《钢筋混凝土结构课程设计》模板及要求.docx
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《钢筋混凝土结构课程设计》模板及要求
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网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》
题目:
厂房单向板设计
学习中心:
--
--可编辑WORD格式基本情况1
,进行设计计算。
厂房采用钢筋混凝土XXXXXXXXX本设计内框架承重,外墙为370mm砖砌承重。
采用单向板肋梁楼盖。
15mm20mm厚水泥砂浆面层,钢筋混凝土现浇板,楼面做法:
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,石灰砂浆容重水泥砂浆容重20,凝土容重2533kN/mkN/m。
可变荷载,楼面均分布荷载为17,分项系数3?
kN/m1.2?
G,分项系数7.5。
3?
1.3?
kN/mK)=1.43;,材料选用:
混凝土采用C30(=14.322ffN/mmN/mmtc)=300HRB335钢筋主梁、次梁采用级(2kN/mfy钢筋,其它均用HPB300级(=270)钢筋。
3kN/mfy主梁的跨度是主梁沿房屋的横向布置,次梁沿纵向布置。
。
梁每跨内布置两根次梁。
其间距是4.8m5.7m,次梁的跨度是。
楼盖的布置如图1-1。
1.9m1900l根据构造要求,板厚取mm47.5?
?
80h?
mm?
40404800l4800l次梁截面高度应满足mm?
h?
266?
400
12181812b=200mm取h=400mm,截面宽度取为。
57005700ll主梁的截面高度应满足mm?
~?
570380?
h
15101510取截面高度h=500mm,截面宽度取为b=250mm。
--
WORD格式--可编辑
图1-1楼盖布置图
--
--可编辑WORD格式2单向板结构设计2.1板的设计2.1.1板的计算按塑性分析法计算内力。
2.1.2荷载恒荷载标准值:
20mm水泥砂浆面层23m/0.4?
20kN/mkN?
0.02m80mm钢筋混凝土板23mkN25kN/m/?
2.00.08m?
厚石灰砂浆抹灰15mm23mkNm0.015?
17kN/m/?
0.2552mg?
2.655kN/k活荷载标准值2m?
7.5kN/qk横荷载设计值2m?
/3.186kNg?
1.2?
2.655活荷载设计值2m/9.75kNq?
1.3?
7.5?
合计2mkN/g?
q?
12.9362.1.3内力计算则,次梁的截面板在墙上的支撑长度为,mm120mm?
200mm400板的计算跨度为:
0.08h0.2边跨m?
1.72?
l?
l?
1.9?
?
0.12?
n02220.120.2am?
1.741.9?
?
0.12?
l?
?
n222m1.72l?
?
0中间跨m1.7?
?
l1.9?
0.20跨度差说明可按等跨连续板计算内力。
101.2?
?
/1.7?
(1.721.7)0000--
WORD格式--可编辑
取1m宽板作为计算单元,计算简图如图2-1所示。
2m/?
12.936kNg?
q
图2-1计算简图
连续板各截面的弯矩计算见表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?
m
111
1?
11
116
1?
14
计算跨度l0
m?
l1.720
m1.72?
l0
?
l1.7m0
m?
1.7l0
2?
l?
g(?
M)q0m
3.48
-3.48
2.34
2.67?
--
WORD格式--可编辑
2.1.4截面承载力计算
。
C30混凝土,mm60?
20?
mm?
1000,h?
80mm,h?
80b0=14.3。
HPB300钢筋,=270,连续板各截面的配22fkN/mN/mmfcy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
)(M2kN/m
3.48
-3.48
2.34
-2.67
3.48
-3.48
0.82?
.34=1.87
0.8(-2?
.67)=-2.14
M?
?
s2?
bhf0c1
0.067
0.067
0.045
0.052
0.067
0.067
0.036
0.041
?
?
2?
1?
1?
s
0.0
0.0
0.0
0.0
0.069
0.069
0.037
0.042
--
WORD格式--可编辑
69
69
46
54
?
?
hbf0c1?
Asfy
219
219
146
172
219
219
118
134
选配钢筋
6?
/8@170
6?
/8@170
6?
@190
6?
@160
6/8?
@170
6/8?
@170
6@20?
0
6@200?
实配钢筋面积
228
228
149
177
228
228
141
141
满足弯矩调幅的要,支座截面的受压区高度系数均小于0.35?
求;?
0.238%100%?
1.43/270?
//f)?
45ff?
45?
?
