大连理工大学2015年秋《钢筋混凝土结构》课程设计离线作业答案

网络教育学院 钢筋混凝土结构课程设计 题 目 ：梅兰厂房 学习中心： 江苏省泰州市姜堰奥鹏 专 业： 土木工程 年 级： 学 号： 学 生： 指导教师： 1 1 基本情况 一、设计资料 梅兰化工厂房。采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为 370mm 砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。 楼面做法： 20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板， 15mm 厚石灰砂浆抹灰。 荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重 25 3kN/m ,水泥砂浆容重 20 3kN/m ，石灰砂浆容重 17 3kN/m ，分项系数 1.2G 。可变荷载，楼面均分布荷载为7.5 3kN/m ，分项系数 1.3K 。 材料选用：混凝土采用 C30（cf=14.3 2N/mm ，tf=1.43 2N/mm ） 钢筋 主梁、次梁采用 HRB335 级（yf=300 2kN/m ）钢筋，其它均用 HPB300 级（yf=270 3kN/m ）钢筋。 + 二、楼盖的结构平面布置 主梁沿房屋的横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度是 5.7m,次梁的跨度是 4.8m。梁每跨内布置两根次梁。其间距是 1.9m。楼盖的布置如图 1 所示。 2 根据构造要求，板厚取 19008 0 4 7 . 54 0 4 0lh m m m m 次梁截面高度应满足 4 8 0 0 4 8 0 0 2 6 6 4 0 01 8 1 2 1 8 1 2llh m m : : :取 h=400mm，截面宽度取为 b=200mm。 主梁的截面高度应满足 5 7 0 0 5 7 0 0 3 8 0 5 7 01 5 1 0 1 5 1 0llh m m :取截面高度 h=500mm，截面宽度取为 b=250mm。 三、板的计算 按塑性分析法计算内力。 1、荷载 恒荷载标准值： 3 20mm 水泥砂浆面层 320 . 0 2 2 0 / 0 . 4 /m k N m k N m 80mm 钢筋混凝土板 0 . 0 8 2 5 / 2 . 0 /m k N m k N m 15mm 厚石灰砂浆抹灰 320 . 0 1 5 1 7 / 0 . 2 5 5 /m k N m k N m 22 . 6 5 5 /kg k N m活荷载标准值 27 .5 /kq kN m横荷载设计值 21 . 2 2 . 6 5 5 3 . 1 8 6 /g k N m 活荷载设计值 21 . 3 7 . 5 9 . 7 5 /q k N m 合计 21 2 . 9 3 6 /g q k N m 2、内力计算 次梁的截面 2 0 0 4 0 0m m m m ，板在墙上的支撑长度为 120mm ，则板的计算跨度为： 边跨0 0 . 2 0 . 0 81 . 9 0 . 1 2 1 . 7 22 2 2n hl l m 0 . 2 0 . 1 21 . 9 0 . 1 2 1 . 7 42 2 2n alm 0 1.72lm 中间跨 0 1 . 9 0 . 2 1 . 7lm 跨度差 00( 1 . 7 2 1 . 7 ) / 1 . 7 1 . 2 1 0 说明可按等跨连续板计算内力。取 1m 宽板作为计算单元，计算简图如图 1 所示。 连续板各截面的弯矩计算见表 1. 表 1 连续板各截面弯矩计算 截面 1 边跨跨内 B 离端第二支座 2 中间跨跨内 C 中 间支座 弯矩计算系数 m111 111 116 114 计算跨度0l0 1.72lm0 1.72lm0 1.7lm0 1.7lm20()mM g q l 3.48 -3.48 2.34 2.67 21 2 . 9 3 6 /g q k N m 4 截面承载力计算 01 0 0 0 , 8 0 , 8 0 2 0 6 0b m m h m m h m m 。 C30 混凝土，cf=14.3 2N/mm 。 HPB300钢筋，yf=270 2kN/m ，连续板各截面的配筋计算见表 2. 