大工17秋《钢筋混凝土构架课程设计》答案.docx

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大工17秋《钢筋混凝土构架课程设计》答案

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。

1．1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h≥l/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=（1/18～l/12）=（1/18～1/12）=300～450mm，取h=400mm，截面宽b=（1/3～1/2）h=（1/3～1/2）×400=133～200mm，取b=180mm。

主梁截面高度应满足h=（1/14～1/8）l=（1/15～1/10）×6300=450～788mm，取hz=650mm，截面宽b=（1/3～1/2）hz=（1/3～1/2）×650=217～325mm，取b=250mm。

柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。

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0.02×20=0.4kN/m

板自重板厚×γ×1=0.08×25×1=2.0kN/m

板底抹灰粉刷厚度×γ×1=0.015×17×1=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/m2×1.3=13kN/m

荷载设计值总值：

gk+qk=16.186≈16.2kN/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αM,，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

边跨跨中

离端第二支座

中间跨跨中

中间支座

弯矩系数

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0

（m）

l01=1.930

l02=1.920

M=α（gk+qk）l02

（kN.m）

5.486

-5.486

3.732

-4.266

4.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，αs=20mm，则h0=80-20=60mm，C25混凝土，α1=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

M（kN.m）

0.8M2

0.8Mc

5.486

-5.486

3.732

2.986

-4.266

-3.413

42.84

0.128

-0.128

0.087

0.070

-0.100

-0.080

0.137

-0.137

0.091

0.073

-0.106

-0.083

466

-466

310

249

-361

-283

选钢筋

φ10@160

φ10@180

φ8@140

φ8@180

φ8@130

φ8@170

实际配筋

AS=491mm2

AS=436mm2

AS=359mm2

AS=279mm2

AS=387mm2

AS=296mm2

最小配筋率ρ=As/bh=249/（1000*60）=0.42%＞ρmin=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：

3.186×2.1=6.691kN/m

次梁肋自重：

0.18×（0.4-0.08）×25×1.2=1.728kN/m

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=27.3KN/m

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

小于10%，可按等跨连续板计算，由表可查得板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见表

α值：

次梁弯矩值计算

截面位置

边跨跨中

离端支座

跨中支座

弯矩系数α

1/11

-1/11

1/16

-1/14

计算跨度l0（m）

5275

5150

M=α（g+q）l02（kN.m）

90.86

-90.86

59.54

-68.05

β值：

次梁剪力值计算

截面位置

B左

离端第二支座

B右

离端第二支座

跨中支座

剪力系数β

0.45

0.6

0.55

净跨度

5.15

V=β（（g+p）ln（kN）

83.24

110.99

101.74

其中，M=α（g+p）l02

V=β（（g+p）ln

4.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

M（

）

90.86

-90.86

59.54

-68.05

或

0.035

0.318

0.022

0.209

0.036

0.397

0.022

0.237

895

1035

547

618

选择钢筋

3φ20（弯1）

4φ20（弯2）

3φ16（弯1）

3φ18（弯1）

实际配筋

941mm2

1256mm2

603mm2

763mm2

5.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

V（

）

83.24

110.99

101.74

195.5kN＞83.24kN

截面满足

182.1kN＞110.99kN

截面满足

182.1kN＞101.74kN

截面满足

195.5kN＞101.74kN

截面满足

（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

2φ6

355.92

131.5

159.7

189.8

实配箍筋间距

150mm

不足150mm，用Asb补充

150mm

116.91kN＞83.24kN

108.9kN＜110.99kN

108.9kN＞101.74kN

116.9kN＞101.74kN

40.4mm2

选配弯起钢筋

由于纵向钢筋充足，可弯起1φ20

1φ20

由于纵向钢筋充足，可弯起1φ16

由于纵向钢筋充足，可弯起1φ18

实配钢筋面积

314.2mm2

201.1mm2

254.5mm2

6.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）=150.1

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=8.615×6.3=45.57

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h0=650-70=580mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0=615mm。

117.16kN<230.25kN，不满足

117.16kN<202.96kN，不满足

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+3×200=1000mm

取附加箍筋φ8@200mm，则在长度范围内可布置箍筋的排数：

m=1000/200+1=6排，梁两侧各布置三排。

另加吊筋1φ18，Asb=254.5mm2，则由2fyAsbsin45°+m.nfyvAsv1=2×300×54.5×0.707+6×2×300×50.3=181.08kN>F=158.97kN，满足要求。

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γG=1．2；对由永久荷载效应控制的组合，取γG=1．35。

当产生的效应对结构有利时，—般情况下取γG=1．0；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γQ：

—般情况下取γQ=1．4；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γQ=1．3。

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。

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