大工17秋钢筋混凝土结构课程设计答案.doc

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： 2017年 秋 季 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。11设计资料（1）楼面均布活荷载标准值：qk=10kN/m2。（2）楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（=20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（=17kN/m3）。 （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2.1m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2300/40=57.5mm，对工业建筑的楼板，要求，所以板厚取。次梁截面高度应满足=(1/18l/12)=(1/181/12)=300450mm，取h=400mm，截面宽b=(1/31/2)h=(1/31/2)400=133200mm，取b=180mm。主梁截面高度应满足h=(1/141/8)l=(1/151/10)6300=450788mm，取hz=650mm，截面宽b=(1/31/2)hz=(1/31/2)650=217325mm，取b=250mm。柱的截面尺寸bh=400400 mm2。2 单向板结构设计2.1 板的设计本节内容是根据已知的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。（1）、荷载计算恒荷载标准值计算，取1m宽板带计算：面层 0.0220=0.4kN/m板自重 板厚1=0.08251=2.0kN/m板底抹灰 粉刷厚度1=0.015171=0.255kN/m永久荷载设计值： = 1.2（0.4 + 2 + 0.255） = 3.186 活载设计值： qk=10kN/m21.3=13kN/m荷载设计值总值： gk+qk=16.18616.2kN/m（2） 、跨度计算 取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，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，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：中跨：l0=ln=2100-180=1920mm边跨：按以下两项最小值确定l0=ln+1/2hB=(2100-120-180/2)+80/2=1930mm l0=Ln+1/2a=(2100-120-180/2)+120/2=1950mm所以边跨板的计算取l0=1930mm。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 ,小于10%，可按等跨连续板计算，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l0(m)l01=1.930l01=1.930l02=1.920l02=1.920M=(gk+qk)l02(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=1000mm，板厚h=80mm，s=20mm，则h0=80-20=60mm，C25混凝土，1=1.0，fc=11.9N/mm，HPB235钢筋，fy=210N/mm2。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%，其他截面则不予以减少。板的配筋计算截面1B2CM(kN.m)M1MBM20.8M2Mc0.8Mc5.486-5.4863.7322.986-4.266-3.41342.8442.8442.8442.8442.8442.840.128-0.1280.0870.070-0.100-0.080 0.137-0.1370.0910.073-0.106-0.083466-466310249-361-283选钢筋10160101808140818081308170实际配筋AS=491mm2AS=436mm2AS=359mm2AS=279mm2AS=387mm2AS=296mm2最小配筋率=As/bh=249/(1000*60)=0.42%min=0.2%。2.2 次梁的设计本节内容是根据已知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当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨：l0=ln=5400-250=5150mm 边跨：l0=1.025ln=1.025(5400-120-250/2)=5284mm l0=ln+a/2=(5400-120-250/2)+240/2=5275mm 边跨计算跨度上式计算中取小值，即l0=5275mm当跨差不超过10%时，按等跨连续梁计算，计算简图如下：2.荷载计算由板传来： 3.1862.1=6.691kN/m次梁肋自重：0.18(0.4-0.08)251.2=1.728kN/m次梁粉刷重：0.0152(0.4-0.08)171.2=0.196 小计：g=8.615 KN/m 活荷载设计值：q=13*2.1=27.3 KN/m 荷载总设计值：q+g=27.3+8.615=35.915 KN/m ，取荷载为35.92 KN/m。3. 内力计算因边跨与中跨的计算跨度相差 ,小于10%，可按等跨连续板计算，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：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l0(m)5275527551505150M=(g+q)l02(kN.m)90.86-90.8659.54-68.05值：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0.450.60.550.55净跨度5.155.155.155.15V=(g+p)ln(kN)83.24110.99101.74101.74其中，M=(g+p)l02 V=(g+p)ln4.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，按=5150/3=1717mm,且=2010+180=2190mm考虑,故取=1717mm。支座截面按矩形截面计算，梁高h=400mm，h0=400-35=365mm，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（）90.86-90.8659.54-68.05或0.0350.3180.0220.2090.0360.3970.0220.2378951035547618选 择 钢 筋320(弯1)420(弯2)316(弯1)318(弯1)实 际 配 筋941mm21256mm2603mm2763mm25.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ACV（）83.24110.99101.74101.74195.5kN83.24kN 截面满足182.1kN110.99kN截面满足182.1kN101.74kN截面满足195.5kN101.74kN截面满足 (kN)64.9kN83.24kN需配箍筋60.5kN110.99kN需配箍筋60.5kN101.74kN需配箍筋64.9kN101.74kN需配箍筋箍筋肢数、直径2626262657575757355.92131.5159.7189.8实配箍筋间距150mm不足150mm，用Asb补充150mm150mm116.91kN83.24kN108.9kN110.99kN108.9kN101.74kN116.9kN101.74kN/40.4mm2/选配弯起钢筋由于纵向钢筋充足，可弯起120120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314.2mm2314.2mm2201.1mm2254.5mm26.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。2.3 主梁的设计本节内容是根据已知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350mm350mm，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。则主梁计算跨度： 中跨： 。 边跨：ln1=0.025*(6300-350/2-120)=6005mm，因为0.025ln1=0.025*(6300-350/2-120)=150.1a/2=185mm所以边跨取：，边跨计算跨度取小值，即l0=6330mm；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：次梁恒载主梁间距=8.6156.3=45.57主梁自重（折算成集中荷载）：1.2250.25（0.65-0.08）2.1=8.978 KN梁底及梁侧抹灰（折算成集中荷载）：1.2170.015（0.65-0.08）2 2.1=0.733 KN永久荷载设计值合计：G = 55.281KN由次梁传来可变荷载：Q=27.35.3 =144.69 KN永久和可变荷载合计：G+Q=199.971 KN3.内力计算1)、其中，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/()组合项次+组合值263.83-331.28148.63-203.81()组合项次+组合值306.9-203.81170.06-77.062）、其中，可由书中表查取，主梁剪力计算项 次荷载简图()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，按梁高：h=650,h0=650-35=615mm（边跨），h0=650-35=615mm（中间跨）；翼缘厚：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bh=250mm650mm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h0=650-70=580mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0=615mm。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（）306.9-331.28170.06-77.06（）9452100194521125或0.0320.3310.0180.0680.0330.4190.0180.07016912410922427选 择 钢 筋425(弯1)525(弯2)320(弯1)218(弯1)实 际 配 筋1963mm22454mm2942mm2509mm25.斜截面强度计算主梁斜截面承载力计算如下：主梁斜截面承载力计算截 面AV（）145.4230.25202.96457.4kN145.4kN截面满足431.4kN230.25kN截面满足431.4kN202.96kN截面满足剪跨比： (kN)85.43kN145.4kN需配箍筋80.57kN230.25kN需配箍筋80.57kN202.96kN需配箍筋箍筋肢数、直径282828101101101311117144实配箍筋间距150不足150mm，用Asb补充不足150mm，用Asb补充124.23kN145.4kN，不满足117.16kN230.25kN，不满足117.16kNF=158.97kN，满足要求。配筋图如下：配筋图 板的配筋图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，通过设计将规范数据、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，为了保证安全系数，可以设计的更加合理、安全、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G=12；对由永久荷载效应控制的组合，取G=135。当产生的效应对结构有利时，般情况下取G=10；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，应按有关规范采用。而对可变荷载分项系数Q：般情况下取Q=14；但对工业房屋的楼面结构，当 其活荷载标准值4kN/时，考虑到活荷载数值已较大，则取Q=13。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。