大工14秋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)離線作業(yè)

大連座2大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》

題目：XX廠房單向板設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)中心：奧鵬杭州直屬_________________

專業(yè)：土木工程_________________

年級(jí)：2013年秋_______________

學(xué)號(hào)：131309403793_______________

學(xué)生：鐘健________________

指導(dǎo)教師：

1基本情況

一、設(shè)計(jì)資料

XX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25kN/n?,水泥砂漿容

重20kN/m3,石灰砂漿容重17kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)7G=L2。可變荷載，樓面均分布荷載為

7.5kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)7K=L3。

材料選用：混凝土采用C30(力=14.3N/mm2,1=1.43N/mm2)

、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L9m。樓蓋的布置如圖1所示。

1

◎

0

0

6

1

K

-HO

S[6Z

I

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f。9

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4

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o、O

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SITmSE

4ILnl

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2《I

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1

—H

「

O

Q

a

Wl

/48004800480048004800

/24000

??T

根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h=80mm>—?=4-1.5mm

4040

次梁截面高度應(yīng)滿足%=,2-=竺22翌&=266400mm

18121812

取h=400mm,截面寬度取為b=200mmo

主梁的截面高度應(yīng)滿足//=」_L=衛(wèi)"衛(wèi)22=380~570加“

15101510

取截面高度h=500mm,截面寬度取為b=250mm。

三、板的計(jì)算

按塑性分析法計(jì)算內(nèi)力。

1、荷載

恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

20mm水泥砂漿面層0.02mx20kN/m3=OAkN/m2

2

80mm鋼筋混凝土板0.08mx25kN/m3=2.QkN/m2

15mm厚石灰砂漿抹灰Q015mx'HkN/1/=G255kN/in?

2

gk=2.655kN/m

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2

qk=1.5kN/m

橫荷載設(shè)計(jì)值g=1.2x2.655=3.186kN/m2

活荷載設(shè)計(jì)值q=L3x7.5=9.75kN//

合計(jì)g+q=12.936AN/m2

2、內(nèi)力計(jì)算

次梁的截面200刃加x400mm,板在墻上的支撐長度為120祖祖，則板的計(jì)算跨度為:

4m77k1cc0.20.081rc

邊跨—1?H—=1.9—0.12------1-------=T.72m

°〃222

76110.20.12._.

+—=1.9-0.12-------1------=1.74m

"222

/.Zo=l.72m

中間跨/o=l.9-O.2=l.7m

跨度差(L72-l.7)/l.7=l.2%<l0%說明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。取Im寬板作為計(jì)算單

元，計(jì)算簡圖如圖I所示。

g+q=12.936kN/m2

ABCcBA

/1720/1700/17001700,1700

XX7Tz7\7

連續(xù)板各截面的彎矩計(jì)算見表I.

表1連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算

1B2C

截面

邊跨跨內(nèi)離端第二支座中間跨跨內(nèi)中間支座

彎矩計(jì)算系數(shù)1111

am11111614

計(jì)算跨度1。=1.72m10=1.12m1。=1.7m1。=1.7機(jī)

M=%,(g+q)/；3.48-3.482.34-2.67

3

截面承載力計(jì)算

混凝土，力2

b=1000mm,h=80mm,h0=80-20=60mmoC30=14.3N/mmoHPB300

2

鋼筋，/y=270kN/m,連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見表2.

表2連續(xù)板各截面配筋計(jì)算

邊區(qū)板帶(1-2,5-6軸線間)中間區(qū)板帶(2-5軸線間)

離端

第二

離端

邊跨支跨離端第二跨

截面位置第二中間離端第二

跨內(nèi)跨內(nèi)、邊跨跨內(nèi)跨內(nèi)、中間中間支座

支座支座支座

中間跨跨內(nèi)

跨跨

內(nèi)