表 2 连续板各截面配筋计算 截面位置 边区板带（ 1-2， 5-6 轴线间） 中间区板带（ 2-5 轴线间） 边跨跨内 离端第二支座 离端第二支跨跨内、中间跨跨内 中间支座 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内、中间跨跨内 中间支座 M（ 2kN/m ） 3.48 -3.48 2.34 -2.67 3.48 -3.48 0.8 2.34=1.87 0.8 (-2.67)=-2.14 210s cMf bh 0.067 0.067 0.045 0.052 0.067 0.067 0.036 0.041 1 1 2 s 0.069 0.069 0.046 0.054 0.069 0.069 0.037 0.042 10csyf b hAf219 219 146 172 219 219 118 134 选配钢筋 6/8170 6/8170 6190 6160 6/8170 6/8170 6200 6200 实配钢筋面积 228 228 149 177 228 228 141 141 支座截面的受压区高度系数 均小于 0.35，满足弯矩调幅的要求； m i n m a x( 0 . 2 % , 4 5 / ) 4 5 / 4 5 1 . 4 3 / 2 7 0 1 0 0 % 0 . 2 3 8 %t y t yf f f f 所以， 2, m i n m i n 0 . 2 3 8 % 1 0 0 0 8 0 1 9 0 . 4sA b h m m 板的裂缝验算 裂缝宽度验算属于正常使用极限状态，采用荷载的标准组合。按弹性方法计算截面弯矩，考虑可变荷载的最不利布置，有 2 200k g k q kM g l q l 式中 kg 折算永久荷载标准值， / 2 2 . 6 5 5 7 . 5 / 2 6 . 4 0 5 /k k kg g q k N m kq 折算可变荷载标准值， / 2 7 . 5 / 2 3 . 7 5 /kkq q k N m g 五跨连续板满布荷载下相应截面的弯矩系数，按有关表格查的； q 五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数，按有关表格查的。 由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩： 2( 0 . 0 7 8 6 . 4 0 5 0 . 1 3 ) 1 . 7 2 0 / 2 . 3 2 /kM k N m k N m 2( 0 . 1 0 5 6 . 4 0 5 0 . 1 1 9 3 ) 1 . 7 2 0 / 3 . 0 5 /BkM k N m k N m 5 22 ( 0 . 0 3 3 6 . 4 0 5 0 . 0 7 9 3 ) 1 . 7 / 1 . 3 0 /kM k N m k N m 2( 0 . 0 7 9 6 . 4 0 5 0 . 1 1 1 3 ) 1 . 7 / 2 . 4 2 /CkM k N m k N m 23 ( 0 . 0 4 6 6 . 4 0 5 0 . 0 8 5 3 ) 1 . 7 / 1 . 5 9 /kM k N m k N m 受弯构件 的受力特征系数 1.9cr ，光面钢筋的相对粘结特征系数 0.7 ， C30 混凝土抗拉强度标准值 22 . 0 1 /tkf N m m；保护层厚度 c=15mm 30 . 2 4 / 0 . 2 4 1 . 4 3 / 2 7 0 1 . 2 7 1 0t y vff ，满足要求。 主梁裂缝宽度验算 受弯构件的受力特征系数 1.9cr ，变形钢筋的相对粘结特征系数 1.0 ， C30 混凝土抗拉强度标准值 22 . 0 1 /tkf N m m；保护层厚度 c=25mm。主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表 2，各截面的裂缝宽度均满足要求。 表中 B 支座边缘弯矩标准值： , m a x 0 / 2 1 8 2 . 4 1 0 8 . 3 2 0 . 3 5 / 2 2 0 4 . 0 1B k B k kM M V b k N m g截面 1 B 2 kM178.6 -204.01 93.12 -36.46 15 2/sA mm 1884 1884 942 628 20/ 0 . 8 7 ( / )s q k sM h A N m m 247.6 282.9 244.35 143.5 /te s teAA 0.0301 0.0301 0.0151 0.0100 1 . 1 0 . 6 5 /tk te s qf 0.9247 0.947 0.7459 0.1895 /eqdd (mm) 20 20 20 20 (1 . 