大连理工大学《钢筋混凝土结构课程设计》离线作业答案

1、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：专 业：年 级：学 号：学 生：指导教师：1基本情况X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 370mn壁柱；设置钢筋混凝土柱，截面尺寸400mM 400mm楼盖自重：钢筋混凝土容重咐=25kN /m3;楼面活荷载，单位是0.5 kN /m2 ;楼面面层：水磨石地面 0.65kN/m2;板底粉刷：0.40kN/m2。混凝土： C20 C25或 C30钢筋：次梁及主

2、梁受力筋用 HRB335或HRB40C级钢筋，板内及梁内的其它钢 筋可以采用HPB30C或HRB335R钢筋。图1-1 建筑平面图12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10mm厚大理石地面20mm板底混合砂浆抹灰合计板的可变标准荷载值20.08X 25=2kN/m20.01 X 28=0.28kN/m20.02X 17=0.34kN/m22.62kN/m23.5kN/m2 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/m，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= Ggk+ Qqk=1.35X

3、 2.62+0.7X 1.4X 3.5=6.967kN/m丫 丫 2购4= G gk + Q qk=1.2X 2.62+1.4X 3.5=8.044kN/m由于、，所以取q=8.044kN/m2，近似取q=8kN/m2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a 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) 10 2=1/11 X 8.04X 2.022=2.982KN mM2=M3=1/16 (g+q) l0 2=1/16X 8.04X 2.002=2.01 KN

4、mMc= - 1/14 (g+q) l0 2= - 1/14X 8.04X 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； a 1=1.0,fc=14.3KN/mm2; HPB235, fy=210N/mm2。板的配筋计算过程如表2-1所示表2-1板的配筋计算表1B2CM ( kN m)M1MbM 20.8M 2Mc0.8McM =a(g +q)l；2.982-2.9822.011.608-2.297-1.8382ct1 fcbh0 ( kN m)51.48Ms _

5、2%fcbh°0.0580.0580.0390.0310.0450.036J1J12弧(裁b =0.614)0.060.060.040.0330.0460.037?s =1 -0.5©0.970.970.920.9340.9080.926代=M / Ys fyh0 (mm)243.9243.9173.4136.6200.8157.5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246mm246mm246mm246mm轴线2246mm2245mm1246mm2246mm2.2

6、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：9.149X 6.3=57.64kN主梁自重(含粉刷)：(0.65-0.08)X 0.3X 2.0X 25+2X( 0.65-0.08)X 0.015X 17X 2.0 X 1.2=10.958kN活荷载设计值：Q=26X 100.86.3=163.8 kN恒荷载设计值：G=57.64+10.958=68.6kN2.2.2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400mmX400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨:lo1= In+a/2+b/2=(

7、6000-200-120)+400/2+400/2=6080mmLo1=1.025l n+b/2=(600-200-120)+200=6022mm故 lo1 取 6022mm中跨 lo2=6000mm计算简图如图所示。G-846640B”图2-2主梁计算简图6640223内力设计值计算1）弯矩设计值：M二kiGL k2QL其中，ki k2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：V二ksG k4Q，其中，k3 k4可由书中表查可知。表2-3 主梁弯矩计算项 次荷载简图k/ M,k/ MBk/M2k/ McGr1GC13 GG GII110.244-

8、0.2670.067-0.26794.47-103.6125.88-103.61Q2QQ QJ |0.289-0.1330.133-0.133246.97-113.32112.97-113.32Q2 Q-0.045-0.1330.200-0.1331-38.46-113.32169.88-113.32Q1QQQ1110.229-0.3110.170-0.089-264.97195.70144.40-75.83M min(kN -m)组合项次+组合值56.01-368.5887.09179.44M max组合项次+(kNm)组合值341.44195.76由此可作出下列几种情况下的内力图： +；

9、+；+表2-4主梁剪力计算项次荷载简图k/VAk/VB左k/VB 右G (1GGGG GJ 10.733-1.2671.0042.90-74.1658.53Q Q12Q Q1 10.866-1.1340111.45145.950QC11)Q1Q0.689-1.3111.22288.67-168.73157.27组合项次土Vmin ( kN )+154.35+-242.89+215.83）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：按净距Sn考虑'lbf =5.5/3=1.833M3Ibf =b+Sn =0.4+6.2=6.7m按翼缘高度hf'

