大工17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
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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（γ=20kN/m3），板底及梁用15mm 厚石灰砂浆抹底（γ=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。

1.2楼盖梁格布置及截面尺寸确定
确定主梁的跨度为6.3m ，次梁的跨度为5.4m ，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m 。

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=57.5mm ，对工业建筑的楼板，要求mm h 80≥，所以板厚取80mm h =。

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=400×400 mm 2。

楼盖结构平面布置图
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）、荷载计算
恒荷载标准值计算，取1m 宽板带计算： 面层 0.02×20=0.4kN/m
板自重 板厚×γ×1=0.08×25×1=2.0kN/m
板底抹灰 粉刷厚度×γ×1=0.015×17×1=0.255kN/m
永久荷载设计值： k g
= 1.2（0.4 + 2 + 0.255） = 3.186 2/KN m 活载设计值： q k =10kN/m 2×1.3=13kN/m 荷载设计值总值： g k +q k =16.186≈16.2kN/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：l 0=l n =2100-180=1920mm 边跨：按以下两项最小值确定
l 0=l n +1/2h B =(2100-120-180/2)+80/2=1930mm l 0=L n +1/2a=(2100-120-180/2)+120/2=1950mm
所以边跨板的计算取l 0=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
%52.01920
1920
1930=- ,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
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，α
s =20mm，则h
=80-20=60mm，C25混凝土，α
1=1.0，f
c
=11.9N/mm，HPB235钢筋，f
y
=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
最小配筋率ρ=As/bh=249/(1000*60)=0.42%＞ρmin=0.2%。

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.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：l 0=l n =5400-250=5150mm
边跨：l 0=1.025l n =1.025×(5400-120-250/2)=5284mm l 0=l n +a/2=(5400-120-250/2)+240/2=5275mm 边跨计算跨度上式计算中取小值，即l 0=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： 3.186×2.1=6.691kN/m
次梁肋自重：0.18×(0.4-0.08)×25×1.2=1.728kN/m 次梁粉刷重：0.015×2×(0.4-0.08)×17×1.2=0.196 小计：g=8.615 KN/m 活荷载设计值：q=13*2.1=27.3 KN/m
荷载总设计值：q+g=27.3+8.615=35.915 KN/m ，取荷载为35.92 KN/m 。

3.内力计算
因边跨与中跨的计算跨度相差
%4.25150
5150
5275=- ,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：
计算简图
次梁弯矩值计算
β值：
次梁剪力值计算
其中，M=α(g+p)l 02 V=β((g+p)l n 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'f b ，按3/'l b f ≤=5150/3=1717mm,且c f b s b +≤0'=2010+180=2190mm 考虑,故取'f b =1717mm 。

支座截面按c c h b ⨯矩形截面计算，梁高h=400mm ，h 0=400-35=365mm ，翼缘厚h f =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
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
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。

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。

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： mm b b l l n 63002/3502/35035063002/2/0=++-=++=柱柱。

边跨：l n1=0.025*(6300-350/2-120)=6005mm ，
因为0.025l n1=0.025*(6300-350/2-120)=150.1<a/2=185mm 所以边跨取：
mm l b l l n n 63306005025.02/3501202/3506300025.02/0=⨯++--=++=柱， mm b a l n 63652/3502/37060052/2/=++=++≤柱，
边跨计算跨度取小值，即l 0=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=8.615×6.3=45.57kN 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）：
⨯⨯⨯⨯ ⨯2.1=0.733 KN
永久荷载设计值合计：G = 55.281KN
由次梁传来可变荷载：Q=27.3⨯5.3 =144.69 KN 永久和可变荷载合计：G+Q=199.971 KN 3.内力计算
1)、QL k GL k M 21+=
其中， 2 1k k 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
2）、Q k G k V 43+=
其中， 43k k 可由书中表查取，
主梁剪力计算
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f b '，按
；，故取mm b mm s b l b f f 2100630021003/63003/0='=+<==≤'
梁高：h=650,h 0=650-35=615mm （边跨），h 0=650-35=615mm （中间跨）； 翼缘厚：mm h f 80=' 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h 0=650-70=580mm ，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h 0=615mm 。

主梁正截面承载力计算如下：
主梁正截面承载力计算
5.斜截面强度计算
主梁斜截面承载力计算如下：
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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=45.57+113.4=158.97kN ，h 1=650-450=200mm 附加箍筋布置范围：s=2h 1+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，A sb =254.5mm 2，则由2f y A sb sin45°+m.nf yv A sv1=2×300×54.5×0.707+6×2×300×50.3=181.08kN>F=158.97kN ，满足要求。

配筋图如下：
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配筋图
板的配筋图
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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1.05，可变荷载根据荷载形式的不同取值不同，一般取1.2，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1.0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。

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