0.8x2.34=0.8x(-2.67)=

M(kN/m2)3.48-3.482.34-2.673.48-3.48

1.87-2.14

M

ci-00.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041

RM；

&=11-2%

0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042

A_力占%

「fy219219146172219219118134

。6/8。6/8。6@。6@。6/8@1。6/8@1

選配鋼筋。6@200“6@200

@170@1701901607070

實(shí)配鋼筋面積228228149177228228141141

支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)J均小于0.35,滿足彎矩調(diào)幅的要求；

旦向=(0.2%,45力/%)2=45力/力=45x1.43/270x100%=0.238%

所以，A,min=夕而力%=0.238%X1000x80=190.4〃機(jī)？

板的裂縫驗(yàn)算

裂縫寬度驗(yàn)算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合。按彈性方法計(jì)算截面彎矩，考慮

可變荷載的最不利布置，有

=%g濯

式中心一折算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，gk=gk+qk/2=2.655+7.5/2=6.405HV/m

qk一折算可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，%=以/2=7.5/2=3.75AN/m

ag一五跨連續(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；

%一五跨連續(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(biāo)準(zhǔn)組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：

2

Mk=(0.078x6.405+O.lx3)xl.72OkN/m=2.32kN/m

2

MBk=-(0.105x6.405+0.119x3)xl.720kN/m=—3.05左N/m

M2k=(0.033x6.405+0.079x3)xl.72^/m=1.30^/m

4

2

MCk=-(0.079x6.405+0.11lx3)xl.7^/m=—2.42左N/m

M3k=(0.046x6.405+0.085x3)xl.72^/m=1.59^/m

受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)a5=1.9,光面鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)1/=0.7,C30混凝土抗拉

2

強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值flk=2.01N/mm；保護(hù)層厚度c=15mm<20mm,取c=20mm,計(jì)算過程見表2,

裂縫寬度均小于一類環(huán)境規(guī)范規(guī)定值。

板的裂縫寬度驗(yàn)算

截面1B2C3

2.32-3.051.30-2.421.59

Mk

2

As/mm228228149149149

a=M/0.87%A,(N/mm2)

sqk202.9266.8170.6317.5208.6

Pte=As/Ate0.010.010.010.010.01

y=1.1-0.65flk/pte(ysq0.4560.6100.3340.6890.474

eq=d/v(mm)11.4311.438.578.578.57

Z=^(1.9c+0.08^)(mm)

CTs129.44129.44106.56106.56106.56

,Pte

.max=/E’gm)0.1080.1910.0550.2100.095

注：夕加<0.01,取/4=0.01。

板的撓度驗(yàn)算

截面的短期剛度由下式確定：

B二Ed.

'1.15^+0.2+-6^^

34

式中，a￡=E5/Ef=210X10/3X10=7,矩形截面〃=0,各截面的短周期剛度如下表

所示。

截面1B2C3

2

As/mm219219146146146

w0.4560.6100.3340.6890.474

p=As/bh00.00370.00370.00240.00240.0024

n

Bs/10Nmm1.8821.5671.6121.0101.305

由表2可見，當(dāng)與凡很接近，滿足0.53產(chǎn)當(dāng)<2瓦，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可取整跨剛

度用為計(jì)算撓度，這樣的簡化使撓度計(jì)算大為方便。

長期剛度按下式確定

2.32

?(八+%"x1.882x10"=8.64xIO】。Nmm

2.725(2-1)+2.32

2

其中，Miq=(0.078g,+0.1%)/；=(0.078x7.965+0.1x3)xl.72=2.725kNm

5

11

gk=gk+—(J//qqk)=2.655+—(0.8x7,5)=7965kN/m

1

Qk=5-=—x0.8x7.5=3kN/m

2

第一跨撓度最大，對(duì)于等跨連續(xù)板可只驗(yàn)算該跨撓度。永久荷載g*滿布，可變荷載外在

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0.644義10-2和0.973x10-2,于是撓

度：

0.644xl02gj40.973x10-2//4

/-I

BB

0.644x10-2x2.655x172040.973xIO-2x7.5X17204

H---------------------------------77---------=---8--.45mm<---=8.6mm

8.64x101°8.64xlO10200

3、繪制板施工圖

板采用分離式配筋。

三、次梁計(jì)算

次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算。

1.荷載

恒荷載設(shè)計(jì)值

由板傳來19mx3.186kN/=6.05kN/m2

次梁自重1.2x0.2mx(0.4祖-0.08/M)X25kN/nr,=L92kN/m1

梁側(cè)抹灰1.2乂0.015%乂(0.4，〃-0.08機(jī))義174"/機(jī)隈2=0.20kN/m2

g=8.17kN/m2

活荷載設(shè)計(jì)值

由板傳來q=1.9mx9.75kN/m3=18.5kN/m1

6

合計(jì)g+q=26.67kNIm2

2.內(nèi)力計(jì)算

計(jì)算跨度

I=4.8m-0.12m—:——m=4.555m

邊跨Z2

,a___0.24.

