大工秋钢筋混凝土结构课程设计答案.docx
《大工秋钢筋混凝土结构课程设计答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大工秋钢筋混凝土结构课程设计答案.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
大工秋钢筋混凝土结构课程设计答案
Companynumber:
【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
大工秋钢筋混凝土结构课程设计答案
网络教育学院
《钢筋混凝土结构课程设计》
题目:
三峡水电站厂房单向板设计
学习中心:
专业:
土木工程
年级:
2017年秋季
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。
1.1设计资料
(1)楼面均布活荷载标准值:
qk=10kN/m2。
(2)楼面做法:
楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(
=20kN/m3),板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底(
=17kN/m3)。
(3)材料:
混凝土强度等级采用C25,主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋,其他采用HPB235级钢筋。
楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为。
楼盖结构的平面布置图如图所示。
按高跨比条件要求板的厚度h≥l/40=2300/40=,对工业建筑的楼板,要求
,所以板厚取
。
次梁截面高度应满足=(1/18~l/12)=(1/18~1/12)=300~450mm,取h=400mm,截面宽b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×400=133~200mm,取b=180mm。
主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/15~1/10)×6300=450~788mm,取hz=650mm,截面宽b=(1/3~1/2)hz=(1/3~1/2)×650=217~325mm,取b=250mm。
柱的截面尺寸b×h=400×400mm2。
2单向板结构设计
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)、荷载计算
恒荷载标准值计算,取1m宽板带计算:
面层×20=m
板自重板厚×γ×1=×25×1=m
板底抹灰粉刷厚度×γ×1=×17×1=m
永久荷载设计值:
=(+2+)=
活载设计值:
qk=10kN/m2×=13kN/m
荷载设计值总值:
gk+qk=≈m
(2)、跨度计算
取1m板宽作为计算单元,板的实际结构如图所示,由图可知:
次梁截面为b=180mm,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:
中跨:
l0=ln=2100-180=1920mm
边跨:
按以下两项最小值确定
l0=ln+1/2hB=(2/2)+80/2=1930mm
l0=Ln+1/2a=(2/2)+120/2=1950mm
所以边跨板的计算取l0=1930mm。
板的计算简图如下所示。
(3)内力计算
因边跨与中跨的计算跨度相差
小于10%,可按等跨连续板计算,由表可查得板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过程见下表
板的弯矩设计值的计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端第二支座
2
中间跨跨中
C
中间支座
弯矩系数
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0
(m)
l01=
l01=
l02=
l02=
M=α(gk+qk)l02
4.配筋计算
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:
板宽b=1000mm,板厚h=80mm,αs=20mm,则h0=80-20=60mm,C25混凝土,α1=,fc=mm,HPB235钢筋,fy=210N/mm2。
位于次梁内跨上的板带,其内区格四梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(M2、M3)和中间支座(Mc)计算弯矩可以减少20%,其他截面则不予以减少。
板的配筋计算
截面
1
B
2
C
M
M1
MB
M2
Mc
466
-466
310
249
-361
-283
选钢筋
φ10@160
φ10@180
φ8@140
φ8@180
φ8@130
φ8@170
实际配筋
AS=491mm2
AS=436mm2
AS=359mm2
AS=279mm2
AS=387mm2
AS=296mm2
最小配筋率ρ=As/bh=249/(1000*60)=%>ρmin=%。
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.确定次梁计算跨度及计算简图
当按塑性内力重分布计算时,其计算跨度:
中跨:
l0=ln=5400-250=5150mm
边跨:
l0==×(5400-120-250/2)=5284mm
l0=ln+a/2=(5400-120-250/2)+240/2=5275mm
边跨计算跨度上式计算中取小值,即l0=5275mm
当跨差不超过10%时,按等跨连续梁计算,计算简图如下:
2.荷载计算
由板传来:
×=m
次梁肋自重:
×次梁粉刷重:
×2×小计:
g=KN/m
活荷载设计值:
q=13*=KN/m
荷载总设计值:
q+g=+=KN/m,取荷载为KN/m。
3.内力计算
因边跨与中跨的计算跨度相差
小于10%,可按等跨连续板计算,由表可查得板的弯矩系数αM,,板的弯矩设计值计算过程见表
α值:
次梁弯矩值计算
截面位置
1
边跨跨中
B
离端支座
2
C
跨中支座
弯矩系数α
1/11
-1/11
1/16
-1/14
计算跨度l0(m)
5275
5275
5150
5150
M=α(g+q)l02
β值:
次梁剪力值计算
截面位置
A
B左
离端第二支座
B右
离端第二支座
C
跨中支座
剪力系数β
净跨度
V=β((g+p)ln(kN)
其中,M=α(g+p)l02
V=β((g+p)ln
4.正截面强度计算
1)次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度
,按
=5150/3=1717mm,且
=2010+180=2190mm考虑,故取
=1717mm。
