大工16秋钢筋混凝土结构大作业答案

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：华阳厂房单向板设计

学习中心：江苏盐城奥鹏学习中心

层次：专升本

专业：土木工程

年级： 2016年秋季

学号：151141403004

学生：徐红军

辅导教师：

完成日期：2017年2月26日

1 基本情况

华阳单层民用厂房建筑的平面如图所示，楼面活载标准值为8.0kN/m2，楼面面层采用大理石贴面，自重1.16 kN/m2，板底和梁表面均采用20mm厚水泥砂浆粉刷，自重20 kN/m3。梁板均采用强度等级为C20的混凝土，主梁和次梁的纵向受力钢筋为HRB335级钢筋或HRB335级钢筋，其余均采用HPB235级钢筋。板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；钢筋砼柱截面尺寸为350mm×350mm。楼面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重度为20kN/m3），板底及梁用15mm厚混合砂浆粉底（重度为17kN/m3）；

图1-1 平面布置图

2 单向板结构设计

2.1 板的设计

（1）荷载计算恒荷载标准值

20mm 厚水泥沙浆面层： 0.02 ×20=0.4 kN/㎡ 80mm 厚钢筋混凝土板： 0.08×25=2.0 kN/㎡ 15mm 厚混合沙浆天棚抹灰：0.015×17=0.255 kN/㎡小计 2.655 kN/㎡活荷载标准值： 5.0kN/㎡

因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于2kN/m 0.4，所以活荷载分项系数取1.3，

恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.168 kN/㎡活荷载设计值：q=5.0×1.3=6.5kN/㎡

荷载设计总值：g+q=9.668kN/㎡, 近似取10.0kN/㎡（2）计算简图(采用五跨连续梁形式)

取1m 板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm ，现浇板在墙上的支承长度为a=120mm ，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：

边跨按以下二项较小值确定： 0n l =l +h/2=-+=mm

（2000120-200/2）80/21820

0n l =l +a/2=-+12=mm

（2000120-200/2）0/21800

故边跨板的计算跨度取01l

=1820mm

中间跨的计算跨度取02l =n l

=2000-200=1800mm

由于两者差距较小（1.1%）简便起见，可取0l =1800mm 。

图2-1 :板的计算简图

（3）弯矩设计值

由《钢筋混凝土结构学》表2-1查得：板的弯矩系数αM,，板的弯矩设计值计算过程见下表。

（4）配筋计算——正截面受弯承载力计算

板厚80mm ，0h =80-20=60mm ，b=1000mm ，C20混凝，1α=1.0，c f =9.6N/mm2，HPB235钢筋，y f =210 N/ mm2。对轴线②~⑤间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C 截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。

6@200

6@250

6@200

6@250

2.2 次梁的设计

按考虑内力重分布设计。根据本楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

（1）荷载设计值：

恒荷载设计值

板传来的荷载： 3.186×2.0=6.372kN/m

次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m 次梁粉刷： 2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257kN/m 小计 g=9.149 kN/m 活荷载设计值： q=6.5×2.0=13 kN/m

荷载总设计值： q+g=13+9.149=22.149 kN/m 近似取荷载22.15 kN/m （2）计算简图

由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm ，主梁宽度为b=300mm 。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：

01/2n l l a =+=(6000-120-300/2)+240/2=5850mm 02 1.025n l l ==1.025×(6000-120-300/2)=5874mm

故边跨板的计算跨度取01

l =5850mm

中间跨：02l =n l =6000-300=5700mm(边跨净跨长近似取n l =5.7m)

由于两者差距较小（3.0%）简便起见，可取0l

=5800mm 。

图4

次梁计算简图

图2-2 次梁计算简图（3）弯矩设计值和剪力设计值的计算

因边跨和中间跨的计算跨度相差3%小于10%，可按等跨连续梁计算。由表可分别查得弯矩系数M α和剪力系数V α。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：

