大工秋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)滿分答案

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 題 目：倉(cāng)庫(kù)廠房單向板設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 1 基本情況 本章需簡(jiǎn)單介紹課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容， 包括廠房的尺寸， 板的布置情況等等 內(nèi)容。 1、工程概況 倉(cāng)庫(kù)廠房，設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，住宅小區(qū)采用磚混結(jié)構(gòu)，樓蓋要求 采用整體式單向板肋梁樓蓋。墻厚370mm ，柱為鋼筋混凝土柱，截面尺寸 為 400mm 400mm 。 2、設(shè)計(jì)資料 （1）樓板平面尺寸為 19.8m 33m ，如下圖所示： 圖 2.1 樓板平面圖 （2）樓蓋做法詳圖及荷載 圖 2.2 樓蓋做法詳圖 樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 7kN/m2 樓面面

2、層用 20mm厚水泥砂漿抹面，20kN/m3, 板底及梁用 20mm厚混合砂漿天棚抹底，17kN/m3 樓蓋自重即為鋼筋混凝土容重，25KN/m3 恒載分項(xiàng)系數(shù) 1.2 ；活荷載分項(xiàng)系數(shù)為 1.3 （因工業(yè)廠房樓蓋樓面活 荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于 4kN/m2) 材料選用 混凝土： C25 鋼 筋：梁中受力縱筋采用 HRB335級(jí)鋼筋；板內(nèi)及梁內(nèi)的其它鋼筋可 以采用 HPB235級(jí)。 2 單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 板的設(shè)計(jì) 本節(jié)內(nèi)容是根據(jù)已知的荷載條件對(duì)板進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)， 按塑性理論進(jìn)行計(jì) 算。 2.1.1 荷載 板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 80mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.08 2 25=2 kN/m2 20mm厚水

3、泥砂漿抹面 0.02 2 20=0.4 kN/m 2 20mm厚混合砂漿天棚抹底 0.02 2 17=0.34 kN/m 2 小計(jì) 2.74 kN/m 2 樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 7 kN/m 2 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取 1.2 ，因工業(yè)廠房樓蓋樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于 4kN/m2，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取 1.3 。于是板的荷載總計(jì)算值： q= Ggk+ Q qk =1.2 2.74+0.7 1.3 7=9.658kN/m2 q= Ggk+ Q qk =1.2 2.74+1.3 7=12.388kN/m2 由于 ，所以取 q=12.388kN/m2，近似取 q=12kN/m2 2.1.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁

4、截面為 200mm 500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于 100mm，取 板在墻上的支承長(zhǎng)度為 120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度： 邊跨 l0 =ln +h/2=2200-100-120+80/2=2020mm1.025 ln =2030mm，取 l0 =2020mm 中間跨 l0 =l n =2200-200=2000mm 因跨度相差小于 10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取 1m 寬板帶作為計(jì)算單 元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示： 圖 2.5 板計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.1.3 內(nèi)力計(jì)算 板厚 h=100mm， 次梁 b h=220mm 450mm 計(jì)算跨度：邊跨 L 01=Ln+h/2=3000-

5、120-220/2+100/2=2820mm L01= Ln+a/2=3000-220/2-120+120/2=2830mm 選其中較小者 L01=2820mm 中跨 L02=Ln=3000-220=2780mm 跨度差 (L 01-L02)/L02=(2820-2780)/2780=1.4%10% 故按等跨連續(xù)板計(jì)算。 查表可知，板的彎矩系數(shù) am分別為：邊跨中，1/11 ；離端第二支座， -1/11 ； 中跨中， 1/16 ；中間支座， -1/14 。故 M1=- MB=（g+q）l02/11=9.2 2.022 /11=3.34kN m M c =- （g+q） l 021 /14=-9

6、.2 2.02 /14=-2.57kN m M 3 = M 2=（g+q） l 021 /16=9.2 2.02/16=2.25kN m 這是對(duì)端區(qū)單向板而言的，對(duì)于中間區(qū)格單向板，其Mc和 M 2應(yīng)乘以 0.8， Mc =0.8 -2.57=-2.06kN m； M 2=0.8 2.25=1.80kN m 2.1.4 配筋計(jì)算 板的配筋計(jì)算只需按鋼筋混凝土正截面強(qiáng)度計(jì)算， 不需進(jìn)行斜截面受剪 承載力計(jì)算。 取 a=25， b=1000mm， h=100mm，h0=h-a=100-25=75mm 22 fc=12.5N/mm2，fy=210N/mm2 板的配筋計(jì)算表： 表 2-1 板的配筋計(jì)算

