大连理工大学2015年春《钢筋混凝土结构课程设计》模版及要求

网络教育学院 钢筋混凝土结构 课程 设 计 题 目 ： XX 单层厂房单向板设计 学习中心： 福建福州奥鹏学习中心 7 专 业： 土木工程 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 1 1 基本情况 XX 单层 工业建筑 的中间楼面 详 见 图 1-1“建筑平面图”。中间楼面使用的是 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。 现在 对其进行结构设计。 设计 的 内容 ： 生产车间的四周外墙全 为 240 的 承重砖墙， 主梁端墙处 ： 370mm 370mm壁柱； 设置钢筋混凝土柱， 截面尺寸 400mm 400mm。 楼盖自重：钢筋混凝土容重 32 5 /kN m ； 楼面活荷载，单位 是 0.5 2/kN m ； 楼面面层：水磨石地面 20.65 /kN m ； 板底 粉刷： 20.40 /kN m 。 混凝土： C20、 C25 或 C30； 钢筋：次梁及主梁受力筋用 HRB335 或 HRB400 级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB300 或 HRB335 级钢筋。 图 1-1 建筑平面图 2 2 单向板结构设计 2.1 板的设计 2.1.1 恒荷载标准值 板的永久荷载标准值 80mm 现 浇钢筋混凝土板 0.08 25=2kN/ 2m 10mm 厚大理石地面 0.01 28=0.28kN/ 2m 20mm 板底混合砂浆抹灰 0.02 17=0.34kN/ 2m 合计 2.62kN/ 2m 板的可变标准荷载值 3.5kN/ 2m 永久荷载分项系数取 1.2 或者 1.35，因楼面可变荷载标准值 为 3.5kN/ 2m ，所以可变荷载分项系数应取 1.4。于是板的荷载总计算值 q= G kg + Q kq =1.35 2.62+0.7 1.4 3.5=6.967kN/ 2m q= G kg + Q kq =1.2 2.62+1.4 3.5=8.044kN/ 2m 由于 ，所以取 q=8.044kN/ 2m ，近似取 q=8kN/ 2m 图 2-1 板的计算简图 2.1.2 内力计算及配筋： 在 表 2-1 可查得，板的弯矩系数 m 分别为：边跨中为 1/11; 离端第二支座为 -1/11;中跨中为 1/16;中间支座为 -1/14,则有 M1= MB=1/11（ g+q） l0 2=1/11 8.04 2.022=2.982KN m M2=M3=1/16（ g+q） l0 2=1/16 8.04 2.002=2.01 KN m Mc= 1/14（ g+q） l0 2= 1/14 8.04 2.002= 2.297KN m 取 1m 宽板带作为计算单元， b=1000mm，混凝土 C30,板的最小保护层厚度为C=15mm，板厚 h=80mm， h0=80-20=60mm； 1=1.0,fc=14.3KN/mm2； HPB235，fy=210N/mm2。 3 板的配筋计算过程如表 2-1 所示 表 2-1 板的配筋计算表 截面 1 B 2 C M（ mkN ） 1M BM 2M 28.0 M cM cM8.0 20)( lqgM 2.982 -2.982 2.01 1.608 -2.297 -1.838 201 bhfc （ mkN ） 51.48 201 bhfMcs 0.058 0.058 0.039 0.031 0.045 0.036 s 211 ( 614.0b) 0.06 0.06 0.04 0.033 0.046 0.037 5.01 s 0.97 0.97 0.92 0.934 0.908 0.926 0/ hfMA yss （ mm2） 243.9 243.9 173.4 136.6 200.8 157.5 选钢筋 轴线 轴线 6/8160 6/8160 6/8160 6/8160 轴线 6/8160 6/8160 6/8160 6/8160 实际配筋 轴线 轴线 246mm2 246mm2 246mm2 246mm2 轴线 246mm2 245mm2 1246mm2 246mm2 2.2 主梁的设计 2.2.1 荷载设计值 （为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载） 次梁传来的荷载： 9.149 6.3=57.64kN 主梁自重（含粉刷）： （ 0.65-0.08） 0.3 2.0 25+2（ 0.65-0.08） 0.015 17 2.0 1.2=10.958kN 活荷载设计值： Q=26 100.86.3=163.8 kN 恒荷载设计值： G=57.64+10.958=68.6kN 2.2.2 计算简图 主梁的实际结构如图所示 ,主梁端部支承在墙上的支承长度 a=370mm,中间支承在 400mm 400mm 的混凝土柱上 ,其计算跨度按以下方法确定 : 边跨 : lo1= ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mm Lo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm 故 lo1 取 6022mm 中跨 lo2=6000mm 计 算简图如图所示。 4 图 2-2 主梁计算简图 2.2.3 内力设计值计算 1)弯矩设计值： QLkGLkM 21 其中， 2 1 kk 可由书中表查取， L 为计算跨度，对于 B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。 2）剪力设计值： QkGkV 43 ，其中， 43 kk 可由书中表查可知。 