大工14春《钢筋混凝土结构课程设计》离线作业答案及心得体会VIP

网络教育学院网络教育学院 钢筋混凝土结构课程设计 钢筋混凝土结构课程设计 题目 福鼎市星火高新园区小区住宅单向板设计 学习中心 福建福鼎学院奥鹏学习中心 专业 土木工程 年级 2012 学号 121174306631 学生 江羽林 指导教师 1 1基本情况 1 工程概况 福鼎市星火高新园区小区住宅 设计使用年限为 50 年 住宅小区采用砖混结 构 楼盖要求采用整体式单向板肋梁楼盖 墙厚 370mm 柱为钢筋混凝土柱 截 面尺寸为400400mmmm 2 设计资料 1 楼板平面尺寸为19 833mm 如下图所示 图 2 1楼板平面图 2 楼盖做法详图及荷载 图 2 2楼盖做法详图 楼面均布活荷载标准值为 7kN m 2 2 楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面 20kN m3 板底及梁用 20mm 厚混合砂浆天棚抹底 17kN m3 楼盖自重即为钢筋混凝土容重 25KN m3 恒载分项系数 1 2 活荷载分项系数为 1 3 因工业厂房楼盖楼面活荷载标 准值大于 4kN m 2 材料选用 混凝土 C25 钢筋 梁中受力纵筋采用 HRB335 级钢筋 板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB235 级 3 2单向板结构设计 2 1板的设计 2 1 12 1 1荷载荷载 板的永久荷载标准值 80mm 现浇钢筋混凝土板0 08 25 2 kN m 2 20mm 厚水泥砂浆抹面0 02 20 0 4 kN m 2 20mm 厚混合砂浆天棚抹底0 02 17 0 34 kN m 2 小计2 74 kN m 2 楼面均布活荷载标准值7 kN m 2 永久荷载分项系数取 1 2 因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于 4kN m 2 所 以活荷载分项系数取 1 3 于是板的荷载总计算值 q G k g Q k q 1 2 2 74 0 7 1 3 7 9 658kN m 2 q G k g Q k q 1 2 2 74 1 3 7 12 388kN m 2 由于 所以取 q 12 388kN m 2 近似取 q 12kN m2 2 1 22 1 2计算简图计算简图 次梁截面为 200mm 500mm 现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm 取板 在墙上的支承长度为 120mm 按塑性内力重分布设计 板的计算跨度 边跨 0 l n l h 2 2200 100 120 80 2 2020mm 1 025 n l 2030mm 取 0 l 2020mm 中间跨 0 l n l 2200 200 2000mm 因跨度相差小于 10 可按等跨连续板计算 取 1m 宽板带作为计算单元 计 算简图如图所示 图 2 5板计算简图 4 2 1 32 1 3内力计算内力计算 板厚 h 100mm 次梁 b h 220mm 450mm 计算跨度 边跨 L01 Ln h 2 3000 120 220 2 100 2 2820mm L01 Ln a 2 3000 220 2 120 120 2 2830mm 选其中较小者 L01 2820mm 中跨 L02 Ln 3000 220 2780mm 跨度差 L01 L02 L02 2820 2780 2780 1 4 10 故按等跨连续板计算 查表可知 板的弯矩系数 m a分别为 边跨中 1 11 离端第二支座 1 11 中跨中 1 16 中间支座 1 14 故 1 M B M g q 2 0 l 11 9 2 2 02 2 11 3 34kN m c M g q 2 01 l 14 9 2 2 0 2 14 2 57kN m 3 M 2 M g q 2 01 l 16 9 2 2 0 2 16 2 25kN m 这是对端区单向板而言的 对于中间区格单向板 其 c M和 2 M应乘以 0 8 c M 0 8 2 57 2 06kN m 2 M 0 8 2 25 1 80kN m 2 1 42 1 4配筋计算配筋计算 板的配筋计算只需按钢筋混凝土正截面强度计算 不需进行斜截面受剪承载 力计算 取 a 25 b 1000mm h 100mm h0 h a 100 25 75mm fc 12 5N mm 2 fy 210N mm2 板的配筋计算表 表 2 1板的配筋计算表 截面1B2 或 3C 弯矩设计值 kN m 3 34 3 342 25 2 57 s a M 1 a c fb 2 0 h 0 0650 0650 0440 050 1 s 2a 10 0670 0670 0450 051 轴线 计算配筋 2 mm s A b o h 1 a c f y f 273 7273 7183 9208 4 5 实际配筋 2 mm 8 160 s A 314 0 8 160 s A 314 0 6 8 160 s A 246 0 6 8 160 s A 246 0 轴 线 计算配筋 2 mm s A b o h 1 a c f y f 273 7273 7147 1166 7 实际配筋 2 mm 8 160 s A 314 0 8 160 s A 314 0 6 8 160 s A 246 0 6 8 