大连理工15秋《钢筋混凝土结构课程设计》

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《钢筋混凝土结构课程设计》

题目：某厂房单向板设计

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年级：秋季

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指导教师：

1根本情况

一、设计资料

1、厂房平面示意图：

如下图：

图1-1:厂房平面示意图

2、建筑构造①生产车间的四周外墙均为370〃?加承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸

为300〃〃〃x300〃〃〃，柱高为4.5/2?.

②楼盖面层做法：厚水泥砂浆面层

20〃〃〃厚混合砂浆天棚抹灰

③梁侧抹灰做法：15根加厚混合砂浆抹灰

3、荷载参数

楼面活荷载：y=6.0kN/m3

水泥砂浆容重：y=20kN/,n3；

钢筋混凝土容重y=25kN/m3；

混合砂浆容重：y=17ZN/〃3

恒载分项系数：=1.2；

活载分项系数：%=1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4kNIm2）。

4、建筑材料

混凝土：C25

钢筋：主梁及次梁受力筋采用“R3335级钢筋，板及梁内的其他钢筋采用“夕及35级钢

筋.

5、建筑尺寸

二、屋盖结构平面图

''--'图2T：楼盖结构平

面布置图单位：mm

2单向板结构设计

2.1板的设计

本节内容是根据的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。

板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的生=警吧1N3.3>3,宜按单向板

k200()加

设计，本设计按单向板设计。

板的的厚度按构造要求取〃=80/w/n>—=型22=50〃〃72mm.次梁截面高度取

440

h=500mm>-==440mm,截面宽度b=200mm,板尺寸及支承情况图如图3-1

1515

所示。

g+q=ll.09kN/m

(b)

图3-1：

板的尺寸和计算简图(a)板的尺寸(b)计算简图

1、荷载

［取1m宽板带为计算单元)

恒载标准值

20mm水泥砂浆面层0.02x2()AN/〃/=0AkN/m2

80mm钢筋混凝土板0.08x25kNIn?=2.CWV/m2

20mm混合砂浆天棚抹灰0.02x17攵N/m3=0.34ZN/nr

线设计值g=1.2x1加x2.74kN/〃/=3.29kN/m

活荷载设计值q=1.3xbnx6.0kN/m2=78kNlm

合计11.09kN/m

即每米板宽g+夕=11.09ZN/相

2、内力计算

计算跨度

.hc八八s0.2〃？0.08/ZZ,or

/,,+—=2.0相-0.12m-----F------=1.82〃？

边跨“222

取/。=1.82〃2

中间跨/0=2.0-0.2=1.8/n

计算跨度差四口网=1.0%<10%,说明可按等跨连续板计算内力。取

1.8/72

1D1板宽带作为计算单元，计算简图如图3-1(b)所示。

连续板各截面弯炬计算见表3lo

表3T连续板各截面弯矩计算

离端第二支离端第二跨跨

截面边跨跨内中间支座

座内中间跨跨内

弯矩计算系数1111

见”11111614

M=+

3.34-3.342.25-2.57

/(kN.m)

3、板的截面承载力计算

b=1000nun,h=80mm,=SOnvn-20nvn=,%=1.0,连续板各截面的配筋

计算见表3-2

表3-2连续板各截面配筋计算

边区板带

中间区板带［②〜⑤柏线间）

线邮>

离

端

第

二

离

板带部位截面端离端第

中

跨

间

跨「年中;

第

边跨二边跨二跨跨中间

支

。

座

中第二

座

跨内支跨内内、中间支座

跨

间支座

跨跨内

内

跨

2.25x0.

M-2.57x0.8

3.34-3.342.25-2.573.34-3.348

/(kN.m)=-2.07

=1.80

M

八一5心忠G.O780.0780.0530.0600.0780.0780.0420.048

4G.O810.0810.0540.0620.0810.0810.0430.049

275.4275.4183.6210.8275.4275.4146.2166.6

/mm2

①8①80808①8①8

66/8中6/8

选配钢筋@18@18@18@18@18@18

@18()@18()

