大工秋《钢筋混凝土结构课程设计》答案214.pdf

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1、 网络教育学院 钢筋混凝土结构课程设计 题 目：三峡水电站厂房单向板设计 学习中心：专 业：土木工程 年 级：2017 年 秋 季 学 号：学 生：指导教师：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。11 设计资料（1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。（2）楼面做法：楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面（=20kN/m3），板底及梁用 15mm 厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）。（3）材料：混凝土强度等级采用 C25，主梁、次梁受力钢筋采用 HRB335 级钢筋，其他采用 HPB235 级钢筋。1.2 楼盖梁格布置及截面尺寸确定 确定主梁的

2、跨度为 6.3m，次梁的跨度为 5.4m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为 2.1m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度 hl/40=2300/40=57.5mm，对工业建筑的楼板，要求mmh80，所以板厚取80mmh。次梁截面高度应满足=(1/18l/12)=(1/181/12)=300450mm，取 h=400mm，截面宽 b=(1/31/2)h=(1/31/2)400=133200mm，取 b=180mm。主梁截面高度应满足 h=(1/141/8)l=(1/15 1/10)6300=450788mm，取hz=650mm，截面宽 b=(1/31/2)hz=(1/31/

3、2)650=217325mm，取 b=250mm。柱的截面尺寸 bh=400400 mm2。2 单向板结构设计 2.1 板的设计 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。（1）、荷载计算 恒荷载标准值计算，取 1m 宽板带计算：面层 0.0220=0.4kN/m 板自重 板厚1=0.08251=2.0kN/m 主 梁(650 x250)次 梁(400 x180)板()楼盖结构平面布置图柱柱 板底抹灰 粉刷厚度1=0.015171=0.255kN/m 永久荷载设计值：kg=1.2（0.4+2+0.255）=3.186 2/KN m 活载设计值：qk=10kN/m21.3

4、=13kN/m 荷载设计值总值：gk+qk=16.18616.2kN/m（2）、跨度计算 取 1m 板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面为b=180mm，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：中跨：l0=ln=2100-180=1920mm 边跨：按以下两项最小值确定 l0=ln+1/2hB=(2100-120-180/2)+80/2=1930mm l0=Ln+1/2a=(2100-120-180/2)+120/2=1950mm 所以边跨板的计算取 l0=1930mm。板的计算简图如下所示。（3）内力计算 因边跨与中跨的计算跨度

5、相差%52.0192019201930,小于 10%，可按等跨连续板计算，由表可查得板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表 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2 中间跨C 中间支座 座 跨中 弯矩系数M 1/11-1/11 1/16-1/14 计算跨度 l0(m)l01=1.930 l01=1.930 l02=1.920 l02=1.920 M=(gk+qk)l02(kN.m)5.486-5.486 3.732-4.266 4.配筋计算 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：板宽 b=1000mm，板厚 h=80mm，s=20mm，则 h0=80-20=60m

6、m，C25 混凝土，1=1.0，fc=11.9N/mm，HPB235 钢筋，fy=210N/mm2。位于次梁内跨上的板带，其内区格四梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（M2、M3）和中间支座（Mc）计算弯矩可以减少 20%，其他截面则不予以减少。板的配筋计算 截面 1 B 2 C M(kN.m)M1 MB M2 0.8M2 Mc 0.8Mc 5.486-5.486 3.732 2.986-4.266-3.413 42.84 42.84 42.84 42.84 42.84 42.84 0.128-0.128 0.087 0.070-0.100-0.080 0.137-0.137 0.091 0.0

7、73-0.106-0.083 466-466 310 249-361-283 选钢筋 10160 10180 8140 8180 8130 8170 实际配筋 AS=491mm2 AS=436mm2 AS=359mm2 AS=279mm2 AS=387mm2 AS=296mm2 最小配筋率=As/bh=249/(1000*60)=0.42%min=0.2%。2.2 次梁的设计 本节内容是根据已知的荷载条件对次梁进行配筋设计，按塑性理论进行计算。1.确定次梁计算跨度及计算简图 当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨：l0=ln=5400-250=5150mm 边跨：l0=1.025ln=1.

