钢筋混凝土结构课程设计模板.docx
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钢筋混凝土结构课程设计模板
网络教育学院
《钢筋混凝土结构课程设计》
题目:
海天厂房单向板设计
学习中心:
浙江电大仙居学院奥鹏学习中心[22]
专业:
土木工程
年级:
2012年春季
学号:
121091303354
学生:
张奇
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。
一、设计资料
海天多层厂房为多层内框架结构,一层平面如图所示,露面周边支撑于外墙,采用现浇钢筋混凝土单向板,烧结承重多孔砖砌体承重外墙,钢筋混凝土内柱尺寸为400×400㎜。
1.楼面做法
20厚水泥砂浆地面,钢筋混凝土现浇板,20厚混合砂浆抹底。
2.荷载
楼面等效均布活荷载标准值为7KN/㎡,水泥砂浆容重为20KN/㎡,混合砂浆容重为17KN/㎡,钢筋混凝土容重为25KN/㎡.
永久荷载的分项系数按照永久荷载效应控制的组合,取为1.2;活荷载的分项系数为1.3。
3.材料
混凝土楼板采用C25,梁内受力钢筋为HRB400级,板内钢筋及箍筋为
HPB235级。
二、楼板结构平面布置及截面尺寸确定
主梁沿横向布置,次梁按纵向布置。
主梁的跨度为6M,次梁跨度为6M,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2M,l2/l1=6.0/2.0=3按照单向板设计。
按高跨比条件,要求板的厚度h≥2000×1/40=50㎜,对工业建筑的楼板要求h≥80㎜,取板厚为80㎜。
次梁截面高度要求h=l0/18~l0/12=6000/18~6000/12=333~500,考虑到楼面的活荷载比较大,取h=450mm.截面宽度取为b=200mm。
主梁截面高度要求h=l0/15~l0/10=6000/15~6000/10=400~600mm,取h=600mm。
截面宽度取为b=300mm。
楼板的结构平面布置图见图2
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。
1.荷载
荷载的计算过程见表1
楼板的荷载计算表1
恒载标准值
20厚水泥砂浆地面
0.02×20=0.4KN/㎡
恒载标准值
80厚钢筋混凝土现浇板
0.08×25=2KN/㎡
恒载标准值
20厚混合砂浆抹底
0.02×17=0.34KN/㎡
小计
gk=2.74KN/㎡
活荷载标准值
qk=7KN/㎡
分项系数
恒载:
γg=1.2;活载γq=1.3
恒荷载设计值
g=γg×gk=1.2×2.74=3.288KN/㎡
活荷载设计值
q=γq×qk=1.3×7=9.1KN/㎡
荷载总设计值
q+g=12.388KN/㎡
2.计算跨度及计算简图
计算跨度:
边跨:
l01=ln+h/2=2000-100-120+80/2=1820㎜<1.025ln=1.025×1780=1824.5㎜
取l01=1820㎜
中间跨
取l02=ln=1780㎜
跨度差:
(l01-l02)/l02=(1820-1780)/1780=2.24%<10%.可按照等跨计算。
取1m宽的板带作为计算单元计算简图如下:
3、弯矩设计值
板的弯矩设计值计算过程见下表
截面位置
1
B
2
C
边跨跨中
里端第二支座
中间跨跨中
中间支座
弯矩系数αM
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
L01=1.82
L01=1.82
L02=1.78
L02=1.78
M=αML(q+g)l02
12.4×1.822/11=3.73
-12.4×1.822/11=-3.73
12.4×1.782=/16=2.51
-12.4×1.782/14=-2.851
板的弯矩设计值计算表2
4.正截面受弯承载力计算
板厚80㎜,h0=h-αs=60㎜,板宽b=1000㎜
C25砼:
α1=1.0,fc=11.9KN/mm2;钢筋HPB235:
fy=210KN/mm2
对轴线②-⑤间的板带,考虑起拱的作用,其跨内2截面和支座C截面弯矩设计值可折减20%。
为了方便,近似对钢筋面积折减20%。
