大工17秋《钢筋混凝土结构课程设计》答案.docx

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：专业：土木工程年级：2023年秋季学号：学生：指导教师：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。1.1设计资料(1)楼面均布活荷载标准值：qk=10kNm2o(2)楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(=20kNm3),板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底(=17kNm3)o(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.l楼盖结构的平面布置图如下图。按高跨比条件要求板的厚度h1/40=2300/40=57.5mm,对工业建筑的楼板，要求z80帆帆，所以板厚取h=80mmo次梁截面高度应满足=(l18l12)=(l18l12)=300450m,取h=400mm,截面宽b=(l3l2)h=(l3l2)X400=133200mm,取b=180mm<)主梁截面高度应满足h=(l14-l8)1=(1/15-1/10)×6300M50-788mm,取hz=650mm,截面宽b=(l3l2)hz=(l3l2)X650=217325mm,取b=250mm0柱的截面尺寸bXh=400X400mm%11:1IIII1柱IIKCL1II1IIII柱iT次梁（400x180）!板（h=80主梁（650x250）kII1I1I1III=三O思OgOJgKOKS2§g49RSSS540035400.54005540015400I127000I1楼盖结构平面布置图2单向板结构设计2.1板的设计本节内容是根据的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。、荷载计算恒荷载标准值计算，取Im宽板带计算：面层O.02×20=0.4kNm板自重板厚××1=0.08×25×1=2.OkN/m板底抹灰粉刷厚度X×1=0.015×17×l=0.255kNm永久荷载设计值：8k=1.2(0.4+2+0.255)=3.186KNI病活载设计值：qk=l0kNm2×1.3=13kNm荷载设计值总值：gk+qk=16.18616.2kNm(2)、跨度计算取Im板宽作为计算单元，板的实际结构如下图，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,那么按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：中跨：I0=ln=2100-180=1920mm边跨：按以下两项最小值确定lo=ln+1/2hB=(2100-120-180/2)+80/2=1930mml0=Ln+12a=(2100-120-180/2)+120/2=1950mm所以边跨板的计算取l0=1930mmo板的计算简图如下所示。(3)内力计算因边跨与中跨的计算跨度相差193QzL920=0.52%,小于10%,可按等跨连续板1920计算，由表可查得板的弯矩系数。比，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%1/11-1/111/16-1/14计算跨度Io(m)lo=l.930lol=1.93Olo2=l.920l02=l.920M=a(gk+qk)Io2(kN.m)5.486-5.4863.732-4.2664.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=100Omm,板厚h=80mm,as=20mm,那么h(L80-20=60m11bC25混凝土,a1=1.0,fc=11.9Nmm,HPB235钢筋，fy=210Nmm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乐其他截面那么不予以减少。板的配筋计算截面1B2CM(kN.m)M1MbM20.8M2MC0.8Mc5.486-5.4863.7322.986-4.266-3.413a/媚42.8442.8442.8442.8442.8442.84M、a/嫡0.128-0.1280.0870.070-0.100-0.080=-2as0.137-0.1370.0910.073-0.106-0.083A=bhoajc/fy466-466310249-361-283选钢筋10160010180。81400818008130。8170实际配筋As=491mm2As=436mm2As=359m2s=279m2As=387mm2As=296m2最小配筋率p=Asbh=249(1000*60)=0.42%>Pmin=0.2%。2.2次梁的设计本节内容是根据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次梁5155250,5150当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度：中跨：lo=ln=54OO-25O=5150mm边跨：ILL0251n=l.025X(5400-120-250/2)=5284mml0=ln+a2=(5400-120-250/2)+2402=5275mm边跨计算跨度上式计算中取小值，即k=5275mm当跨差不超过10海寸，按等跨连续梁计算，计算简图如下:计算简图2 .荷载计算由板传来：3.186×2.1=6.691kNm次梁肋自重：0.18X(0.4-0.08)X25XI.2=1.728kNm次梁粉刷重:0.015×2×(0.4-0.08)×17×1.2=0.196小计：g=8.615KN/m活荷载设计值：q=13*2.1=27.3KNm荷载总设计值：q+g=27.3+8.615=35.915KN/m,取荷载为35.92KN/m。