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《钢筋混凝土结构课程设计》

题 目：模塑厂房单向板设计

学习中心：XXXX学习中心
专 业：土木工程
年 级： 春季
学 号：XXXX
学 生：XXX
指导老师：

1 基础情况
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：混凝土强度等级采取C30，主梁和次梁纵向受力钢筋采取HRB400或HRB335，吊筋采取HRB335，其它均采取HPB235。
1.2楼盖梁格部署及截面尺寸确定
确定主梁跨度为6.9m，次梁跨度为6.6m，主梁每跨内部署两根次梁，板跨度为2.3m。楼盖结构平面部署图图1-33所表示。
按高跨比条件要求板厚度，对工业建筑楼板，要求，所以板厚取。
次梁截面高度应满足，取，截面宽，取。
主梁截面高度应满足,取，截面宽度取为，柱截面尺寸b×h=400×400 mm2。

楼盖结构平面部署

2 单向板结构设计
2.1 板设计
板设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）、荷载计算
恒荷载标准值

小计
活荷载标准值：
因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取，

（2）、计算简图
取1m板宽作为计算单元，板实际结构图所表示，由图可知：次梁截面为b=，现浇板在墙上支承长度为a=，则按塑性内力重分布设计，板计算跨度为：

板计算简图所表示。

板实际结构

板计算简图

（3） 弯矩设计值
因边跨和中跨计算跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算
由表可查得板弯矩系数αM,，板弯矩设计值计算过程见表

板弯矩设计值计算
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=2.095
l01=2.095
l02=2.05
l02=2.05

(kN.m)
=
-
= -

=

=

（4） 配筋计算——正截面受弯承载力计算
对轴线②~⑤间板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表

板配筋计算
截面位置
1
B
2
C
弯矩设计值（）
6.46
-6.46
4.26
-4.86
αs=M/α1fcbh02
0.125
0.125
0.083
0.094

0.134
0.1<0.134<0.35
0.087
0.1≈0.099<0.35
轴线
①~② ⑤~⑥
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
547
547
355
409
实际配筋（mm2）　
10@140
10@140
8@140
8@120
As=561
As=561
As=359
As=419
轴线②~⑤
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
547
547
0.8×355=284
0.8×409=327
实际配筋（mm2）
10@140
10@140
8@140
8@140
As=561
As=561
As=359
As=359

配筋率验算

2.2 次梁设计
次梁设计——按考虑塑性内力重分布设计
（1）荷载设计值：
恒荷载设计值

小计
（2）、计算简图
由次梁实际结构图可知，次梁在墙上支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁边跨计算跨度按以下二项较小值确定：

计算简图图所表示。

次梁实际结构

次梁计算简图

（3） 弯矩设计值和剪力设计值计算
因边跨和中间跨计算跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁弯矩设计值和剪力设计值见表
次梁弯矩设计值计算
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=6.45
l02=6.3
l02=6.3
(kN.m)

=
-
=-

=

=

次梁剪力设计值计算
截面位置
A
边支座
B(左)
离端第二支座
B(右)
离端第二支座
C
中间支座
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
净跨度ln
ln1=6.33
ln1=6.33
ln2=6.3
ln2=6.3

(kN)
=

=

=

=
（4）配筋计算
①正截面抗弯承载力计算
次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项较小值：
判别跨中截面属于哪一类T形截面

支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。

截面
1
B
2
C
弯矩设计值（）
155.4
-155.4
102.0
-116.5
αs=M/α1fcbh02
=0.019
=0.164
=0.0122

=0.123

0.019
0.1<0.18<0.35
0.0123
0.1<0.132<0.35
选
配
钢
筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
=1026
=1104.7
=664
=810.1
实际配筋（mm2）
2Ф20+1Ф22
3Ф 22
1Ф22 + 2Ф14
2Ф22+1Ф14
As=1008.1
As=1140
As=688.1
As=913.9
次梁正截面受弯承载力计算
②斜截面受剪承载力计算(包含复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。
复核截面尺寸：

所以B和C支座均需要按计算配置箍筋，A支座均只需要按结构配置箍筋
计算所需箍筋

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围将计算箍筋面积增加20%，现调整箍筋间距，S=0.8281=224.8mm，为满足最小配筋率要求，最终箍筋间距S=100mm。
配箍筋率验算：
弯矩调幅时要求配筋率下限为 。 实际配箍率