（4）配筋计算 ①正截面抗弯承载力计算

次梁跨中正弯矩按T 形截面进行承载力计算，由《水工钢筋混凝土结构学》表2-3得其翼缘宽度取下面二项的较小值：

f b '=0l /3=6000/3=2000mm

f b '=b+n s =200+（2000-200）=2000mm 故取f b '＝2000mm

C20混凝，1α=1.0，c f =9.6N/ mm2，纵向钢筋采用HRB335，y f =300 N/ mm2 ,

箍筋采用HPB235，yy f =210 N/ mm2 , 0h =0h -a=500-35=465mm 。判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算（ξ<8035

=0.097465

-），正截面承载力计算过程列于表。

表2-5 次梁正截面受弯承载力计算（min ρ=0.20%，s min A ，=3002

mm ）

复核截面尺寸：w h =0f h -h '=465-80=385mm 且w h /b=385/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：0.25c 0f bh =0.25?9.6?200?465=223.2kN > Vmax =75.76kN

故截面尺寸满足要求

由该表得其箍筋可按够着要求选配，h=500，KV>c V ，max s =200mm ，取φ6，

s=250mm。

2.3 主梁的设计

（1）荷载设计值

为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载。

次梁传来的荷载：8.375×5.0=41.88KN

主梁自重（含粉刷）：（0.60-0.10）×0.250×2.178×25KN+2×（0.60-0.10）×0.015×2.178×17KN =7.36KN

恒荷载设计值： G=41.88+7.36=49.24KN

活荷载设计值： Q=10.89×5.0=54.45KN

（2）主梁计算简图

主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在300mm×300mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:

边跨: l01= ln+a/2+b/2=(6534-150-120)+370/2+300/2=6599mm

l01=1.025ln+b/2=1.025(6534-150-120)+300/2=6420.6mm

故lo1=6420.6mm

中跨 lo2=6534-150+150=6534mm

计算简图如下图：

图2-3 主梁计算简图

（3）内力设计值计算及包络图绘制

因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。

①弯矩值计算

弯矩，式中k1和k2由附表1查得

跨内按T形截面计算，翼缘计算宽度l0/3=6420.6/3=2140.2mm，和b+12hf=(250+12*100)mm=1450mm。中较少值，故bf=1450mm.

B支座的设计弯矩：

MB=-244.43KN.m+1.2×49.24+1.3×54.45×0.3/2KN/m=-224.95kn.m

纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别都属于第一类T形截面，正截面受弯承载力计算过程如下表：

As/(bh)=760/(250x600)=0.51%>最少配筋率（0.2%，45ft/fy）max=0.2%，所以满足最少配筋率要求。

（5）主梁斜截面受剪承载力计算

1）截面尺寸验算：

'0h w f

h h =-=540mm-100mm=440mm,hw/b=440/250=1.76<4,属于一般梁,截面尺

寸按下式验算：

00.25c c f bh β=

0.25×1.0×11.9×250×540N=401.6KN>Vmax=167.66KN

截面满足要求。 2）计算所需腹筋

双肢箍：

000.7 1.0/cs t yv sv V f bh f h A s

=+=0.7×1.27×250×540N+1.0×270×540×

101/200N=193.6KN

VA=102.36

弯矩调幅时要求的配箍率下线为0.24ft/fyv=0.24x1.27/270=1.13*10-3，实际配箍率psv=Asv/(bs)=101/(250x200)=2.02x10-3,满足最少配箍率要求。

3 心得体会

经过十多天的努力我终于完成了钢筋混凝土结构课程设计，在这期间得到了老师的耐心指导，通过这段时间的学习，对以前所学的专业知识有了更全面、更系统的认识，使我们对所学的基本理论知识有了进一步的认识和体会，基本上能将所学的课程进行综合利用，真正做到了学以致用，克服了课本的局限性，也算是一次短期的实习吧。在设计过程中得到了老师的悉心指导和细心审核，我又把所学的知识巩固了一遍，以前不懂的知识，通过这次的设计也学懂了；在代平老师及同学的帮助下，按时完成了课程设计，在此表示衷心的感谢！设计中还有诸多不足之处望老师批评指正。