大工17春《钢筋混凝土结构课程设计》答案.pdf

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：浙江上虞奥鹏学习中心【20】 专业：土木工程 年级： 2016年春季 学号： 学生： 指导教师： 1 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 =(1/18 l/12)=(1/181/12)=300 450mm ， 取 h=400mm ， 截面宽 b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 400=133200mm ，取 b=180mm 。 主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8)l=(1/151/10) 6300=450788mm ，取 hz=650mm ，截面宽 b=(1/3 1/2)hz=(1/31/2) 650=217325mm ，取 b=250mm 。 柱的截面尺寸 bh=400400 mm 2。 主 梁(650x250) 次 梁(400x180) 板() 楼盖结构平面布置图 柱 柱 2 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 板底抹灰粉刷厚度 1=0.015171=0.255kN/m 永久荷载设计值： k g = 1.2 （0.4 + 2 + 0.255） = 3.186 2 /KNm 活载设计值： q k=10kN/m 21.3=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。 板的计算简图 3 （3） 内力计算 因边跨与中跨的计算跨度相差%52.0 1920 19201930 , 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 座 2 中间跨 跨中 C 中间支座 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)l 0 2 (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=60mm ，C25混凝土， 1=1.0，fc=11.9N/mm ，HPB235钢筋， fy=210N/mm 2。 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。 计算简图 4 板的配筋计算 截面1 B 2 C M(kN.m) M1MBM20.8M2Mc0.8Mc 5.486-5.486 3.732 2.986 -4.266 -3.413 2 01 bhfc42.84 42.84 42.84 42.84 42.84 42.84 2 01 bhf M c s 0.128 -0.128 0.087 0.070 -0.100 -0.080 s 211 0.137 -0.137 0.091 0.073 -0.106 -0.083 ycs ffbhA/ 10 466 -466 310 249 -361 -283 选钢筋 10160101808140818081308170 实际配筋 AS=491mm 2 AS=436mm 2 AS=359mm 2 AS=279mm 2 AS=387mm 2 AS=296mm 2 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=1.025(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 5 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： 3.186 2.1=6.691kN/m 次梁肋自重： 0.18 (0.4-0.08)251.2=1.728kN/m 次梁粉刷重： 0.015 2(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 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 .2 5150 51505275 , 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 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)l0 2(kN.m) 90.86 -90.86 59.54 -68.05 值： 计算简图 ABCCBA 6 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 0.45 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)l 0 2 V=(g+p)l n 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 f b ， 按3/ lbf=5150/3=1717mm, 且 cf bsb 0 =2010+180=2190mm 考虑, 故取 f b =1717mm 。支座截面按 cc hb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： mmNhhhbf ffc .1024.531)2/80365(8017179 .110.1)2/( 6 0 1 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 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 01 bhf M c s 或 01 hbf M fc s 0.035 0.318 0.022 0.209 s 211 0.036 0.397 0.022 0.237 ycs ffbhA/ 0895 1035 547 618 选 择 钢 筋 320( 弯 1) 420(弯 2)316( 弯 1)318( 弯 1) 实 际 配 筋941mm 2 1256mm 2 603mm 2 763mm 2 5. 斜截面强度计算 次梁斜截面承载力计算如下： 7 次梁斜截面承载力计算 截面A 左 B 右 BC V（kN） 83.24 110.99 101.74 101.74 0 25.0bhfc c 195.5kN 83.24kN 截面满足 182.1kN 110.99kN 截面满足 182.1kN 101.74kN 截面满足 195.5kN 101.74kN 截面满足 0 7. 0bhfVc t (kN) 64.9kN 83.24kN 需配箍筋 60.5kN 110.99kN 需配箍筋 60.5kN 101.74kN 需配箍筋 64.9kN 101.74kN 需配箍筋 箍筋肢数、直径26 26 26 26 1svsv nAA 57 57 57 57 )/(25.1 0csvyv VVhAfs355.92 131.5 159.7 189.8 实配箍筋间距150mm 不足 150mm ， 用 Asb补充 150mm 150mm sAhfVV svyvCcs /25.1 0 116.91kN 83.24kN 108.9kN 110.99kN 108.9kN 101.74kN 116.9kN 101.74kN afyVVA cssb sin8 .0/)(/ 40.4mm 2 / / 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1 16 由于纵向钢 筋充足，可 弯起118 实配钢筋面积314.2mm 2 314.2mm 2 201.1mm 2 254.5mm 2 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 次梁 主梁 板 柱 8 柱截面选用350mm 350mm ，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：mmbbll n 63002/3502/35035063002/2/ 0柱柱 。