000000

实配钢筋面积

279279279279279279218218

/nun2

中间区板②-⑤带轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中

间支座考虑板的内拱效应作用，计算弯矩降低20机

连续板的配筋示意图见图3-2。

图3-2板的配筋示意图1a)边区板带(b)中间板带

4、确定板的构造筋

根据构造要求该板必须配如下构造筋：

①整个板与墙体结合的四个边角各配4612,且长度不宜小于四分之/〃，经计算钢

筋实长为720mm；

②嵌入墙内的板面陪负弯矩钢筋中12@200,长度不宜小于七分之/”经计算钢筋实长

为470mm；

③垂直于主梁的板面负弯矩钢筋612@200,该筋伸出主梁边缘的长度不应小于板

短向净跨度的;，经计算钢筋的实长为1520；

④沿板的长边方向配构造筋中80250,长度为6100；

.'次梁按考虑塑性为力重分布方法计算。

取主梁的梁高二650=负四=5006〃;，梁宽b=250mm。次梁有关尺寸

1212

及支承情况见图4T(a)。

1、荷载

恒荷载设计值

由板传来3.29ZN/m*2x2.0m=658kN/m

次梁自重1.2x25ZN/痴x0.2mx(0.50m-0.08m)=2.52kN/m

梁侧抹灰1.2x17RN/帆3xO.O15x(0.50m-O.O8〃?)x2—0.26ZJV/m

活载设计值

由板传来＜7=7.8AN/〃/x2.0m=156kNhn

合计g+4=24.96AN/〃z

2、次梁的尺寸和计算简图

(a)

g+q=24.96kN/m

图47次梁的尺寸和计算简图(a)次梁尺寸(b)计算简图

3、内力计算

计算跨度

、上PA>//八1-0.25zw

边跨/,=6.6机-0.12m------------=6.3557〃

取/。=6.475团

中间跨/0=/„=6.6/7?-0.25/??=6.35;?!

跨度差8Z独二丝独=2.0%<10%

6.35，〃

说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图4T(b)。

连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表4-1和4-2o

表47连续次梁弯矩计算

离端第二跨跨

截面边跨跨内离端第二支座内、中间跨跨中间支座

内

弯矩计算系数11

n1116"14

“=%〃(g+q)/；

95.13-95.1362.90-71.89

/(kN.tn)

表4-2连续次梁剪力计算

端支座内离端第二离端第二中间支座

截面

侧支座外侧支座内侧外侧、内侧

剪力计算系数

0.450.550.550.55

%，

V=a(g+q)l

v071.3887.2487.1787.17

/kN

4、次梁的截面承载力计算

次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：

边跨b=-/=-x6475/n/??=2160mm<

/f303

/?+%=200iwn+1800mm=2000mm

离端第二跨、中司跨b=-/=-x6350〃/〃=2120mm

7f303

梁高h=50O〃〃z,%=500mm-35nun=465nun

翼缘厚=8(h〃〃

判别T形梁的类型：

对于边跨

离端第二跨、中旬跨

故均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取

=500-60=440/^,其他中间支座按布置一排纵筋考虑，%=465〃〃”

连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表4-3和表4-4o

表4-3连续次梁正截面承载力计算

离端第二跨跨

截面边跨跨内离端第二支座内、中间跨跨中间支座

内

M

95.13-95.1362.90-71.89

/(kN.tn)

%=M!ajcbfhl

0.0180.2060.0120.140

(a,=M/aJ力斥)

g0.0180.233VO.550.0120.151

A,二劭九a//A

664813469557

(4=MaJJfy)

/mm2

选配钢筋3e1844)1824)182比0

实配钢筋面积

7631017509628

/(mm2)

表4-3连续次梁斜截面承载力计算

离端第二离端第二中间支座

截面端支座内侧

支座外侧支座内侧外侧、内侧

V/kN71.3887.2487.1787.17

0.25QfM"N276700>V261800>V261800>V276700>V

0.7〃?%/N82700>V78200<V78200<V82700<V

选用箍筋2①82①82中8208

儿二〃4/"〃7/101101101101

1.25/AnA)2

s=——v-v-----/mm，按构造配筋129013002758

V-0.7tb%

实配手筋!可距s200200200200

_________/mnr

次梁配筋示意图见图4-2

图4-2连续次梁配筋示意图

5、确定次梁的构造筋

根据构造要求连续次梁的构造配筋如下：

①在边跨跨内配置架立筋2中12,长度经计算得4350mm；

②在中间跨跨内同样配置架力筋24)12,长度经计算得2200mm；(因为配置二级钢

筋，所以该架力筋不用弯钩，直接搭接)

