大工_14春《钢筋混凝土结构》_离线答案_某厂房单向板设计(1)

网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：某厂房单向板设计学习中心：学习中心专业：土木工程年级： 2011 年春季学号：学生：指导教师：1 基本情况某多层厂房，采用框架结构，边柱为砖柱，楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖，其标准层结构布置图1.1所示。

图1.1 楼面梁格布置图楼面活荷载标准值为5.0 KN／㎡，自重0.6 KN／㎡，板底及梁侧采用15 mm 厚混合砂浆粉底，采用C25混凝土；主梁和次梁采用HRB335级钢筋，其余均采用HPB235级钢筋；板伸入墙120mm，次梁伸入墙240mm，主梁伸入墙370mm，柱的截面尺寸为400mm×400mm。

2 单向板结构设计2.1 板的设计板按塑性力重分布方法设计，按刚度条件板厚为l40≈210040＝52.5mm.按构造要求，工业房屋楼面的最小厚度为80mm，故取板厚h＝80mm.取次梁截面高度h＝450mm，截面宽度b＝200mm。

板的几何尺寸和计算简图见图2.1。

图2.1 板的几何尺寸图2.2 板的计算简图1.荷载恒荷载板自重 0.08×25＝2.0 KN／㎡楼面面层 0.6 KN／㎡天棚抹灰 0.015×17＝0.26 KN／㎡ gk＝2.86 KN／㎡使用活荷载 qk＝5.0 KN／㎡荷载组合设计值根据建筑结构荷载规（GB5009—2001）的规定，对于标准值大于4KN／㎡的工业房屋楼面结构的活荷载应取γQ＝1.3，所以有：g＋q＝1.2gk＋1.3qk＝1.2×2.86＋1.3×5.0＝9.93 KN／㎡g＋q＝1.35gk＋1.3×0.7×qk＝1.35×2.86＋1.3×0.7×5.0＝8.41 KN／㎡取g＋q＝9.93 KN／㎡2.力计算取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为：中间跨：l＝ln＝2.1－0.2＝1.90m边跨：l＝ln＋＝2.1－0.12－0.202＋0.082＝1.92m边跨与中间跨的计算跨度相差：1.90 1.901.90-＝0.011＜10﹪故可按等跨连续板计算力。

各截面的弯矩计算见表2.1。

表2.1 板的弯矩计算截面边跨中第一支座中间跨中中间支座弯矩系数1+11111-1+16114-M=α（g＋q）l2（KN·m）1+11×9.93×1.922=3.33111-×9.93×1.922=-3.331+16×9.93×1.922=2.24114-×9.93×1.922=-2.562.2次梁的设计取主梁的梁高h＝650㎜，梁宽b＝250㎜。

次梁的截面几何尺寸与支承情况见图2.3。

图2.3 次梁几何结构和支撑情况1.荷载恒荷载由板传来 2.76×2＝5.52 KN／m 次梁自重 25×0.2×（0.45－0.08）＝1.85 KN／m 梁侧抹灰 17×（0.45－0.08）×2×0.015＝0.19 KN／m gk＝7.56 KN／m 楼面使用活荷载 qk＝5.0×2＝10.0 KN／m 荷载组合设计值g＋q＝1.2gk＋1.3qk＝1.2×7.56＋1.3×10＝22.072 KN／mg＋q＝1.35gk＋1.3×0.7×qk＝1.35×7.56＋1.3×0.7×10＝19.306 KN／m 取g＋q＝22.072 KN／m2.力计算按塑性力重分布方法计算次梁力。

计算跨度：中间跨：l 0＝ln ＝6.9－0.25＝6.65m边跨：l 0＝ln ＋a 2＝6.9－0.12－0.252＋0.242＝6.775＜1.025 ln ＝1.025×6.655＝6.821m边跨与中间跨的计算跨度相差：6.775 6.656.65-＝0.019＜10﹪故可按等跨连续梁计算力。

剪力计算时跨度取净跨。

计算简图如图2.4所示。

图2.4 次梁计算简图次梁力计算见表2.2、2.3。

表2.2 次梁弯矩计算截面 边跨中第一支座中间跨中中间支座弯矩系数α 1+11111-1+16114-M=α（g+q ）·l 2（KN ·m ）1+11×22.072×6.7752=92.1 - 92.11+16×22.072×6.652=61- 69.72表2.3 次梁剪力计算截面 边支座 第一支座（左） 第一支座（右）中间支座剪力系数β 0.45 0.6 0.55 0.55 V=β（g+q ）·l n（KN ）0.45×22.072×6.655=66.100.6×22.072×6.655=88.13 0.55×22.072×6.65=80.7380.732.3 主梁的设计按弹性理论计算主梁力，不考虑塑性力重分布。

