大工钢筋混凝土结构课程设计离线作业答案

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：xx厂房单向板设计学习中心：专业：年级：学号：学生：指导教师：11基本情况一、设计资料XX厂房。采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹灰。荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重253kN/m,水泥砂浆容重203kN/m，石灰砂浆容重173kN/m，分项系数1.2G。可变荷载，楼面均分布荷载为7.53kN/m，分项系数1.3K。材料选用：混凝土采用C30（cf=14.32N/mm，tf=1.432N/mm）钢筋主梁、次梁采用HRB335级（yf=3002kN/m）钢筋，其它均用HPB300级（yf=2703kN/m）钢筋。+二、楼盖的结构平面布置主梁沿房屋的横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是4.8m。梁每跨内布置两根次梁。其间距是1.9m。楼盖的布置如图1所示。2根据构造要求，板厚取19008047.54040lhmmmm次梁截面高度应满足4800480026640018121812llhmm取h=400mm，截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足57005700380~57015101510llhmm取截面高度h=500mm，截面宽度取为b=250mm。三、板的计算按塑性分析法计算内力。1、荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层320.0220/0.4/mkNmkNm380mm钢筋混凝土板320.0825/2.0/mkNmkNm15mm厚石灰砂浆抹灰320.01517/0.255/mkNmkNm22.655/kgkNm活荷载标准值27.5/kqkNm横荷载设计值21.22.6553.186/gkNm活荷载设计值21.37.59.75/qkNm合计212.936/gqkNm2、内力计算次梁的截面200400mmmm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度为：边跨00.20.081.90.121.72222nhllm0.20.121.90.121.74222nalm01.72lm中间跨01.90.21.7lm跨度差0000(1.721.7)/1.71.210说明可按等跨连续板计算内力。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图1所示。连续板各截面的弯矩计算见表1.表1连续板各截面弯矩计算截面1边跨跨内B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度0l01.72lm01.72lm01.7lm01.7lm20()mMgql3.48-3.482.342.67212.936/gqkNm4截面承载力计算01000,80,802060bmmhmmhmm。C30混凝土，cf=14.32N/mm。HPB300钢筋，yf=2702kN/m，连续板各截面的配筋计算见表2.表2连续板各截面配筋计算截面位置边区板带（1-2，5-6轴线间）中间区板带（2-5轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二支跨跨内、中间跨跨内中间支座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M（2kN/m）3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.82.34=1.870.8(-2.67)=-2.14210scMfbh0.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041112s0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.04210csyfbhAf219219146172219219118134选配钢筋6/8@1706/8@1706@1906@1606/8@1706/8@1706@2006@200实配钢筋面积228228149177228228141141支座截面的受压区高度系数均小于0.35，满足弯矩调幅的要求；minmax(0.2%,45/)45/451.43/270100%0.238%tytyffff所以，2,minmin0.238%100080190.4sAbhmm板的裂缝验算裂缝宽度验算属于正常使用极限状态，采用荷载的标准组合。按弹性方法计算截面弯矩，考虑可变荷载的最不利布置，有'2'200kgkqkMglql式中'kg—折算永久荷载标准值，'/22.6557.5/26.405/kkkggqkNm'kq—折算可变荷载标准值，'/27.5/23.75/kkqqkNmg—五跨连续板满布荷载下相应截面的弯矩系数，按有关表格查的；q—五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数，按有关表格查的。由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：2(0.0786.4050.13)1.720/2.32/kMkNmkNm2(0.1056.4050.1193)1.720/3.05/BkMkNmkNm22(0.0336.4050.0793)1.7/1.30/kMkNmkNm52(0.0796.4050.1113)1.7/2.42/CkMkNmkNm23(0.0466.4050.0853)1.7/1.59/kMkNmkNm受弯构件的受力特征系数1.9cr，光面钢筋的相对粘结特征系数0.7，C30混凝土抗拉强度标准值22.01/tkfNmm；保护层厚度c=15mm20mm,取c=20mm，计算过程见表2，裂缝宽度均小于一类环境规范规定值。