钢筋混凝土结构课程设计

1、网络教育学院?钢筋混凝土结构课程设计?题目：整体式单向板肋梁厂房单向板设计1根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、工程概况某某高新园区科技园某小区住宅,设计使用年限为50年,住宅小区采用砖混结构,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400mm400mmo2、设计资料(1)楼板平面尺寸为19.8m33m,如下列图所示：,33口00®g®®图2.1楼板平面图(2)楼盖做法详图及荷载钢筋岩吊+.现窿板用久厘血厚混含祉浆天能抹底图2.2楼盖做法详图_2楼面均布活荷载标准值为：7kN/m楼面

2、面层用20mm厚水泥砂浆抹面,20kN/mi,板底及梁用20mnS混合砂浆大棚抹底,l7kN/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2准值大于4kN/m材料选用混凝土：C25钢筋：梁中受力纵筋采用HRB33瞰钢筋；板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB23级2单向板结构设计2,1板的设计2.1.1荷载板的永久荷载标准值20.08X25=2kN/m20.02X20=0.4kN/m20.02X17=0.34kN/m2.74kN/m27kN/m280mm现浇钢筋混凝土板20mm厚水泥砂浆抹面20mm厚混合砂浆大棚抹底小计楼面均布

3、活荷载标准值2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：-2®q=Ggk+Qqk=1.2X2.74+0.7X1.3X7=9.658kN/m42®q=ggk+qqk=1.2X2.74+1.3X7=12.388kN/m由于,所以取q=12.388kN/m：近似取q=12kN/m22.1.2 计算简图次梁截面为200mmx500mm,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+80/2=

4、2021mm<1,025ln=2030mm,取l°=2021mm中间跨|0=1n=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,计算简图如下图：g+q=12kN/m2屋1云£23J%JE口£口_2nrnjzno口一£口口£口£0图2,5板计算简图2.1.3 内力计算板厚h=100mm次梁b义h=220mm450mm计算跨度：边跨L0i=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mmL01=Ln+a/2=3000-220/2-120+120/2=2830mm

5、选其中较小者L01=2820mm中跨L02=Ln=3000-220=2780mm跨度差(L01-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22M1=-MB=(g+q)l0/11=9.2X2.02/11=3.34kN-mMc=-(g+q)l01/14=-9.2X2.02/14=-2.57kN-m22M3=M2=(g+q)l01/16=9.2X2.0/16=2.25kN-m这是对端区单向板而言的,对于中间区格单向板,其Mc和M2

6、应乘以0.8,Mc=0.8X-2.57=-2.06kNm；M2=0.8X2.25=1.80kN-m2.1.4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=1000mmh=100mmh0=h-a=100-25=75mmfc=12.5N/mm2,fy=210N/mn2板的配筋计算表：表2-1板的配筋计算表截面1B2或3C弯矩设计值kNm3.34-3.342.25-2.57一一一_2as=M/(a1fcbh0)0.0650.0650.0440.050=1-1-2as0.0670.0670.0450.051轴线、12计算配筋(mm)As=bhoafc

7、/fy273.7273.7183.9208.4、一一.一2实际配筋mm8160As=314.08160A=314.06/8160As=246.06/8160As=246.0轴线2计算配筋(mm)As=bhoa1fc/fy273.7273.7147.1166.7、一一.一2实际配筋mm8160As=314.08160人=314.06/8160As=246.06/8160As=246.0计算结果说明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布的原那么;As/bh=246/(1000X80)=0.308%,此值大于0.45ft/fy=0.45X1.43/210=0.306%,同时大于0.2%,满足

8、最小配筋率.2.2 次梁的设计永久荷载设计值板传来永久荷载次梁自重次梁粉刷小计可变荷载设计值荷载总设计值2.2.1 荷载3.522X2.2=7.81kN/m0.2X(0.5-0.08)X25X1.2=2.52kN/m0.02X(0.5-0.08)X2X17X1.2=0.34kN/mg=10.67kN/mq=5.6X2.2=12.32kN/mg+q=22.99kN/m2.2.2 计算简图次梁支承在主梁或墙上,其支座按不动钱支座考虑,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

9、梁截面为300mmx650mm.计算跨度：边跨lo=1n+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025n=6488mm,故取lo=6450mm中间跨lo=1n=6600-300=6300mm因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算.次梁计算简图如下图：2.2.3 内力计算跨度差(L01-L02)/L02X100%=(6475-6350)/6350X100%=1.97%<10%按等跨连续梁计算.次梁弯矩计算表(M=ambpLO如表2-3表2-2次梁弯矩计算表截面边跨中第一支座中间跨中中间内支座amb1/11-1/111/16-1/14Lo(mm)6475

10、647563506350M(kN/m)84.69-84.6956.00-64.00次梁简力计算表(V=avbpLn)如图2-4表2-3次梁简力计算表截面ARBlBRCLCRavb0.450.600.550.550.55Ln(mm)63556355635063506350V(kN)63.5584.7377.6177.6177.612.2.4 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.否那么,还需设置弯起钢筋.(1)次梁正截面抗弯计算跨中截面按T形截面