(0.2%,45fyminytmaxt所以,2?
mm?
80?
?
A190.4bh?
0.238%?
1000mins,min2.1.5板的裂缝验算裂缝宽度验算属于正常使用极限状态,采用荷载的标准组合。
按弹性方法计算截面弯矩,考虑可变荷载的最不利布置,有2''2?
?
l?
qM?
gl0kkkq0g,值标准算永久荷载—式中折'gk'/?
/g5/26.40552q2?
.6?
5?
7k?
g.Nmkkk—折算可变荷载标准值,''m/3.757.5?
/2?
kN2/?
qqqkkk—五跨连续板满布荷载下相应截面的弯矩系数,按有关表格?
g查的;—五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数,按有关表?
q--
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格查的。
由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:
2mkN/mkN/?
6.405?
0.1?
3)?
1.7202.32M?
(0.078?
k2mkN/m?
?
0.119?
3)?
1.7203.05kN/M?
?
(0.105?
6.405?
Bk2mkN/m?
?
3)?
1.71.30kN/?
M(0.033?
6.405?
0.079k22m/?
2.421.7kNkN/m?
3)M?
?
(0.079?
6.405?
0.111?
?
Ck2m/?
1.591.7kNkN/m?
M(0.046?
6.405?
0.085?
3)?
k3受弯构件的受力特征系数,光面钢筋的相对粘结特征系?
1.9?
cr数,C30混凝土抗拉强度标准值;保护层厚2?
0.7?
mmN/f?
2.01tk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板的裂缝宽度验算
截面
1
B
2
C
3
Mk
2.32
-3.05
1.30
-2.42
1.59
2mm/As
228
228
149
149
149
2?
)mm(N/?
M/0.87hAsksq0
202.9
266.8
170.6
317.5
208.6
?
A/?
Atetes
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
?
?
?
/?
?
1.10.65fsqtkte
0.456
0.610
0.334
0.689
0.474
(mm)?
/?
ddeq
11.43
11.43
8.57
8.57
8.57
d(mmeq?
(1.9c?
l?
0.08)scr?
te
129.44
129.44
106.56
106.56
106.56
--
WORD格式--可编辑
)
(mm)?
?
?
El/w?
scrcrsqmax
0.108
0.191
0.055
0.210
0.095
。
取注:
?
?
=0.01?
0.01tete2.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定:
2hAE0ss?
B
?
?
s6?
?
1.150.2?
E
'?
3.5?
1f,各截面的短式中,,矩形截面'43?
?
0?
7?
3?
?
?
E/E?
2101010/cEsf周期刚度如下表所示。
截面
1
B
2
C
3
2mm/As
219
219
146
146
146
?
0.456
0.610
0.334
0.689
0.474
?
bhA/?
0s
0.0037
0.0037
0.0024
0.0024
0.0024
11mmB/10Ns
1.882
1.567
1.612
1.010
1.305
按《混凝土<2,与由上表可见,很接近,满足0.5 长期刚度按下式确定M2.321011kmm10? 10N? B? 8.64? ? B? 1.882 ? ? s? 2.321M2.725? 2? M(? 1)? kq其中,22''m2.7253)? ? 1.72kN? 7.965(0.078M? g? 0.1q)l? (0.078? ? 0.10kkq1 11'? m/7.9657.5)? ? )? gg? (q2.655(0.8? ? kN kqkk22-- WORD格式--可编辑 11'? mkN/? ? 7.5? q? 3? 0.8q kkq22第一跨挠度最大,对于等跨连续板可只验算该跨挠度。 永 跨布置,又相应表格查3,5,久荷载满布,可变荷载在1qgkk的相应的挠度系数分别是和,于是挠度: 2? 2? 10? 100.644? 0.9734? ? 242l0.644? 10lg100.973? qkk? ? f BB 4242? ? l101720100.644? 2.655? ? 0.973? 7.5? ? 1720mm=8.45mm 8.6? ? 1010200? 8.64? 108.6410 -- 可编辑WORD格式--次梁的设计2.2 次梁计算2.2.1次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。 荷载2.2.2恒荷载设计值 由板传来23mkN3.186kN/m/? 6.051.9m? 次梁自重23m/m/? 1.92kN251.2? 0.2m? (0.4m? 0.08m)? kN梁侧抹灰23m2? 0.20kN/m? 0.08m)? 17kN/m? ? 1.20.015m? (0.428.17kN/m? g活荷载设计值 由板传来23m/m18.5? kNmq? 1.9? 