大工12秋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計離線作業(yè)

網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》題目：新馬工具廠房單向板設(shè)計學(xué)習中心：奧鵬專業(yè)：土木工程年級：學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)教師：1根本情況一、設(shè)計資料新馬工具廠房。采用鋼筋混凝土內(nèi)框架承重，外墻為370mm磚砌承重。采用單向板肋梁樓蓋。樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mm厚石灰砂漿抹灰。荷載：永久荷載，包過梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重25,水泥砂漿容重20，石灰砂漿容重17，分項系數(shù)?？勺兒奢d，樓面均分布荷載為7.5，分項系數(shù)。材料選用：混凝土采用C30〔=14.3，=1.43〕鋼筋主梁、次梁采用HRB335級〔=300〕鋼筋，其它均用HPB300級〔=270〕鋼筋。+二、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿房屋的橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是4.8m。梁每跨內(nèi)布置兩根次梁。其間距是1.9m。樓蓋的布置如圖1所示。根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取 次梁截面高度應(yīng)滿足取h=400mm，截面寬度取為b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足取截面高度h=500mm，截面寬度取為b=250mm。三、板的計算 按塑性分析法計算內(nèi)力。1、荷載 恒荷載標準值：20mm水泥砂漿面層 80mm鋼筋混凝土板 15mm厚石灰砂漿抹灰 活荷載標準值 橫荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 合計 2、內(nèi)力計算 次梁的截面，板在墻上的支撐長度為，那么板的計算跨度為： 邊跨中間跨 跨度差說明可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力。取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖1所示。連續(xù)板各截面的彎矩計算見表1.表1連續(xù)板各截面彎矩計算截面1邊跨跨內(nèi)B離端第二支座2中間跨跨內(nèi)C中間支座彎矩計算系數(shù)計算跨度截面承載力計算。C30混凝土，=14.3。HPB300鋼筋，=270，連續(xù)板各截面的配筋計算見表2.表2連續(xù)板各截面配筋計算截面位置邊區(qū)板帶〔1-2，5-6軸線間〕中間區(qū)板帶〔2-5軸線間〕邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二支跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M〔〕3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.82.34=1.870.8(-2.67)=-2.140.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134選配鋼筋6/8@1706/8@1706@1906@1606/8@1706/8@1706@2006@200實配鋼筋面積228228149177228228141141支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)均小于0.35，滿足彎矩調(diào)幅的要求；所以，板的裂縫驗算裂縫寬度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標準組合。按彈性方法計算截面彎矩，考慮可變荷載的最不利布置，有式中—折算永久荷載標準值，—折算可變荷載標準值，—五跨連續(xù)板滿布荷載下相應(yīng)截面的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的；—五跨連續(xù)板最不利荷載布置下相應(yīng)的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的。由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)，光面鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)，C30混凝土抗拉強度標準值；保護層厚度c=15mm<20mm,取c=20mm，計算過程見表2，裂縫寬度均小于一類環(huán)境標準規(guī)定值。板的裂縫寬度驗算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474(mm)11.4311.438.578.578.57(mm)129.44129.44106.56106.56106.56(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注:,取。板的撓度驗算 截面的短期剛度由下式確定：式中，，矩形截面，各截面的短周期剛度如下表所示。截面1B2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由表2可見，與很接近，滿足0.5<<2,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》可取整跨剛度為計算撓度，這樣的簡化使撓度計算大為方便。