3 .内力计算因边跨与中跨的计算跨度相差5275-5150=24%,小于10%,可按等跨连续板5150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：-IZll _-1/141/16 ZS 1/16-IZ14ZX1/1&-1 /11 TTTT次梁弯矩值计算截面位置1边跨跨中B离端支座2C跨中支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度lo(m)5275527551505150M=(g+q)I02(kN.m)90.86-90.8659.54-68.05B值:0.4?。乒5Q6-0金0.6-0.5令-0.-0.妗次梁剪力值计算截面位置AB左离端第二支座B右离端第二支座C跨中支座剪力系数B0.450.60.550.55净跨度5.155.155.155.15V=(g+p)ln(kN)83.24110.99101.74101.74其中，M=(g÷p)I02V=(g+p)In4 .正截面强度计算1)次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度与,按与3=51503=1717mm,且乙“+=2023+180=219OnIm考虑,故取“二I717mm。支座截面按x4矩形截面计算，梁高h=400mm,ho-4OO-35=365mn,翼缘厚hf=80mm<,判定是第几类T形截面：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1B2CM(kN-m)90.86-90.8659.54-68.05as=或久=%f<bhoafbfho0.0350.3180.0220.209=l-l-2a50.0360.3970.0220.237As=bh.fefy8951035547618选择钢筋3。20（弯1）4020（弯2）3l6（弯1）34>18（弯1）实际配筋941mm21256mm2603mm273mm25 .斜截面强度计算次梁斜截面承载力计算如下：次梁斜截面承载力计算截面AB右CVIkN）83.24110.99101.74101.74OX,fbh°195.5kN>83.24kN截面满足182.lkN>110.99kN截面满足182.lkN>101.74kN截面满足195.5kN>101.74kN截面满足Vc=0.7flbh0（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26262626ASr=wArl575757575=1.25v/（V-Vf）355.92131.5159.7189.8实配箍筋间距150mm缺乏15Omnb用ASb补充150mm150mmL=VC+1.25M4/S116.91kN>83.24kN108.9kN<110.99kN108.9kN>101.74kN116.9kN>101.74kNAM=（V-%s）08力Sina/40.4mm2/选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起12012O由于纵向钢筋充足，可弯起116由于纵向钢筋充足，可弯起118实配钢筋面积314.2mm2314.2mm2201.Imm2254.5mm26 .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。7 .3主梁的设计本节内容是根据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，故可将主梁视作较支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于破壁柱上，其支承长度a=3700那么主梁计算跨度：中跨：，0=/“+匕柱/2+8柱/2=6300-350+350/2+350/2=6300三o边跨：L=O.025*(6300-350/2-120)=6005mm,因为0.0251nl=0.025*(6300-350/2-120)=150.l<a2=185un所以边跨取：+6柱/2+0.025/“=6300350/2120+350/2+0.025x6005=6330河，llt+2+Z2=6005+370/2+350/2=6365三,边跨计算跨度取小值，即lo=633Omm;因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算，计算简图如下：2、荷载计算:次梁传来的永久荷载：次梁恒载X主梁间距=8.615X6.3=45.57kN主梁自重(折算成集中荷载)：1.2×25×0.25×(0.65-0.08)×2.1=8.978KN梁底及梁侧抹灰(折算成集中荷载)：1.2×17×0.015×(O.65-0.08)×2×2.1=0.733KN永久荷载设计值合计：G=55.281KN由次梁传来可变荷载：Q=27.3×5.3=144.69KN永久和可变荷载合计：G+Q=199.971KN3.内力计算1）、M=k.GL+k2QL其中，Kk2可由书中表查取，L计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。主梁弯矩计算项次荷载简图kIM、kMlikM1kMeI八II_1I0.244一0.2670.067一0.267ZSZSZS99.45-108.5727.18-108.57aI八jIZXZSZxz0.289207.45一0。33-95.24/一0。33-95.24aJ4/-0033一95.240。