大工18春《钢筋混凝土结构课程设计》大作业及答案.pdf

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1、网络教育学院网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计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：年级：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。1、工程概况广东省某厂房，设计使用年限为 50 年，厂房采用砖混结构，楼盖要求采用整体式单向板肋梁楼盖。墙厚 370mm，柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm400mm。2、设计资料（1）楼板平面尺寸为19.8m33m，如下图所示：楼板平面图（2）楼盖做法大样图及荷载楼盖做法大样图1楼面均布活荷载标准值为：7kN/m楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面，20kN/m3,板底及梁用 2

2、0mm 厚混合砂浆天棚抹底，17kN/m3楼盖自重即为钢筋混凝土容重，25KN/m3 恒载分项系数 1.2；活荷载分项系数为 1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于 4kN/m）材料选用混凝土：C30钢筋：梁中受力纵筋采用22级钢筋；板内及梁内的其它钢筋可以采用级钢筋。22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。2.1.12.1.1荷载荷载板的永久荷载标准值80mm 现浇钢筋混凝土板0.0825=2 kN/m20mm 厚水泥砂浆抹面0.0220=0.4 kN/m20mm 厚混合砂浆天棚抹底0.0217=0.34 kN/m小计2.74 k

3、N/m楼面均布活荷载标准值7 kN/m永久荷载分项系数取 1.2，因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于 4kN/m，所以活荷载分项系数取 1.3。于是板的荷载总计算值：q=Ggk+Qqk=1.22.74+0.71.37=9.658kN/mq=Ggk+Qqk=1.22.74+1.37=12.388kN/m由于，所以取q=12.388kN/m，近似取 q=12kN/m2.1.22.1.2计算简图计算简图次梁截面为 200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为 120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨l0=ln+h/2=2200-100-120+80

4、/2=2020mm1.025ln=2030mm，取l0=2020mm中间跨l0=ln=2200-200=2000mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算。取 1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图所示：2222222222板计算简图2.1.32.1.3内力计算内力计算板厚 h=100mm，3次梁 bh=220mm450mm计算跨度：边跨 L01=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mm L01=Ln+a/2=3000-220/2-120+120/2=2830mm选其中较小者 L01=2820mm中跨 L02=Ln=3000-220=2780mm跨度差(L01-

5、L02)/L02=(2820-2780)/2780=1.4%10%故按等跨连续板计算。查表可知，板的弯矩系数am分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故M1=-MB=（g+q）l02/11=9.22.022/11=3.34kNm2Mc=-（g+q）l01/14=-9.22.02/14=-2.57kNm2M3=M2=（g+q）l01/16=9.22.02/16=2.25kNm这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其Mc和M2应乘以 0.8，Mc=0.8-2.57=-2.06kNm；M2=0.82.25=1.80kNm2.1.42.1.4

6、配筋计算配筋计算板的配筋计算只需按钢筋混凝土正截面强度计算，不需进行斜截面受剪承载力计算。取 a=25，b=1000mm，h=100mm，h0=h-a=100-25=75mmfc=12.5N/mm2，fy=210N/mm2板的配筋计算表：表 2-1板的配筋计算表截面弯矩设计值（kNm）13.34B-3.340.0650.067273.781602 或 32.250.0440.045183.9C-2.570.0500.051208.42as=M/（a1fcbh0）0.065=1-1-2as轴线 计算配筋（mm）As=bhoa1fc/fy20.067273.78160实际配筋（mm）226/816

7、06/8160As=314.0As=314.0As=246.0As=246.0轴 线计算配筋（mm）273.7273.7147.1166.74As=bhoa1fc/fyAs=314.0As=314.0As=246.0As=246.0计算结果表明，支座截面的均小于 0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=246/（100080）=0.308%，此值大于 0.45ft/fy=0.451.43/210=0.306%，实际配筋（mm）2816081606/81606/8160同时大于 0.2%，满足最小配筋率。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。

8、2.2.12.2.1荷载荷载永久荷载设计值板传来永久荷载3.5222.2=7.81kN/m次梁自重0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kN/m次梁粉刷0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kN/m小计g=10.67kN/m可变荷载设计值q=5.62.2=12.32kN/m荷载总设计值g+q=22.99kN/m2.2.22.2.2计算简图计算简图次梁支承在主梁或墙上，其支座按不动铰支座考虑，次梁按多跨连续梁计算。次梁所受荷载为板传来的荷载和自重，也是均布何在。计算板传来的荷载时，取次梁相连跨度一半作为次梁的受荷宽度。次梁在砖墙上的支承长度为 250mm。主梁截面为 300m

