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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学习中心专业土木工程年级学号学生指导教师1基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370,柱为钢筋混凝土柱,截面尺寸为
2、设计资料
(1)楼板平面尺寸为,如下图所示图
2.1楼板平面图
(2)楼盖做法详图及荷载图
2.2楼盖做法详图楼面均布活荷载标准值为7kN/m2楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面,20kN/m3板底及梁用20mm厚混合砂浆天棚抹底,17kN/m3楼盖自重即为钢筋混凝土容重,25KN/m3
④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准值大于4kN/m2)
⑤材料选用混凝土C25钢筋梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋;板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB235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80mm现浇钢筋混凝土板
0.08×25=2kN/m220mm厚水泥砂浆抹面
0.02×20=
0.4kN/m220mm厚混合砂浆天棚抹底
0.02×17=
0.34kN/m2小计
2.74kN/m2楼面均布活荷载标准值7kN/m2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/m2,所以活荷载分项系数取
1.3于是板的荷载总计算值
①q=+=
1.2×
2.74+
0.7×
1.3×7=
9.658kN/m2
②q=+=
1.2×
2.74+
1.3×7=
12.388kN/m2由于
②①,所以取
②q=
12.388kN/m2,近似取q=12kN/m
22.
1.2计算简图次梁截面为200mm×500mm,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=+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm
1.025=2030mm,取=2020mm中间跨==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,计算简图如图所示图
2.5板计算简图
2.
1.3内力计算板厚h=100mm,次梁b×h=220mm×450mm计算跨度边跨L01=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mmL01=Ln+a/2=3000-220/2-120+120/2=2830mm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=-=(g+q)/11=
9.2×/11=
3.34kN·m=-(g+q)/14=-
9.2×/14=-
2.57kN·m==(g+q)/16=
9.2×/16=
2.25kN·m这是对端区单向板而言的,对于中间区格单向板,其和应乘以
0.8,=
0.8×-
2.57=-
2.06kN·m;=
0.8×
2.25=
1.80kN·m
2.
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=1000mm,h=100mm,h0=h-a=100-25=75mmfc=
12.5N/mm2,fy=210N/mm2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(kN·m)
3.34-
3.
342.25-
2.57=/(b)
0.
0650.
0650.
0440.050=1-
0.
0670.
0670.
0450.051轴线
①~
②⑤~
⑥计算配筋()=b/
273.
7273.
7183.
9208.4实际配筋()Φ8@160=
314.0Φ8@160=
314.0Φ6/8@160=
246.0Φ6/8@160=
246.0轴线
②~
⑤计算配筋()=b/
273.
7273.
7147.
1166.7实际配筋()Φ8@160=
314.0Φ8@160=
314.0Φ6/8@160=
246.0Φ6/8@160=
246.0计算结果表明,支座截面的均小于
0.35,符合塑性内力重分布的原则;/bh=246/(1000×80)=
0.308%,此值大于
0.45/=
0.45×
1.43/210=
0.306%,同时大于
0.2%,满足最小配筋率
2.2次梁的设计
2.
2.1荷载永久荷载设计值板传来永久荷载
3.522×
2.2=
7.81kN/m次梁自重
0.2×(
0.5-
0.08)×25×
1.2=
2.52kN/m次梁粉刷
0.02×(
0.5-
0.08)×2×17×
1.2=
0.34kN/m小计g=
10.67kN/m可变荷载设计值q=
5.6×
2.2=
12.32kN/m荷载总设计值g+q=
22.99kN/m
2.
2.2计算简图次梁支承在主梁或墙上,其支座按不动铰支座考虑,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主梁截面为300mm×650mm计算跨度边跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm
1.025=6488mm,故取=6450mm中间跨==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图所示图
2.6次梁计算简图
2.
2.3内力计算跨度差(L01-L02)/L02×100%=(6475-6350)/6350×100%=
1.97%10%按等跨连续梁计算次梁弯矩计算表(M=αmbpL02)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αmb1/11-1/111/16-1/14Lomm6475647563506350MkN/m84.69-
84.
6956.00-
64.00次梁简力计算表(V=αvbpLn)如图2-4表2-3次梁简力计算表截面ARBLBRCLCRαvb
0.
450.
600.
550.
550.55Lnmm63556355635063506350VkN
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,一般仅配置箍筋否则,还需设置弯起钢筋
(1)次梁正截面抗弯计算跨中截面按T形截面计算,翼缘宽度为边跨bf'=L01/3=6475/3=2158mmb+Sn=220+3000-120-125=2975mm中跨bf'=L02/3=6350/3=2117mmb+Sn=220+2780=3000mmhf'=100mm,h=450mm,a=35mm,h0=450-35=415mmfcbf'hf'h0-hf'/2=
12.5×2117×100×415-100/2×10-6=
965.88kN·mγdM=
1.2×
84.69=
101.63kN·mfcbf'hf'h0-hf'/2γdM,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=
12.5N/mm2fy=310N/mm2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(kN·m)
84.69-
84.
6956.00-
64.00bmm21582202117220αs=rdM/fcbh
020.
0220.
2150.
0150.162ζ
0.
0220.
2450.
