支座弯矩较大考虑布置两排众筋，并布置在次梁主筋下面)。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0 650mm60mm 590mm。主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表 5-3 和表 5-4。表 5-3主梁正截面承载力计算截面M/(kN.m)边跨跨内283.490.0310.03115124221520中间支座-306.4526.1-438.710.2900.35219906222281中间跨跨内152.140.0170.017829320942-53.650.0520.053310220628b/(kN.m)2b(M V0)/(kN.m)2S M /1fcbfh02V0(s M /1fcbh )20Asbfh01fc/ fy(Asbh01fc/ fy)/mm2选配钢筋实配钢筋面积/mm2表 5-4主梁斜截面承载力计算截面V/kN端支座内侧141.24457410V136680V126680V126680V0.25cfcbh0/N0.7 ftbh0/N选用箍筋2810135761502810115415028101215150Asv nAsv1/mm2s 1.25fyvAsvh0V 0.7 ftbh0/mm2实配箍筋间距 s/mm21 + 4-306.451 + 21 + 31 + 41 + 2217.54283.49141.241 + 21 + 522.8750.9922.871 + 5V（单位kN)224.991 + 5图 5-2 主梁的弯矩包络图及剪力包络图5、主梁的吊筋计算-53.651 + 3152.14M（单位kNm)196.87 1 + 51 + 4由次梁传至主梁的全部集中力为G Q 61.78kN 103.00kN 164.78kNG Q164.78kN 388.4mm2则As202fysin2300N /mm sin45选 216（As=402mm2）主梁的配筋示意图见8150计算1990m m2实配2281m m26 22计算310m m2实配628m m22 208150计算1512m m2实配1520m m24 22计算829m m2实配942m m23 20图 5-3 主梁的配筋示意图6、确定主梁的构造钢筋根据构造要求主梁的构造配筋如下：边跨内配置架力筋 212，其长度为 5235mm；主梁的截面尺寸为 250750，所以要加配腰筋和拉筋，腰筋为两排 212，拉筋为 8200；b在主梁支座左右h1b处，为保证主梁局部有足够的受冲切承载力，在2bFs=2（h1b）范围内配置附加箍筋，计算箍筋公式为m ，经计2nfyvAsv1算应采用 28100，此箍筋正好与主梁其他截面的箍筋数量相吻合，所以在整个主梁上均配置此箍筋。3心得体会经过十多天的努力我终于完成了钢筋混凝土课程设计，在这期间得到了老师的耐心指导 ，通 过 这 段时 间 的 学 习， 对 以前所 学的 专业知 识有 了更 全 面、 更系 统的 认 识 ， 使我们对所学的基本理论知识有了进一步的认识和体会，基本上能将所学的课程进行综合利用，真正做到了学以致用，克服了课本的局限性，也算是一次短期的实习吧。 在设计过程中得到了老师的悉心指导和细心审核，我又把所学的知识巩固了一遍，以前不懂的知识，通过这次的设计也学懂了；在老师及同学的帮助下，按时完成了课程设计，在此表示衷心的感谢！设计中还有诸多不足之处望老师批评指正。