大工秋《钢筋混凝土结构课程设计》满分答案

1、网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题目：仓库厂房单向板设计学习中心：专业：年级：学号：学生：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。1、工程概况仓库厂房，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 370 mm ，柱 为钢 筋混 凝土 柱， 截 面尺 寸为 400mm 400mm。2、设计资料（1）楼板平面尺寸为 19.8m 33m ，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/m2楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面

2、，320kN/m,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/m2） 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。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。荷载板的永久荷载标准值80mm 现浇钢筋混凝土板20.08× 25=2 kN/m20mm 厚水泥砂浆抹面20.02× 20=0.4 kN/m20m

3、m 厚混合砂浆天棚抹底20.02× 17=0.34 kN/m小计22.74 kN/m楼面均布活荷载标准值27 kN/m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/m2，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的荷载总计算值：q= G g k +2Q q k =1.2×2.74+0.7×1.3×7=9.658kN/mq= G g k +2Q q k =1.2×2.74+1.3×7=12.388kN/m由于 >，所以取 q=12.388kN/m2，近似取 q=12kN/m2计算简图次梁截面为 200mm×

4、 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l0= l n+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025 l n =2030mm ， 取l 0 =2020mm中间跨 l 0 = l n =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板计算简图内力计算板厚 h=100mm，次梁 b ×h=220mm× 450mm计算跨度：边跨L 01=Ln+h/2=3000-120-220/2+

5、100/2=2820mmL01= 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 (L 01-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 am 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M 1 =- M B =（g+q） l 02 /11=9.2× 2.02 2 /11=3.34kN·mM c =-（g+q） l 012 /14=

6、-9.2× 2.02 /14=-2.57kN·mM 3 = M 2 =（ g+q） l012 /16=9.2× 2.02 /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M c 和 M 2 应乘以0.8，M c =0.8×-2.57=-2.06kN·m； M 2 =0.8× 2.25=1.80kN· m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=75mm22fc=12.5N/

7、mm ，fy=210N/mm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）3.34-3.342.25-2.57as =M / （ a1 f c b h02）0.0650.0650.0440.050=1- 1- 2as0.0670.0670.0450.051轴线计算配筋（ mm 2 ）273.7273.7183.9208.4As = b ho a1 fc /f y实际配筋（ mm2 ）8160 81606/81606/8160As =314.As =314.As =246.0As =246.000轴 线计算配筋（ mm 2）273.7147.1

8、166.7As = b ho a1 fc /273.7f y8160 81606/8160 6/8160实际配筋（ mm 2 ） As =314.As =314.As =246.0As =246.000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；As /bh=246/（ 1000×80）=0.308%，此值大于 0.45 ft / f y =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。荷载永久荷载设计值板传来永久荷载次梁自重次梁粉刷3

9、.522×2.2=7.81kN/m0.2×（ 0.5-0.08）× 25×1.2=2.52kN/m0.02×（ 0.5-0.08）× 2×17×1.2=0.34kN/m小计可变荷载设计值g=10.67kN/mq=5.6×2.2=12.32kN/m荷载总设计值g+q=22.99kN/m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

10、为 300mm×650mm。计算跨度：边跨lo =ll，n +a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025 n =6488mm故取 l o =6450mm中间跨l o = l n =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：图 2.6次梁计算简图内力计算跨度差（L01-L 02）/L 02×100%=（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

11、座中间跨中中间内支座mb1/11-1/111/16-1/14L o(mm)6475647563506350M(kN/m)69-84.6956.00-64.0084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A RBLBRCLCRvb0.450.600.550.550.55Ln (mm)63556355635063506350V(kN)63.5584.7377.6177.6177.61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

12、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< b+Sn=220+2780=3000 mmhf =100 mm，h=450 mm， a=35 mm， h0=450-35=415 mmfc bf hf (h0- hf /2)=12.5 × 2117× 100× (415-100/2)× 10-6=965.88kN· mdM

13、=1.2×84.69=101.63 kN ·mfc bfhf (h0- hf /2)>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 mm fc=12.5 N/mm2 fy=310N/mm2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中间跨中中间支座座M （kN ·m）84.69-84.6956.00-64.00b(mm)21582202117220sdc 020.0220.2150.0150.162=r M/(fbh)0.0220.2450.0150.178A s=fcbf h0/f y794902509

14、763配筋3 184182183 18实配面积7631018509763（mm2）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=1.432<41/ d（ 0.25fcbh0 ）=1/1.2 × 0.25 × 12.5 ×220× 415=237.76kN>Vmax=84.73kN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A RBLBRCLCRV （kN ）63.5584.7377.6177.6177.61r V(k

15、N)76.26101.6893.1393.1393.13dV c=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 6sv2)56.6A (mmS(mm)214283466466466Smax300200200200200svmin0.12%实际配筋双肢 6200计算结果表明，支座截面的均小于 0.35；As（ ×），/bh=421.1/ 200500 =0.42%此值大于 0.45 f t / f y =0.45×1.43/300=0.21%，满足最小配筋率。2.3主梁的设计本节内容是根据已

16、知的荷载条件对主梁进行配筋设计，按弹性理论进行设计。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

17、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l n =6600-200-120=6280mm因 0.025l n =157mma/2=185mm，取 l 0 =1.025ln +b/2=1.025×6280+400/2=6637mm近似取 l0

18、=6640mm中跨l 0 =6600mm主梁的计算简图如下：图 2.7主梁计算简图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= k1 G l0 + k2 Q l 0 式中系数 k1 、 k2 查表得到MMM1, m axB ,max

19、2, max=0.244×83×6.64+0.289×81× 6.64=134.47+155.44=289.91kN·m=-0.267×83× 6.64-0.311× 81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·m=0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m（2）剪力设计值剪力 V= k3 G+ k4 Q 式中系数 k3 、 k4 查表得到VA,max =0.733

20、×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kNVBl ,m ax =-1.267× 83-1.311× 81=-105.16-106.19=-211.35kN VBr, max =1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN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b'fh0= 80 615 =0.13 0.1 。翼 缘计算宽度按l 3 =6.6/3

21、=2.2mm 和b+ sn =6m 中较小值确定取 b 'f=2.2mB支座边的弯矩设计值M B=MB ,max- V0b/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289.91-314.42144.27-36.08值（ kN· m）289.91 106314.42106144.2710636.081061 14.32200 6152114.322005

22、8021 14.32200 6152114.33006152=0.024=0.03=0.012=0.0220.9880.9850.9940.9891590.41834.5786.7197.7选配钢筋220+322320+322220+120220弯 As =1768弯 As =2081弯 As =942.2弯 As =628其中 as = M / （ a1fc b h02 ）或 as = M / （ a1f c b'f h 02 ）s =（ 1+1- 2as ） /2As = M/s f yho（2）斜截面受剪承载力验算截面尺寸：hw = h0 - h'f =580-80=50

23、0mm，因 hw /b=500/300=1.674 截面尺寸按下式验算：0.25 c f c b ho =0.25×1× 14.3×300×580=622.05× 103 kN Vm ax =211.35kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200 双肢箍筋，VA,max130.99 kN Vcs ， VBr, max181.98kN Vcs ， VBl ,max211.35 Vcs ，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 = Asv =100.6=0.17%0.24f t =0.16%，满足要求。bs300 200f yv次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力Fl =70.42+81.31152kN， h1 =650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2h1 +3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋8200 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