160 s A 246 0 计算结果表明 支座截面的 均小于 0 35 符合塑性内力重分布的原则 s A bh 246 1000 80 0 308 此值大于 0 45 t f y f 0 45 1 43 210 0 306 同时大于 0 2 满足最小配筋率 2 2次梁的设计 2 2 12 2 1荷载荷载 永久荷载设计值 板传来永久荷载3 522 2 2 7 81kN m 次梁自重0 2 0 5 0 08 25 1 2 2 52kN m 次梁粉刷0 02 0 5 0 08 2 17 1 2 0 34kN m 小计g 10 67kN m 可变荷载设计值q 5 6 2 2 12 32kN m 荷载总设计值g q 22 99kN m 2 2 22 2 2计算简图计算简图 次梁支承在主梁或墙上 其支座按不动铰支座考虑 次梁按多跨连续梁计算 次梁所受荷载为板传来的荷载和自重 也是均布何在 计算板传来的荷载时 取 次梁相连跨度一半作为次梁的受荷宽度 次梁在砖墙上的支承长度为 250mm 主梁截面为 300mm 650mm 计算跨度 边跨 o l n l a 2 6600 120 300 2 240 2 6450mm 1 025 n l 6488mm 故取 o l 6450mm 中间跨 o l n l 6600 300 6300mm 因跨度相差小于 10 可按等跨连续梁计算 次梁计算简图如图所示 6 图 2 6次梁计算简图 2 2 32 2 3内力计算内力计算 跨度差 L01 L02 L02 100 6475 6350 6350 100 1 97 10 按等跨连续梁计算 次梁弯矩计算表 M mbpL02 如表 2 3 表 2 2次梁弯矩计算表 截面边跨中第一支座中间跨中中间内支座 mb1 11 1 111 16 1 14 Lo mm 6475647563506350 M kN m 84 69 84 6956 00 64 00 次梁简力计算表 V vbpLn 如图 2 4 表 2 3次梁简力计算表 截面ARBLBRCLCR vb0 450 600 550 550 55 Ln mm 63556355635063506350 V kN 63 5584 7377 6177 6177 61 2 2 42 2 4配筋计算配筋计算 次梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算 正截面承载 力计算中 跨中截面按 T 形截面考虑 支座截面按矩形截面考虑 在斜截面承载 力计算中 当荷载 跨度较小时 一般仅配置箍筋 否则 还需设置弯起钢筋 1 次梁正截面抗弯计算 跨中截面按 T 形截面计算 翼缘宽度为 边跨bf L01 3 6475 3 2158 mm b Sn 220 3000 120 125 2975 mm 中跨bf L02 3 6350 3 2117 mm dM 故次梁跨中截面均按第一类 T 形截面计 算 支座处按矩形截面计算 b 220 mmfc 12 5 N mm2fy 310N mm 2 正截面抗弯计算表 表 2 4正截面抗弯计算表 截面边跨跨中 第一内支 座 中间跨中中间支座 M kN m 84 69 84 6956 00 64 00 b mm 21582202117220 s rdM fcbh02 0 0220 2150 0150 162 0 0220 2450 0150 178 As fcbf h0 fy 794902509763 配筋3 184 182 183 18 实配面积 mm2 7631018509763 其中 x h0 均小于 0 35 符合塑性内力重分布条件 2 次梁斜截面抗剪配筋计算 hw b h0 hf b 415 100 220 1 432Vmax 84 73 kN 满足截面尺寸要求 斜截面抗剪计算表 表 2 5斜截面抗剪计算表 截面ARBLBRCLCR V kN 63 5584 7377 6177 6177 61 8 rdV kN 76 26101 6893 1393 1393 13 Vc 0 07fcbh079 8979 8979 8979 8979 89 配筋方法构造配筋计算配筋计算配筋计算配筋计算配筋 初选 As双肢 6 Asv mm2 56 6 S mm 214283466466466 Smax300200200200200 svmin0 12 实际配筋双肢 6 200 计算结果表明 支座截面的 均小于 0 35 s A bh 421 1 200 500 0 42 此值大于 0 45 t f y f 0 45 1 43 300 0 21 满足最小配筋率 2 3主梁的设计 2 3 12 3 1荷载荷载 为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载 次梁传来的永久荷载10 67 6 6 70 42kN 主梁自重 含粉刷 0 65 0 08 0 3 2 2 25 0 02 0 65 0 08 2 2 2 17 1 2 12 31kN 永久荷载设计值G 70 42 12 31 82 73kN取 G 83kN 可变荷载设计值Q 12 31 6 6 81 31kN取 Q 81kN 2 3 22 3 2计算简图计算简图 当主梁支承在砖柱 墙 上时 其支座按铰支座考虑 当主梁与钢筋混凝土柱 整体现浇时 若梁柱的线刚度比大于 5 则主梁支座也可视为不动铰支座 否则简 化为框架 主梁按连续梁计算 主梁承受次梁传下的荷载以及主梁自重 