7、表 截面 1 B 2或 3 C 彎矩設(shè)計(jì)值（ kN m） 3.34 -3.34 2.25 -2.57 as=M / ( a1 fcbh20) 0.065 0.065 0.044 0.050 =1- 1 - 2as 0.067 0.067 0.045 0.051 軸線 計(jì)算配筋（ mm2 ） 273.7 273.7 183.9 208.4 As= bho a1 fc / fy 8160 8160 實(shí)際配筋（ mm2 ） 6/8160 6/8160 As =314. As =314. 0 0 As=246.0 As =246.0 軸線 計(jì)算配筋（ mm2 ） 273.7 273.7 147.1 1

8、66.7 As= b ho a1 fc / f y 8160 8160 實(shí)際配筋（ mm2 ） 6/8160 6/8160 As =314. As =314. 0 0 As=246.0 As =246.0 計(jì)算結(jié)果表明， 支座截面的 均小于 0.35 ，符合塑性內(nèi)力重分布的原則； As /bh=246/ ( 1000 80) =0.308%，此值大于 0.45 ft / fy =0.45 1.43/210=0.306% ，同時(shí)大于 0.2%，滿足最小配筋率 2.2 次梁的設(shè)計(jì) 本節(jié)內(nèi)容是根據(jù)已知的荷載條件對(duì)次梁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)， 按塑性理論進(jìn)行 計(jì)算。 2.2.1 荷載 永久荷載設(shè)計(jì)值 板傳來(lái)永久

9、荷載 3.522 2.2=7.81kN/m 次梁自重 0.2 ( 0.5-0.08 )251.2=2.52kN/m 次梁粉刷 0.02 ( 0.5-0.08 ) 2 17 1.2=0.34kN/m 小計(jì) g=10.67kN/m 可變荷載設(shè)計(jì)值 q=5.6 2.2=12.32kN/m 荷載總設(shè)計(jì)值 g+q=22.99kN/m 2.2.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁支承在主梁或墻上， 其支座按不動(dòng)鉸支座考慮， 次梁按多跨連續(xù)梁 計(jì)算。次梁所受荷載為板傳來(lái)的荷載和自重，也是均布何在。計(jì)算板傳來(lái)的 荷載時(shí)，取次梁相連跨度一半作為次梁的受荷寬度。 次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為 250mm。主梁截面為 300mm 650

10、mm。 計(jì)算跨度： 邊跨 lo=ln +a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025 l n =6488mm， 故取 lo =6450mm 中間跨lo =ln =6600-300=6300mm 因跨度相差小于 10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示： 圖 2.6 次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.2.3 內(nèi)力計(jì)算 跨度差(L01-L02)/L02100%=(6475-6350)/6350 100%=1.97%10% 按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 次梁彎矩計(jì)算表( M= mbpL02)如表 2-3 表 2-2 次梁彎矩計(jì)算表 截面 邊跨中 第一支座 中間跨中 中間內(nèi)支座 mb 1/1

11、1 -1/11 1/16 -1/14 Lo(mm) 6475 6475 6350 6350 M(kN/m) 8469 -84.69 56.00 -64.00 次梁簡(jiǎn)力計(jì)算表( V= vbpLn )如圖 2-4 表 2-3 次梁簡(jiǎn)力計(jì)算表 截面 AR BL BR CL CR vb 0.45 0.60 0.55 0.55 0.55 Ln(mm) 6355 6355 6350 6350 6350 V(kN) 63.55 84.73 77.61 77.61 77.61 2.2.4 配筋計(jì)算 次梁應(yīng)根據(jù)所求的內(nèi)力進(jìn)行正截面和斜截面承載力的配筋計(jì)算。 正截面 承載力計(jì)算中，跨中截面按 T 形截面考慮，支座

12、截面按矩形截面考慮；在斜 截面承載力計(jì)算中，當(dāng)荷載、跨度較小時(shí)，一般僅配置箍筋。否則，還需設(shè) 置彎起鋼筋。 (1)次梁正截面抗彎計(jì)算 跨中截面按 T 形截面計(jì)算，翼緣寬度為 邊跨 bf =L01/3=6475/3=2158 mmb+Sn=220+(3000-120-125)=2975 mm 中跨 bf =L02/3=6350/3=2117 mm dM ，故次梁跨中截面均按第一類 T 形 截面計(jì)算， 支座處按矩形截面計(jì)算。 b=220 mm fc=12.5 N/mm2 fy=310N/mm 正截面抗彎計(jì)算表： 表 2-4 正截面抗彎計(jì)算表 截面 邊跨跨中 第一內(nèi)支 座 中間跨中 中間支座 M(k

13、N m) 84.69 -84.69 56.00 -64.00 b(mm) 2158 220 2117 220 2 s=r dM/(f cbh02) 0.022 0.215 0.015 0.162 0.022 0.245 0.015 0.178 As=f cbf h0/f y 794 902 509 763 配筋 318 418 218 318 實(shí)配面積（mm2） 763 1018 509 763 其中 =x/h0 均小于 0.35 ，符合塑性內(nèi)力重分布條件。 (2)次梁斜截面抗剪配筋計(jì)算 hw/b=(h0- hf )/b=(415-100)/220=1.432Vmax=84.73 kN 滿足截