長期剛度按下式確定其中， 第一跨撓度最大，對于等跨連續(xù)板可只驗算該跨撓度。永久荷載滿布，可變荷載在1，3，5跨布置，又相應(yīng)表格查的相應(yīng)的撓度系數(shù)分別是和，于是撓度：3、繪制板施工圖 板采用別離式配筋。三、次梁計算 次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算。1.荷載 恒荷載設(shè)計值 由板傳來 次梁自重 梁側(cè)抹灰 活荷載設(shè)計值 由板傳來 合計 2.內(nèi)力計算 計算跨度 邊跨取=4.675 中間跨 跨度差，說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。計算簡圖如圖2所示。連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算分別見表3表4.表3連續(xù)次梁彎矩計算截面1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩計算系數(shù)計算跨度表4連續(xù)次梁剪力計算截面A邊支座B〔左〕離端第二支座B〔右〕離端第二支座C中間支座剪力計算系數(shù)0.450.60.550.55凈跨度=4.675=4.675=4.55=4.5554.6774.8166.7466.74正截面承載力計算 正截面承載力計算時，支座按矩形截面計算，跨中按T形截面計算，翼緣寬度取，又，故取 一類環(huán)境，梁的混凝土保護層厚度要求為25mm，單排鋼筋截面有效高度取=365mm。 判別T型截面類型：各跨跨中均屬于第一類T型截面。 次梁的正截面承載力過程見表次梁正截面受彎承載力計算截面邊跨跨中〔1〕離端第二支座〔B〕離端第二跨跨中〔2〕中間跨跨中〔3〕中間支座〔C〕彎矩設(shè)計值〔〕53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110選配鋼筋564.21044334.0383實際配筋512322312412=565=1140=339=452計算結(jié)果說明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算。 計算內(nèi)容包括：截面尺寸復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算?！?〕驗算截面尺寸，截面尺寸按下式驗算：截面尺寸滿足要求?！?〕計算所需腹筋 采用6雙箍，計算支座B左側(cè)截面，。由斜截面受剪承載力計算公式確定箍筋間距s:調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%。先調(diào)幅整箍筋間距，，大于箍筋最大間距200mm，最后取s=200mm。〔3〕驗算最小配箍率 彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為，實際配箍率，滿足最小配箍率的要求。次梁的裂縫寬度驗算 次梁的折算永久荷載；折算可變荷載。變形鋼筋的相對粘度特征系數(shù)，混凝土的保護層厚度c=25mm。荷載標準值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)，裂縫寬度的計算過程見表2，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表2次梁的裂縫寬度驗算截面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609(mm)1212121212(mm)115.59115.59143.5142.54143.5(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：次梁的撓度驗算 按等剛度跨度連續(xù)梁計算邊跨跨中撓度。短期剛度：其中，；；。長期剛度：其中，撓度系數(shù)與板相同，撓度：3.繪制次梁施工圖四、主梁計算 主梁按彈性理論設(shè)計。1.荷載 為簡化計算，將主梁自重及梁側(cè)抹灰重量等效為集中荷載。荷載設(shè)計值：由次梁傳來8.174.8=39.22主梁自重1.20.25〔0.65-0.08〕1.9172=8.13梁側(cè)抹灰1.20.015〔0.65-0.08〕1.9172=0.67G=48.02活荷載設(shè)計值：由次梁傳來Q=18.54.8=88.8G+Q=136.822.計算簡圖 主梁端部支承在磚墻上，支承長度為370mm；中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面為350mm350mm；墻、柱為主梁的鉸支座，主梁連續(xù)梁計算。計算跨度：邊跨取最小值中間跨：跨度差〔5.715-5.7〕/5.7=0.26%<10%，那么可以按等跨連續(xù)梁計算。主梁的計算簡圖見圖3.內(nèi)力計算及包絡(luò)圖 內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行計算，跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算：不同截面下的彎矩及剪力的計算見表3，表4表3主梁彎矩計算項次荷載簡圖①②③④⑤根本不利內(nèi)力①+②213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68①+③44.64-2.63-140.68119.61119.61-140.68①+④183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38①+⑤51.912.6-118.38104.4366.97-230.91主梁剪力值計算序號計算簡圖①②③④最不利內(nèi)力①+②112.1-161.5448.02①+③96.38-177.26156.53①+④27.3-68.74117.99主梁正截面受彎承載力計算 跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣寬度為：取=1210mm，取。 