《钢筋混凝土结构课程设计》大作业.doc

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《钢筋混凝土结构课程设计》
题　 目:重XXX厂房单向板设计
学习中心: ＸXＸX奥鹏学习中心
专 　 业:　 　 　　土木工程 　　 　
年　　 级: 　　2014年秋季
学　　 号： 　　　 　 　
学 　　 生: 　 　
指导教师： 　　　 　 　 　　 　
1 基本情况
本设计XXＸXXXＸXＸ,进行设计计算．重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架承重,外墙为３70mm砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。
楼面做法:2０ｍｍ厚水泥砂浆面层,钢筋混凝土现浇板，１5mｍ厚石灰砂浆抹灰。
荷载：永久荷载,包过梁、柱、板及构造层自重,钢筋混凝土容重25,水泥砂浆容重2０,石灰砂浆容重１7,分项系数。可变荷载，楼面均分布荷载为7、5,分项系数。
材料选用:混凝土采用C3０(=１4、3,=1、43);
　 　 　 钢筋　主梁、次梁采用HRB３35级（=３０0)钢筋,其它均用ＨPB３00级(=270）钢筋.
主梁沿房屋得横向布置,次梁沿纵向布置。主梁得跨度就是5．７m,次梁得跨度就是4。8ｍ。梁每跨内布置两根次梁.其间距就是1．９m.楼盖得布置如图1-１。
根据构造要求,板厚取
次梁截面高度应满足
取h=40０ｍm,截面宽度取为ｂ＝200mm。
主梁得截面高度应满足
取截面高度ｈ=50０mm,截面宽度取为b=２5０mm.

图1—1 　楼盖布置图
2 单向板结构设计
2、１ 板得设计
2.1.1板得计算
按塑性分析法计算内力。
２。1。2荷载
ﻩ恒荷载标准值：
ﻩ２0mm水泥砂浆面层 ﻩﻩ
ﻩ80ｍｍ钢筋混凝土板ﻩ ﻩ
ﻩ15ｍm厚石灰砂浆抹灰 ﻩ
ﻩ ﻩﻩ ﻩﻩﻩﻩﻩ
ﻩ活荷载标准值
ﻩ横荷载设计值ﻩ
活荷载设计值
合计 ﻩ ﻩﻩﻩ
2。1.３内力计算
ﻩ次梁得截面,板在墙上得支撑长度为，则板得计算跨度为：
边跨

中间跨 　
跨度差说明可按等跨连续板计算内力。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图2—1所示。

图2—１ 计算简图
连续板各截面得弯矩计算见表2—1。
表２—1 连续板各截面弯矩计算
截面
1
边跨跨内
Ｂ
离端第二支座
2
中间跨跨内
Ｃ
中间支座
弯矩计算系数

计算跨度

2。1。4截面承载力计算
。Ｃ３0混凝土,=1４、３。HＰB3００钢筋,=270，连续板各截面得配筋计算见表2—2.
表2—2连续板各截面配筋计算
截面位置
边区板带(1—2,５-6轴线间）
中间区板带（2-5轴线间)
边跨跨内

离端第二支座

离端第二支跨跨内、中间跨跨内
中间支座
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内、中间跨跨内
中间支座
M(）
3、48
—3、４８
2、34
-2、6７
3、4８
—3、48
0、8２、3４＝1、87
０、8(—2、67)=—２、14

0、067
0、067
0、045
0、05２
0、067
0、067
0、036
0、041

0、０69
0、069
0、046
０、054
０、069
0、069
0、037
０、042

21９
2１9
14６
1７2
219
２19
１18
１34
选配钢筋
6/817０
６/817０
61９0
6160
6/8170
6/８170
6200
620０
实配钢筋面积
２28
228
１49
177
228
228
1４1
141
支座截面得受压区高度系数均小于０、３5,满足弯矩调幅得要求;

所以,
2.1.５板得裂缝验算
裂缝宽度验算属于正常使用极限状态,采用荷载得标准组合。按弹性方法计算截面弯矩，考虑可变荷载得最不利布置，有

式中—折算永久荷载标准值,
　—折算可变荷载标准值,
—五跨连续板满布荷载下相应截面得弯矩系数,按有关表格查得；
—五跨连续板最不利荷载布置下相应得弯矩系数,按有关表格查得。
由荷载标准组合产生得跨中与支座弯矩：

受弯构件得受力特征系数，光面钢筋得相对粘结特征系数,C30混凝土抗拉强度标准值；保护层厚度ｃ=１５mm〈20mm，取c=20mm，计算过程见表２-3，裂缝宽度均小于一类环境规范规定值.
表２—３　板得裂缝宽度验算
截面
1
B
2
Ｃ
3