00142.88-0033-95.24QlIII0029164.380.311-222.710.170121.45一0.089-63.734444IIIIQ0.274-0078/0.044196.68-127.4731.514444(AN加组合项次+组合值263.83-331.28148.63-203.81MmaX(kN-tn)组合项次+组合值306.9-203.81170.06-77.062）、V=Ic3G+k4Q其中，Ic3k4可由书中表查取,主梁剪力计算项次荷载简图kN唯k/右aIjIjI0.733-1.2671.000444447.20-81.5864.39QI,、0.866-1.13400444498.20-128.60QIlZ2S.Z2KZ×k-0.133-0.133LoO113.4-15.08-15.08I,、II,、八44440.68978.13-148.671.222138.57Il-Il-Q0.822一1.1780.2224493.21-133.5925.17Vmin(kN)组合项次+组合值145.4-230.25202.964、主梁正截面和斜截面承载力计算：正截面配筋计算主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度曙，按b,f/3=6300/3=2100<?+=6300三n故取得=2100机加；梁高：h=650,ho=65O-35=615mm（边跨）,ho=65O-35=615mm（中间跨）；翼缘厚：h,f=80ww判定是第几类T形截面：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）、钢筋截面计算如下支座截面按b×h=250mm×650mm的矩形截面计算。离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取h°=650-70=58Omm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0-615m11o主梁正截面承载力计算如下：主梁正截面承载力计算截面1B2M(kNm)306.9-331.28170.06-77.06%触照(ajcbfh)9452100194521125MMas=T或久=-raj,bfho0.0320.3310.0180.068=l-2as0.0330.4190.0180.070Ax=bfcfy16912410922427选择钢筋425(WD525(W2)320(弯1)2l8(WD实际配筋1963un-2454mm2942mm2509mm25.斜截面强度计算主梁斜截面承载力计算如下:主梁斜截面承3战力计算截面AB八V(kN)145.4230.25202.96hw=/?0-h,f=58O-8()=5(X)三2,因l6=5(X)/250=2<4,截面尺寸按下式计算O,25A457.4kN>145.4kN截面满足431.4kN>230.25kN截面满足431.4kN>202.96kN截而满足剪跨比：=21OO58O=3.62>3,取4=3.0Vc=75flbh(+l)(kN)85.43kN<145.4kN需配箍筋80.57kN<230.25kN需配箍筋80.57kN<202.96kN需配箍筋箍筋肢数、直径282828Asy=MW101101101S=LOGA4/(V-匕)311117144实配箍筋间距150缺乏15Omnb用ASb补充缺乏150mm,用As,补充124.23kN<145.4kN,不满足117.16kN<230.25kN,不满足117.16kN<202.96kN,不满足sb=(V-Vcs)O.Sfysina124.7mm2666.4mm2505.6选配弯起钢筋125225225实配钢筋面积490.9mm2982mm2982un2验算最小配筋率ptv=AJbS=0.0027>0.24,/vr=0.24*1.27/300=0.0012,满足要求。6、两侧附加横向钢筋的计算由次梁传于主梁的集中荷载F=G+Q=45.57+113.4=158.97kN,h1=650-450=200mm附加箍筋布置范围：s=2h1+3b=2×200+3X200=100Omm取附加箍筋0820Omnb那么在长度范围内可布置箍筋的排数：m=1000200+l=6排,梁两侧各布置三排。另加吊筋l18,Asb=254.5mm2,那么由2fyA8bsin45o+m.nfyvAavl=2X300×54.5X0.707+6×2X300X50.3=181.08kN>F=158.97kN,满足要求。配筋图如下：板的配筋图<B><B><S>配筋图-,4J-一一一一一_L<s>楼盖板平结构面置图two注：图中未注板刀均为80mm.现疑土多级为C25.图中未注板制筋均为08200.图中未目板分布笛均为4>6200.次梁的配筋图主梁的配筋图3心得体会本课程设计注重理论联系实践，通过设计将标准数据、绘图、配筋计算、验算等有机的结合起来，这样可以在设计的时候一边设计主题轮廓，不明白的地方参考书籍，还有一些系数翻查资料，以便准确的取值，验算。以前不是很熟悉的地方，没有相同的地方，通过这次设计，对其中的理解更加形象具体，荷载的计算,传递以及不同荷载下的组合方式，哪一种最为不利，为了保证平安系数，可以设计的更加合理、平安、适用。记得在计算荷载的时候，翻看资料，对永久荷载及可变荷载不同的取值的把握，水利和土木工程不同，水利上永久荷载一般取1.05,可变荷载根据荷载形式的不同取值不同，一般取1.2,而土木工程当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取yG=l.2；对由永久荷载效应控制的组合，取G=l.35o当产生的效应对结构有利时，一般情况下取G=L0；当验算倾覆、滑移或漂浮时，永久荷载效应一般是对结构有利的，荷载分项系数一般应取小于1.0的值；对其余某些特殊情况，应按有关标准采用。而对可变荷载分项系数Q:一般情况下取Q=l.4；但对工业房屋的楼面结构，当其活荷载标准值4kN11f时，考虑到活荷载数值已较大，那么取Q=l.3。还有荷载传递时弯矩的计算方式，跨度的计算方式，以及荷载不同破坏形式的判定,如何计算、验算等更加清晰明了，对于工业上的要求等等也有所了解。还有就是对于计算出来的截面积，如何配筋更加合理、经济也是一个问题。总之，通过这次设计我受益匪浅。以后会更加努力、钻研。