土木15矿业大学钢筋混凝土与砌体结构课程设计大纲指导书

中国矿业大学课程设计大纲、指导书课题名称钢筋混凝土与砌体结构课程设计站点连云港职大函授站专业班级土木15级指导教师马庆华、崔启兵二○一六年五月十日2一、课程设计在本专业人才培养和所属课程体系中的作用和地位：《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计是土木工程专业人才培养中重要的实践性教学环节之一，《钢筋混凝土与砌体结构》是土木工程专业重要的主干专业课。该课程的课程设计具有重要的实践意义，可以进一步深化学生对理论知识的学习和应用。对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。根据教学计划安排，《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计集中两周进行。要求学生对单向板肋形楼盖进行整体设计计算，包括单向板的设计计算、次梁的设计计算、主梁的设计计算、绘制楼盖的结构布置图、次梁与主梁的模板配筋图。要求图纸达到施工图设计阶段。二、本课程设计与理论课程的关系：本课程设计是《钢筋混凝土与砌体结构》课程教学的重要组成部分，是巩固和深化课堂所学知识的重要环节，对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。对实现理论与实践相结合具有重要意义。三、课程设计的教学目标和基本要求：1、目的：通过本课程的设计，进一步熟悉受弯构件梁和板的正截面或斜截面的设计、计算及构造要求，掌握单向板肋形楼盖计算方法及结构图的绘制；尤其是对教材中关于抵抗弯矩图这一难点的理解。2、要求：熟悉一般工业与民用建筑中肋形楼盖设计计算的方法和步骤；掌握塑性内力重分布理论和弹性理论的计算方法；掌握绘制结构施工图的步骤、方法和绘制技巧；巩固理论知识，发展空间思维。四、培养学生的实践动手能力和解决问题的能力:1、培养学生应用所学知识对整体式楼盖进行平面布置的能力；2、培养学生利用塑性内力生分布理论对单向板和次梁进行内力计算的能力；3、培养学生利用弹性理论对主梁进行内力计算的能力；4、培养学生利用所求内力对构件进行配筋计算的能力；5、培养学生解决实际工程中类似问题的能力。3五、课程设计的课题方向：某化工厂工业厂房楼盖，采用现浇混凝土结构，楼面标准使用活荷载为qk(qk数值按分组的情况确定，活荷载分项系数为1.3),楼面面层用15mm厚水泥砂浆找平，其上为20mm厚普通水磨石，楼层底面为15mm厚石灰砂浆粉刷，梁和板的混凝土等级按分组情况确定。钢筋为：板，热扎Ⅰ级；主次梁，主筋为Ⅱ级，箍筋为I级。楼盖四周支承在370mm厚的砖墙上（边梁宽可取370，高可按次梁取值）。，试确定板厚，主次梁截面尺寸及它们的配筋。六、各阶段设计内容及注意事项：（一）整体式肋形楼盖的结构平面布置及构件基本尺寸的确定：1、根据所学知识对该工程的整体式楼盖进行平面布置，主要确定主梁、次梁的布置位置，从而确定板的基本规格。注意要使所划分出的板为单向板（长边/短边大于2）；2、根据各构件的布置位置进一步确定各构件的基本截面尺寸；主要确定板的厚度、次梁的高和宽、主梁的高和宽；3、撰写设计说明部分：设计说明是本课程设计的一个组成部分。设计说明中应包括工程概况，设计依据，计算方法，设计方法、配筋注意事项以及其他需要补充说明的注意事项。4要求：各构件位置布置合理，主、次梁的方向和跨度满足基本要求和规范规定。（二）各构件的内力及配筋计算：1、根据所要求的不同的计算内力的方法，确定各构件的计算简图和计算跨度；（注意大于5跨的连续梁的计算跨数的选取）；2、利用塑性内力重分布理论对板进行内力计算：（1）弯矩计算公式：M=α（g+q）lo2；（2）剪力计算公式：V=β（g+q）ln；（3）根据计算的跨中和支座弯矩值对构件进行配筋计算；（4）注意板的计算单元的选取（沿长边取1米宽的板带作为计算单元）；（5）对于中间跨中和中间支座（第一内支座除外）其弯矩值因拱的效应可按80%计算；（6）在跨中和支座配筋时，要注意钢筋直径和间距的谐调；（7）可选用弯起式和分离式两种配筋形式，建议选用分离式。