板的配筋计算过程见下表:
板的配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值
3.73
-3.73
2.51
-2.81
αs=M/α1fcbh02
0.087
0.087
0.059
0.066
0.0916
0.0916
0.0598
0.0683
轴线
①-②
⑤-⑥
计算配筋(㎜2)
311
311
203
232
实际配筋(㎜2)
Φ8@160
Φ8@160
Φ6/8@160
Φ6/8@160
314
314
246
246
轴线
②-⑤
计算配筋(㎜2)
311
311
203×0.8=163
232×0.8=186
实际配筋(㎜2)
Φ8@160
Φ8@160
Φ6/8@160
Φ6/8@160
314
314
246
246
5.配筋率验算:
1.支座截面处
≤0.35均满足,符合塑形内力重分布原则。
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。
1.荷载
荷载的设计过程见下表:
恒荷载设计值
板传来的荷载
3.228×2.0=6.576KN/m
次梁自重
0.2×(0.45-0.08)×25×1.2=2.22KN/m
次梁粉刷
0.02×(0.45-0.08)×2×17×1.2=0.31KN/m
小计
g=9.11KN/m
活荷载设计值
q=7×1.3×2.0=18.2KN/m
荷载总设计值
g+q=27.31KN/m
2.计算跨度及计算简图
计算跨度:
次梁在砖墙山的支撑长度为240㎜,主梁截面为300×600
边跨:
l01=ln+a/2=6000-120-300/2+240/2=5850mm<1.025ln=1.025×5730=5873mm
取其l01=5850mm
中间跨:
l02=ln=5700mm
跨度差:
(l01-l02)/l02=(5850-5700)/5700=2.1%<10%。
可按照等跨计算。
3.弯矩和剪力设计值的计算:
次梁的弯矩设计值计算过程如下:
截面位置
1
B
2
C
边跨跨中
离端第二支座
中间跨跨中
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
L01=5.58
L01=5.58
L02=5.70
L02=5.70
27.31×5.582/11=84.97
-27.31×5.582/11=-84.97
27.31×5.702/16=56.04
-27.31×5.702/14=-64.05
次梁的剪力设计值的计算过程:
截面位置
A
B(←)
B(右)
C
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
计算跨度ln
Ln1=5.73
Ln1=5.73
Ln2=5.70
Ln2=5.70
0.45×5.73×27.3=70.42
0.6×5.73×27.31=93.89
0.55×5.7×27.31=85.62
0.55×5.7×27.31=85.62
4.承载力计算
(一)正截面承载力计算:
次梁跨中按照T型截面计算,hf/h0=80/(450-35)=0.193>0.1,其翼缘宽度按下式计算:
边跨:
bf=l0/3=5850/3=1900mm>b+sn=200+2000-120-150=1930mm
取bf=1930mm
中间跨:
bf=l0/3=5850/3=1900mm=b+sn=200+2000-300=1900mm
取bf=1900mm
砼C25,
=1.0,
ƒc=11.9KN/mm2,
ƒt=1.27KN/mm2,;纵向钢筋HRB400;
ƒy=360KN/mm2,:
箍筋HPB235:
ƒyv=210KN/mm2
跨中截面T型截面类型判断:
故次梁跨中截面按第一类T型截面计算。
次梁的支座截面按矩形截面计算。
次梁的正截面受弯承载力计算过程如下表
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值
84.97
-84.97
56.04
-64.05
αs=M/α1fcbh02
0.0215
0.0207
0.0144
0.1705
0.0217
0.02345
0.0145
0.0215
轴线