9.75kN/合计2mkN/g? q? 26.67内力计算2.2.3计算跨度0.25m? 0.12m? 4.555m? l? 4.8m n边跨20.24am4.675l? m? m? 4.555? n22lmm? 4.6751.025l? 4.669=4.675 取0nm4.55? 0.25m? 4.8? ll? m中间跨n0(4.675? 4.55)/4.55? 2.7? 1000,跨度差说明可按等跨连续梁计算00内力。 计算简图如图2-2所示。 -- WORD格式--可编辑 2mkN/? q? 26.67g 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? m 111 1? 11 116 1? 14 计算跨度l0 4.675m? l0 ml? 4.6750 ? l4.55m0 m4.55l? 0 2? l? M? g(q)0m 53.00 -53.00 34.51 39.44? 表2-5连续次梁剪力计算 -- WORD格式--可编辑 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? v 0.45 0.6 0.55 0.55 净跨度ln =4.675l0 =4.675l0 =4.55l0 =4.55l0 2? l? q)V? (gnv 54.67 74.81 66.74 66.74 正截面承载力计算2.2.4形T正截面承载力计算时,支座按矩形截面计算,跨中按11又宽度取,缘截面计算,翼'4800=1600mm? l=b? f33,故取'mm? 1600bm0? 0m2b? s? 00? 17nf,单排钢筋25mm一类环境,梁的混凝土保护层厚度要求为。 截面有效高度取=365mmh0型截面类型: 判别T 'h80f''? m53.00kN? 564.02kNm? 80h(h? 14.3)? 1.0? ? 1517? ? (365? )bf 0fcf1 22T型截面。 各跨跨中均属于第一类。 次梁的正截面承载力过程见表2-6次梁正截面受弯承载力计算表2-6 截面 跨边跨 第离端 端离第 支中间 -- WORD格式--可编辑 中 (1) 二支座B)( 二跨跨2)中(跨中间3)跨中( C)座( 计值弯矩设()mkN 53.00 53.00 34.51 -39.44 M0.1040.1600.1600.091? ? s2? bhf01c0.1100.1750.0960.175? ? 2? ? 1? 1s? ? hfb3831044564.2 334.001c? Asfy选配12 312 5322 实际配筋412 钢筋=565 =1140 =452 =339 AAAAssss,符合塑性内力重分布的条件。 计算结果表明均小于0.35? ? 0.22%? 1.43? 45? /300f0.42%? ? /? (0.2%,45ff)? 45/f(200)/A(bh? 339/? 400)yytminmaxts,满足最小配筋率的要求。 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、腹筋计算和最小配筋率验 算。 )验算截面尺寸1(,截面尺寸按下'4? ? 265/200? 1.2b,80? h? hh? 365? ? 265mmh/wfw0式验算: ? kNVkN? ? ? ? ? ? bhf0.250.251.014.3250365362.20? ? 74.81maxcc0-- WORD格式--可编辑 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? kN? 72.89VBl面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s: 1.0fAh1.0? 270? 100.48? 3650svyvmm? s? ? 5725.70 74810bhV? 0.7f? 0.7? 1.43? 200? 3650tcs调幅后受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%。 先调幅整箍筋间距,,大于箍筋mm4580.56? 5725.7? s? 0.8最大间距200mm,最后取s=200mm。 (3)验算最小配箍率 弯矩调幅时要求的配箍率下限为,实际配箍率3? 1813./2070.0ff3? /? ? .013? .54ytv,满足最小配箍率的要求。 3? ? 10? (200100.48/? 250)? 2.50/? A(bs)? svsv2.2.6次梁的裂缝宽度验算 次梁的折算永久荷载;折算可变'/kNm10.37? 14.23/4g? ? 6.808k3形钢筋的相对粘度特征系数。 变荷载'/m6N7? 2q? 14.3? 10.k k4c=25mm。 ,混凝土的保护层厚度? 1.0? 荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数,裂缝宽度的计? 1.9? cr算过程见表2-7,各截面的裂缝宽度均满足要求。 表2-7次梁的裂缝宽度验算 截面 1 B 2 C 3 Mk 41.00 -51.5 24.54 -41.4 28.65 -- WORD格式--可编辑 5 8 2mm/As 565 565 339 402 339 2? )/mm? M/0.87hA(Nsksq0 245.32 308.45 227.96 324.94 266.14 ? A/? Ateste 0.0141 0.0141 0.0100 0.0101 0.0100 ? ? ? /0.65f? 1.1? sqtkte 0.722 0.799 0.629 0.702 0.609 (mm)? /dd? eq 12 12 12 12 12 d(mmeq? )? ? l0.08(1.9cscr? te) 115.59 115.59 143.5 142.54 143.5 (mm)? ? ? E/lw? scrmaxcrsq 0.208 0.264 0.195 0.276 0.221 由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩: 2m41.00kN/kN/m? 4.675M? (0.078? 