因各个支座处剪力相差不大，为方便施工，沿梁长不变，取双肢6@100。
次梁配筋图如所表示，其中次梁纵筋锚固长度确定：
伸入墙支座时，梁顶面纵筋锚固长度按下式确定：
取650mm.
伸入墙支座时，梁底面纵筋锚固长度按确定：l=12d=1220=240mm
梁底面纵筋伸入中间支座长度应满足l>12d=1222=264mm，取300mm.
纵筋截断点距支座距离:。

2.3 主梁设计
主梁设计——主梁内力按弹性理论设计：
（1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载）

（2）计算简图

计算简图图所表示。

主梁实际结构
主梁计算简图

（3）、内力设计值计算及包络图绘制
因跨度相差不超出10%，可按等跨连续梁计算。
① 矩值计算：
，式中k1和k2由附表1查得
主梁弯矩设计值计算（）
项次
荷载简图

弯矩图示意图
1
恒载

2
活载

3
活载

4
活载

5
活载

组合项次
Mmin(kN·m)
①+③
84.4
①+④
-586.5
①+②
-141.3
①+⑤
-586.5

组合项次
Mmax(kN·m)
①+②
542.3
①+⑤
　-282.1
①+③
312.3
　①+④
-282.1

*注：此处弯矩可经过取脱离体，由力平衡条件确定。依据支座弯矩，按下面简图确定

主梁取脱离体时弯矩图
②、剪力设计值：
不一样截面剪力值经过计算如表所表示。

表 主梁剪力计算（kN）
项次
荷载简图

①
恒载

②
活载

④
活载

⑤
活载

组合项次
Vmax(kN)
①+②
234.1
①+⑤
-126.8
①+④
327.4
组合项次
Vmin(kN)
①+⑤
45.6
①+④
-368
①+②
86.2
③弯矩、剪力包络图绘制
荷载组合①+②时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，，以这两个支座弯矩值连线为基线，叠加边跨载集中荷载作用下简支梁弯矩图：
第一个集中荷载下弯矩值为，
第二集中荷载作用下弯矩值为。
中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为－342.4KN·m，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处弯矩值为。
荷载组合①+④时支座最大负弯矩，其它两个支座弯矩为，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时简支梁弯矩图：
则集中荷载处弯矩值依次为461kN·m，265.5kN·m，167.3KN·m，268.7KN·m。同理，当最大时，集中荷载下弯矩倒位排列。
荷载组合①+③时，出现边跨跨内弯矩最小和中间跨跨中弯矩最大。此时，，第一跨在集中荷载G作用下弯矩值分别为85.4KN·m，
-28.7kN·m,第二跨在集中荷载Ｇ＋Ｑ作用下弯矩值为
①+5情况弯矩按此方法计算。
所计算跨内最大弯矩和表中有少许差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁弯矩包络图见下图。
荷载组合①+②时，，至第二跨荷载处剪力降为234.1-283.6=－49.5kN；至第二集中荷载处剪力降为 ―49.5―283.6=－333.1kN，荷载组合①+④时，最大，其，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）199.2KN,－84.4KN,其它剪力值可按此计算。主梁剪力包络图。

（4）配筋计算承载力计算
纵向钢筋HRB400,其中。
①正截面受弯承载力计算及纵筋计算
跨中正弯矩按Ｔ形截面计算，因
翼缘计算宽度按，中较小值确定，取。Ｂ支座处弯矩设计值：
。
判别跨中截面属于哪一类T形截面

正截面受弯承载力计算过程以下

主梁正截面受弯承载力及配筋计算
截面
1
B
2
弯矩设计值（kN.m）
542．3
－529.9
312.3
－141.3
αs=M/α1fcbh02

0.048<0.518
0.484<0.518
0.025<0.518
0.096<0.518
选配
钢筋
计算配筋（mm2）
AS=ξbh0α1fc/fy
2587
3345
1405
686.4
实际配筋(mm2)
6Ф25(弯2)
6Ф25(弯3)
2Ф18
3Ф25(弯1)
2Ф25
As=2945
As=3454
As=1473
As=982

