大连理工2020年春钢筋混凝土结构课程设计.docx

大&现二大学网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题 目: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：370mmX370mm壁柱；设置钢筋混凝土柱，截面尺寸400mmX400mm。楼盖自重：钢筋混凝土容重y= 25kN / m 3；楼面活荷载，单位是0.5kN/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 X 25=2kN/m 210mm厚大理石地面0.01X28=0.28kN/m 220mm板底混合砂浆抹灰0.02X17=0.34kN/m 2合计2.62kN/m 23.5kN/m 2板的可变标准荷载值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 2，所 以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的荷载总计算值 咛Yg gk+ 中 * qk =1.35 X 2.62+0.7 X 1.4 X3.5=6.967kN/m2 咛Yg gk + Yq qk =1.2 X 2.62+1.4 X 3.5=8.044kN/m2由于>&，所以取q=8.044kN/m2，近似取q=8kN/m2杵S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am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 8.04 X 2.022=2.982KN mM2=M3=1/16 (g+q) 10 2=1/16X8.04X2.002=2.01 KN - mMc=-1/14 (g+q) 10 2=-1/14X8.04X2.002=-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 板的配筋计算表截面1B2CM ( kN - m )M1MBM20.8M2Mc0.8McM = a (g + q)l 202.982-2.9822.011.608-2.297-1.838a f bh 2 ( kN - m )51.48M a =s a f bh 20.0580.0580.0390.0310.0450.036g = 1 J1 2aPs(<g = 0.614)0.060.060.040.0330.0460.037Y = 1 0.5g0.970.970.920.9340.9080.926A = M /y fh (mm2) ss V 0243.9243.9173.4136.6200.8157.5选钢筋轴线轴线6/81606/81606/81606/8160轴线6/81606/81606/81606/8160实际配筋轴线轴线246mm2246mm2246mm2246mm2轴线246mm2245mm21246mm2246mm22.2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。2.2.1荷载永久荷载设计值板传来永久荷载3.144 X2=6.288kN/m次梁粉刷0.02X(0.45-0.08)X2X17X1.2=0.34kN/m次梁自重0.2 X( 0.45-0.08 )X 25 X1.2=2.22kN/m合计g=8.788kN/m可变何载设计值q=4.9X2=9.8kN/m荷载总设计值g+q=18.588KN/m2.2.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm X 600mmo计算跨度:中间跨 l = l =6000-300=5700mmo n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。19.598KN/Mrl，1r iF 1JLIr ,/.5fi50 Z.57DD L5700.5700.5850¥图2-2次梁计算简图2.2.3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 =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） =1.0X14.3X1700X80X（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 匕=400-60 = 340mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。取 h = 365mm0混凝土为C30, a 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2-2次梁正截面承载力计算表截面1B2C弯矩 M (kN - m)42.31-42.3128.73一 32.83a f bh 2 或 a f b h21 c 01 c f 01.0 X14.3X1700X 3652=3.2387 x 1061.0 X14.3X 200x 3402=330.62 x 1061.0 X14.3 x1700x 365 =3.2387 x 1061.0 x14.3x 200x 36&=381.02 x 106八M工a =或s a f bh 2Ma =s a 1 f bfh00.0130.1280.0090.086g=1 J 1 - 2a s(空=0.350)b0.0130.1370.0080.074Y = 1 0.5&0.9930.9410.9930.963A = M / y f h ss y 0349.1369.4237.5277.9选用钢筋2中14+1尘2由*1 ©122虫4（弯1）2 *件1414 （弯 1）（弯 1）（弯 1）实际钢筋截面面461461308461积（mm2）|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。2.3主梁的设计2.3.1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 X6.3=57.64kN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）X0.3X2.0X25+2X（0.65-0.08）X0.015X 17X2.0 X1.2=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=68.6kN2.3.2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= ln+a/2+b/2=（6000-200-120）+400/2+400/2=6080mmLo1=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。图2-3主梁计算简图2.3.3内力设计值计算1）弯矩设计值：M = kGL + k2QL其中，k1 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 = kG + kQ，其中，k k可由书中表查可知。3434表2-3主梁弯矩计算项次荷载简图k / M1k / MBk / M2k / McGG 1 G G G0.244-0.2670.067-0.26794.47-103.6125.88-103.61Q QQ Q0.289-0.133-0.133-0.1331r ， 246.97-113.32-112.97-113.32Q Q0.045-0.1330.200-0.133AAA-38.46-113.32169.88-113.32QQ Q Q0.229-0.3110.170-0.089/x7/ X/ / 195.70-264.97144.40-75.83M(kN - m)组合项次+min组合值56.01-368.5887.09179.44M(kN - m)组合项次+max组合值341.44195.76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k / V 4k / VB左k / VB右11 11 110.733-1.2671.00/A/42.90-74.1658.53Q QQ Q0.866-1.13401 1I J兰111.45145.950Q Q Q Q0.689-1.3111.22288.67-168.73157.27组合项次土 V (kN )+min154.35-242.89215.83)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:气=to =5.5/3=1.833M按净距S考虑n按翼缘高度气考虑b ' =b+ s =0.4+6.2=6.7mh0 =650-60=590f =黑=0.169>0.1,则翼缘不受限制h 5900故应取b '=2.30mf考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中虹"-60=650-60=590mm；判断各跨中截面属于哪一类T形截面,a b h ' f (h - h) =1.0 X 2300 X 100 X 11.9 X (590-100/2)1 f f c 02=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 h = h -90=650-90=560mm；0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截面边跨中中间支应中间跨中M (KN m)338.70455.77219.33Q0 %(kN - m)34.85M - Q0 2 (kN - m)_320.92_X - h0 R afb0.0350.3440.019X < 0.35&b0.036< & b0.441<&b0.019& ba a fbh £ ,、A =(mm2)y1225.51550.31222.7选配钢筋2 25+3 2 202 2 25+3 2 202 2 25+12 20实配钢筋面积(mm2)193219321296A p = 3- bh 01.31%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P .=(45 f / f , 0.2)% = 0.2%min t ymax 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左左支座B右石V (KN)122.05225.53315.160.25P bh0 f (KN)325.5V316.5>V416.5>VV = 0.7 f bh0( KN)131.1<V124.5<V124.5<V选配弯起钢筋-12181218弯起钢筋面积Asb0254.5254.5Vb = 0.8 f Ab sin a (KN)043.243.2V - V b - V11.457.8347.46箍筋肢数、直径226226226A = nA (mm 2)575757s =技5 - MVV - V - V sbc1106250206986252212实配箍筋间距s(mm)200200200P = 土 sv bs0.114%>0.106%0.114%>0.106%0.114%>0.106%是否满足要求是是是注：p= 0.24# =0.106%，由 P 计算出 S=205.1mm，所以取 S< 205mm，sv ,minfsv，minyv而由构造要求知箍筋的最大间距为250，故可取S=200mm3.1板的配筋图3配筋图0&280中8密8(中 82807； ZTZZZT.一32一一且一些£|3004>820D<t)8280 二:_rjLi:<p8280I | 30。 I3002000t)8200 "600 寸300 3004>6280,600饥宰S_I_Z | j | I4)62R0含IS|!iHl_62E0 r：4>S280W 600倒ocWMEz = W200020006000图3-1板的配筋图3.2主梁的配筋图m-ni图3-2主梁材料图及配筋图3.3次梁的配筋图图3-3次梁配筋图