取柱截面尺寸为400 mm ×400 mm 。

主梁的截面尺寸与支承情况如图2.5。

图2.5 主梁几何尺寸及支撑情况1.荷载恒荷载由次梁传来 7.56×6.9＝52.164 KN 主梁自重（折算为集中荷载） 0.25×（0.65－0.08）×2.1×25＝7.48 KN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）2×（0.65－0.08）×2×0.015×17＝0.58 KN 使用活荷载 Gk＝60.224 KN Qk＝5×2×6.9＝69 KN 荷载组合设计值G＋Q＝1.2Gk＋1.3Qk＝1.2×60.224＋1.3×69＝162 KNG＋Q＝1.35Gk＋1.3×0.7×Qk＝1.35×60.224＋1.3×0.7×69＝144.1 KN 取 G＝1.2×60.224＝72.3 KNQ＝1.3×69＝89.7 KN2.力计算计算跨度如下：中间跨 l＝lc＝6.3m边跨 l0＝ln＋b2＋a2＝6.3－0.12－0.42＋0.42＋0.372＝6.365ml0＝1.025ln＋b2＝1.025×（6.3－0.12－0.42）＋0.42＝6.33m取l＝6.33m计算简图见图2.5图2.6 主梁的计算简图各种荷载工况下的主梁力计算见表2.4。

表2.4 各种荷载工况下的主梁力计算力计算过程见表2.5。

荷载工况弯矩剪力①M 1=KGl=0.244×72.3×6.33=111.67 KN ·m M B =KGl=-0.267×72.3×6.33=-122.19 KN ·m M 2=KGl=0.067×72.3×6.3=30.52 KN ·m*aM ≈72.3×2.1-23×122.19=70.37 KN ·m V A =K 1G=0.733×72.3=53 KN V 1右=V A -G=53-72.3=-19.3 KN V B 左=K 1G=-1.267×72.3=-91.6 KN V B 右=K 1G=1.0×72.3=72.3 KN V 2左=0②M 1=0.289×89.7×6.33=164.09 KN ·m M B =-0.133×89.7×6.33=-75.52 KN ·m M 2=-75.52 KN ·m*aM ≈89.7×2.1-23×75.52=138.02 KN ·m V A =0.866×89.7=77.68 KN V 1右=77.68-89.7=-12.02 KN V B 左=-1.134×89.7=-101.72 KN V B 右=0③M 1=-0.044×89.7×6.33=-24.98 KN ·m M B =-0.133×89.7×6.33=-75.52 KN ·m M 2=0.200×89.7×6.3=113.02 KN ·m*aM ≈23×（-75.52）=-50.35 KN ·m V A =-0.133×89.7=-11.93 KN V 1右=V B 左=-11.93 KNV B 右=1.0×89.7=89.7 KN④M B =-0.311×89.7×6.33=-176.59 KN ·m Mc=-0.089×89.7×6.33=-50.53 KN ·mM 1≈89.7×2.1-13×176.59=129.51 KN ·m*aM ≈89.7×2.1-23×176.59=70.64 KN ·m M 2=0.170×89.7×6.3=96.07 KN ·m*2M =89.7× 2.1-23×176.59-13×50.53=53.8 KN ·mV A =0.689×89.7=61.80 KN V 1右=-89.7＋61.80=-27.9 KN V B 左=-1.311×89.7=-117.6 KN V B 右=1.222×89.7=109.61 KN V 2右=109.61－89.7=19.91 KN最不利力组合见图VI 所示。

主梁的弯矩包络图与剪力包络图见图2.7，图2.8。

图2.7 主梁最不利力组合 图2.8 主梁的弯距及剪力包络图3 配筋图3.1 板的配筋图取板的截面有效高度h 0＝65㎜，各截面的配筋计算见表3.1。

表3.1 板的正截面承载力计算3.2 次梁的配筋图次梁跨中截面按T 形截面进行计算，其翼缘宽度取二者中的较小者：'f b ＝l 3＝6.653＝2.217m'f b ＝b ＋sn ＝0.2＋1.90＝2.1m 故取'f b ＝2.1m 。

判别各跨中截面属于哪一类T 形截面，取h0＝450－35＝415mm ，则：'''f f f c 0h b h f (h )2-=2100×80×11.9×（415-802）=749.7KN •m ＞92.1 KN •m故属于第一类T 形截面。