14、面尺寸要求。 斜截面抗剪計(jì)算表： 表 2-5 斜截面抗剪計(jì)算表 截面 AR BL BR CL CR V（kN） 63.55 84.73 77.61 77.61 77.61 r dV(kN) 76.26 101.68 93.13 93.13 93.13 Vc=0.07f cb h0 79.89 79.89 79.89 79.89 79.89 配筋方法 構(gòu)造配筋 計(jì)算配筋 計(jì)算配筋 計(jì)算配筋 計(jì)算配筋 初選 As 雙肢 6 Asv(mm2) 56.6 S(mm) 214 283 466 466 466 Smax 300 200 200 200 200 svmin 0.12% 實(shí)際配筋 雙肢 620

15、0 計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于 0.35； As/bh=421.1/ ( 200 500) =0.42%，此值大于 0.45 ft/ fy=0.45 1.43/300=0.21% ，滿足最小配筋率。 2.3 主梁的設(shè)計(jì) 本節(jié)內(nèi)容是根據(jù)已知的荷載條件對(duì)主梁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)， 按彈性理論進(jìn)行 設(shè)計(jì)。 2.3.1 荷載 為了簡(jiǎn)化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。 次梁傳來(lái)的永久荷載 10.67 6.6=70.42kN 主梁自重(含粉刷) ( 0.65-0.08 )0.3 2.2 25+0.02 (0.65-0.08 )22.217) 1.2=12.31kN 永久荷載設(shè)計(jì)值 G=70.42+12.31=8

16、2.73kN 取 G=83kN 可變荷載設(shè)計(jì)值 Q=12.31 6.6=81.31kN 取 Q=81kN 2.3.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)主梁支承在磚柱 ( 墻) 上時(shí)， 其支座按鉸支座考慮； 當(dāng)主梁與鋼筋混凝 土柱整體現(xiàn)澆時(shí)，若梁柱的線剛度比大于5，則主梁支座也可視為不動(dòng)鉸支 座(否則簡(jiǎn)化為框架)，主梁按連續(xù)梁計(jì)算。主梁承受次梁傳下的荷載以及 主梁自重。 次梁傳下的荷載是集中荷載， 取主梁相鄰跨度一半 2 作為主梁的 受荷寬度，主梁的自重可簡(jiǎn)化為集中荷載計(jì)算。 主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm，中間支承 在 400mm 400mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度 邊跨ln =6600

17、-200-120=6280mm 因 0.025 l n =157mm0.1 。翼緣計(jì)算寬度按 l 3=6.6/3=2.2mm 和 b+sn=6m中較小值確定取 bf =2.2m B 支座 邊的 彎矩 設(shè)計(jì) 值 MB = MB,max - V0 b/2=-314.42-164 0.4/2=-347.22kN m。縱向受力鋼筋除 B支座截面為 2排外，其余均 1 排。 跨內(nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類 T 形截面。正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程列于 下表。 表 2-6 截面受彎承載力的計(jì)算表 截面 1 B 2 彎矩設(shè) 289.91 -314.42 144.27 -36.08 計(jì)值 ( kNm) 289.91

18、 106 314.42 106 144.27 106 36.08 106 1 14.3 2200 61 521 14.3 2200 5802 1 14.3 2200 6152 1 14.3 300 6152 =0.024 =0.03 =0.012 =0.022 0.988 0.985 0.994 0.989 1590.4 1834.5 786.7 197.7 選配鋼 2 20+3 22 3 20+3 22 2 20+1 20 2 20 筋 彎 As =1768 彎 As =2081 彎 As =942.2 彎 As =628 其中 as=M /(a1 fcbh20)或as=M /(a1 fcb

19、f h20) s=(1+ 1-2as ) /2 As= M / s fy ho （2）斜截面受剪承載力 驗(yàn)算截面尺寸： hw=h0- hf =580-80=500mm，因hw /b=500/300=1.67 Vmax=211.35kN，截面尺寸滿足要求。 計(jì)算所需腹筋： 采用 8200雙肢箍筋， V A,max 130.99kNVcs ， V Br, max 181.98kNVcs， VBl,max 211.350.24 ffytv =0.16%，滿足要求。 次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計(jì)算： 次梁傳來(lái)集中力 Fl =70.42+81.31 152kN，h1 =650-500=150mm，附加箍筋 布置范圍 s=2 h1+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋 8200雙肢，則在 長(zhǎng)度 s 內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)， m=900/200+1=6排，次梁兩側(cè)各布置 3 排。 另加吊筋 1 18， Asb=254.5 mm2 ，由式 2 fy Asb sin +mnfyv Asv1=2210 254.50.707+6221050.3=202.3 103 kN Fl ，滿足要求。 因主梁的腹