11、计算,翼缘宽度为边跨bf/=L01/3=6475/3=2158mm<b+Sn=220+(3000-120-125)=2975mm中跨bf/=L02/3=6350/3=2117mm<b+Sn=220+2780=3000mmhf/=100mmh=450mma=35mmh0=450-35=415mmfcbf/hf/(h0-hf/2)=12.5X2117X100X(415-100/2)X10-6=965.88kNmTdM=1.2X84.69=101.63kN-mfcbf/hf/(h0-hf/2)>ydM,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.b=220mmfc=

12、12.5N/mm2fy=310N/mm正截面抗弯计算表：表2-4正截面抗弯计算表截面边跨跨中第一内支座中间跨中中间支座M(kNm)84.69-84.6956.00-64.00b(mm)21582202117220,2、as=rdM/(fcbh0)0.0220.2150.0150.1620.0220.2450.0150.178As=fcbfhh0/fy794902509763配筋318418218318实配面积(mm2)7631018509763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=1.432

13、<41/Yd(0.25fcbh0)=1/1.2X0.25X12.5X220X415=237.76kN>Vmax=84.73<N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ARBLBRCLCRV(kN)63.5584.7377.6177.6177.61rdV(kN)76.26101.6893.1393.1393.13Vc=0.07fcbh079.8979.8979.8979.8979.89配筋方法构造配筋计算配筋计算配筋计算配筋计算配筋初选As双肢小6A/2、Asv(mm)56.6S(mm)214283466466466Smax300200200200200

14、psvmin0.12%实际配筋双肢小6200计算结果说明,支座截面的均小于0.35;As/bh=421.1/(200X500)=0.42%,此值大于0.45f"fy=0.45X1.43/300=0.21%,满足最小配筋率.2.3 主梁的设计2.3.1 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10.67X6.6=70.42kN主梁自重(含粉刷)(0.65-0.08)X0.3X2.2X25+0.02X(0.65-0.08)乂2X2.2X17)X1.2=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=12.31X6.

15、6=81.31kN取Q=81kN2.3.2 计算简图当主梁支承在砖柱(墙)上时,其支座按较支座考虑；当主梁与钢筋混凝土柱整表达浇时,假设梁柱的线刚度比大于5,那么主梁支座也可视为不动钱支座(否那么简化为框架),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400mmx400mm的混凝土柱上,其计算跨度边跨ln=6600-200-120=6280mm因0.0251n=157mm<a/2=185mm,取10=1.0251

16、n+b/2=1.025X6280+400/2=6637mm近似取10=6640mm中跨10=6600mm主梁的计算简图如下:图2.7主梁计算简图2.3.3 内力计算内力计算原那么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载.当求某跨跨内最大(绝对值)负弯矩时,那么该跨不布置活荷载,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=k1G10+k2Q10式中系数k1、k2查表得到

17、M1,max=0.244X83X6.64+0.289X81义6.64=134.47+155.44=289.91kNmMBmax=-0.267X83X6.64-0.311X81X6.64=-147.15-167.27=-314.42kNm,imaxM2,max=0.067X83义6.60+0.200X81义6.64=36.70+107.57=144.27kN-m(2)剪力设计值剪力V=k3G+k4Q式中系数k3、k4查表得到VAmax=0.733X83+0.866X81=60.84+70.15=130.99kN,111axVBlmax=-1.267X83-1.311X81=-105.16-106

18、.19=-211.35kN,imaxVBr,max=1.0X83+1.222X81=83+98.98=181.98kN2.3.4 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b'f/h0=80/615=0.13>0.1.翼缘计算宽度按l/3=6.6/3=2.2mm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=-314.42-164X0.4/2=-347.22kN-m纵向受力钢筋除B支座截面为2排外,其

19、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1B2弯矩设计值(kNm289.91-314.42144.27-36.08as289.91106314.421061442710636.08106114.3220061=0.0242_25114.32200580=0.03114.322006152=0.012114.33006152=0.022s0.9880.9850.9940.989As1590.41834.5786.7197.7选配钢筋2次0+3求2弯As=17683©20+3022弯As=20810+1020弯A

20、s=942.2到20弯A=628其中as=M/(a1fcbh2)或as=M/(a1fcb'fh0)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=1.67<4截面尺寸按下式验算：30.25cfcbho=0.25X1X14.3X300X580=622.05X10kN>Vmax=211.35kN,截面尺寸满足要求计算所需腹筋：采用.8200双肢箍筋,Vcs0.7ftbh0I.25fyv2h0s0.71.433005801.25210250.3580200250.76103

21、N250.76kNVAmax130.99kN<Vcs,VBrmaxA,maxcsBr,max181.98kN<Vcs,VBlmax211.35<Vcs,因此支cs,imaxcs验算最小配箍率：sv_AsV_100.6bs300200座B截面左右不需配置弯起钢筋.=0.17%>0.24-f-=0.16%,满足要求.fyv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,附加箍筋布置范围s=2h+3b=2X150+3X200=900mm.取附加箍筋.8200双肢,那么在长度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1018,Asb=254.5mm2,由式2fyAsbsin+mnfyvAsv1=2x210X254.5X0.707+6X2X210X50.3=202.3X103kN>Fl,满