②箍筋计算——斜截面受剪承载力计算
验算截面尺寸：
满足要求。
验算是否需要计算配置箍筋。
故需进行配置箍筋计算。
计算所需腹筋；采取8@100 双肢箍。

=327.3kN>(VA=234. 1kN和VBr=327.4 kN)
< VBl=368 kN
所以应在B支座截面左边应按计算配置弯起钢筋，主梁剪力图呈矩形，在B截面左边2.3m范围内需部署3排弯起钢筋才能覆盖此最大剪力区段，现前后弯起第一跨跨中
2Ф25和支座处一根1Ф25鸭筋），`
As=490.9 mm2,弯起角取

③次梁两侧附加横向钢筋计算。

m=(950-2500)/100+1=8,次梁两侧各部署4排，另加吊筋Ф18，

（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋弯起和截断
① 按比列绘出主梁弯矩包络图
②按一样比列绘出主梁抗弯承载力图（材料图），并满足以下结构要求：
弯起钢筋之间间距不超出箍筋最大许可间距Smax；钢筋弯起点距充足利用点距离应大于等于h0/2，如2、3和5号钢筋。
按第四章所述方法绘材料图，并用每根钢筋正截面抗弯承载力直线和弯矩包络图交点，确定钢筋理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋截面）。
当初，且其实际截断点到理论截断点距离不应小于等于h0或20d，钢筋实际截断点到充足利用点距离应大于等于。
若按以上方法确定实际截断点仍在负弯矩受拉区，其实际截断点到理论截断点距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋实际截断点到充足利用点距离应大于等于。
如5号钢筋截断计算：
因为剪力 ，且钢筋截断后仍处于负弯矩区，所以钢筋截断点距充足利用点距离应大于等于，即：
且距不需关键点距离应大于等于1.3h0或20d，即：

经过画图可知 从（）中减去钢筋充足利用点和理论截断点（不需关键点）距离后长度为1840mm>(754mm和500mm)，现在取距离柱边1960mm处截断5号钢筋。
其它钢筋截断图所表示。
主梁纵筋伸入墙中锚固长度确实定：
梁顶面纵筋锚固长度：
取880mm.
梁底面纵筋锚固长度：12d=1225=300mm，取300mm
③检验正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足结构要求。

3.1 板配筋图

板配筋图
3.2 次梁配筋图
次梁配筋图
3.3 主梁配筋图 

主梁材料图和配筋图
3 心得体会
《混凝土结构设计原理》是结构设计专业一门关键专业课，掌握程度决定了你以后工作，简单讲就是以后你参与工作就要用它来养活你！我从已毕业师兄那里了解到她们在工作过程中用得最多知识就是《混凝土结构设计原理》。即使做设计要靠经验累计，不过假如基础知识没有学好而且了解它你怎样去积累呢，所以学好它对自己有莫大好处！下面我谈谈在上学期学习过程中一点心得，跟大家相互交流一下。
混凝土结构课程一共分成两部分，第一部分关键是设计原理，关键是讨论部分基础构件，比如梁、板、柱等等。这部分内容讨论材料性能、计算原理、构件（如受弯、受剪、受压、受拉和受扭等构件）计算方法和配筋结构。在学习过程中要正确了解其本质现象并注意计算公式适用条件。混凝土结构课程给我一个最深印象就是你在做每一道题时你全部能够在书本找到对应例子，不过假如你不情愿正确了解它而是照抄照搬话，十有八九你会犯错。结构设计要遵照《规范》来做，假如你不仔细考虑题目所给条件去正确应用公式，去考虑公式适用性，那么你做出来设计将会是豆腐渣工程。混凝土结构设计课程公式尤其多，那些公式你不用浪费时间去记住它，因为只要你认认真真去做老师部署每一道习题而不要去抄她人作业，那么隔一段时间后你就能记住了。那些公式在做题过程中全部会反复使用。
另外，在讨论每个构件时每一章前面全部会画出构件应力图，正确了解构件应力图受力状态很关键，因为只要你了解了构件受力状态很多基础共识全部能够自己推导出来。还有一点我想说就是大家在做题过程中可能会认为很枯燥很形式化没什么东西科学，很多题做完以后一点收获感觉也没有，不过呢请大家相信我们做每一道题全部要是有用，因为《混凝土结构设计原理》是混凝土结构设计课程基础，只有学好基础东西后续课程才比较轻易了解！不然以后老师讲到前面内容时你会认为很纳闷！