大工16鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)離線作業(yè)答案

大臣及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：__________________

專(zhuān)業(yè)：__________________

年級(jí)：__________________

學(xué)號(hào)：__________________

學(xué)生：__________________

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(guò)梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重25kN/m)水泥砂漿容

重20kN/n?,石灰砂漿容重17kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)％=1.2?？勺兒奢d，樓面均分布荷載為

7.5kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)%=L3。

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

鋼筋主梁、次梁采用I1RB335級(jí)(/v=300kN/m2)鋼筋，其它均用HPB300級(jí)

@??

01樓蓋翻平面

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。

1

o

o

a

f

、

Mo

Eo

Tq/

f

Ik

n

，?

rr

o

o

a

f

、

30

0

3/

LO

fk

0

0

A

I

:、

0

0

fE

嘉

f

0

0

A

I

黑7

」

248004800_______,800/4800g1

)?

根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h=SQmm>—==47.5mm

4040

次梁截面高度應(yīng)滿足/?=—□—=史史□史羽=266□400mm

18121812

取h=400mm,截面寬度取為b=200mm。

主梁的截面高度應(yīng)滿足〃=’口1-=衛(wèi)四□三國(guó)=380~570mm

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0.02〃?x20kN/m3=0.4ZN/iv2

2

80mm鋼筋混凝土板0.08〃zx25AN/m3=2.0kN/m2

15mm厚石灰砂漿抹灰0.015mx17AN/加=0.255AN/

2

gk=2.655kN/m

2

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=1.5kN/m

橫荷載設(shè)計(jì)值g=1.2x2.655=3.186雨/機(jī)2

活荷載設(shè)計(jì)值q=\3x15=9.75kNIm1

合計(jì)g+q=12936kNInf

2、內(nèi)力計(jì)算

次梁的截面200加加x400〃""，板在墻上的支撐長(zhǎng)度為120〃”7?,則板的計(jì)算跨度為:

邊跨/=/+〃=1.9—0.12—絲+%=1.72加

°"222

,a,八八，八0.20.12,_

4—=1.9—0.12-----1-----=1.74/A7?

‘222

/.l0=1.12m

中間跨〃=1.9-0.2=1.7機(jī)

跨度差(1.72-1.7)/1.7=1.2%<10%說(shuō)明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。取1m寬板作為計(jì)算單

元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1所示。

,0+4=12.9郅樹(shù)//

>1720>1700J1700>17。。>

連續(xù)板各截面的彎矩計(jì)算見(jiàn)表1.

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)111

-

a”,TT1614

計(jì)算跨度％/0=1.72/?/1。=1.72m/0=1.7m1。=1.7m

M=a,"(g+g)/；3.48-3.482.34-2.67

3

截面承載力計(jì)算

2

b=1OOQmm,h=80mm人=80-20=60mm?C30混凝土,fc=l4.3N/mm?HPB300

2

鋼筋，/v=270kN/m,連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見(jiàn)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)板孑?(2-5軸線間)

離端

第

二

離端

支

跨

邊跨第二離端第二跨

價(jià)

截面位置心中間離端第二

跨內(nèi)支座邊跨跨內(nèi)跨內(nèi)、中間中間支座

中

間支座支座

跨跨內(nèi)

跨

跨

內(nèi)

為

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

,岷0.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041

J=1-Jl_2a、

0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042

Arafb&h。

S

fy219219146172219219118134

06/806/8。6@。6@。6/8@1。6/8@1

選配鋼筋。6@20006@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)均小于0.35,滿足彎矩調(diào)幅的要求；

=(0.2%,45//4)^=457；//；=45x1.43/270x100%=0.238%

所以，Amin=-0.238%x1000x80=190.4;?m2

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

%=。祖/；+%涯

式中g(shù)k一折算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，g*=+//2=2.655+7.5/2=6.405ZN/m

為一折算可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，qk=%/2=7.5/2=3.75AN/〃？