9、m650mm。计算跨度：边跨lo=ln+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025ln=6488mm，故取lo=6450mm中间跨lo=ln=6600-300=6300mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示：5次梁计算简图2.2.32.2.3内力计算内力计算跨度差（L01-L02）/L02100%=（6475-6350）/6350100%=1.97%10%按等跨连续梁计算。次梁弯矩计算表（M=mbpL02）如表 2-3表 2-2次梁弯矩计算表截面边跨中第一支座mb1/11-1/11Lo(mm)64756475M(kN/m)8469-8

10、4.69次梁简力计算表（V=vbpLn）如图 2-4截面vbLn(mm)V(kN)AR0.45635563.55BL0.60635584.73BR0.55635077.61中间跨中1/16635056.00中间内支座-1/146350-64.00表 2-3次梁简力计算表CL0.55635077.61CR0.55635077.612.2.42.2.4配筋计算配筋计算次梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载力计算中，跨中截面按 T 形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑；在斜截面承载力计算中，当荷载、跨度较小时，一般仅配置箍筋。否则，还需设置弯起钢筋。（1）次梁正截面抗弯计算

11、跨中截面按 T 形截面计算，翼缘宽度为边跨 bf=L01/3=6475/3=2158 mmb+Sn=220+(3000-120-125)=2975 mm中跨 bf=L02/3=6350/3=2117 mm dM，故次梁跨中截面均按第一类 T 形截面计算，支座处按矩形截面计算。62b=220 mm fc=12.5 N/mm2 fy=310N/mm正截面抗弯计算表：表 2-4正截面抗弯计算表截面M（kNm）b(mm)s=rdM/(fcbh02)As=fcbfh0/fy配筋实配面积（mm2）边跨跨中84.6921580.0220.022794318763第一内支座-84.692200.2150.24

12、59024181018中间跨中56.0021170.0150.015509218509中间支座-64.002200.1620.178763318763其中=x/h0 均小于 0.35，符合塑性内力重分布条件。（2）次梁斜截面抗剪配筋计算hw/b=(h0-hf)/b=(415-100)/220=1.432Vmax=84.73 kN满足截面尺寸要求。斜截面抗剪计算表：表 2-5斜截面抗剪计算表截面V（kN）rdV(kN)Vc=0.07fcbh0AR63.5576.2679.89BL84.73101.6879.89BR77.6193.1379.89CL77.6193.1379.89CR77.6193

13、.1379.897配筋方法初选 AsAsv(mm2)S(mm)Smaxsvmin实际配筋构造配筋计算配筋计算配筋双肢656.6计算配筋计算配筋2143002832004662000.12%双肢6200466200466200计算结果表明，支座截面的均小于 0.35；As/bh=421.1/（200500）=0.42%，此值大于 0.45ft/fy=0.451.43/300=0.21%，满足最小配筋率。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。2.3.12.3.1荷载荷载为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载10.676.6=70.42

14、kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kN永久荷载设计值G=70.42+12.31=82.73kN取 G=83kN可变荷载设计值Q=12.316.6=81.31kN取 Q=81kN2.3.22.3.2计算简图计算简图当主梁支承在砖柱(墙)上时，其支座按铰支座考虑；当主梁与钢筋混凝土柱整体现浇时，若梁柱的线刚度比大于5，则主梁支座也可视为不动铰支座（否则简化为框架），主梁按连续梁计算。主梁承受次梁传下的荷载以及主梁自重。次梁传下的荷载是集中荷载，取主梁相邻跨度一半 2 作为主梁的受荷宽度，主梁的自重可简化为集中

15、荷载计算。主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在8400mm400mm 的混凝土柱上，其计算跨度边跨ln=6600-200-120=6280mm因 0.025ln=157mma/2=185mm，取l0=1.025ln+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取l0=6640mm中跨l0=6600mm主梁的计算简图如下：主梁计算简图2.3.32.3.3内力计算内力计算内力计算原则当求连续梁某跨跨内最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载，然后向左右两边每隔一跨布置活荷载。当求某支座最大(绝对值)负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置活荷载，然后每隔一跨布置活荷