2、32
—３、０5
1、30
—2、４２
１、59

228
2２8
149
149
１49

２02、９
26６、8
170、６
3１7、5
208、6

0、01
0、０1
0、０1
０、01
0、01

0、４5６
0、６1０
０、334
0、689
0、4７4
(ｍm)
11、4３
11、4３
８、57
8、５7
8、57
(mm)
129、4４
１29、44
１06、56
１０6、56
１０６、56
(mm)
0、1０８
０、１91
0、055
0、２１０
0、０９５
注： ，取。
2.1。６板得挠度验算
截面得短期刚度由下式确定：

式中,，矩形截面，各截面得短周期刚度如下表所示.
截面
1
B
２
C
3

２19
219
1４6
14６
１46

0、456
0、６10
0、334
0、6８9
0、４74

０、0037
0、０037
0、002４
0、０024
0、00２4

1、882
1、567
1、6１2
1、010
１、305
由上表可见,与很接近，满足0、5<〈2,按《混凝土结构设计规范》可取整跨刚度为计算挠度，这样得简化使挠度计算大为方便.
长期刚度按下式确定

其中,

第一跨挠度最大，对于等跨连续板可只验算该跨挠度。永久荷载满布,可变荷载在1，３,5跨布置，又相应表格查得相应得挠度系数分别就是与，于就是挠度：
ﻩ
ﻩ
2、2 次梁得设计
2.２.1次梁计算
ﻩ次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。
２.2。2荷载
ﻩ恒荷载设计值
ﻩ由板传来　
ﻩ次梁自重
梁侧抹灰
ﻩ ﻩ ﻩ
ﻩ活荷载设计值
由板传来ﻩﻩ
ﻩ合计ﻩ
２。2。3内力计算
ﻩ计算跨度
ﻩ边跨 　

取=４、675
中间跨
跨度差,说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2—2所示。

图2—２　　计算简图
连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表2—４、表2—5。
表2—4连续次梁弯矩计算
截面
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩计算系数

计算跨度

表2-5 连续次梁剪力计算
截面
A
边支座
B(左)
离端第二支座
B(右)
离端第二支座
Ｃ
中间支座
剪力计算系数

０、４５
0、6
0、5５
0、５５
净跨度
＝4、675
=4、675
=4、５５
=4、５5

54、67
7４、81
66、74
66、７4
2.2．４正截面承载力计算
ﻩ正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算,跨中按T形截面计算,翼缘宽度取,又，故取
一类环境,梁得混凝土保护层厚度要求为２５mm,单排钢筋截面有效高度取=365ｍｍ。
ﻩ判别T型截面类型:

各跨跨中均属于第一类T型截面。
ﻩ次梁得正截面承载力过程见表２－6。
表２—6 次梁正截面受弯承载力计算
截面
边跨跨中(1）
离端第二支座(B）
离端第二跨跨中（2)
中间跨跨中（3)
中间支座（C）
弯矩设计值（)
53、00
53、00
３4、51
-39、44

０、１60
０、１60
0、０9１
０、１0４

０、１7５
0、1７５
0、0９6
0、110
选配钢筋

564、2
1０44
３３4、0
383
实际配筋
512
3２2
31２
412

=5６5
=1140
＝33９
=452
计算结果表明均小于0、３5，符合塑性内力重分布得条件。
，满足最小配筋率得要求。
2.2.5斜截面受剪承载力计算
计算内容包括:截面尺寸复核、腹筋计算与最小配筋率验算。
(1）验算截面尺寸
ﻩ,截面尺寸按下式验算：

截面尺寸满足要求．
（2）计算所需腹筋
采用6双箍,计算支座Ｂ左侧截面,。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s:

调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算得箍筋面积增加20%。先调幅整箍筋间距,,大于箍筋最大间距200mm，最后取s=200mｍ.
(3）验算最小配箍率
ﻩ弯矩调幅时要求得配箍率下限为,实际配箍率,满足最小配箍率得要求。
2.2。6次梁得裂缝宽度验算
次梁得折算永久荷载;折算可变荷载。变形钢筋得相对粘度特征系数,混凝土得保护层厚度c=25mm。
荷载标准值下弹性分析得荷载弯矩系数，裂缝宽度得计算过程见表２—7,各截面得裂缝宽度均满足要求。
表2－7 次梁得裂缝宽度验算
截面
１
B
２
C
３

41、00
-51、５5
24、5４
-41、48
2８、65

56５
５６５
339
４０2
３3９

24５、3２
３08、4５
２27、９６
324、94
２６６、１４

0、01４１
0、01４1
0、01０0
0、０10１
0、０100

０、７２2
0、799
0、629
０、702
0、6０９
（ｍm）
12
12
１2
12
1２
(mm)
1１5、59
１15、59
14３、5
1４2、54
1４3、５
(mｍ）
0、2０8
0、264
0、1９5
0、276
0、２21
由荷载标准组合产生得跨中与支座弯矩：

