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《钢筋混凝土结构课程设计》

                                         

                                        

                                        

题    目：建达厂房单向板设计

学习中心：    葫芦岛奥鹏                    

专    业：     土木工程                     

年    级：  20## 年   秋   季

学    号：  121067403112                    

学    生：   韩彬彬                  

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。

设计的内容：生产车间的四周外墙全为240的承重砖墙，

主梁端墙处：370mm×370mm壁柱；设置钢筋混凝土柱，截面尺寸400mm×400mm。

楼盖自重：钢筋混凝土容重；

楼面活荷载，单位是0.5；

楼面面层：水磨石地面；

板底粉刷：。

混凝土：C20、C25或C30；

钢筋：次梁及主梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB300或HRB335级钢筋。

图1-1  建筑平面图

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。

2.1.1恒荷载标准值

板的永久荷载标准值

80mm现浇钢筋混凝土板               0.08×25=2kN/

10mm厚大理石地面                   0.01×28=0.28kN/

20mm板底混合砂浆抹灰               0.02×17=0.34kN/

合计                                         2.62kN/

板的可变标准荷载值                           3.5kN/

永久荷载分项系数取1.2或者1.35，因楼面可变荷载标准值为3.5kN/，所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的荷载总计算值

①q=+=1.35×2.62+0.7×1.4×3.5=6.967kN/

②q=+=1.2×2.62+1.4×3.5=8.044kN/

由于②>①，所以取②q=8.044kN/，近似取q=8kN/

图2-1  板的计算简图

2.1.2内力计算及配筋：

在表2-1可查得，板的弯矩系数αm分别为：边跨中为1/11;

离端第二支座为-1/11;中跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有

M1=－MB=1/11（g+q）l0 2=1/11×8.04×2.022=2.982KN·m

M2=M3=1/16（g+q）l0 2=1/16×8.04×2.002=2.01 KN·m

Mc=－1/14（g+q）l0 2=－1/14×8.04×2.002=－2.297KN·m

取1m宽板带作为计算单元，b=1000mm，混凝土C30,板的最小保护层厚度为C=15mm，板厚h=80mm，h0=80-20=60mm；α1=1.0,fc=14.3KN/mm2；HPB235，fy=210N/mm2。

板的配筋计算过程如表2-1所示

表2-1    板的配筋计算表

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。

按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。

永久荷载设计值

板传来永久荷载                                 3.144×2=6.288kN/m

次梁粉刷                    0.02×（0.45-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m

次梁自重                       0.2×（0.45-0.08）×25×1.2=2.22kN/m

合计                                                  g=8.788kN/m

可变荷载设计值                                    q=4.9×2=9.8kN/m

荷载总设计值                                      g+q=18.588KN/m

计算简图

次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×600mm。计算跨度：

中间跨==6000-300=5700mm

跨度差 （5850-5700）/5700=2.6% 小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示。

                      图2-7  次梁计算简图

次梁内力计算

由表11-1可查得，板的弯矩系数αmb分别为：边跨中为1/14;第一内支座为-1/11;中间跨中为1/16;中间支座为-1/14,则有

1）截面承载力计算：

次梁跨中按T型截面计算，其翼缘宽度取下面两者中较小者：

bf＇=l/3=5100/3=1700mm

bf＇=b+sn=200+2000=2200mm,故取bf＇=1700mm。

判断各跨内截面属于哪一类型T型截面：取h0=400-35=365mm，则有：

α1fc bf＇hf＇（h0- hf＇/2）=1.0×14.3×1700×80×（365-40）=

632.7 KN·m> M1> M2，均属第一类T型截面。

支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。

取

混凝土为C30, α1=1.0,fc=14.3KN/mm2；纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2。

次梁正截面承载力计算过程如表2-8所示。

表2-8   次梁正截面承载力计算表

次梁斜截面承载力

混凝土C30, ft=1.43N/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210 N/mm2；

hw= h0- hf＇=340-80=260，因hw /b=260/200=1.3<4,属于厚腹梁。

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。

2.3.1荷载设计值

（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）

次梁传来的荷载：  9.149×6.3=57.64kN

主梁自重（含粉刷）：[（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0]×1.2=10.958kN

活荷载设计值：     Q=26×100.86.3=163.8 kN

恒荷载设计值：     G=57.64+10.958=68.6kN

2.3.2计算简图

主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:

边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6000-200-120)+400/2+400/2=6080mm

Lo1=1.025ln+b/2=(600-200-120)+200=6022mm

故lo1取6022mm

中跨 lo2=6000mm

计算简图如图所示。

图2-2  主梁计算简图

2.3.3内力设计值计算

1)弯矩设计值：

其中，可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。

2）剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。

表2-3  主梁弯矩计算

由此可作出下列几种情况下的内力图：①+②；  ①+③；  ①+④

表2-4  主梁剪力计算

3）截面承载力计算

主梁跨中截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取三者最小值

按梁跨考虑：          ==5.5/3=1.833M

按净距考虑          =b+=0.4+6.2=6.7m

按翼缘高度考虑     =650-60=590

                       ==0.169>0.1，则翼缘不受限制

故应取=2.30m

考虑弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中=-60=650-60=590mm；

判断各跨中截面属于哪一类T形截面,

=1.0×2300×100×11.9×(590-100/2)

