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1、钢筋混凝土设计原理课程设计题 目 某地铁车站顶板梁板结构设计钢筋混凝土设计原理课程设计任务书1设计题目某地铁车站顶板梁板结构设计，采用全埋式现浇钢筋混凝土单向板梁板结构。2 设计内容结构平面布置：柱网、主梁、次梁及板的布置；板的强度计算：内力按考虑塑性变形内力重分布的方法计算；板的防水设计：防水混凝土设计；次梁强度计算：内力按考虑塑性变形内力重分布的方法计算； 主梁的强度计算：内力按弹性理论计算，考虑荷载不利组合； 绘制施工图：结构平面布置图（1 : 200）；板的配筋图；次梁配筋图；主梁配筋图及M、V图（1 : 50）；主、次梁钢筋表及必要说明。 3 设计资料及要求 建筑平面尺寸，如下图1；
2、图1 地下室平面尺寸 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
3、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX主梁下附墙垛尺寸为450450mm，下设计柔垫200mm厚，混凝土柱尺寸为500500mm，或者采钢管混凝土圆形柱直径400mm； 地铁车站的安全等级为二级，顶板设计厚度为700mm； 工程地质与水文条件：设计地下室顶板离地面为粉质粘土，土的抗剪强度为28.7KPa，内摩擦角为25度，土层透水性为：微弱，土层厚度2.8m。地下水位为-2.0m。地下水对钢筋混凝土结构具有弱溶解性，综合评价其腐蚀等级为：中等腐蚀，土
4、的密度为17.0KN/m3； 混凝土可采用C30或C35；板内钢筋可采用HPB235级、HRB335级热轧钢筋，次梁和主梁钢筋可选HRB400级热轧钢筋； 荷载：钢筋混凝土容重为25KN/m3，设计忽略地下水压力的荷载，顶板活荷载见表1，平顶粉刷荷载0.4KN/m3； 地铁车站顶板设计考虑人防的要求，地铁车站防护等级为6级 题号分配：每个学生根据学号选择相应的题号，表中长度单位为米，第题题号见表1，表中有41道题目。表1 铁工081班各题号的设计条件4 设计期限：两周（6月8日6月30日） 下达设计任务及结构布置1天； 设计计算和整理计算书4天； 绘制顶板结构施工图4天； 答辩及设计成绩评定1
5、天；5 参考资料1混凝土结构设计规范（GB 500102002）；2建筑结构荷载规范（GB 500092001）；3砌体结构设计规范（GB 500032001）；4钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程（CECS 51：93）；5人民防空工程战术技术要求；6人民防空地下室规范（GB 5003894）；7地下工程防水技术规范（GB 501082001）；8地下防水工程实用技术沈春林编写，机械工业出版社 ；9钢筋混凝土结构构造手册；10教材：混凝土结构设计原理；11教材：混凝土结构设计；12教材：钢混凝土组合结构。6 计算书格式要求严格按科研论文的排版格式；正字字体：小四，宋体；图表中所有文
6、字：五号，宋体。任务下达：贺桂成2011年6月7日钢筋混凝土设计原理课程设计1工程概况设计地铁车站顶板离地面为粉质粘土，土的抗剪强度为28.7Kpa，内摩擦角为25度，土层透水性为：微弱，土层厚度2.8m，地下水位为-2.0m，地下水对钢筋混凝土结构具有弱溶解性，综合评价其腐蚀等级为：中等腐蚀，土的密度为17KN/m32设计参数说明主梁下附墙垛尺寸为450450mm，下设计柔垫200mm厚，混凝土柱尺寸为500500mm，或者采钢管混凝土圆形柱直径400mm； 地铁车站的安全等级为二级，顶板设计厚度为700mm；混凝土可采用C30或C35；板内钢筋可采用HPB235级、HRB335级热轧钢筋，
7、次梁和主梁钢筋可选HRB400级热轧钢筋，钢筋混凝土容重为25KN/m3，设计忽略地下水压力的荷载，顶板活荷载见表1，平顶粉刷荷载0.4KN/m3；地铁车站顶板设计考虑人防的要求，地铁车站防护等级为6级C35等级混凝土：， HRB335级热轧钢筋：HRB400级热轧钢筋：3结构平面布置3.1结构平面布置的原则在进行结构平面布置时，应遵守下述布置原则：（1） 梁格的布置要考虑生产工艺、使用要求和支承结构的合理性。（2） 柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽能好的经济效果。（3） 梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一减少梁板跨度的变化，以简化计算，方