支座截面按
矩形截面计算,梁高h=400mm,h0=400-35=365mm,翼缘厚hf=80mm。
判定是第几类T形截面:
均大于边跨跨中弯矩和中跨跨中弯矩,故属于第一类T形截面。
2)、钢筋截面计算如下
次梁正截面承载力计算如下:
次梁正截面承载力计算
截面
1
B
2
C
M(
)
或
895
1035
547
618
选择钢筋
3φ20(弯1)
4φ20(弯2)
3φ16(弯1)
3φ18(弯1)
实际配筋
941mm2
1256mm2
603mm2
763mm2
5.斜截面强度计算
次梁斜截面承载力计算如下:
次梁斜截面承载力计算
截面
A
C
V(
)
>
截面满足
>
截面满足
>
截面满足
>
截面满足
(kN)
<
需配箍筋
<
需配箍筋
<
需配箍筋
<
需配箍筋
箍筋肢数、直径
2φ6
2φ6
2φ6
2φ6
57
57
57
57
实配箍筋间距
150mm
不足150mm,用Asb补充
150mm
150mm
>
<
>
>
/
/
/
选配弯起钢筋
由于纵向钢筋充足,可弯起1φ20
1φ20
由于纵向钢筋充足,可弯起1φ16
由于纵向钢筋充足,可弯起1φ18
实配钢筋面积
6.构造配筋要求:
沿全长配置封闭式箍筋,每一根箍筋距支座边50mm处开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。
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。
主梁内力计算按弹性理论计算。
1.确定次梁计算跨度及计算简图
柱截面选用350mm×350mm,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。
主梁端部支承于砖壁柱上,其支承长度a=370。
则主梁计算跨度:
中跨:
。
边跨:
ln1=*(6300-350/2-120)=6005mm,
因为=*(6300-350/2-120)=所以边跨取:
,
,
边跨计算跨度取小值,即l0=6330mm;
因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:
2、荷载计算:
次梁传来的永久荷载:
次梁恒载×主梁间距=×=
主梁自重(折算成集中荷载):
()
=KN
梁底及梁侧抹灰(折算成集中荷载):
()
2
=KN
永久荷载设计值合计:
G=
由次梁传来可变荷载:
Q=
=KN
永久和可变荷载合计:
G+Q=KN
3.内力计算
1)、
其中,
可由书中表查取,L计算跨度,对于B支座,计算跨度可取相邻两跨的平均值。
主梁弯矩计算
项次
荷载简图
①
②
/
③
/
④
⑤
/
(
)
组合项次
①+④
①+④
①+④
①+②
组合值
(
)
组合项次
①+②
①+③
①+③
①+⑤
组合值
2)、
其中,
可由书中表查取,
主梁剪力计算
项次
荷载简图
①
②
③
④
⑤
(
)
组合项次
①+②
①+④
①+④
组合值
4、主梁正截面和斜截面承载力计算:
正截面配筋计算
主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度
,按
梁高:
h=650,h0=650-35=615mm(边跨),h0=650-35=615mm(中间跨);
翼缘厚:
判定是第几类T形截面:
均大于边跨跨中弯矩和中跨跨中弯矩,故属于第一类T形截面。
2)、钢筋截面计算如下
支座截面按b×h=250mm×650mm的矩形截面计算。
离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取h0=650-70=580mm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,取h0=615mm。
主梁正截面承载力计算如下:
主梁正截面承载力计算
截面
1
B
2
M(
)
(
)
9452
1001
9452
1125
或
1691
2410
922
427
选择钢筋
4φ25(弯1)
5φ25(弯2)
3φ20(弯1)
2φ18(弯1)
实际配筋
1963mm2
2454mm2
942mm2
509mm2
5.斜截面强度计算
主梁斜截面承载力计算如下:
主梁斜截面承载力计算
截面
A
V(
)
>
截面满足
>
截面满足
>
截面满足
剪跨比:
(kN)
<
需配箍筋
<
需配箍筋
<
需配箍筋
箍筋肢数、直径
2φ8
2φ8
2φ8
101
101
101
311
117
144
实配箍筋间距
150
不足150mm,用Asb补充
不足150mm,用Asb补充
<,不满足
<,不满足
<,不满足
选配弯起钢筋
1φ25
2φ25
2φ25
实配钢筋面积
982mm2
982mm2
验算最小配筋率
6、两侧附加横向钢筋的计算
由次梁传于主梁的集中荷载F=G+Q=+=,h1=650-450=200mm
附加箍筋布置范围:
s=2h1+3b=2×200+3×200=1000mm
取附加箍筋φ8@200mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数:
m=1000/200+1=6排,梁两侧各布置三排。
另加吊筋1φ18,Asb=,则由2fyAsbsin45°+=2×300××+6×2×300×=>F=,满足要求。
配筋图如下:
配筋图
板的配筋图
次梁的配筋图
主梁的配筋图
3心得体会
本课程设计注重理论联系实践,通过设计将规范数据、绘图、配筋计算、验算等有机的结合起来,这样可以在设计的时候一边设计主题轮廓,不明白的地方参考书籍,还有一些系数翻查资料,以便准确的取值,验算。
以前不是很熟悉的地方,没有相同的地方,通过这次设计,对其中的理解更加形象具体,荷载的计算,传递以及不同荷载下的组合方式,哪一种最为不利,为了保证安全系数,可以设计的更加合理、安全、适用。
记得在计算荷载的时候,翻看资料,对永久荷载及可变荷载不同的取值的把握,水利和土木工程不同,水利上永久荷载一般取,可变荷载根据荷载形式的不同取值不同,一般取,而土木工程当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合取γG=1.2;对由永久荷载效应控制的组合,取γG=1.35。
当产生的效应对结构有利时,—般情况下取γG=1.0;当验算倾覆、滑移或漂浮时,永久荷载效应一般是对结构有利的,荷载分项系数一般应取小于的值;对其余某些特殊情况,应按有关规范采用。
而对可变荷载分项系数γQ:
—般情况下取γQ=1.4;但对工业房屋的楼面结构,当其活荷载标准值>4kN/㎡时,考虑到活荷载数值已较大,则取γQ=1.3。
还有荷载传递时弯矩的计算方式,跨度的计算方式,以及荷载不同破坏形式的判定,如何计算、验算等更加清晰明了,对于工业上的要求等等也有所了解。
还有就是对于计算出来的截面积,如何配筋更加合理、经济也是一个问题。
总之,通过这次设计我受益匪浅。
以后会更加努力、钻研。