２。2。7次梁得挠度验算
按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度:

其中,;
ﻩ ;
ﻩ .
长期刚度：

其中，

挠度系数与板相同，挠度：

ﻬ2、3 　主梁得设计
2.３。1主梁计算
主梁按弹性理论设计。
2.3.2荷载
为简化计算，将主梁自重及梁侧抹灰重量等效为集中荷载。
荷载设计值：
由次梁传来 8、17４、８=39、22
主梁自重 1、20、２5（0、65－０、０8)1、９172=8、1３
梁侧抹灰 1、２０、015(０、65—0、08)1、9172=0、６7
G=４8、02
活荷载设计值：
由次梁传来Ｑ=18、54、8=88、8
G+Q=136、82
2。3.３计算简图
ﻩ主梁端部支承在砖墙上，支承长度为3７0mｍ;中间支承在柱上,钢筋混凝土柱截面为350mｍ35０mm；墙、柱为主梁得铰支座，主梁连续梁计算。
图２—3 计算数
计算跨度：
边跨

取最小值　
中间跨:

跨度差　(５、７15—5、7）/5、7＝0、26％＜10％,则可以按等跨连续梁计算。
主梁得计算简图见图２—3。
2。３.４内力计算及包络图
内力计算可采用等跨连续梁得内力系数进行计算，跨中与支座截面最大弯矩及剪力按下式计算：

不同截面下得弯矩及剪力得计算见表２-8、表2-9.
表2—８主梁弯矩计算
项次
荷载简图

①

②

③

④

⑤

基本不利内力
①+②
21３、63
166、37
—140、68
－48、９3
—48、93
－1４０、６8
①+③
4４、64
－2、6３
—140、68
１19、6１
119、61
—140、68
①+④
１８3、18
106、４8
—230、9１
６６、9７
10４、43
－11８、38
①+⑤
5１、9
12、6
－11８、38
104、43
66、9７
-２3０、91
表2-9 主梁剪力值计算
序号
计算简图

①

②

③

④

最不利内力
①＋②
１12、1
—１6１、5４
４8、02
①+③
96、38
—１7７、2６
156、５3
①+④
２7、3
-68、7４
117、9９

2。３。5主梁正截面受弯承载力计算
ﻩ跨内按T形截面计算，其翼缘宽度为：

取=１210mm,取。
判别Ｔ形截面类型：

故属于第一类Ｔ形截面.
ﻩ
　　 　 　　 ﻩ
主梁正截面承载力得计算
截面
1
B
２
弯矩设计值（）
２13、63
－2０3、55
１1９、61
—４8、9３

0、06４
0、294
0、0３2
0、06３

0、96６9
０、8200
0、9８37
0、９67４

1673、8
1880、5
８71、6
3６2、６
选配钢筋
620
620
３20
２2０
实配钢筋面积()

628
2.3.6主梁斜截面受剪承载力得计算
(1）验算截面尺寸
,截面尺寸按下式验算:

截面尺寸满足要求。
（2）计算所需腹筋
采用6150双箍
，可知B截面上得剪力与刚好,现配两根弯起，２20，面积为６28。
验算最小配箍率
>
,满足要求。
２.3.7主梁裂缝宽度验算
受弯构件得受力特征系数,变形钢筋得相对粘结特征系数,C３0混凝土抗拉强度标准值；保护层厚度c=２5ｍｍ。主梁各截面得裂缝宽度验算过程见表2-１0，各截面得裂缝宽度均满足要求.
表中B支座边缘弯矩标准值:

表2－1０　 主梁各截面得裂缝宽度验算过程
截面
1
B
2

1７8、6
—2０4、0１
９3、１2
—36、４６

６２8

2４7、6
282、9
244、３5
１4３、5

０、0301
0、030１
0、0151
０、0100

０、9247
0、9４7
０、74５９
０、1895
（ｍm）
２０
20
20
20
(mm)
1０0、８
100、8
153、46
20７、5
（mｍ）
0、2１9
0、２５6
０、１80
0、05４
2。３．８主梁得挠度验算
ﻩ按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度.短期刚度：

其中,；
　;
.

其中，
挠度系数与板相同,挠度：
ﻩﻩ

３　　心得体会
本课程属于课程培养体系中得实践环节,既就是土木专业主修课程《钢筋混凝土》得重要补充,也就是提高我们自主设计能力得重要环节,需要有前期《钢筋混凝土结构》《工程力学》等课程较为扎实得理论与实践基础。
作为具体得设计来说,对于我拉半路出家,没有什么建筑学、土木工程基础,且基本没接触到建筑设计得学生来说，难度还就是比较大,要听完课，自己独立设计,相对比较困难,但总算