8、便施工。（4）避免集中荷载直接作用于板上。3.2 构件尺寸设计根据设计参数说明，板厚700（80满足刚度要求，可不验算挠度）；参照设计规范，对于一般的建筑结构中，取次梁截面高度，另外，次梁截面宽度取b=h/3h/2；主梁截面高度，但在地下建筑中，取值稍有偏于安全，取次梁c,c;取主梁z，z。根据设计要求，建筑结构平面布置图如图1-1 图1-1 结构平面布置图4板的设计4.1荷载的计算取宽为1m板带作为计算单元土层荷载 钢筋混凝土自重 平顶粉刷荷载 0.4 恒荷载标准值 65.5活荷载标准值 14总荷载设计值按可变荷载效应控制的组合=96.32由上可知，所以板内力计算时取。 4.2计算简图及跨度
9、参照设计规范，梁板的跨度计算，根据下表1-2：表1-2梁板的跨度计算支承情况计算跨度梁板两端与梁柱整体连接净跨净跨两端支承在砖墙上1.05一端与梁整体连接，另一端承在砖墙上1.025注：表中为梁的支承宽度，为板的搁置长度，为板厚。次梁截面高度h=800mm,b=450mm。根据结构的平面布置，板的实际支承情况，板的计算跨度为：边跨 ： 故边跨取。中间跨 由于边跨与中间跨的跨度差，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如下：图 1-2及图1-3： 图 1-2 板的跨度计算示意图简图20图1-3 板的计算简图ABC12317001550155096.32KNm4.3弯距设计值计算各板控制截面的弯矩
10、设计值按下式计算：根据上面的公式计算得：4.4截面配筋计算板截面有效高度。因中间板带的内区格四周与梁整体连接，故、和值可降低20%，从而取值为四周的0.8倍。最少配钢筋率为=0.45 =0.236%，板截面配筋计算过程见下表1-3。表1-3 板截面配筋计算截面1B2，3C板带中板带板带中板带弯矩系数跨度1.701.551.551.5533.00-21.0414.4611.57-16.53-13.22=0.0430.00270.00190.00150.00210.00170.00440.00270.1取0.10.00190.00150.00210.1 取0.10.00170.1 取0.11673
11、7857257378537850.024% 0.541%0.0102%0.235%取0.235%0.0081%由其斜截面受剪承载力符合，则板不需要配箍筋和弯起钢筋。 5次梁计算5.1 次梁配筋的构造要求（1） 截面尺寸：次梁的跨度l = 4 m6 m，梁高h=(1/181/12)，梁宽b =(1/31/2)h，应满足表1-7的规定。纵向钢筋的配筋率一般为0.6%1.5%。（2） 次梁在砌体墙上的支承长度a240 mm。（3）钢筋的直径：梁的纵向受力钢筋及架立钢筋的直径不宜小于表1-5的规定。对钢筋直径的要求出于混凝土结构截面受力的需要。混凝土结构中，受力钢筋的尺寸应与截面高度及跨度有一定的比例
12、，过于纤细的钢筋难以起到应有的承载受力和构造的作用。表1-5 梁内纵向钢筋的最小直径 注：为梁高，为梁的跨度。(4) 钢筋的间距：钢筋混凝土结构中钢筋能够与混凝土协同工作，是由于它们之间存在着粘结锚固作用。因此，受力钢筋周围应有一定厚度的混凝土层握裹。对于构件边缘的钢筋，表现为保护层厚度；而对于构件内部的钢筋，则表现为钢筋的间距。钢筋间距还应考虑施工时浇筑混凝土操作的方便。梁纵向钢筋的净间距不应小于表1-6的规定。表1-6 梁内纵向钢筋的最小净距注：（1）净间距为相邻钢筋外边缘之间的最小距离。 （2）当梁的下部钢筋配置多于2层时，两层以上水平方向中距应比下边两层的中距增大一倍。(5) 梁侧的纵向构造钢筋：由于混凝土收缩量的增大，近年在梁的侧面产生收缩裂缝的现象时有发生。裂缝一般呈枣核状，两头尖而中间宽，向上伸至板底，向下至于梁底纵筋处，截面较高的梁，情况更为严重。