0150.178As=fcbf'ζh0/fy794902509763配筋3Φ184Φ182Φ183Φ18实配面积(mm2)7631018509763其中ζ=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=
1.43241/γd(
0.25fcbh0)=1/
1.2×
0.25×
12.5×220×415=
237.76kNVmax=
84.73kN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.
6177.61rdVkN
76.
26101.
6893.
1393.
1393.13Vc=
0.07fcbh
079.
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φ6Asvmm
256.6Smm214283466466466Smax300200200200200ρsvmin
0.12%实际配筋双肢φ6@200计算结果表明,支座截面的均小于
0.35;/bh=
421.1/(200×500)=
0.42%,此值大于
0.45/=
0.45×
1.43/300=
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
10.67×
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)×2×
2.2×17)]×
1.2=
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=
12.31×
6.6=
81.31kN取Q=81kN
2.
3.2计算简图当主梁支承在砖柱墙上时,其支座按铰支座考虑;当主梁与钢筋混凝土柱整体现浇时,若梁柱的线刚度比大于5,则主梁支座也可视为不动铰支座(否则简化为框架),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400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度边跨=6600-200-120=6280mm因
0.025=157mm<a/2=185mm,取=
1.025+b/2=
1.025×6280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨=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则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,则该跨不布置活荷载,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=G+Q式中系数、查表得到=
0.244×83×
6.64+
0.289×81×
6.64=
134.47+
155.44=
289.91kN·m=-
0.267×83×
6.64-
0.311×81×
6.64=-
147.15-
167.27=-
314.42kN·m=
0.067×83×
6.60+
0.200×81×
6.64=
36.70+
107.57=
144.27kN·m
(2)剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、查表得到=
0.733×83+
0.866×81=
60.84+
70.15=
130.99kN=-
1.267×83-
1.311×81=-
105.16-
106.19=-
211.35kN=
1.0×83+
1.222×81=83+
98.98=
181.98kN
2.
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==
0.13>
0.1翼缘计算宽度按=
6.6/3=
2.2mm和b+=6m中较小值确定取=
2.2mB支座边的弯矩设计值=-b/2=-
314.42-164×
0.4/2=-
347.22kN·m纵向受力钢筋除B支座截面为2排外,其余均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(kN·m)
289.91-
314.
42144.27-
36.08=
0.024=
0.03=
0.012=
0.
0220.
9880.
9850.
9940.
9891590.
41834.
5786.
7197.7选配钢筋220+322弯=1768320+322弯=2081220+120弯=
942.2220弯=628其中=/(b)或=/()=(1+)/2=/
(2)斜截面受剪承载力验算截面尺寸=-=580-80=500mm,因/b=500/300=
1.67<4截面尺寸按下式验算
0.25b=
0.25×1×
14.3×300×580=
622.05×kN>=
211.35kN,截面尺寸满足要求计算所需腹筋采用8@200双肢箍筋,,,,因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋验算最小配箍率===
0.17%>
0.24=
0.16%,满足要求次梁两侧附加横向钢筋的计算次梁传来集中力=
70.42+
81.31152kN,=650-500=150mm,附加箍筋布置范围s=2+3b=2×150+3×200=900mm取附加箍筋8@200双肢,则在长度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118,=
254.5,由式2sin+mn=2×210×
254.5×
0.707+6×2×210×
50.3=
202.3×kN>,满足要求因主梁的腹板高度大于450mm,需在梁侧设置纵向构造筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的
0.1%,且其间距不大于200mm现每侧配置214,308/(300×570)=
0.18%>
0.1%,满足要求3心得体会《钢筋混凝土结构》课程设计是在学完钢筋混凝土结构基本原理的基础上进行的,《钢筋混凝土结构基本原理》这门课主要是讲解受弯构件(梁、板)、受压构件(柱子)、受扭构件在荷载作用下承载能力极限状态和正常使用极限状态的配筋计算,计算结果要满足《混凝土结构设计规范》的要求要求我们根据设计任务书,查阅《混凝土结构规范》、《荷载规范》计算结构上所施加的荷载;然后根据任务书要求进行内力计算以及配筋计算,同时用PKPM软件进行内力分析和同时自动生成配筋图;最后对手算和软件计算进行比较和调整要求学生上交结构设计计算书一份要求有封皮、目录、详细的计算内容;并在计算书里绘出相应的结构施工图设计的目的旨在让我们掌握荷载的计算过程、内力的计算方法和配筋计算过程,另一方面通过对PKPM软件的学习,能熟练地掌握结构的建模和分析,更重要的是掌握有软件进行设计的过程,分析完以后要把配筋图转到cad上,进行图形的摘取一些看起来很简单的东西,可是操作起来就是很麻烦,出的错一次又一次,“纸上得来终觉浅,知是此事要躬行”有些东西确是需要熟能生巧的而我们千万不要总是觉得自己看着表面知道便懒得动手,其实你只要一动手会发现,很多细节东西自己都是模棱两可,要完完整整的做出一个设计不是一件容易的事情我们要学的不仅仅是做一件事的能力,更多的是静下心来做出一件成果,不达目的不罢休的职业态度这也是此次课程设计我最大的体会。