3、利用塑性内力重分布理论对次梁进行内力及配筋计算：（1）弯矩计算公式：M=α（g+q）lo2；（2）剪力计算公式：V=β（g+q）ln；（3）根据计算的跨中和支座弯矩值对构件进行纵筋配筋计算；（4）根据计算的支座剪力值对构件进行箍筋配筋计算；（5）纵筋计算时，跨中采用T形截面，支座采用矩形截面；（6）各纵筋的弯起和切断的位置可由构造图得出具体位置。4、利用弹性理论对主梁进行内力及配筋计算：（1）弯矩计算公式：M=K1Glo+K2Qlo；（2）剪力计算公式：V=K3G+K4Q；（3）利用活荷载的最不利布置求出各控制截面的最大内力（M、V）；作出内力包络图；（4）根据计算的跨中和支座弯矩值对构件进行纵筋配筋计算；（5）根据计算的支座剪力值对构件进行箍筋配筋计算；（6）纵筋计算时，跨中采用T形截面，支座采用矩形截面；（7）各纵筋的弯起和切断的位置可由构造图得出具体位置。（8）注意主梁的计算跨度与次梁计算跨度的计算方法是不同的；主梁计算时5的截面有效高度也有特殊的要求；5、汇总设计计算书；要求：（1）设计计算思路与过程清晰、明了；（2）各构件的内力计算方法一定要选取正确；（3）注意板的弯矩值的折减；（4）书写工整，计算步骤正确、清楚、详细。（三）各工程图的绘制：1、楼层结构平面布置及板的配筋图：（1）绘制出该单向板肋形楼盖的结构平面布置，并在此图上标注板的各种配筋；（2）用粗实线表示各种钢筋；中粗线表示各次要构件的轮廓；用细线表示尺寸线、尺寸界线、符号等；（3）图纸：3#图纸，比例：1：1002、次梁模板配筋图：（1）绘制出该单向板肋形楼盖的次梁的模板配筋图，并在此图上标注次梁的各种配筋；（2）作出次梁的至少三个断面的结构断面图和四个主梁的结构断面图；（3）用粗实线表示各种钢筋；中粗线表示各次要构件的轮廓；用细线表示尺寸线、尺寸界线、符号等；（4）图纸：3#图纸，比例：自定；3、主梁的配筋图：（1）绘制出该单向板肋形楼盖的主梁的模板配筋图，并在此图上标注主梁的各种配筋；（2）作出主梁的各截面的内力包络图，并和主梁的配筋图位置相对应；（3）用粗实线表示各种钢筋；中粗线表示各次要构件的轮廓；用细线表示尺寸线、尺寸界线、符号等；（4）图纸：3#图纸，比例：自定；（四）各工程图的描图：（五）撰写设计总结。要求总结两周设计的基本思路与过程，以及设计的收获与心得，6字数不得少于1200字。七、分组情况：43号以后从1号开始重复循环。八、课程设计的写作要求及格式：1、本次课程设计的计算书要求用16K幅面的信纸书写，用蓝黑色钢笔或圆珠笔书写，作图用铅笔；2、格式：（1）封面；（2）目录；（3）设计说明；（4）计算书；（5）设计总结（单列上交）。九、成绩评定标准：考核成绩分为：优秀、良好、中等、及络、不及络。1、优秀：（1）计算正确完整、计算过程清晰、详细、明了；（2）图纸设计正确无误，图面清洁、有条理；（3）课程设计期间按要求出勤。2、良好：（1）计算正确完整、计算过程清晰、详细；（2）图纸设计正确无误，图面清洁；（3）课程设计期间按要求出勤。3、中等：7（1）计算过程较详细、清楚；（2）图纸设计基本正确无误，图面较清洁；（3）课程设计期间基本按要求出勤。4、及格：（1）计算过程较简单、较清楚；（2）图纸设计有部分错误，图面布置不合理；（3）课程设计期间有迟到、早退现象。5、不及格：（1）不能按时完成图纸的基本要求；（2）不能独立进行设计计算；（3）课程设计期间经常迟到、早退，并有旷课现象。十、参考资料目录：1、《混凝土结构》（上）沈蒲生主编中国建筑工业出版社2、《混凝土结构》（下）沈蒲生主编中国建筑工业出版社3、《建筑结构设计手册》中国建筑工业出版社8整体式单向板肋形楼盖设计（供学员参考）一、工程概况该工程为某化工业厂房的楼盖设计，楼面标准使用活荷载qk=5kN/m2，楼面面层15mm厚水泥砂浆找平，其上为20mm厚普通水磨石。