%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；

4一五跨連續(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。

山荷載標(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/〃?=2.32kN/m

2

MBk=-(0.105x6.405+0.119x3)xl.720^Im=-3.05kN/m

M2k=(0.033x6.405+0.079x3)x1.7?雨/加=1.30ZN/m

4

MCk=-(0.079x6.405+0.111x3)x1.7?kN/m=一2.42&N/m

M3k=(0.046x6.405+0.085x3)x1.7?雨/m=1.59ZN/加

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

強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值于根=2.0W/mm2；保護(hù)層厚度c=15mm<20mm,取c=20mm,計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表2,

裂縫寬度均小于一類(lèi)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

2

As/mm228228149149149

%=MJ0.87%A,(N/mm2)

202.9266.8170.6317.5208.6

4=A/'0.010.010.010.010.01

▼=1.1-065九/PQsq0.4560.6100.3340.6890.474

d”=d：V(mm)11.4311.438.578.578.57

「=伙1.9q+0.08%)(mm)

129.44129.44106.56106.56106.56

Pte

%=%以,%/紇（血血）0.1080.1910.0550.2100.095

注：％<0.01,取=0.01。

板的撓度驗(yàn)算

截面的短期剛度由下式確定:

E，A及

B.=

…2+七

式中，%=￡,/月.=210x103/3x1（）4=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

0.4560.6100.3340.6890.474

p=Aslbhn0.00370.00370.00240.00240.0024

BJ10''NUmm1.8821.5671.6121.0101.305

由表2可見(jiàn)，為與與很接近，滿足0.5片<練<2耳.按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可取整跨剛

度與為計(jì)算撓度，這樣的簡(jiǎn)化使撓度計(jì)算大為方便。

長(zhǎng)期剛度按下式確定

2.32

X1.882X10"=8.64xlOlo^Dn/n

\（廣；3'=2.725(2-1)+2.32

其中，A/0=(0.078g?+0.1%)/；=(0.078x7.965+0.1x3)x1.722=2.725MDn

5

11

gk=&+5(匕％)=2.655+—(0.8x7.5)=7965攵N/m

11

%縱=5x0.8x7.5=3AN/m

第跨撓度最大，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，可變荷載縱在

三、次梁計(jì)算

次梁按考慮塑性?xún)?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(lái)1.9機(jī)x3.186kN/m3=6.05女N/m2

次梁自重1.2x0.2/?zx(0.4m-0.08/77)x25kN/m3=\.92kN/m2

梁側(cè)抹灰1.2x0.015機(jī)x(0.4機(jī)-0.08〃?)x17AN/m3x2=0.20AN/m2

g=8.17kN/m2

活荷載設(shè)計(jì)值

由板傳來(lái)q=1.9/?x9.75^//=18.5AN/m2

6

合計(jì)-g+q=26.67kN/nv

2.內(nèi)力計(jì)算

計(jì)算跨度

025

/=4.8/77-0.12m-------m=4.555777

邊跨2

a“0.24，

f+—=4.555/7?H?——m=4.67577/

1.025/〃=4.669m>4.675根的Zo.

中間跨‘°='"=48機(jī)一O.25//7=4.55m

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

如圖2所示。

A|CCB

1467344：/4T。Jz435jz467

連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計(jì)算分別見(jiàn)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)1111

-

n7T16L4

計(jì)算跨度/。/0=4.675〃?/0=4.675//Z/0=4.55//Z/0=4.55m

M=?.(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=4.6754=4.675%=4.55%=4.55

v=%(g+<7后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

11

b=-/=-x4800=1600mm,又+=200+1700=1900加加,故取a=1600mm

ff33"/

一類(lèi)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為=365mm。

判別T型截面類(lèi)型：

..h80

aJ力/%-羊f）=l.Ox14.3x1517x80x（365-耳）=564.02ZNDn>53.00利加

各跨跨中均屬于第一類(lèi)T型截面。

次梁的正截面承載力過(guò)程見(jiàn)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（如V加）53.0053.0034.51-39.44

M0.1600.1600.0910.104

%=嫄

1=1--240.1750.1750.0960.110

A_婚。564.21044334.0383

,一f>

選配鋼筋

實(shí)際配筋5123cA223蟲(chóng)12住12

=5654=1140A=339A=452

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

A,/（加）=339/（200x400）=0.42%>pmi?=（0.2%,45///v）max=45//fy=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

hw=4-4=365-80=265mm,兒/。=265/200=1.2<4,截面尺寸按下式驗(yàn)算:

0.25力必%=0.25x1.0x14.3x250x365=362.20ZN>嗑*=7481kN

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，%,=72.89AN。由斜截面受剪承載力計(jì)算公式確

定箍筋間距s:

L0<1AA1.0x270x100.48x365

o———1//1/1I177777

一%一07力-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%?先調(diào)幅整箍筋間距，

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

(3)驗(yàn)算最小配箍率

彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為0.3///.=0.3x1.43/270=1.58x10-3,實(shí)際配箍率

內(nèi),=4/(加)=100.48/(200x250)=2.50x1OH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=6.808+14.23/4=10.37^///?；折算可變荷載

3

^.=14.23x-=10.67^/mo變形鋼筋的相對(duì)粘度特征系數(shù)》=1.0,混凝土的保護(hù)層厚度

4

c=25mm。

荷載標(biāo)準(zhǔn)值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)4,=1.9,裂縫寬度的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表2,各截面的裂縫

寬度均滿足要求。

表2次梁的J裂縫寬度驗(yàn)算

截面1B2C3

Mk41.00-51.5524.54-41.4828.65

A/mm2565565339402339

0叩=MJ0.87&A、(N/mm2)

245.32308.45227.96324.94266.14

4=440.01410.01410.01000.01010.0100

「=1.1-0.65//0.7220.7990.6290.7020.609

deq=d!v(mm)1212121212

/“=￡(1.9c,+0.08與(mm)

115.59115.59143.5142.54143.5

Pte

?max=a,"(ag/E,(mm)0.2080.2640.1950.2760.221

由荷載標(biāo)準(zhǔn)組合產(chǎn)生的跨中和支R國(guó)彎矩:

Mk=(0.078X10.37+0.1X10.67)x4.675?kN3n=41G2kN/m

2

MBk=-(0.105x10.37+0.119x10.67)x4.675kN/m=-5\55kN/m

2

M2k=(0.033x10.37+0.079x10.67)x4.550kN1m=24.54ZN/m

2

MCk=-(0.079X10.37+0.111X10.67)x4.550iWV/m=-41ASkN/m

M*=(0.046x10.37+0.085x10.67)x4.5502kNIm=28.65ZN/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:

2.0X105X565X3652

NDw"=].i45x10"NDM/

'?'+0.2+普專(zhuān)6x7.14x8.3xl03

1.15x0.772+0.2+

1+3.5x1.675

其中，/?=A,/b%=565/(200x365)=8.3x10-3；

54

a￡=Es/Ec=2.OxlOx2.8xlO=7.14；

(乙一明(1600-200)x80

1.647。

200x365

長(zhǎng)期剛度:

41.0013

B二aB、=X1.145X10=9.267XMMW

此(6-1)+”35.12(2-1)+41.00

2

其中，Mk/=(0.078x9.654+0.1x8.538)x4.675=35.12Mn

11

gk=??(+)(-<//)=6.808+—x0.8x14.23=9.654攵N/m

33

qk=1匕/=-x0.8xl4.23=8.538Z:/V/m

撓度系數(shù)與板相同，撓度：

0.644x10%/?o.973xio“4

BB

0.644X10-2X6.808X4675：40.973X10-2X14.23X46754

-4-=9.737mm<——=23.375〃〃%

9.267X10129.267xlO12200

3.繪制次梁施工圖

??

2$10

5如一

1-1

四、主梁計(jì)算

主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。

1.荷載

為簡(jiǎn)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(lái)8.17X4.8=39.22^

主梁自重1.2X0.25X(0.65-0.08)X1.9X17X2=8.13攵N

梁側(cè)抹灰1.2X0.015X(0.65-0.08)X1.9X17X2=0.67&N

G=48.02ZN

活荷載設(shè)計(jì)值：

由次梁傳來(lái)Q=18.5X4.8=88.8kN

G+Q=136.82AN

2.計(jì)算簡(jiǎn)圖

主梁端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)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。

計(jì)算跨度：

035

邊跨=5.7-0.12--—=5.405〃?

"2

L=1.025/,+-=1.025x5.405+—=5.715機(jī)

0"22

,,ab-0.370.35二

h=T------1—=5.405+-----1-----=5.765m

o〃2222

.?.取最小值/0=5.715/7?