8、025(5400-120-250/2)=5284mm l0=ln+a/2=(5400-120-250/2)+240/2=5275mm 边跨计算跨度上式计算中取小值，即 l0=5275mm 主 梁次 梁 当跨差不超过 10%时，按等跨连续梁计算，计算简图如下：2.荷载计算 由板传来：3.1862.1=6.691kN/m 次梁肋自重：0.18(0.4-0.08)251.2=1.728kN/m 次梁粉刷重：0.0152(0.4-0.08)171.2=0.196 小计：g=8.615 KN/m 活荷载设计值：q=13*2.1=27.3 KN/m 荷载总设计值：q+g=27.3+8.615=35.915

9、 KN/m，取荷载为 35.92 KN/m。3.内力计算 因边跨与中跨的计算跨度相差%4.2515051505275,小于 10%，可按等跨连续板计算，由表可查得板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见表 计算简图ABCCBA 值：次梁弯矩值计算 截面位置 1 边跨跨中 B 离端支座 2 C 跨中支座 弯矩系数 1/11-1/11 1/16-1/14 计算跨度 l0(m)5275 5275 5150 5150 M=(g+q)l02(kN.m)90.86-90.86 59.54-68.05 值：次梁剪力值计算 截面位置 A B左 离端第二支座 B右 离端第二支座 C 跨中支座 剪力系数 0.4

10、5 0.6 0.55 0.55 净跨度 5.15 5.15 5.15 5.15 V=(g+p)ln(kN)83.24 110.99 101.74 101.74 其中，M=(g+p)l02 V=(g+p)ln 4.正截面强度计算 1）次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度fb，按3/lbf=5150/3=1717mm,且cfbsb0=2010+180=2190mm 考虑,故取fb=1717mm。支座截面按cchb 矩形截面计算，梁高 h=400mm，h0=400-35=365mm，翼缘厚 hf=80mm。判定是第几类 T 形截面：均大于边跨跨中弯矩和中跨跨中弯矩，故属于第一类 T 形截面。2

11、）、钢筋截面计算如下 次梁正截面承载力计算如下：次梁正截面承载力计算 截 面 1 B 2 C M（mkN）90.86-90.86 59.54-68.05 01bhfMcs或01hbfMfcs 0.035 0.318 0.022 0.209 0.036 0.397 0.022 0.237 895 1035 547 618 选 择 钢 筋 320(弯 1)420(弯 2)316(弯 1)318(弯 1)实 际 配 筋 941mm2 1256mm2 603mm2 763mm2 5.斜截面强度计算 次梁斜截面承载力计算如下：次梁斜截面承载力计算 截 面 A C V（kN）83.24 110.99 10

12、1.74 101.74 195.5kN83.24kN 截面满足 182.1kN110.99kN 截面满足 182.1kN101.74kN 截面满足 195.5kN101.74kN 截面满足 07.0bhfVct(kN)64.9kN83.24kN 需配箍筋 60.5kN110.99kN 需配箍筋 60.5kN101.74kN 需配箍筋 64.9kN101.74kN 需配箍筋 箍筋肢数、直径 26 26 26 26 57 57 57 57 355.92 131.5 159.7 189.8 实配箍筋间距 150mm 不足150mm，用Asb补充 150mm 150mm 116.91kN83.24kN

13、 108.9kN110.99kN 108.9kN101.74kN 116.9kN101.74kN /40.4mm2/选配弯起钢筋 由于纵向钢筋充足，可弯起 120 120 由于纵向钢筋充足，可弯起 116 由于纵向钢筋充足，可弯起 118 实配钢筋面积 314.2mm2 314.2mm2 201.1mm2 254.5mm2 6.构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，每一根箍筋距支座边 50mm 处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。2.3 主梁的设计 本节内容是根据已知的荷载条件对主梁进行配筋设计，按弹性理论进行设计。主梁内力计算按弹性理论计算。1.确定次梁计算跨度及计算简图 柱截面选

14、用 350mm350mm，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。则主梁计算跨度：中跨：mmbblln63002/3502/35035063002/2/0柱柱。边跨：ln1=0.025*(6300-350/2-120)=6005mm，因为 0.025ln1=0.025*(6300-350/2-120)=150.1a/2=185mm 所以边跨取：mmlbllnn63306005025.02/3501202/3506300025.02/0柱，mmbaln63652/3502/37060052/2

15、/柱，边跨计算跨度取小值，即l0=6330mm；因跨度相差不超过 10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：柱次梁主梁板柱 2、荷载计算：次梁传来的永久荷载：次梁恒载主梁间距=8.6156.3=45.57kN 主梁自重（折算成集中荷载）：1.2250.25（0.65-0.08）2.1=8.978 KN 梁底及梁侧抹灰（折算成集中荷载）：1.2170.015（0.65-0.08）2 2.1=0.733 KN 永久荷载设计值合计：G=55.281KN 由次梁传来可变荷载：Q=27.35.3=144.69 KN 永久和可变荷载合计：G+Q=199.971 KN 3.内力计算 1)、QLkGLkM21 其