I+—=A4.555mH-------m=4.675m

〃22

1.0254=4.669m>4.675m取Z..

4人o一??OA7/J

中間跨4=/"=4.8m-0.25m=4.55m

跨度差（4675-4.55）/4.55=2.7%<10%,說明可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。計(jì)算簡圖

如圖2所示。

A|B匚口B

:4675)/433。)45：。)4673*

連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計(jì)算分別見表3表4.

表3連續(xù)次梁彎矩計(jì)算

1B2C

截面

邊跨跨中離端第二支座中間跨跨中中間支座

彎矩計(jì)算系數(shù)11

11n16-14

計(jì)算跨度41。=4.675m/0=4.675m1。=4.55mZo=4.55m

M=am(g+q^53.00-53.0034.51-39.44

表4連續(xù)次梁剪力計(jì)算

AB（左）B（右）C

截面

邊支座離端第二支座離端第二支座中間支座

剪力計(jì)算系數(shù)

0.450.60.550.55

7

凈跨度,“Zo=4.675Zo=4.6754=4.55/()=4.55

v=心(g+q)/；54.6774.8166.7466.74

正截面承載力計(jì)算

正截面承載力計(jì)算時(shí)，支座按矩形截面計(jì)算，跨中按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取

bf=g/=；x4800=1600mm,又b+s“=200+1700=1900mm,故取〃=1600""〃

一類環(huán)境，梁的混凝土保護(hù)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:

,,h80

-卷f)=1.Ox14.3x1517x80x(365-5)=564.02ANm>53.00kNm

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(jì)算

截面邊跨跨中(1)離端第二支座離端第二跨中間支座(C)

(B)跨中(2)

中間跨跨中

(3)

彎矩設(shè)計(jì)值(kNm)53.0053.0034.51-39.44

M0.1600.1600.0910.104

a=-----------

"%插博

J=2%0.1750.1750.0960.110

A_憂h°564.21044334.0383

‘一fy

選配鋼筋

實(shí)際配筋5塵123金223至124至12

4=5654=1140A=339A=452

計(jì)算結(jié)果表明J均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的條件。

A,/(劭)=339/(200x400)=0.42%>2mto=(0.2%,451/力)皿、=451/力=45x1.43/300=0.22%

,滿足最小配筋率的要求。

斜截面受剪承載力計(jì)算。

計(jì)算內(nèi)容包括：截面尺寸復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配筋率驗(yàn)算。

(1)驗(yàn)算截面尺寸

hK=h0-hf=365—80=265m優(yōu),4，/b=265/200=1.2<4,截面尺寸按下式驗(yàn)算:

0.25月/劭0=0.25x1.0x14.3x250x365=362.20W〉［=74.8IkN

截面尺寸滿足要求。

(2)計(jì)算所需腹筋

8

采用。6雙箍，計(jì)算支座B左側(cè)截面，VBI=72.89^o由斜截面受剪承載力計(jì)算公式確

定箍筋間距s:

1.0x270x100.48x365

=5725.70機(jī)m

74810-0.7x1.43x200x365

調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%o先調(diào)幅整箍筋間距,

5=0.8x5725.7=4580.56/nm,大于箍筋最大間距200mm,最后取s=200mm。

(3)驗(yàn)算最小配箍率

3

彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為0.3工/fyv=0.3x1.43/270=1.58x10,實(shí)際配箍率

