2022年钢筋混凝土结构课程设计大作业答案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆网络训练学院钢筋混凝土结构课程设计题 目： XX 厂房单向板设计学习中心：专 业：年 级：学 号：学 生：指导老师：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1 基本情形11 概况（1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m 2；（2）楼面做法：楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面（=20kN/m 3）,板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底（=17kN/m 3）；（3）材料：混凝土强度等级采纳 C30,主梁和次梁的纵向受力钢筋采纳 HRB400 或 HRB335,吊筋采纳 HRB335,其余均采纳 HPB235；1.2 楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.9m,次梁的跨度为 6.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为 2.3m；楼盖结构的平面布置图如下图所示；按高跨比条件要求板的厚度 h l/40 2300/40 57.5mm,对工业建筑的楼板,要求 h 80 mm,所以板厚取 h 80mm；次梁截面高度应满意 h l / 18 l / 12 367 550 mm,取 h 550mm,截面宽 b 1 / 2 1 / 3 h,取 b 250 mm；主梁截面高度应满意 h l / 15 l / 10 460 690 mm ,取 h 650mm,截面宽度取为 b 300mm,柱的截面尺寸 b× h=400× 400 mm 2；楼盖结构平面布置名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆2 单向板结构设计2.1 板的设计（塑性理论）（1）、荷载运算 恒荷载标准值20mm 水泥砂浆面层：0 .022004.kN/m2m24 . 0 kN/m2,所以活荷80mm 钢筋混凝土板：0 .08252kN/m215 m m 板底石灰砂浆：0. 015170 .255kN/m2小计22 . 655 k N / m活荷载标准值：2 1 0 k N / m由于是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于载分项系数取1. 3,恒荷载设计值：g2. 6551.2.3186kN/m2活荷载设计值：q101. 313 kN/m2荷载总设计值：qg16. 186kN/m2,近似取16 . 2kN/（2）、运算简图 取 1m 板宽作为运算单元,板的实际结构如下列图,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,就按塑性内力重分布设计,板的运算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：l01lnh/2 2300120250802095 mm22lna23001202501202115 m m222所以边跨板的运算取l012095 mm中跨l01ln23002502050mm板的运算简图所示；板的实际结构名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆板的运算简图（3） 弯矩设计值因边跨与中跨的运算跨度相差2095205021.%小于 10%,可按2050等跨连续板运算由表可查得板的弯矩系数 M,板的弯矩设计值运算过程见表板的弯矩设计值的运算B 2 C 截面位置1 边跨跨中离端其次支座中间跨跨中间支座中弯矩系数M2161/11 -1/11 1/16 -1/14 运算跨度 l 0 l01=2.095 l01=2.095 l 02=2.05 l 02=2.05 m MMgql2.22 . 095/11= 16. 22 .0952/1116 .2 =2.052/1616 2.=2 . 052/140kN.m = -6. 46.4 264 .866. 46（4） 配筋运算正截面受弯承载力运算板厚80 mm,h0fy802060mm,b1000mm ,C30混凝土,a 1.1,0fc14 . 3N/mm2;HPB235钢筋,210N/mm2.对轴线 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%,为了便利,近似对钢筋面积折减20%；板配筋运算过程见表名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆板的配筋运算截面位置1B 2C 弯矩设计值（kNm）6.46-6.464.26-4.86 s=M/ 1f cbh0 20.1250.1250.0830.094112s0.134 <0.35 0.1<0.1340.0870.10.099<0.35运算配筋547547355409轴线 （mm2）A S= bh0 1fc/f y实 际 配 筋10 14010140 8140 8120 （mm2）As=561 As=561As=359As=419运算配筋5475470.8 ×355= 284 0.8 ×409=327 （mm2）轴线 A S= bh 01fc/fy10 14010140 81408140 实际配筋（mm2）As=56 1As=561As=359 As=359配筋率验算min0 . 45ft/fyAS/ bhAS/ bhAS/bhAS/ bh0.451 .43/2100.31%0.7%0.7%0. 45%0 .45 %2.2 次梁的设计（塑性理论）（1）荷载设计值：恒荷载设计值名师归纳总结 板传来的恒荷载：.3186.2 3.73278 kN/mg11.1404kN/m第 5 页,共 17 页次梁自重：.025 0 .550 . 08 251 . 23 . 525 kN/m次梁粉刷：20 . 0150 . 550 . 08 171 2.0 . 