10、考虑ho=65O-6O=59O5#hf 100亍弃。1690.1,则翼缘不受限制故应取bf =2.30m考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中h° = h -60=650-60=590mm；判断各跨中截面属于哪一类 T形截面,''hf:lbf hf f （ho _ 丄）=1.0x 2300X 100X 11.9X （590-100/2）2=1333.3>92.97 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 h0 = 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

11、力及配筋计算见表；表2-5主梁正截面承载力计算截面边跨中中间支应中间跨中M (KN- m)338.70455.77219.33Qo?kN m)-34.85-M -Q0-(kN m)2-320.92-f 2 2MX=h°h。Y«i fcb0.0350.3440.019x兰0.35人0.036< 巴-0.441< £b0.019<aifcbh°g2、As =(mm )fy1225.51550.31222.7选配钢筋2 $ 25+3 $ 202 $ 25+3 $ 202 $ 25+1 $ 20实配钢筋面积(mrf)193219321296P=

12、bho1.31 % >0.2 %1.38 % >0.2 %0.93 % >0.2 %是否满足要求是是是注：® 最小配筋率：*n=(45ft/fy , 0.2)max% = 0.2% 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 (KIN122.05225.53315.160.25 0cbh0fc(KN)325.5V316.5>V416.5>VVc =0.7ftbh°(KN )131.1<V124.5<V124.5<V选配弯起钢筋-1 $ 181 $ 18弯起钢筋面积Asb0254.

13、5254.5Vsb =0.8fyAsbSin «(KN)043.243.2V -Vsb -Vc11.457.8347.46箍筋肢数、直径2 $ 62$ 62$ 62Asv = nAsvi(mm )5757571.25 fyvAsvhos V -Vsb - Vc1106250206986252212实配箍筋间距s(mm)2002002000n Asv1' sv bs0.114 % >0.106%0.114 % >0.106%0.114 % >0.106%是否满足要求是是是注：min =0.24半-=0.106%，由 min 计算出 S=205.1mm,所以取

14、S乞 205mm,I yv而由构造要求知箍筋的最大间距为 250,故可取S=200mm2.3 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荷载永久何载设计值板传来永久荷载3.144X 2=6.288kN/m次梁粉刷0.02X( 0.45-0.08)X 2X 17X 1.2=0.34kN/m次梁自重0.2X(0.45-0.08)X 25X 1.2=2.22kN/m合计g=8.788kN/m可变何载设计值q=4.9X 2=9.8kN/m何载总设计值g+q=18.588KN/m2.3.2计算简图次梁在砖墙上的支承

15、长度为 240mm。主梁截面为300mm x 600mm。计算跨度:中间跨 lo = ln =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。18.588KN/M L.57001.57DD.F57ao 5A5D ”图2-7次梁计算简图233次梁内力计算由表11-1可查得，板的弯矩系数a 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=1700mmbf

16、/ =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：a 1fc bf/ hf/ （h0- hf/ /2） =1.0X 14.3X 1700X 80X（ 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h。=400 -60 = 340mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。取 ho 二 365mm混凝土为 C30, a 1=1.0,fc=14.3KN/mm2 ;纵向钢筋采用HRB335钢筋，f

17、y=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1B2C弯矩M（kN m）42.31-42.3128.7332.83«1 fcbho 或 qfcbf h1.0©43X1700X36$= 3.2387 汇1061.0沢143><200<34/=330.62 汉1061.0沢143汉1700<365= 3.2387 心061.0X14.3X200<365! =381.02汇106M十Gs =厂或«1 fcbh 02MClLs ='T«1 fcb f h°0.013

18、0.1280.0090.086匕=1 -2乂空b =0.350）0.0130.1370.0080.074?s =1 -0.5：0.9930.9410.9930.963As =M / fyh。349.1369.4237.5277.9选用钢筋214+114（弯 1）214+112 （弯 1）214 （弯 1）214+114 （弯 1）实际钢筋截面面积（mrri）461461308461次梁斜截面承载力混凝土 C30, ft=1.43N/mm2 ;箍筋采用 HPB235, fyv=210 N/mm2 ;hw= h0- hf/ =340-80=260，因 hw /b=260/200=1.3<4,属于厚腹梁。3配筋图3.1 板的配筋图11