楼盖四周支承在370mm厚的砖墙上，确定板厚、主梁截面尺寸及它们的配筋。二、设计资料（1）某化工厂工业厂房，楼面使用活荷载5kN/m2（2）楼面面层为水磨石（基层15mm水泥砂浆，面层20mm，普通水磨石）自重为0.775kN/m2，梁板底用石灰砂浆抹灰15mm。（3）材料选用：1）砼：强度等级C20(2/6.9mmNfc，0.11，0.1c，2/10.1mmNft)。2）钢筋：板中采用HRB235级钢筋（2/210mmNfy），主次梁主筋采用HPB335级钢筋（2/300mmNfy），箍筋采用HRB235级钢筋（2/210mmNfy）（4）二楼楼面结构平面布置图如图1-1所示（楼梯在此平面外）。三、设计要求（1）板、次梁内力按塑性内力重分布计算；（2）主梁内力按弹性理论计算；（3）绘出二楼楼面结构平面布置及板、次梁和主梁的摸板及配筋施工图。四、设计计算书一、楼面梁格布置和构件截面尺寸确定主梁跨度为6.6米、次梁6米，主梁每跨跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2米。楼面的梁格布置见图1-1。估计梁、板截面尺寸：板按考虑塑性内力重分布设计。根据不验算饶度的刚度条件，板厚应不小于mml5540/220040/，此值小于工业房屋楼面最小厚度80mm的构造要求，考虑楼面较大，故取板厚mmh80；次梁截面高度h按12/~40/ll初估，取h=450mm，截面宽度b按2/~3/hh初估为b=200mm；主梁梁高h按8/~14/ll估算，取h=650mm，梁宽b按2/~3/hh估算，取b=250mm。二、板的设计（按塑性内力重分布计算）（一）荷载板自重2/4.22508.02.1mkN楼面自重2/92.077.02.1mkN顶花抹灰2/31.017015.02.1mkN9恒载2/63.331.092.04.2mkNg活载2/5.60.53.1mkNq总荷载2/13.10mkNqg79.163.3/5.6/gq（二）计算简图次梁截面200mm×450mm,板在墙上支承宽度120mm。中间跨：mlln22.02.20边跨：mhllcn02.22/08.0)2/2.012.02.2(2/0取1m宽板作为计算单元，计算简图如图1-2所示。（三）弯矩设计值计算边跨与中间跨的计算跨长相差%1%1002202.2，故可按等跨连续板计算内力，其结果见表1-3。板的弯矩计算表表1-3截面1B2X弯矩系数111-111116-11420)(lqgM)(mkN76.302.213.10111272.3]2/)02.22[(13.10111253.2213.10161289.2213.101412（四）正截面受弯承载力及配筋计算由于板厚80mm取板的截面有效高度mmh6020800，C20混凝土2/11mmNfcm,一级钢筋2/210mmNfy,板的配筋计算见表1-4。板的配筋计算表表1-4截面1B2X在平面图中的位置①-②⑤-⑥②-⑤①-②⑤-⑥②-⑤①-②⑤-⑥②-⑤①-②⑤-⑥②-⑤)(mkNM3.763.76-3.72-3.722.532.53-2.89-2.8920/bhfMcms0.0950.0950.0940.0940.0640.0640.0730.073s2110.09990.09990.09880.09880.06610.06610.07590.0759ycmsffbhA/0314314311311208166238191选用钢筋8@1608@1608@1608@1608/6@1906@1708@1606@150实配钢筋31431431431420717724618810上表中②～⑤轴线间板带的中间跨和中间支座，考虑板的内拱作用，故弯矩降低20﹪。板的配筋示意图见图1-6。边跨板带（①-②、⑤-⑥轴线）以及中间跨板带配筋平面详图1-6（a）、（b）。其中（a）为分离式配筋，（b）为弯起式配筋。