16、载。当求某跨跨内最大(绝对值)负弯矩时，则该跨不布置活荷载，而在左右相邻两跨布置活荷载，然后每隔一跨布置活荷载。求某支座截面最大剪力时，活荷载布置与求该截面最大负弯矩时相同。（1）弯矩设计值弯矩 M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2查表得到M1,max=0.244836.64+0.289816.64=134.47+155.44=289.91kNmMB,max=-0.267836.64-0.311816.64=-147.15-167.27=-314.42kNmM2,max=0.067836.60+0.200816.64=36.70+107.57=144.27kNm（2）剪力设计值剪力 V

17、=k3G+k4Q 式中系数k3、k4查表得到VA,max=0.73383+0.86681=60.84+70.15=130.99kNVBl,max=-1.26783-1.31181=-105.16-106.19=-211.35kNVBr,max=1.083+1.22281=83+98.98=181.98kN92.3.42.3.4配筋计算配筋计算主梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载力计算中，跨中截面按 T 形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑。（1）正截面受弯承载力跨内按T 形截面 计算，因bfh0=80 615=0.130.1。翼缘计 算宽度按l 3=6.6/3=2.

18、2mm 和 b+sn=6m 中较小值确定取bf=2.2mB 支座边的弯矩设计值MB=MB,max-V0b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22kNm。纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外，其余均 1 排。跨内截面经判别都属于第一类 T 形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。表 2-6截面受弯承载力的计算表截面弯矩设计值（kN m）1289.91B-314.422144.27-36.08as289.91106314.42106144.27106114.322006152114.322005802114.322006152=0.024=0.030.9851834.5223

19、弯20+3222弯=0.0120.994786.720+1200.9881590.42弯20+336.08106114.33006152=0.0220.989197.72弯20sAs选配钢筋As=1768As=2081As=942.2As=62822其中as=M/（a1fcbh0）或as=M/（a1fcbfh0）s=（1+1-2as）/2As=M/sfyho（2）斜截面受剪承载力验算截面尺寸：hw=h0-hf=580-80=500mm，因hw/b=500/300=1.674 截面尺寸按下式验算：0.25cfcbho=0.25114.3300580=622.05103kNVmax=211.35k

20、N，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200 双肢箍筋，Vcs 0.7 ftbh01.25fyvAsvh0s10 0.71.433005801.25210 250.76103N 250.76kN250.3580200VA,max130.99kNVcs，VBr,max181.98kNVcs，VBl,max 211.35Vcs，因此支座 B 截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：sv=Asv=100.6=0.17%0.24ft=0.16%，满足要求。bs300200fyv次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力Fl=70.42+81.31152kN，h1=650-500=150mm，附加

21、箍筋布置范围 s=2h1+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200 双肢，则在长度 s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6 排，次梁两侧各布置 3 排。另加吊筋 118，Asb=254.5mm2，由式 2fyAsbsin+mnfyvAsv1=2210254.50.707+6221050.3=202.3103kNFl，满足要求。因主梁的腹板高度大于 450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的 0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300570）=0.18%0.1%，满足要求。113心得体会钢筋混凝土结构是

22、一门既具有很强实践性，又具有较强的综合性的应用学科，它是建立在科学试验和水利水电工程实践基础上，综合运用数学、力学、材料及施工技术成就具有广阔发展前景的学科。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。要求我们根据设计任务书，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

23、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。设计的目的旨在让我们掌握荷载的计算过程、内力的计算方法和配筋计算过程，另一方面通过对 PKPM 软件的学习，能熟练地掌握结构的建模和分析，更重要的是掌握有软件进行设计的过程，分析完以后要把配筋图转到 cad 上，在上面截图处理。在学习混凝土结构时，应该很好地熟悉、掌握和运用它们。但是也要了解，混凝土结构是一门比较年轻和迅速发展着的学科，许多计算方法和构造措施还不一定尽善尽美。也正因为如此，各国每隔一定时间都要将自己的结构设计标准或规范修订一次，使之更加完善合理。因此，我们在很好地学习和运用规范的过程中，也要善于发现问题，灵活运用，并且不断地进行探索与创新。1213