①-②
⑤-⑥
计算配筋(㎜2)
574.5
643.4
377.9
467.8
实际配筋(㎜2)
216+116
AS=603
216+118
AS=656.5
216
AS=402
216+110
AS=480.5
配筋率验算:
对支座截面均有
符合塑性内力重分布原则。
(2)斜截面承载力计算
验算截面尺寸:
Hw=h0-hf=415-80=335mm.因hw/b=335/200<4,截面尺寸按照下式验算。
计算所需配置的箍筋:
采用Φ6双肢箍筋,计算B支座左侧截面。
由
可得箍筋间距:
S=325mm
调幅后,受剪承载力应加强,梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或间距减少20%,先调间距,S=0.8×325=260mm,弯矩调幅时要求的配筋率下线为:
,
取箍筋间距为150mm。
2.3主梁的设计
本节内容是根据已知的荷载条件对主梁进行配筋设计,按弹性理论进行设计。
1.荷载
荷载的计算过程见下表:
恒荷载设计值
次梁传来的荷载
9.11×6.0=54.66KN/m
主梁自重
2×0.3×(0.6-0.08)×25×1.2=9.36KN/m
主梁粉刷
0.02×(0.6-0.08)×2×17×1.2=0.85KN/m
小计
G=64.87KN取65KN
活荷载设计值
Q=18.2×6.0=109.2KN/m取110KN
2.计算跨度及计算简图
计算跨度
主梁在砖墙上的支撑长度为370mm,中间支承载400×400的砼柱上。
边跨:
ln1=6000-200-120=5680mm,因0.025ln1=142mm取l01=1.025ln+b/2=1.025×5680+400/2=6022mm
中间跨:
l02=ln2+b=6000mm
跨度差:
(l01-l02)/l02=(6022-6000)/6000=0.37%<10%。
可按照等跨连续梁计算。
主梁的计算简图如下:
3.内力计算
弯矩设计值
M=k1Gl+k2Ql,式中k1,k2可由附表查得:
4.承载能力计算
(一)正截面承载力计算
主梁跨中按照T型截面计算hf/h0=80/(600-35)=0.142>0.1其翼缘宽度按照下式计算:
bf=l0/3=6000/3=2000mm
取bf=2000mm
砼C25,
=1.0,
ƒc=11.9KN/mm2,
ƒt=1.27KN/mm2,;纵向钢筋HRB400;
ƒy=360KN/mm2,:
箍筋HPB235:
ƒyv=210KN/mm2
跨中截面T型截面类型判断:
故主梁跨中截面按第一类T型截面计算。
主梁的支座截面按矩形截面计算。
B支座的弯矩设计值:
纵筋受力钢筋除B支座截面为两排外,其余均为一排。
跨内截面正截面受弯承载力的计算过程见下表:
截面位置
1
B
2
2
弯矩设计值(KN.m)
289.6
-275.7
158.1
-62
αs=M/α1fcbh02
αs=M/α1fcbfh02
=0.0378
=0.2749
=0.0208
=0.0544
0.0385
0.329
0.0210
0.0560
0.9905
0.9258
0.9948
0.9862
1424
1561
781
309
配筋(㎜2)
520
AS=1570
216+120+320
AS=1658
220+114
AS=782
216
AS=402
配筋率验算:
满足要求。
(3)斜截面承载力计算
验算截面尺寸:
Hw=h0-hf=530-80=450mm.因hw/b=450/200<4,截面尺寸按照下式验算。
0.7ftbh0=0.7×1.27×300×530=141.35KN计算多需配置的箍筋:
=141.35+1.25×210×100.6/100×530
=208.35KN
Vcs>VA=1442.9KN,Vcs>VBr=199.4KN,Vcs支座B截面左边尚配置弯起钢筋,在B支座截面左边的2m范围内需要布置三排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段,现分三批弯起第一跨中的20钢筋,Asb=314.2mm2.
所需弯起钢筋的面积(弯起角度取αs=45°)
满足要求。
3配筋图
3.1板的配筋图
3.2次梁的配筋图
3.3主梁的配筋图