10.37? 0.1? 10.67)? k2mkN//m? ? ? (0.10510.37? 0.119? 10.67)? 4.67551.55kNM? ? Bk2m/m? 24.54kN? 0.079? 10.67)? 4.550kN/? M? (0.03310.37k22m/? 41.48? 4.550kNkN/m? 10.37M? ? (0.079? ? 0.111? 10.67)Ck2mkN/kN/m? 28.6510.37M? (0.046? ? 0.085? 10.67)? 4.550k3次梁的挠度验算2.2.7按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。 短期刚度: 225hAE3655652.0? 10? ? 22130ssmm10N? ? B? Nmm? 1.145 ? ? s6-3 108.3? ? 67.14? ? ? 0.21.15? E0.772+0.2+? 1.15 ' ? 3.51? 1.675? ? 13.5f -- WORD格式--可编辑 其中,;3? ? 10365)? 8.3? A/bh? 565/(200? ? 0s;45? 7.142.8? 10/E? 2.0? 10? ? ? EcEs''hbb)? ((1600? 200)? 80。 ff'? 1.647? ? ? f200? 365bh0长期刚度: M41.0021313kmm10? 10NB? ? 9.267? B? ? 1.145 s? 1)? ? 41.00M? 1)? 35.12(2M(kq其中,2mkN? 8.538)? 4.67535.12? M? (0.078? 9.6540.1? q1 11'? mkN/14.23? 9.654? q)6.808? ? 0.8? g? g(? kqkk4433'? m/8.538kN? ? ? 0.8? 14.23q? q kkq44挠度系数与板相同,挠度: ? 24? 24l0.973? 0.644? 1010glqkk? f? BB? 24? 24l4675? ? ? 0.6441014.23? 6.808? 46750.973? 10? ? =9.737mm 23.375mm 12129.267? 109.267? 10200 -- WORD格式--可编辑 2.3主梁的设计 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=39.22kN? 主梁自重1.20.25(0.65-0.08)1.9172=8.13kN? ? ? ? ? 梁侧抹灰1.20.015(0.65-0.08)1.9172=0.67kN? ? ? ? ? G=48.02kN活荷载设计值: 由次梁传来Q=18.54.8=88.8kN? G+Q=136.82kN2.3.3计算简图 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、柱为主梁的铰支? 座,主梁连续梁计算。 -- WORD格式--可编辑 2-3计算数图计算跨度: 0.35边跨m? ? 5.4050.12l? 5.7? n20.35bm? 5.7151.025? 5.405? l? 1.025l? ? n0220.350.37abm? ? ? 5.765? ? ll? ? 5.405 n02222取最小值m? 5.715l? 0中间跨: m0.35l? 5.7? ? 5.35nm? 0.355.7? b? 5.35? ll? n0则可以按等跨连续梁,)(5.715-5.7/5.7=0.26%<10%跨度差计算。 。 主梁的计算简图见图2-32.3.4内力计算及包络图内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行计算,跨中和 支座截面最大弯矩及剪力按下式计算: QlM? kkGl? 201Q? kGkV? 21不同截面下的弯矩及剪力的计算见表2-82-9、表。 表2-8主梁弯矩计算-- WORD格式--可编辑 项次 荷载简图 kM1 kMa kMB kM2 kMb kMC ① 0.24466.96 0.15542.54 0.267? 73.27? 0.06718.38 0.06718.38 0.267? 73.27? ② 0.289146.67 0.244123.83 0.133? ? 67.41 0.133? 67.31? 0.133? 67.31? 0.133? 67.41? ③ ? 0.044? 22.32 0.089? ? 45.17 0.133? 67.41? 0.200101.23 0.200101.23 0.133? 67.41? ④ 0.229116.22 0.12663.94 0.311? 157.64? 0.09648.59 0.17086.05 0.089? 45.11? ⑤ /? 0.08915.06? 30.059? 29.94? 0.089? 45.11? 0.1786.05 0.09648.
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