3

psv=4/(加)=100.487(200x250)=2.50xl0-,滿足最小配箍率的要求。

次梁的裂縫寬度驗(yàn)算

次梁的折算永久荷載gk=6.808+14.23/4=10.31kN/m；折算可變荷載

3

%=14.23x—=10.67左N/叫變形鋼筋的相對(duì)粘度特征系數(shù)v=1.0,混凝土的保護(hù)層厚度

4

c=25mmo

荷載標(biāo)準(zhǔn)值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)a5=1.9,裂縫寬度的計(jì)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(yàn)算

截面1B2C3

Mk41.00-51.5524.54-41.4828.65

2

As/mm565565339402339

cy=M/0.87&&(N/mm2)

sqk245.32308.45227.96324.94266.14

AA

Pte=Jte0.01410.01410.01000.01010.0100

S=1.1—0.65/*/go%0.7220.7990.6290.7020.609

eq=d1v(mm)1212121212

Zcr=^(1.9cs+0.08^)(mm)

115.59115.59143.5142.54143.5

Pte

?max0.2080.2640.1950.2760.221

由荷載標(biāo)準(zhǔn)組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：

Mk=(0.078x10.37+0.1xl0.67)x4.67寧kN/m=41.00kN/m

MBk=-(0.105x10.37+0.119x10.67)x4.675?kN/m=-51.55kN/m

M2k=(0.033x10.37+0.079x10.67)x4550?kN/m=24.544N/m

2

Mck=-(0.079x10.37+0.111x10.67)x4.550kN/m=—41.484N/m

M3k=(0.046x10.37+0.085x10.67)x4.550?kN/m=28.65kN/m

次梁的撓度驗(yàn)算

9

按等剛度跨度連續(xù)梁計(jì)算邊跨跨中撓度。短期剛度:

B=______*______2.0X105X565X3652

Nmm2=1.145x1()13Nmm2

-3

‘口5…2+反1___八c6x7.l4x8.3xl0

l.l5xn0.772+0.2+-----------------------

1+3.5x1.675

其中，夕==565/(200x365)=8.3x10-3；

54

?￡/E=2.0xl0x2.8xl0=7.14；

("-b)h'_(1600-200)x80_

f-

———1.OH/o

b%200x365

長期剛度:

Mk

41.00132

B=B=x1.145xlO=9.267xIO】？Nmm

s35.12(2-1)+41.00

其中，=(0.078x9.654+0.1x8.538)x4.6752=35.12^m

11

gk=gk+—(匕％)=6.808+—x0.8x14.23=9654kN/m

,33

qk=—^qQk=ax0.8x14.23=8.538kN/m

撓度系數(shù)與板相同，撓度：

0.644義KT?gj'?0.973xio-2

BB

0.644xlO2x6.808x467540.973xl0-2x14.23x46754

+=9.737mm<-----=23.375mm

9.267xlO129.267xlO12200

3.繪制次梁施工圖

2-23-3

四、主梁計(jì)算

主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。

1.荷載

為簡化計(jì)算，將主梁自重及梁側(cè)抹灰重量等效為集中荷載。

10

荷載設(shè)計(jì)值：

由次梁傳來8.17x4.8=39.22AN

主梁自重1.2X0.25X(0.65-0.08)x1.9x17x2=8.13左N

梁側(cè)抹灰1.2x0.015x(0.65-0.08)x1.9x17x2=0.67HV

G=48.02HV

活荷載設(shè)計(jì)值：

由次梁傳來Q=18.5x4.8=88.8HV

G+Q=136.82kN

2.計(jì)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

350mmx350mm；墻、柱為主梁的較支座，主梁連續(xù)梁計(jì)算。

035

邊跨/=5.7-0.12—--=5.405m

"2

L=1.025/+-=1.025x5.405+經(jīng)=5.715m

°“22

0.370.35urru

o=/+-+-=5.405+--------1--------=

"2222

.,.取最小值l°=5.715m

中間跨：in=5.7-0.35=5.35m

l0=ln+b=5.35+0.35=5.7m

跨度差(5.715-5.7)/5.7=0.26%<10%,則可以按等跨連續(xù)梁計(jì)算。

11

主梁的計(jì)算簡圖見圖

3.內(nèi)力計(jì)算及包絡(luò)圖

內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下式

計(jì)算：

M=+k2Ql

V=kfi+k2Q

不同截面下的彎矩及剪力的計(jì)算見表3,表4

表3主梁彎矩計(jì)算

項(xiàng)kkkkkk

次荷載簡圖祈瓦氤項(xiàng)標(biāo)