2876 kN/m小 计- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆活荷载设计值：q13.2329 . 9 kN/m41 .1 kN/m荷载总设计值：qg29 . 911 . 140441 . 0404 kN/m,取荷载（2）、运算简图 由次梁实际结构图可知,次梁在墙上的支承长度为a=240mm,主梁宽度为 b=300mm；次梁的边跨的运算跨度按以下二项的较小值确定：边跨l01lna/2（6600120300/2）240/26450 mm.1025 ln1. 02563306450mm6488 mm,所以次梁边跨的运算跨度取l01中间跨l02ln66003006300mm运算简图如下列图；次梁的实际结构次梁的运算简图（3） 弯矩设计值和剪力设计值的运算645063002 .4 %小于 10%,可按因边跨和中间跨的运算跨度相差6300等跨连续梁运算；由表可分别查得弯矩系数M 和剪力系数V ；次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表名师归纳总结 截面位置次梁的弯矩设计值的运算C 第 6 页,共 17 页1 B 2 弯矩系数M边跨跨中离端其次支中间跨跨中间支座座中-1/14 1/11 -1/11 1/16 运算跨度 l0 l01=6. 45l01=6.45 l02=6.3 l 02=6.3 m - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆MMgql2kN.41.16 . 45= 2/1141. 1-2/1141 . 16 . 3=2/16411.6 .=32/1406 . 45=-m 1554.kNm155m102.0kNm1165.kNm4.kN次梁的剪力设计值的运算截面位置A B左 B右 0 .C 3.离端其次支离端其次支边支座中间支座座座剪力系数0.45 0.6 0.55 0.55 Vl n1=6.33 l n1=6.33 ln2=6.3 ln2=6.3 净跨度 l nVV g q lkN n0 . 4541 .1.633 = 0 . 6= 41. 16. 330 . 55 41 . 1 6 .= 142 4. kN355 41 . 1= 142 4. kN6117.1kN156.1 kN（4）配筋运算正截面抗弯承载力运算 次梁跨中正弯矩按 T 形截面进行承载力运算,其翼缘宽度取下面二 项的较小值：bfl0/36300/32100 mm1. 43N/mm2;纵向钢筋采纳HRB335,判bfbS n25023002502300mm故取bf2100mm,C30混凝土,a 11 .,0fc14.3 N/mm2,ftfy300N/mm2,箍筋采纳HPB235,fyv210N/mm2,h 055035515mm别跨中截面属于哪一类T 形截面51540 1141 kNmM1M2a 1fcbfhfh 0hf/21 .014 .3210080支座截面按矩形截面运算,正截面承载力运算过程列于表；截面1B 2C 弯矩设计值（kNm）155.4515 2=0.019-155.4=0.164102.05152=-116.5s=M/ 2 1fcbh01155.410 6155.410 610210 6116.510 6114.322001 14.3=0.123250515214.32200114.3250515 20.0122112s0.019143.=10260.1<0.18<0.35=1104.114 . 30.1<0.132<0.350.0123选运算配筋（ mm2）0 . 01922005151.0 164250515114 . 30. 01232200515.0 132250515114 .3配300300A S= bh01fc/f y300300=810.1 钢7 =664 名师归纳总结 第 7 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆筋实际配筋（ mm2）2 20+1 22 3 22 1 22 + 2 14 2 22+1 14 As=1008.1As=1140As=688.1As=913.9次梁正截面受弯承载力运算斜截面受剪承载力运算 验算；复核截面尺寸：包括复核截面尺寸、腹筋运算和最小配箍率hwh0chf515800435且hw/b435/2501.744,截面尺寸按下式验算0.25cfbh00.251.14.3250515460kNVmax156.1kN故截面尺寸满意要求0. 7ftbh0.0 71. 4325051512887. 9N129kNVA117.1 kNV CV 和所以 B 和 C 支座均需要按运算配置箍筋, A 支座均只需要按构造配置箍筋运算所需箍筋采纳6双肢箍筋,运算B支座左侧截面；515515281mmVcs0.7ftbh01.25fyVAsvh0,可得箍筋间距ss1.25fyvAsvh 001561.2521056.6VBL0.7ftbh.11030.71.43250调幅后受剪承载力应加强,梁局部范畴将运算的箍筋面积增加20%,现调整箍筋间距, S=0.8 281=224.8mm,为满意最小配筋率的要求,最终箍筋间距 S=100mm；配箍筋率验算：f t .1 43 3弯矩调幅时要求配筋率下限为 0 3.f y V 0 3.210 2 . 04 10；实际配箍率sv Asv 56 6. .2 264 10 32 . 04 10 3, 满意要求bs 250 100因各个支座处的剪力相差不大,为便利施工,沿梁长不变,取双肢6100；次梁配筋图如所示,其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时,梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：llafyd0.1430022646mm,取 650mm. ft1.43伸 入 墙 支 座 时 , 梁 底 面 纵 筋 的 锚 固 长 度 按 确 定 ：l=12d=12 20=240mm 梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满意 300mm. 