=1333.3>92.97 KN·m

故属于第一类T形截面

支座处按矩形截面考虑，由于弯矩值较大，故应按双排受力钢筋设置，则跨中=-90=650-90=560mm；

主梁的正截面承载力及配筋计算见表，斜截面承载力及配筋计算见表；

表2-5  主梁正截面承载力计算

注： 1最小配筋率=(45 , 0.2% = 0.2%

     2 HRB335 钢筋，=0.55,

表2-6  主梁斜面承载力计算

注：=0.106%,由计算出S=205.1mm，所以取S205mm，而由构造要求知箍筋的最大间距为250，故可取S=200mm

3  心得体会

 

第二篇：水工钢筋混凝土结构课程设计(简支梁)

一、基本资料

某水电站副厂房（3级建筑物），砖墙上支承简支梁，该梁处于二类环境条件。其跨长、截面尺寸如图1所示。承受的荷载为：均布恒载gk=20kN/m，均布荷载qk=15kN/m（荷载分项系数取1.15），集中恒载Gk=28.6kN。采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335级钢筋，箍筋为HPB235级钢筋，试设计此梁并绘制配筋图。

查表及已知得设计所需数据：

（一）、荷载分项系数

1.永久荷载对结构有利；永久荷载对结构不有利

2.荷载分项系数： 均布 、结构系数

（二）、材料强度设计值

1.混凝土强度等级为C25 ：

2.钢筋级别为：纵向受力钢筋HRB335、；箍筋及其他纵向构造钢筋HPB235 、。

3.混凝土保护层厚度（环境类别二类环境）；最小配筋率。

（三）、计算简图

图1：计算间图

    （四）：设计要求

 1.根据已知条件查材料强度，计算参数的选取。

2.内力计算（最大弯矩、剪力最大值）

3.截面尺寸校核（a取50mm）。

4.梁的计算简图及内力图

5.计算纵向受弯钢筋用量及选配钢筋（I级钢筋最小配筋率rmin=0.2%）。计算是否需要配置腹筋，如果需要按照计算确定腹筋用量及选配钢筋。

6.钢筋的布置计算（钢筋的布置设计要利用抵抗弯矩图进行图解）

7.结构施工图绘制（配筋图及钢筋表）

二、基本尺寸

如图1：B=250mm   H=550mm   L0=Ln+a   L0=5840   Ln=5600

又由L0=1.05Ln=1.05*5600=5880

跨度取最小值L0=5840

三、荷载计算

均布恒载gk=20kN/m，均布荷载qk=15kN/m,，集中恒载Gk=28.6kN

集中力：Gk=28.6kN

均布荷载：

1、支座反力计算

该结构为对称结；根据材料力学理论得知，对称结构在对称荷载作用下，其支座反力为:

2、设计值计算

由材料力学理论得知，对称机构在对称荷载作用下采用叠加法得

结构跨中控制截面弯矩设计值为：

式中——集中力至支座边缘的距离。

3、支座边缘截面的最大剪力设计值计算

式中——支座的支承长度。

4、Gk集中力处的剪力设计值计算

式中——集中力至支座边缘的距离。

5、梁内力汇总表

6、结构受力图：

图2：结构受力图

四、截面几何尺寸复核

因弯矩设计值适中，设钢筋排一排；由于属于二类环境，故设；

则截面有效高度；因是矩形截面；

则；

由；说明截面几何尺寸符合要求。

五、承载力极限状态计算

（一）、正截面承载力计算：根据弯矩包络图结构跨中截面为控制截面

纵向受力钢筋计算表

   （二）、斜截面承载力计算：

首先截面满足要求

1.验算腹筋是否需要按计算设置，应按下列公式计算：

说明需要进行斜截面承载力计算，应确定腹筋计算。

2.梁内的腹筋按计算设置，按下表计算：

方案一：仅考虑箍筋抗剪，并沿梁全长配同一规格箍筋：。

初选双肢箍筋，选用，及；双肢截面，Smax=250mm

由

得V_cs=V_C + V_SV=109.38+66.02=175.4KN > =159.48KN

箍筋最小配筋率复核

方案二：既考虑箍筋抗剪有考虑弯起钢筋抗剪。

腹筋计算表

根据构造要求选择架立钢筋为214；

4、跨中配筋图：

图3：截面配筋图

六、抵抗弯矩图（材料图）

图4：材料图

七、结构施工图

图5：配筋图

图6：钢筋表

八、说明

   1、混凝土的强度等级为C25

   2、混凝土保护层厚度为35mm

   3、纵向受力钢筋级别为HRB335，箍筋及其他纵向构造钢筋级别为HPB235.