GGGGGG0.2440.155-0.2670.0670.067-0.267

①2k1XX3A

ABCD66.9642.54-73.2718.3818.38-73.27

-0.133

QQQQ0.2890.244-0.133-0.133-0.133

②1JC2X3JC-67.31

ABCD146.67123.83-67.41-67.31-67.41

0.200

QQ-0.044-0.089-0.1330.200-0.133

③A1i2I.31101.23

ABCD-22.32-45.17-67.41101.23-67.41

—0.311

QiQIQftQ0.2290.1260.0960.170-0.089

④2k11213x-157.64

ABCD116.2263.9448.5986.05-45.11

-0.089/-0.311

QQQQ-0.0590.170.096

r-t---:------ri---1-K?----------ri--->--*---n?—-0.089

⑤1

△23工—13.U6-157.64

ABCD-29.94-45.1186.0548.59

基

①+②213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68

本

①+③44.64-2.63-140.68119.61119.61-140.68

不

①④183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38

利+

內(nèi)

力①+⑤51.912.6-118.38104.4366.97-230.91

主梁剪力值方-算

kkk

序號(hào)計(jì)算簡圖百心

GGGGGG0.733-1.2671.000

①itti

1G2

A1b1x35.20-60.8448.02

QQQQ0.866—1.1340

②，、:t,、

1a2

A1iI76.90-100.700

QQQQ0.689-1.3H1.222

③

1Q

A1ybII61.18-116.42108.51

QQQQ—0.089—0.0890.788

④，、士i,、ii

△1。上2b11-7.90-7.9069.97

最不①+②112.1-161.5448.02

12

利內(nèi)①+③96.38-177.26156.53

力①+④27.3-68.74117.99

230,^1

主梁正截面受彎承載力計(jì)算

跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度為:

b—L=5700=1900mm<b+s=4800mm

f3°3n

b+12。/=250+12x8=1210mm

取。/=1210mm,取%=500-60=440mm。

判別T形截面類型：

,,h80

a必也(%”f)=1.0x14.3x1210x80x(440-y)

=553.69kNm>21267kNm

故屬于第一類T形截面。

Mb="max—%g=-230.91+(88.8+48.02)x手

=-203.55ANm

主梁正截面承載力的計(jì)算

截面1B2

彎矩設(shè)計(jì)值（kNm）213.63-203.55119.61-48.93

2

as=M!a{fcbhl(mm)0.0640.2940.0320.063

13

Ys+2%)0.96690.82000.98370.9674

4M

A=1673.81880.5871.6362.6

選配鋼筋6蟲206金2030202金20

實(shí)配鋼筋面積(mm?)18841884942628

主梁斜截面受剪承載力的計(jì)算

(1)驗(yàn)算截面尺寸

h.,=h0-hf=440-80=360mm,￡/b=360/300=1.2<4,截面尺寸按下式驗(yàn)算：

0.25月/防。=025x1.0x14.3x250x440=437.93左N〉％ax=177.26kN

截面尺寸滿足要求。

(2)計(jì)算所需腹筋

采用。6@150雙箍

幾=0JftbhQ+1.04,3ho=0.7x1.43x250x440+1.0x270x440x100.48/150=l89.69kN

匕=112.1枚<%,匕,=177.26kN(幾,％=156.33kN<%,可知B截面上的剪力與匕

剛好，現(xiàn)配兩根彎起，2020,面積為628相機(jī)2。

驗(yàn)算最小配箍率

3

psv=Asv/(加)=100.48/(250x200)=2.00xl0->

3

0.24/；/fyv=0.24x1.43/270=1.27xlO,滿足要求。

主梁裂縫寬度驗(yàn)算

受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)=1.9,變形鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)1/=1.0,C30混凝土

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值￡*=2.01N/〃7〃2；保護(hù)層厚度c=25mm?主梁各截面的裂縫寬度驗(yàn)算過程

見表