表 2-3 主梁弯矩计算 项次 荷载简图 1/Mk BMk/ 2/Mk cMk/ GG G GG G47.94244.061.103267.088.25067.061.103267.0 Q Q Q Q97.246289.032.113133.097.112133.032.113133.0 Q Q46.38045.032.113133.088.169200.032.113133.0 Q Q Q Q70.195229.097.264311.040.144170.083.75089.0minM )( mkN 组合项次 + + + + 组合值 56.01 -368.58 87.09 179.44 maxM )( mkN组合项次 + + 组合值 341.44 195.76 由此可作出下列几种情况下的内力图： +； +； + 表 2-4 主梁剪力计算 项 次 荷载简图 AVk/ 左BVk/ 右BVk/ 5 GG G GG G90.42733.0 16.74267.1 53.5800.1 Q Q Q Q45.111866.095.145134.100 Q Q Q Q67.88689.073.168311.127.157222.1组合项次 minV (kN ) + 154.35 + -242.89 + 215.8 3） 截面承载力计算 主梁跨中截面按 T 形截面进行计算，其翼缘宽度取三者最小值 按梁跨考虑： fb =3ol=5.5/3=1.833M 按净距 nS 考虑 fb =b+ ns =0.4+6.2=6.7m 按翼缘高度 fh 考虑 0h =650-60=590 0hhf =590100=0.1690.1，则翼缘不受限制 故应取 fb =2.30m 考 虑 弯 矩 值 较 大 ， 故 应 按 双 排 受 力 钢 筋 设 置 ， 则 跨 中0h =h -60=650-60=590mm； 判断各跨中截面属于哪一类 T 形截面 , )2( 01 fcff hhfhb =1.0 2300 100 11.9 (590-100/2) =1333.392.97 KN m 故属于第一类 T 形截面 支座处按矩形截面考虑，由于弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中 0h =h -90=650-90=560mm； 主梁的正截面承载力及配筋计算 见表，斜截面承载力及配筋计算见表； 表 2-5 主梁正截面承载力计算 6 截面 边跨中 中间支应 中间跨中 M（ KN m） 338.70 455.77 219.33 0 ()2bQ kN m- 34.85 - 0 ()2bM Q kN m- 320.92 - 20012 cMx h hfb0.035 0.344 0.019 0.35 bx 0.0360.2 1.38 0.2 0.93 0.2 是否满足要求 是 是 是 注： 1 最小配筋率 min =(45 yt ff / , 0.2 max) % = 0.2% 2 HRB335 钢筋， b =0.55, 表 2-6 主梁斜面承载力计算 截 面 边支座 支座 B 左 支座 B 右 V（ KN） 122.05 225.53 315.16 )(25.0 0 KNfbh cc 325.5V 316.5V 416.5V )(7.0 0 KNbhfV tc 131.10.106% 0.114 0.106% 0.114 0.106% 是否满足要求 是 是 是 注：yvtsv ff24.0m in, =0.106%,由 min,sv 计算出 S=205.1mm，所以取 S 205mm，而由构造要求知箍筋的最大间距为 250，故可取 S=200mm 2.3 次梁的设计 按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。 2.3.1 荷载 永久荷载设计值 板传来永久荷载 3.144 2=6.288kN/m 次梁粉刷 0.02（ 0.45-0.08） 2 17 1.2=0.34kN/m 次梁自重 0.2（ 0.45-0.08） 25 1.2=2.22kN/m 合计 g=8.788kN/m 可变荷载设计值 q=4.9 2=9.8kN/m 荷载总设计值 g+q=18.588KN/m 2.3.2 计算简图 次梁在 砖墙上的支承长度为 240mm。主梁截面为 300mm 600mm。计算跨度： 中间跨 ol =nl =6000-300=5700mm 跨度差 （ 5850-5700） /5700=2.6% 小于 10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示。 图 2-7 次梁计算简图 8 2.3.3 次梁内力计算 由表 11-1 可查得，板的弯矩系数 mb 分别为：边跨中为 1/14;第一内支座为-1/11;中间跨中 为 1/16;中间支座为 -1/14,则有 1） 截面承载力计算： 次梁跨中按 T 型截面计算，其翼缘宽度取下面两者中较小者： bf =l/3=5100/3=1700mm bf =b+sn=200+2000=2200mm,故取 bf =1700mm。 判断各跨内截面属于哪一类型 T 型截面：取 h0=400-35=365mm，则有： 1fc bf hf（ h0- hf /2） =1.0 14.3 1700 80（ 365-40） = 632.7 KN m M1 M2，均属第一类 T 型截面。 支座截面按矩形截面计算，离端第二支 座 B 按布置两排纵向钢筋考虑，取mmh 3 40604 000 ，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。 取 mmh 3650 混凝土为 C30, 1=1.0,fc=14.3KN/mm2；纵向钢筋采用 HRB335 钢筋，fy=300N/mm2。 次梁正截面承载力计算过程如表 2-8 所示。 表 2-8 次梁正截面承载力计算表 截 面 1 B 2 C 弯矩 M )( mkN 42.31 -42.31 28.73 32.83 201 bhfc 或 201 hbf fc 236517003.140.1 6102387.3 23402003.140.1 61062.330 236517003.140.1 6102387.3 23652003.140.1 61002.381 201201hbfMbhfMfcscs 或0.013 0.128 0.009 0.086 s 211 )350.0( b 0.013 0.137 0.008 0.074 5.01 s 0.993 0.941 0.993 0.963 0/ hfMA yss 349.1 369.4 237.5 277.9 选用钢筋 214+114