2.2主梁的设计

主梁按弹性理论计算

柱高H=4.5m,设柱截面尺寸为300minx300mnio主梁的有关尺寸及支承情况

如图5T(a)所示。

1、荷载

恒载设计值

由次梁传来9.36W/mx6.6/n=61.78AJV

主梁自重(折算为集中荷载)L2x25kN/x0.25〃〃〃x(0.65〃?一0.08mm)x2.0/n

侧梁抹灰(折算为集中荷载)1.2x17W/zn3x0.015/nx(0.65w-0.08m)x2x2,0m

=0.70kN

活载设计值

由次梁传来Q=156kN/mx66m=103.0kN

合计G+Q=174攵N

2、主梁的尺寸和计算简力图

图5-1主梁的尺寸及计算简图3】主梁尺寸(bJ计算简图

3、内力计算

030ni

边跨/=6.00m-0.12m-2二丝=5.73/n

2

,,ab0.36/n().30〃？,〜

</+-+-=5.73〃z+-----+------=6.06m

“2222

取/0=6.02/w

中间跨ln=6.00m-0.30/n=5.70m

跨度差(6.02加一6.00,〃)/6.00〃〃〃=0.3%v10%,那么可按等跨连续梁计算°

计算主梁和柱的线刚度比：

故主梁可视为较支于柱顶上的连续梁计算简到如图5-1(b)所示。

各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，

跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，那么

式中系数K值由《混凝土结构设计》书中的附录7查得，具体计算结果以及最

不利荷载组合见表5-1和表5-2。将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种

剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图和剪力包络图，见图

5-2o

表5-1主梁弯矩计算

中间支座、中间跨中间支座、田间

边跨跨内

序跨内跨跨内

计算简图

号KKKKKK

此MB%MbMc

3,但|G|G|G|G|G|G

错误Ala92bOa1Q0.2440.155-0.2670.0670.067-0.267

104.2966.25-113.9328.5428.54-113.93

ABCD

|q|QIQ|Q

0.244

错误1a2ba10.289-0.133-0.133-0.133-0.133

^7/>r/7Z^7/^77.^7/fr^77.1512

179.2082.3382.1982.1982.33

ABCD9

|Q|Q

错误AJa2b：a1]-0.044-0.089-QI330.2000.200-0.133

-27.28-55.19-82.33123.6123.6-82.33

ABCD

1Q1Q|Q|Q

错误aV2b丫a1丫0.2290.126-0.3110.0960.170-0.089

141.9978.13-195.5259.33105.06-55.09

ABCD

|Q|Q|Q|Q-0.089/

aQ2bQa1Q-0.059-0.0890.1700.096-0.311

错误A"3

-36.58-55.09105.0659.33-192.52

ABCD-18.40

217.5

①+②283.49-196.26-53.65-53.65-196.26

qA

①+③77.0111.06-196.26152.14152.14-196.26

144.3

①+④246.28-306.4587.87133.60-169.02

8

①+⑤85.8929.67-169.92133.6087.87-306.45

表5-2主梁剪力计算

端支座中间支座

序

计算优图_K_KK

号

M加式M*)MB<M5)

|G|G|G,G|G|G

0.733-1.267(-1.000)LOOP(1.267)

①5T”

52.04-89.96(-71.00)71.00(89.96)

ABCD

IQ一二八一IQ,

②A1XX0.866-1.134⑻011.134)

89.20-116.80(0)0(116.80)

ARCD

|Q,Q…c2133(-1.000)"八

③XKt-0.1331q7n1.0009133)

-13.70103.00(13.70)

ABCC)l-lUJ.vUJ

⑷|QlQ|Q|Q

)A建

12b2a1'v)0689⑶；H)1.2229089)

70.97/125.87(9.⑺

AB切

CDI-oU.13)

JQ|QlQ|Q

⑤塞2bJa1'-0.089。089(-1.222)0.778(1.311)

^勿-9.17-9.17(-125.87)80.13(135.03)

1：

C1D

最A

D+②

不141.2417100)7,001206.76)

利

①+③

荷38.34-103.66(-174)174.00(103.66)

载

组+④-224.99

合123.01196.87(99.13)

(-151.13)

+⑤-99.13

42.87151.13(224.99)

(-196.87)

4、主梁截面承载力计算

主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:

11

b=—/=—x6000〃〃〃=2000/77/n<b+s=6600/77/T?,

ff303()

并取%)=650nun-35nvn=615nvn

判别T型截面类型：

=1094.8W.Z??>M=283.49kN.m,故各跨内截面均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，取=650〃”?-S0〃〃〃=570〃〃〃，（因支座弯矩较大

考虑布置两排众筋，并布置在次梁主筋下面）。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截

面计算，取=650nifu-60zzzm=590mm。

主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5-3和表5-4o

表5-3主梁正截面承载力计算

截面边跨跨内中间支座中间跨跨内

M/(kN.m)283.49-306.45152.14-53.65

Vog*N.m)

26.1

(M-VQ-)/(kN.m)-438.71

as=MlaJ(.bfhl

0.031().290().0170.052

(a,=嫄)

g0.0310.3520.0170.053

A=劭九%A”.

15121990829310

/mm2

选配钢筋4ct>226g23<teo2go

实配钢筋面积

15202281942628

/mm2

表5-4主梁斜截面承载力计算