次梁传 9 下的荷载是集中荷载 取主梁相邻跨度一半 2 作为主梁的受荷宽度 主梁的自重 可简化为集中荷载计算 主梁按连续梁计算 端部支承在砖墙上 支承长度为 370mm 中间支承在 400mm 400mm 的混凝土柱上 其计算跨度 边跨 n l 6600 200 120 6280mm 因 0 025 n l 157mm a 2 185mm 取 0 l 1 025 n l b 2 1 025 6280 400 2 6637mm近似取 0 l 6640mm 中跨 0 l 6600mm 主梁的计算简图如下 图 2 7主梁计算简图 2 3 32 3 3内力计算内力计算 内力计算原则 当求连续梁某跨跨内最大正弯矩时 除应在该跨布置活荷载 然后向左右两 边每隔一跨布置活荷载 当求某支座最大 绝对值 负弯矩时 除应在该支座左右两跨布置活荷载 然 后每隔一跨布置活荷载 当求某跨跨内最大 绝对值 负弯矩时 则该跨不布置活荷载 而在左右相邻 两跨布置活荷载 然后每隔一跨布置活荷载 求某支座截面最大剪力时 活荷载布置与求该截面最大负弯矩时相同 1 弯矩设计值 弯矩 M 1 kG 0 l 2 kQ 0 l式中系数 1 k 2 k查表得到 max 1 M 0 244 83 6 64 0 289 81 6 64 134 47 155 44 289 91kN m max B M 0 267 83 6 64 0 311 81 6 64 147 15 167 27 314 42kN m max 2 M 0 067 83 6 60 0 200 81 6 64 36 70 107 57 144 27kN m 2 剪力设计值 10 剪力 V 3 kG 4 kQ 式中系数 3 k 4 k查表得到 max A V 0 733 83 0 866 81 60 84 70 15 130 99kN max Bl V 1 267 83 1 311 81 105 16 106 19 211 35kN max Br V 1 0 83 1 222 81 83 98 98 181 98kN 2 3 42 3 4配筋计算配筋计算 主梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算 正截面承载 力计算中 跨中截面按 T 形截面考虑 支座截面按矩形截面考虑 1 正截面受弯承载力 跨内按 T 形截面计算 因 0 hbf 61580 0 13 0 1 翼缘计算宽度按 3l 6 6 3 2 2mm 和 b n s 6m 中较小值确定取 f b 2 2m B 支座边的弯矩设计值 B M max B M 0 Vb 2 314 42 164 0 4 2 347 22kN m 纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外 其余均 1 排 跨内截面经判别都属于第一 类 T 形截面 正截面受弯承载力的计算过程列于下表 表 2 6截面受弯承载力的计算表 截面1B2 弯矩设计 值 kN m 289 91 314 42144 27 36 08 s a 2 6 61522003 141 1091 289 0 024 2 6 58022003 141 1042 314 0 03 2 6 61522003 141 1027 144 0 012 2 6 6153003 141 1008 36 0 022 s 0 9880 9850 9940 989 s A 1590 41834 5786 7197 7 选配钢筋 2 20 3 22 弯 s A 1768 3 20 3 22 弯 s A 2081 2 20 1 20 弯 s A 942 2 2 20 弯 s A 628 其中 s a M 1 a c fb 2 0 h 或 s a M 1 a c f f b 2 0 h s 1 s 2a 1 2 s A M s y f o h 2 斜截面受剪承载力 验算截面尺寸 w h 0 h f h 580 80 500mm 因 w h b 500 300 1 67 4 截面尺寸按下式验算 0 25 c c fb o h 0 25 1 14 3 300 580 622 05 3 10kN max V 211 35kN 截面尺 11 寸满足要求 计算所需腹筋 采用8 200 双肢箍筋 00 25 17 0h s A fbhfV sv yvtcs 580 200 3 502 21025 158030043 17 0 kNN76 2501076 250 3 csA VkNV 99 130 max csBr VkNV 98 181 max csBl VV 35 211 max 因此支 座 B 截面左右不需配置弯起钢筋 验算最小配箍率 sv bs Asv 200300 6 100 0 17 0 24 yv t f f 0 16 满足要求 次梁两侧附加横向钢筋的计算 次梁传来集中力 l F 70 42 81 31 152kN 1 h 650 500 150mm 附加箍筋布置 范围 s 2 1 h 3b 2 150 3 200 900mm 取附加箍筋8 200 双肢 则在长度 s 内可布置附加箍筋的排数 m 900 200 1 6 排 次梁两侧各布置 3 排 另加吊筋 118 sb A 254 5 2 mm 由式 2 y f sb Asin mn yv f 1sv A 2 210 254 5 0 707 6 2 210 50 3 202 3 3 10k