大工16春《钢筋混凝土结构课程设计》模板答案

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《钢筋混凝土结构课程设计》

题 目：仓库厂房单向板设计

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专 业： 土木工程 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370mm，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

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楼面均布活荷载标准值为：7kN/m

楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，??20kN/m3, 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

④ 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/m） ⑤ 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。

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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。 2.1.1 荷载

板的永久荷载标准值

80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2 kN/m 20mm厚水泥砂浆抹面 0.02×20=0.4 kN/m 20mm厚混合砂浆天棚抹底 0.02×17=0.34 kN/m 小计 2.74 kN/m 楼面均布活荷载标准值 7 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/m，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的荷载总计算值：

①q=?Ggk+??Qqk=1.2×2.74+0.7×1.3×7=9.658kN/m ②q=?Ggk+?Qqk=1.2×2.74+1.3×7=12.388kN/m 由于②>①，所以取②q=12.388kN/m，近似取q=12kN/m

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2.1.2 计算简图

次梁截面为200mm×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=ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025ln=2030mm，取l0=2020mm 中间跨l0=ln=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

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2.1.3 内力计算

板厚 h=100mm， 次梁 b×h=220mm×450mm

计算跨度：边跨 L01=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mm L01= 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(L01-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

M1=-MB=（g+q）l02/11=9.2×2.022/11=3.34kN·m

2Mc=-（g+q）l01/14=-9.2×2.02/14=-2.57kN·m 2M3=M2=（g+q）l01/16=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Mc和M2应乘以0.8，Mc =0.8×-2.57=-2.06kN·m；M2=0.8×2.25=1.80kN·m 2.1.4 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=75mm fc=12.5N/mm2，fy=210N/mm2

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板的配筋计算表：

表2-1 板的配筋计算表 截 面 弯矩设计值（kN·m） 1 3.34 B -3.34 0.065 0.067 273.7 Φ8@160 As=314.2或3 2.25 0.044 0.045 183.9 C -2.57 0.050 0.051 208.4 2as=M/（a1fcbh0） 0.065 ?=1-1-2as 轴线 计算配筋（mm） 20.067 273.7 Φ8@160 ①～② As=?bhoa1fc/fy ⑤～⑥ 2Φ6/8@160 Φ6/8@160 As=246.0 As=246.0 实际配筋（mm） As=314.0 轴 线 计算配筋（mm） ②～⑤ As=?bhoa1fc/fy 220 273.7 Φ8@160 As=314.273.7 Φ8@160 147.1 166.7 Φ6/8@160 Φ6/8@160 As=246.0 As=246.0 实际配筋（mm） As=314.0 0 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0.45ft/fy=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。 2.2.1 荷载

永久荷载设计值

板传来永久荷载 3.522×2.2=7.81kN/m

次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m 次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m 小计 g=10.67kN/m

可变荷载设计值 q=5.6×2.2=12.32kN/m 荷载总设计值 g+q=22.99kN/m

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2.2.2 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。主梁截面为300mm×650mm。 计算跨度：

边跨 lo=ln+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025ln=6488mm，

故取lo=6450mm

中间跨 lo=ln=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

2.2.3 内力计算

跨度差 （L01-L02）/L02×100%=（6475-6350）/6350×100%=1.97%<10% 按等跨连续梁计算。

次梁弯矩计算表（M=αmbpL02）如表2-3

表2-2 次梁弯矩计算表 截面 边跨中 第一支座 1/11 -1/11 αmb Lo(mm) 6475 6475 M(kN/m) -84.69 84．69 次梁简力计算表（V=αvbpLn）如图2-4 截面 αvb 中间跨中 1/16 6350 56.00 中间内支座 -1/14 6350 -64.00 表2-3 次梁简力计算表 AR 0.45 6355 63.55 BL 0.60 6355 84.73 BR 0.55 6350 77.61 CL 0.55 6350 77.61 CR 0.55 6350 77.61 Ln(mm) V(kN)

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2.2.4 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

fc bf＇hf＇(h0- hf＇/2)=12.5×2117×100×(415-100/2)×10-6=965.88 kN·m γdM=1.2×84.69=101.63 kN·m

fc bf＇hf＇(h0- hf＇/2)> γdM ，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 M（kN·m） b(mm) αs=rdM/(fcbh02) ζ As=fcbf＇ζh0/fy 配筋 边跨跨中 84.69 2158 0.022 0.022 794 3Φ18 第一内支座 -84.69 220 0.215 0.245 902 4Φ18 中间跨中 56.00 2117 0.015 0.015 509 2Φ18 中间支座 -64.00 220 0.162 0.178 763 3Φ18 763 实配面积763 1018 509 （mm2） 其中ζ=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<4

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1/γd（0.25fcbh0）=1/1.2×0.25×12.5×220×415=237.76kN>Vmax=84.73 kN 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 V（kN） rdV(kN) Vc=0.07fcbh0 配筋方法 初选As Asv(mm2) S(mm) Smax ρsvmin AR 63.55 76.26 79.89 构造配筋 BL 84.73 101.68 79.89 计算配筋 BR 77.61 93.13 79.89 计算配筋 双肢φ6 56.6 CL 77.61 93.13 79.89 计算配筋 CR 77.61 93.13 79.89 计算配筋 214 300 283 200 466 200 0.12% 双肢φ6@200 466 200 466 200 实际配筋 计算结果表明，支座截面的?均小于0.35；As/bh=421.1/（200×500）=0.42%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/300=0.21%，满足最小配筋率。

2.3 主梁的设计

本节内容是根据已知的荷载条件对主梁进行配筋设计，按弹性理论进行设计。 2.3.1 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

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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 2.3.2 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 ln=6600-200-120=6280mm 因0.025ln=157mm＜a/2=185mm，

取l0=1.025ln+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm 近似取l0=6640mm 中跨 l0=6600mm 主梁的计算简图如下：

图2.7 主梁计算简图

2.3.3 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。

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