板的裂缝宽度验算截面1B2C3kM2.32-3.051.30-2.421.592/sAmm22822814914914920/0.87(/)sqksMhANmm202.9266.8170.6317.5208.6/testeAA0.010.010.010.010.011.10.65/tktesqf0.4560.6100.3340.6890.474/eqdd(mm)11.4311.438.578.578.57(1.90.08)eqcrstedlc(mm)129.44129.44106.56106.56106.56max/crcrsqswlE(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注:0.01te,取=0.01te。板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：20'61.150.213.5sssEfEAhB式中，34/21010/3107EscEE，矩形截面'0f，各截面的短周期刚度如下表所示。截面1B2C32/sAmm2192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740/sAbh0.00370.00370.00240.00240.002411/10sBNmm1.8821.5671.6121.0101.305由表2可见，BB与1B很接近，满足0.51BBB21B,按《混凝土结构设计规范》可取整跨刚度1B为计算挠度，这样的简化使挠度计算大为方便。长期刚度按下式确定11102.321.882108.6410(1)2.725212.32ksqkMBBNmmMM其中，''2210(0.0780.1)(0.0787.9650.13)1.722.725qkkMgqlkNm6'11()2.655(0.87.5)7.965/22kkqkggqkNm'110.87.53/22kqkqqkNm第一跨挠度最大，对于等跨连续板可只验算该跨挠度。永久荷载kg满布，可变荷载kq在1，3，5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是20.64410和20.97310，于是挠度：24240.644100.97310kkglqlfBB242410100.644102.65517200.973107.51720=8.45mm8.68.64108.6410200lmm3、绘制板施工图板采用分离式配筋。三、次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。1.荷载恒荷载设计值由板传来321.93.186/6.05/mkNmkNm次梁自重321.20.2(0.40.08)25/1.92/mmmkNmkNm梁侧抹灰321.20.015(0.40.08)17/20.20/mmmkNmkNm28.17kN/mg活荷载设计值由板传来321.99.75/18.5/qmkNmkNm7合计226.67/gqkNm2.内力计算计算跨度边跨0.254.80.124.5552nlmmmm0.244.5554.67522nalmmm1.0254.6694.675nlmm取0l=4.675中间跨04.80.254.55nllmmm跨度差0000(4.6754.55)/4.552.710，说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2所示。连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表3表4.表3连续次梁弯矩计算截面1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度0l04.675lm04.675lm04.55lm04.55lm20()mMgql53.00-53.0034.5139.44表4连续次梁剪力计算截面A边支座B（左）离端第二支座B（右）离端第二支座C中间支座剪力计算系数v0.450.60.550.55226.67/gqkNm8净跨度nl0l=4.6750l=4.6750l=4.550l=4.552()vnVgql54.6774.8166.7466.74正截面承载力计算正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按T形截面计算，翼缘宽度取'11=4800=1600mm33fbl，又20017001900nbsmm，故取'1600fbmm一类环境，梁的混凝土保护层厚度要求为25mm，单排钢筋截面有效高度取0h=365mm。判别T型截面类型：'''1080()1.014.3151780(365)564.0253.0022fcffhfbhhkNmkNm各跨跨中均属于第一类T型截面。次梁的正截面承载力过程见表次梁正截面受弯承载力计算截面边跨跨中（1）离端第二支座（B）离端第二跨跨中（2）中间跨跨中（3）中间支座（C）弯矩设计值（kNm）53.0053.0034.51-39.44210scMfbh0.1600.1600.0910.104112s0.1750.1750.0960.110选配钢筋10csyfbhAf564.21044334.0383实际配筋512322312412sA=565sA=1140sA=339sA=452计算结果表明均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。minmaxA/()339/(200400)0.42%(0.2%,45/)45/451.43/3000.22%stytybhffff，满足最小配筋率的要求。斜截面受剪承载力计算。计算内容包括：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。（1）验算截面尺寸'036580265,/265/2001.24wfwhhhmmhb，截面尺寸按下式验算：0max0.250.251.014.3250365362.2074.81ccfbhkNVkN截面尺寸满足要求。9（2）计算所需腹筋采用6双箍，计算支座B左侧截面，72.89BlVkN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s:001.01.0270100.483655725.700.7748100.71.43200365yvs