判別T形截面類型：故屬于第一類T形截面。主梁正截面承載力的計算截面1B2彎矩設(shè)計值〔〕213.63-203.55119.61-48.930.0640.2940.0320.0630.96690.82000.98370.96741673.81880.5871.6362.6選配鋼筋620620320220實配鋼筋面積〔〕18841884942628主梁斜截面受剪承載力的計算〔1〕驗算截面尺寸，截面尺寸按下式驗算：截面尺寸滿足要求?！?〕計算所需腹筋 采用6@150雙箍,可知B截面上的剪力與剛好，現(xiàn)配兩根彎起，220，面積為628。驗算最小配箍率>，滿足要求。主梁裂縫寬度驗算 受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)，變形鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)，C30混凝土抗拉強度標準值；保護層厚度c=25mm。主梁各截面的裂縫寬度驗算過程見表2，各截面的裂縫寬度均滿足要求。 表中B支座邊緣彎矩標準值：截面1B2178.6-204.0193.12-36.4618841884942628247.6282.9244.35143.50.03010.03010.01510.01000.92470.9470.74590.1895(mm)20202020(mm)100.8100.8153.46207.5(mm)0.2190.2560.1800.054主梁的撓度驗算 按等剛度跨度連續(xù)梁計算邊跨跨中撓度。短期剛度：其中，；；。其中，撓度系數(shù)與板相同，撓度：3.主梁施工圖2單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1板的設(shè)計、板的計算 按塑性分析法計算內(nèi)力。1、荷載 恒荷載標準值：20mm水泥砂漿面層 80mm鋼筋混凝土板 15mm厚石灰砂漿抹灰 活荷載標準值 橫荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 合計 2、內(nèi)力計算 次梁的截面，板在墻上的支撐長度為，那么板的計算跨度為： 邊跨中間跨 跨度差說明可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力。取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖1所示。連續(xù)板各截面的彎矩計算見表1.表1連續(xù)板各截面彎矩計算截面1邊跨跨內(nèi)B離端第二支座2中間跨跨內(nèi)C中間支座彎矩計算系數(shù)計算跨度截面承載力計算。C30混凝土，=14.3。HPB300鋼筋，=270，連續(xù)板各截面的配筋計算見表2.表2連續(xù)板各截面配筋計算截面位置邊區(qū)板帶〔1-2，5-6軸線間〕中間區(qū)板帶〔2-5軸線間〕邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二支跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座M〔〕3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.82.34=1.870.8(-2.67)=-2.140.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134選配鋼筋6/8@1706/8@1706@1906@1606/8@1706/8@1706@2006@200實配鋼筋面積228228149177228228141141支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)均小于0.35，滿足彎矩調(diào)幅的要求；所以，板的裂縫驗算裂縫寬度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標準組合。按彈性方法計算截面彎矩，考慮可變荷載的最不利布置，有式中—折算永久荷載標準值，—折算可變荷載標準值，—五跨連續(xù)板滿布荷載下相應(yīng)截面的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的；—五跨連續(xù)板最不利荷載布置下相應(yīng)的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的。由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)，光面鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)，C30混凝土抗拉強度標準值；保護層厚度c=15mm<20mm,取c=20mm，計算過程見表2，裂縫寬度均小于一類環(huán)境標準規(guī)定值。板的裂縫寬度驗算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474(mm)11.4311.438.578.578.57(mm)129.44129.44106.56106.56106.56(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注:,取。板的撓度驗算 截面的短期剛度由下式確定：式中，，矩形截面，各截面的短周期剛度如下表所示。