16、中，2 1kk可由书中表查取，L 计算跨度，对于 B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。主梁弯矩计算 项 次 荷载简图 /(mkN)组合项次+组合值 263.83-331.28 148.63-203.81(mkN)组合项次+组合值 306.9-203.81 170.06-77.06 2）、QkGkV43 其中，43kk可由书中表查取，主梁剪力计算 项 次 荷载简图 (kN)组合项次+组合值 145.4-230.25 202.96 4、主梁正截面和斜截面承载力计算：正截面配筋计算 主 梁 跨 中 按T形 截 面 计 算，T形 截 面 的 翼 缘 宽 度fb，按；，故取mmbmmsblbff21

17、00630021003/63003/0 梁高：h=650,h0=650-35=615mm（边跨），h0=650-35=615mm（中间跨）；翼缘厚：mmhf80 判定是第几类 T 形截面：均大于边跨跨中弯矩和中跨跨中弯矩，故属于第一类T 形截面。2）、钢筋截面计算如下 支座截面按 bh=250mm 650mm 的矩形截面计算。离端第二支座B 按布置两排纵向钢筋考虑，取 h0=650-70=580mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取 h0=615mm。主梁正截面承载力计算如下：主梁正截面承载力计算 截 面 1 B 2 M（mkN）306.9-331.28 170.06-77.06 201

18、bhfc（201hbffc）9452 1001 9452 1125 201bhfMcs或201hbfMfcs 0.032 0.331 0.018 0.068 0.033 0.419 0.018 0.070 1691 2410 922 427 选 择 钢 筋 425(弯 1)525(弯 2)320(弯 1)218(弯 1)实 际 配 筋 1963mm2 2454mm2 942mm2 509mm2 5.斜截面强度计算 主梁斜截面承载力计算如下：主梁斜截面承载力计算 截 面 A V（kN）145.4 230.25 202.96 457.4kN145.4kN 431.4kN230.25kN 431.4

19、kN202.96kN 截面满足 截面满足 截面满足 剪跨比：)1/(75.10bhfVct(kN)85.43kN145.4kN 需配箍筋 80.57kN230.25kN 需配箍筋 80.57kN202.96kN 需配箍筋 箍筋肢数、直径 28 28 28 101 101 101 311 117 144 实配箍筋间距 150 不足 150mm，用Asb补充 不足 150mm，用Asb补充 124.23kN145.4kN，不满足 117.16kN230.25kN，不满足 117.16kNF=158.97kN，满足要求。配筋图如下：配筋图 板的配筋图 次梁的配筋图 主梁的配筋图 3 心得体会 本课程

20、设计注重理论联系实践，通过设计将规范数据、绘图、配筋计算、验算等有机的结合起来，这样可以在设计的时候一边设计主题轮廓，不明白的地方参考书籍，还有一些系数翻查资料，以便准确的取值，验算。以前不是很熟悉的地方，没有相同的地方，通过这次设计，对其中的理解更加形象具体，荷载的计算，传递以及不同荷载下的组合方式，哪一种最为不利，为了保证安全系数，可以设计的更加合理、安全、适用。记得在计算荷载的时候，翻看资料，对永久荷载及可变荷载不同的取值的把握，水利和土木工程不同，水利上永久荷载一般取1.05，可变荷载根据荷载形式的不同取值不同，一般取 1.2，而土木工程当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变

21、 荷载效应控制的组合取 G=12；对由永久荷载效应控制的组合，取 G=135。当产生的效应对结构有利时，般情况下取 G=10；当验算倾覆、滑移或漂浮时，永久荷载效应一般是对结构有利的，荷载分项系数一般应取小于 1.0 的值；对其余某些特殊情况，应按有关规范采用。而对可变荷载分项系数 Q：般情况下取 Q=14；但对工业房屋的楼面结构，当 其活荷载标准值4kN/时，考虑到活荷载数值已较大，则取 Q=13。还有荷载传递时弯矩的计算方式，跨度的计算方式，以及荷载不同破坏形式的判定，如何计算、验算等更加清晰明了，对于工业上的要求等等也有所了解。还有就是对于计算出来的截面积，如何配筋更加合理、经济也是一个问题。总之，通过这次设计我受益匪浅。以后会更加努力、钻研。