纵筋的截断点距支座的距l>12d=12 22=264mm,取名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆离:lln/520 d6330 /520221706 mm,取 l1750 mm；2.3 主梁的设计（弹性理论）（1）荷载设计值；（为简化运算,将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的恒载：11.14046 .673 .5266kN主梁自重（含粉刷）：（0.650. 0803.2 .32520. 650 .080. 015172 .3 12.为370 mm ,12.6013 kN恒荷载：G73 .526612. 601386.1279 kN,取G86 .2 kN活荷载：Q299.66.197 .34kN,取Q197 .4kN（2）运算简图主梁的实际结构如图1-36a所示,由图可知,主梁端部支承在墙上的支承长度a中间支承在400 mm400mm 的混凝土柱上,其运算跨度按以下方法确定：mm,边跨ln 169002001206580mm,由于0 . 025ln 1164 .5 mma/2185 mm,所以边跨取l011 .025 ln 1b/2.102565802006944 .5 mm,近似取l6945中跨l6900mm.；运算简图如下列图；主梁的实际结构名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆主梁的运算简图（3）、内力设计值运算及包络图绘制因跨度相差不超过 矩值运算：10%,可按等跨连续梁运算；1 项次弯矩:Mk 1 Glk2 Ql,式中 k1 和 k2由附表 1 查得k弯矩图示意图主梁的弯矩设计值运算（kNm）kkk荷载简图M1MBM2MC0.244.0 26740.0670 .2674恒载146.1160 .139 .9160 1.2 活载0.1330. 2890. 1330. 133396 . 2182 .3181. 2182.33 组合项次m .0 044/3*0. 1330. 2000 . 133活载61 . 7182.3272 . 4182.34 活载0.229.0 3110.096*0.089313.9426 .4122.0130 .85 0.0890. 0890. 170.311活载40.7122 . 0231. 6426.4+ +M minkN · m 84.4-586.5-141.3-586.5组合项次+M maxkN ·542.3-282.1312.3-282.1* 注：此处的弯矩可通过取脱离体,由力的平稳条件确定；依据支座弯 矩,按下面简图确定名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆主梁取脱离体时弯矩图、剪力设计值：剪力:Vk3 GK4Q,式中系数k3,k4, 由附录1 中查到,不同截面的剪力值经过运算如表所示；表主梁的剪力运算（ kN）kkk项次荷载简图VAVBlVBr0 .733.1 267.1 00恒载63 2.109 .286 . 20 .866.1 1340活载170 . 9223 . 900 . 689.1 311.1 222活载136 . 0258 . 8241 . 20. 0890. 0890 .778活载17.617.6153 .6组合项次+V maxkN 234.1-126.8327.4组合项次+V minkN 45.6-36886.2弯矩、剪力包络图绘制荷载组合 +时,显现第一跨跨内最大弯矩和其次跨跨内最小弯矩,此时,MA0 ,MB1601.182.3342.4kNm,以这两个支座的弯矩值的连线为基线,叠加边跨载集中荷载GQ86 . 2197 4.283 6. kN作用下的简支梁弯矩图：1 G Q l 01 1 M B 542 4. kN m M max第一个集中荷载下的弯矩值为 3 3,1 G Q l 01 2 M B 428 . 3kN m其次集中荷载作用下弯矩值为 3 3；中间跨跨中弯矩最小时,两个支座弯矩值均为342.4KN· m,以此 支 座 弯 矩 连 线 叠 加 集 中 荷 载 ； 就 集 中 荷 载 处 的 弯 矩 值 为名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1 Gl 02 M B 144 . 14 kN m3；荷载组合 +时支座最大负弯矩 M B 586 5. kN m,其它两个支座的弯矩为 M A 0 , M C 282 . 1 kN m,在这三个支座弯矩间连线,以此连线为基线,于第一跨、其次跨分别叠加集中荷在 图：G+Q 时的简支梁弯矩就集中荷载处的弯矩值依次为461kN ·m,265.5kN·m,167.3KN· m,268.7KN· m；同理,当 矩倒位排列；M 最大时,集中荷载下的弯荷载组合 +时,显现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大；此时,MBMC342 .4 kNm,第一跨在集中荷载G 作用下的弯矩值分别为 85.4KN· m,-28.7kN·m,其次跨在集中荷载作用下的弯矩值为312. 3kNm+5 情形的弯矩按此方法运算；所运算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异,是由于运算跨度并非严格等跨所致；主梁的弯矩包络图见下图；荷载组合 +时,V A max 234 . 1kN,至其次跨荷载处剪力降为234.1-283.6=49.5kN；至其次集中荷载处剪力降为49.5283.6=333.1kN,荷载组合 +时,V 最大,其 V Bl 368 kN,就第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）此运算；主梁的剪力包络图；199.2KN,84.4KN,其余剪力值可按名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆（4）配筋运算承载力运算其中fC30 混凝土,a 11 . ,0fc14 3. N/mm2,ft.1 43 N/mm2;纵向钢筋 HRB400,y360 N/mm2,箍筋采纳HRB235 ,fyv210 N/mm2；正截面受弯承载力运算及纵筋的运算名师归纳总结 跨中正弯矩按形截面运算,因hf/h 080/615.0 1300 . 