截面1B2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由表2可見，與很接近，滿足0.5<<2,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》可取整跨剛度為計算撓度，這樣的簡化使撓度計算大為方便。長期剛度按下式確定其中， 第一跨撓度最大，對于等跨連續(xù)板可只驗算該跨撓度。永久荷載滿布，可變荷載在1，3，5跨布置，又相應(yīng)表格查的相應(yīng)的撓度系數(shù)分別是和，于是撓度：2.2次梁的設(shè)計、次梁計算 次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算。1.荷載 恒荷載設(shè)計值 由板傳來 次梁自重 梁側(cè)抹灰 活荷載設(shè)計值 由板傳來 合計 2.內(nèi)力計算 計算跨度 邊跨取=4.675 中間跨 跨度差，說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。計算簡圖如圖2所示。連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算分別見表3表4.表3連續(xù)次梁彎矩計算截面1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩計算系數(shù)計算跨度表4連續(xù)次梁剪力計算截面A邊支座B〔左〕離端第二支座B〔右〕離端第二支座C中間支座剪力計算系數(shù)0.450.60.550.55凈跨度=4.675=4.675=4.55=4.5554.6774.8166.7466.74正截面承載力計算 正截面承載力計算時，支座按矩形截面計算，跨中按T形截面計算，翼緣寬度取，又，故取 一類環(huán)境，梁的混凝土保護層厚度要求為25mm，單排鋼筋截面有效高度取=365mm。 判別T型截面類型：各跨跨中均屬于第一類T型截面。 次梁的正截面承載力過程見表次梁正截面受彎承載力計算截面邊跨跨中〔1〕離端第二支座〔B〕離端第二跨跨中〔2〕中間跨跨中〔3〕中間支座〔C〕彎矩設(shè)計值〔〕53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110選配鋼筋564.21044334.0383實際配筋512322312412=565=1140=339=452計算結(jié)果說明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算。 計算內(nèi)容包括：截面尺寸復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算?！?〕驗算截面尺寸，截面尺寸按下式驗算：截面尺寸滿足要求?！?〕計算所需腹筋 采用6雙箍，計算支座B左側(cè)截面，。由斜截面受剪承載力計算公式確定箍筋間距s:調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%。先調(diào)幅整箍筋間距，，大于箍筋最大間距200mm，最后取s=200mm?！?〕驗算最小配箍率 彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為，實際配箍率，滿足最小配箍率的要求。次梁的裂縫寬度驗算 次梁的折算永久荷載；折算可變荷載。變形鋼筋的相對粘度特征系數(shù)，混凝土的保護層厚度c=25mm。荷載標準值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)，裂縫寬度的計算過程見表2，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表2次梁的裂縫寬度驗算截面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609(mm)1212121212(mm)115.59115.59143.5142.54143.5(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷載標準組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：次梁的撓度驗算 按等剛度跨度連續(xù)梁計算邊跨跨中撓度。短期剛度：其中，；；。長期剛度：其中，撓度系數(shù)與板相同，撓度：2.3主梁的設(shè)計、主梁計算 主梁按彈性理論設(shè)計。1.荷載 為簡化計算，將主梁自重及梁側(cè)抹灰重量等效為集中荷載。荷載設(shè)計值：由次梁傳來8.174.8=39.22主梁自重1.20.25〔0.65-0.08〕1.9172=8.13梁側(cè)抹灰1.20.015〔0.65-0.08〕1.9172=0.67G=48.02活荷載設(shè)計值：由次梁傳來Q=18.54.8=88.8G+Q=136.822.計算簡圖 主梁端部支承在磚墻上，支承長度為370mm；中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面為350mm350mm；墻、柱為主梁的鉸支座，主梁連續(xù)梁計算。計算跨度：邊跨取最小值中間跨：跨度差〔5.715-5.7〕/5.7=0.26%<10%，那么可以按等跨連續(xù)梁計算。主梁的計算簡圖見圖3.內(nèi)力計算及包絡(luò)圖 內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行計算，跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算：不同截面下的彎矩及剪力的計算見表3，表4表3主梁彎矩計算項次荷載簡圖①②③④⑤根本不利內(nèi)力①+②213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68①+③44.64-2.63-140.68119.6