9 0 . 0 8 )eqcrtedlc(mm) 100.8 100.8 153.46 207.5 m a x /c r c r s q sw l E (mm) 0.219 0.256 0.180 0.054 主梁的挠度验算 按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度： 2 522 1 302 . 0 1 0 1 8 8 4 4 4 0 5 . 0 9 1 06 6 7 . 1 4 0 . 0 1 7 31 . 1 5 0 . 9 2 4 7 + 0 . 2 +1 . 1 5 0 . 21 3 . 5 0 . 9 5 5 61 3 . 5sssEfE A hB N m m g 其中，0/ 1 8 8 4 / ( 2 5 0 4 4 0 ) 0 . 0 1 7 3sA b h ； 54/ 2 . 0 1 0 2 . 8 1 0 7 . 1 4E s cEE ； 0() ( 1 2 2 0 3 0 0 ) 8 0 0 . 9 5 5 61 7 5 4 4 0fffb b hbh 。 1 3 1 31 7 8 . 6 5 . 0 9 1 0 2 . 8 1 0( 1 ) 1 4 6 . 0 4 ( 2 1 ) 1 7 8 . 6k sqkMB B N m mMM g其中，1 5 5 . 8 0 . 8 1 1 2 . 8 1 4 6 . 0 4kM k N m g挠度系数与板相同，挠度： 2 4 2 40 . 6 4 4 1 0 0 . 9 7 3 1 0kkg l q lfBB 2 3 3 2 3 31 3 1 31 . 8 8 3 1 0 4 0 . 0 2 1 0 5 7 1 5 2 . 7 1 6 1 0 6 8 . 3 1 1 0 5 7 1 5 = 1 7 . 3 m m 30 . 2 4 / 0 . 2 4 1 . 4 3 / 2 7 0 1 . 2 7 1 0t y vff ，满足要求。 主梁裂缝宽度验算 受弯构件的受力特征系数 1.9cr ，变形钢筋的相对粘结特征系数 1.0 ， C30 混凝土抗拉强度标准值 22 . 0 1 /tkf N m m；保护层厚度 c=25mm。主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表 2，各截面的裂缝宽度均满足要求。 30 表中 B 支座边缘弯矩标准值： , m a x 0 / 2 1 8 2 . 4 1 0 8 . 3 2 0 . 3 5 / 2 2 0 4 . 0 1B k B k kM M V b k N m g截面 1 B 2 kM178.6 -204.01 93.12 -36.46 2/sA mm 1884 1884 942 628 20/ 0 . 8 7 ( / )s q k sM h A N m m 247.6 282.9 244.35 143.5 /te s teAA 0.0301 0.0301 0.0151 0.0100 1 . 1 0 . 6 5 /tk te s qf 0.9247 0.947 0.7459 0.1895 /eqdd (mm) 20 20 20 20 (1 . 9 0 . 0 8 )eqcrtedlc(mm) 100.8 100.8 153.46 207.5 m a x /c r c r s q sw l E (mm) 0.219 0.256 0.180 0.054 主梁的挠度验算 按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度： 2 522 1 302 . 0 1 0 1 8 8 4 4 4 0 5 . 0 9 1 06 6 7 . 1 4 0 . 0 1 7 31 . 1 5 0 . 9 2 4 7 + 0 . 2 +1 . 1 5 0 . 21 3 . 5 0 . 9 5 5 61 3 . 5sssEfE A hB N m m g 其中，0/ 1 8 8 4 / ( 2 5 0 4 4 0 ) 0 . 0 1 7 3sA b h ； 54/ 2 . 0 1 0 2 . 8 1 0 7 . 1 4E s cEE ； 0() ( 1 2 2 0 3 0 0 ) 8 0 0 . 9 5 5 61 7 5 4 4 0fffb b hbh 。 1 3 1 31 7 8 . 6 5 . 0 9 1 0 2 . 8 1 0( 1 ) 1 4 6 . 0 4 ( 2 1 ) 1 7 8 . 6k sqkMB B N m mMM g其中，1 5 5 . 8 0 . 8 1 1