10第 13 页,共 17 页翼缘运算宽度按l0/36.9/32. 3m和bSn6. 6m,中较小值确定,取bf2300m m；支座处的弯矩设计值：mM BMmaxV 0b586 5.283 .60 . 4529 .9kN22；判别跨中截面属于哪一类T 形截面1512 9.kNmM1M2a 1fc bfhfh 0hf/21 .014 3.23008061540均属于第一类 T 截面- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆正截面受弯承载力的运算过程如下主梁正截面受弯承载力及配筋运算截面10.1B 312.31 .2 弯矩设计值（ kN.m）5423529.9 141.33123.106542 .31065902.10529 .910658021 .1413.6 10 s=M/ 1fcbh0 214 .3230014 .3300014 .323006152014 3.300600200 . 0250 . 091. 0470 .367112s0.096<0.518 0.048<0.518 0.484<0.518 0.025<0.518 运算配筋（ mm2）258733451405686.4选配A S= bh01fc/fy6 25弯 3 3 25弯 12 25 钢筋实际配筋 mm26 25弯 22 18As=2945As=3454As=1473As=982箍筋运算斜截面受剪承载力运算验算截面尺寸：hwh0hf580804500mmV36.8kN,可知道截面尺寸满hw/b500/30017.,截面尺寸按下式验算：0. 25cfcbh00. 251.014.3300580622kN足要求；验算是否需要运算配置箍筋；0 . 7f tbh 00. 71. 43300580174 kNV368 kN故需进行配置箍筋计算；运算所需腹筋；采纳 8100 双肢箍；sv A sv 50 3. 2.0 335 % .0 24 f t0 . 163 %, 满意要求 .bs 300 100 f yvA SVV CS 0 . 7 f t bh o 1 . 25 f yv h 0s50 . 3 20 . 7 1 . 43 300 580 1 . 25 210 580100=327.3kN>V A=234. 1kN 和 V Br=327.4 kN < VBl=368 kN 因此应在 B 支座截面左边应按运算配置弯起钢筋,主梁剪力图呈矩形,在 B 截面左边的 2.3m 范畴内需布置 3 排弯起钢筋才能掩盖此最大剪力区段,现先后弯起第一跨跨中的2 25 和支座处的一根 1 25 鸭筋）, 名师归纳总结 A s=490.9 mm 2,弯起角取S45O第 14 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆Vsb0 8.fyA sbsin.08360490 .9sin4599 . 95 kN数：V csVsb32799 . 95426 .95 kNV max368 kN满意要求）次梁两侧附加横向钢筋运算；次梁传来的集中力F73 .5197. 4270 .9 kNh 1650550100mm, 附加箍筋布置范畴：S2 h3 b21003250950mm取附加箍筋8100 ,双肢箍,就长度s 内可布置附加箍筋的排Asm=950-2500/100+1=8,次梁两侧各布置 4 排,另加吊筋 18,254 mm 22fyA ssinamnfyvA sv 12300254 .5.0 7078221050 .3277270 .9 可以（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图） 、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图 按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图）,并满意以下 构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距 Smax；钢筋的 弯起点距充分利用点的距离应大于等于 h0/2,如 2、3 和 5 号钢筋；按第四章所述的方法绘材料图,并用每根钢筋的正截面抗弯承 载力直线与弯矩包络图的交点,确定钢筋的理论截断点（即按正截面 抗弯承载力运算不需要该钢筋的截面） ；当V0.7ftbh 0174 kN时,且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0 或 20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于；等于1. 2lh 0如按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区,其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0 或 20d；钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于1 2. l1 . 7 h 0；如 5 号钢筋的截断运算：由于剪力V368 kN0 . 7ftbh 0174 kN,且钢筋截断后仍处于负弯,矩区,所以钢筋的截断点距充分利用点的距离应大于等于1 2. l1 7.h 0即：1. 2la.17h01.20. 1436025.175802043mm1.43且距不需要点的距离应大于等于.1 3 h 01 3.580754 mm .1.3h0或 20d,即：20d2025500mm1 7.h 0）中减去钢筋充分利用点与理论截通过画图可知从（1 2. l断点（不需要点）的距离后的长度为1840mm>754mm和 500mm,现在取距离柱边 1960mm 处截断 5 号钢筋；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆其它钢筋的截断如下列图；主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：llafyd0 . 1436025880 mm ,取 880mm. ft1 . 43梁底面纵筋的锚固长度： 12d=12 25=300mm,取 300m