中間跨:ln=5.7-035=535m

l0=/〃+/?=5.35+0.35=5.7加

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(jiǎn)圖見(jiàn)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—+k-,Ql

V=k}G+k2Q

不同截面下的彎矩及剪力的計(jì)算見(jiàn)表3,表4

表3主梁彎矩計(jì)算

項(xiàng)kkkkkk

次荷載簡(jiǎn)圖瓦而嬴慈

GGGGGG0.2440.0670.067-0.267

①.t:-?ft一0.155-0.267

A1X2X3上

ABCD66.9642.54-73.2718.3818.38-73.27

-0.133

②0.2890.244-0.133-0.133-0.133

今［434-67.31

146.67123.83-67.41-67.31-67.41

0.200

0Q-0.044-0.133

③_ii-0.0890.200-0.133

△1—434101.23

-22.32-45.17-67.41101.23-67.41

QQQQ-0.311

④0.2290.1260.0960.170-0.089

41434-157.64

116.2263.9448.5986.05-45.11

QQQQ-0.089/-0.311

iJL_i-0.059-0.0890.170.096

⑤-15.06-157.64

今1—上34-29.94-45.1186.0548.59

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

①+④183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38

利

內(nèi)

①+⑤

力51.912.6-118.38104.4366.97-230.91

主梁剪力值計(jì)算

kkk

序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖心心

GGGGGG0.733一1.2671.000

①△i。X1b上I

35.20-60.8448.02

QQQQ0.866-1.1340

②

△1。工2b工I76.90-100.700

QQQQ0.689-1.3111.222

③aLa上4bx1

61.18-116.42108.51

□QQQ-0.089-0.0890.788

④ijJ

叢1a12b上I-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

ilzi

①

①乙3"7三白

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：

bf=；，<)=§x5700=1900mm<b+sn=4800/72/??

8+12%/=250+12x8=121O〃2"?

取鳥(niǎo)?=1210mm,?。?500—60=440mmo

判別T形截面類(lèi)型：

..h80

。型也(％-yf)=1.0xl4.3xl210x80x(440-y)

=553.6%ND?>21261kNUn

故屬于第一類(lèi)T形截面。

Mb=一匕g=-230.91+(88.8+48.02)x等

=—203.55Whi

主梁正截面承載力的計(jì)算

截面1B2

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

2

as-Mla￡b星(mm)0.0640.2940.0320.063

13

X=3(1+J1—2區(qū))

0.96690.82000.98370.9674

“M

A=1673.81880.5871.6362.6

fyk

選配鋼筋6蟲(chóng)206903^202Mo

實(shí)配鋼筋面積（〃2”廣）18841884942628

主梁斜截面受剪承載力的計(jì)算

（1）驗(yàn)算截面尺寸

hw=%—hf=440-80=360mm,叫/b=360/300=1.2<4,截面尺寸按下式驗(yàn)算：

0.25力/協(xié)。=0.25x1.0x14.3x250x440=437.93kN>匕ax=177.26AN

截面尺寸滿足要求。

（2）計(jì)算所需腹筋

采用。6@150雙箍

A

Vcs=0.7+1.0f3%=o.7x1.43x250x440+1.0x270x440x100.48/150=l89.69塊

s

VA=H2AkN<VC5,VBI=177.26ZN<Vcs,VBr=156.33ZN<匕，可知B截面上的剪力與以

剛好，現(xiàn)配兩根彎起，2。20,面積為628加

驗(yàn)算最小配箍率

3

psv=4/（加）=100.48/（250x200）=2.00X10'>

-3

0.24ft/4,=0.24x1.43/270=1.27X10,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)名，=1.9,變形鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)u=1.0,C30混凝土

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值力=2.01N/〃〃”2；保護(hù)層厚度c=25mm。主梁各截面的裂縫寬度驗(yàn)算過(guò)程

見(jiàn)表2,各截血的裂縫寬度均滿足要求。

表中B支座邊緣彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：

MDBKk=DMK,IBlldkAmM-\JVKOkb/2=-182.4+108.32x0.35/2=-204.0IWDn

截面1B2

Mk178.6-204.0193.12-36.46

2

As/mm18841884942628

Jq