《钢筋混凝土结构》课程设计计算书

1、钢筋混凝土结构课程设计计算书题目：广州市番禺区某工业厂房第一车间楼盖设计（两层跨柱网：6.6m6.6m楼面活荷载4.0kn/）院 系： 城 市 建 设 学 院 专业班级： 土木工程专业07-02 学生姓名： 学 号： 指导教师： 刘 岩 2009年5月目录1.设计题目与设计条件31.1设计题目：31.2设计条件：31.2.1结构类型：砌体结构31.2.2建筑材料：31.2.2.1屋面做法：（自上而下）31.2.2.2楼面做法：（自上而下）32.楼盖的结构平面布置：33.板的设计43.1楼盖板的设计43.1.1荷载43.1.2计算简图53.1.3弯矩计算值53.1.4正截面受弯承载力计算53.2

2、屋面板的设计63.2.1荷载63.2.2计算简图63.2.3弯矩计算值73.2.4正截面受弯承载力计算74.次梁设计84.1荷载84.2内力计算84.3承载力计算84.3.1正截面受弯承载力84.3.2斜截面受剪承载力95.主梁设计95.1荷载设计值95.2计算简图105.3内力设计值及包络图105.3.1弯矩设计值105.3.2剪力设计值105.3.3弯矩、剪力包络图105.4承载力计算135.4.1正面受弯承载力135.4.2斜截面受剪承载力136.绘制施工图147.对主梁挠度与裂缝宽度的计算157.1对主梁挠度的计算157.1.1对支座b的配筋面积计算157.1.2对第二跨中配筋面积计算

3、157.2对主梁裂缝宽度计算167.2.1对支座b进行裂缝宽度计算167.2.2对第一跨中进行裂缝计算171.设计题目与设计条件1.1设计题目：广州市番禺区某工业厂房第一车间（两层）楼盖，采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖形式。混凝土采用c30级，梁中的纵向受力钢筋采用hrb335，其他钢筋采用hpb235。屋面为不上人屋面，屋面活荷载标准值为0.5kn/；设计时取楼面活荷载、横向及纵向的柱网尺寸为设计参数，其中：根据该工厂的使用要求，楼面活荷为4.0kn/，横向柱网尺寸取为：6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同。1.2设计条件：1.2.1结构类型：砌体结构1.2.2建筑材料：1.2.2.

4、1屋面做法：（自上而下）1：2.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚（重度不大于14kn/）；陶粒混凝土找坡（坡度2%，最薄处20mm厚、重度不大于14kn/）1：2.5水凝砂浆找平20mm厚（重度20kn/）现浇钢筋混凝土板，板底抹灰15mm厚（重度17kn/）1.2.2.2楼面做法：（自上而下）10mm厚耐磨地砖（重度22kn/）；1：3水泥砂浆找平20mm厚现浇钢筋混凝土楼板，板底混合砂浆抹灰20mm厚楼盖建筑平面2.楼盖的结构平面布置：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m，/=6.6/2.2=3，因此

5、按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6600/186600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/15/10=6600/156600/10=440650mm。截面宽度为b=300mm楼盖板结构平面布置图3.板的设计3.1楼盖板的设计已如前述，轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。3.1.1荷载板的永久荷载标准值10mm厚耐磨地砖 0.0122=0.22kn/80mm现浇钢筋混凝土板

6、 0.0825=2kn/20mm1：3水泥砂浆找平 0.0220=0.4kn/20mm板底混合砂浆抹灰 0.0217=0.34kn/小计 2.96kn/板的可变标准荷载值 4kn/永久荷载分项系数取1.2或1.35，因楼面可变荷载标准值等于4.0kn/，所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的荷载总计算值q=+=1.352.96+0.71.44=7.916kn/q=+=1.22.96+1.44=9.152kn/由于，所以取q=9.152kn/，近似取q=9kn/3.1.2计算简图次梁截面为200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力

7、重分布设计，板的计算跨度：边跨=+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm，所以取q=7.079kn/，近似取q=7kn/3.2.2计算简图次梁截面为200mm500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按弹性计算，板的计算跨度：边跨=1.025+b/2=1.025（2200-100-120）+200/2=2130mm+=2120mm，取=2120mm中间跨=2200mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示3.2.3弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系故=0.0786.589+0.10

8、00.49=2.53knm=0.0336.589+0.0790.49=1.24knm=0.0466.589+0.0850.49=1.67knm=-0.1056.589-0.1190.49=-3.39knm=-0.0796.589-0.1110.49=-2.78knm3.2.4正截面受弯承载力计算环境类别为二级a类，c30混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。板厚80mm，=80-25=55mm；板宽b=1000mm。c30混凝土，=1.0，=14.3n/；hpb235钢筋，=210n/。板配筋计算的过程于下表。屋面板的配筋计算截 面1b2c3弯矩设计值（knm）2.53-3.391.24-2

9、.781.67=/（b）0.0580.0780.0290.0640.039=1-0.0600.0810.0290.0660.040轴 线计算配筋（）=b/224.7303.4108.6247.2149.8实际配筋（）6/8160=246.08160=314.06/8160=246.08160=314.06/8160=246.0计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=246/（100080）=0.308%，此值大于0.45/=0.451.43/210=0.306%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变

10、和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1荷载永久荷载设计值板传来永久荷载 3.5222.2=7.81kn/m次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kn/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kn/m小计 g=10.67kn/m可变荷载设计值 q=5.62.2=12.32kn/m荷载总设计值 g+q=22.99kn/m4.1.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm。计算跨度：边跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025=6488mm，取=6450mm中间跨=6600-300=6300

11、mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示。4.2内力计算由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=-=（g+q）/11=22.99/11=86.95knm=-（g+q）/14=-22.99/14=-65.18knm=（g+q）/16=22.99/16=57.03knm剪力设计值：=0.45（g+q）=0.4522.996.33=65.49kn=0.60（g+q）=0.6022.996.33=87.32kn=0.55（g+q）=0.5522.996.3=79.66kn4.3承载力计算4.3.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按t形截

12、面计算，翼缘宽度去=/3=6600/3=2200mm；又=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除b截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级，c30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-35=465mm二排纵向钢筋=5000-60=440mm。c30混凝土，=1.0，=14.3n/，=1.43n/；纵向钢筋采用hrb335钢，=300n/，箍筋采用hpb235钢，=210n/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类t形截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面1b2c弯矩设计值（knm）86.95-86.9557.03-65

13、.18=/（b）或=/（）=0.013=0.157=0.008=0.105=1-0.0130.1720.350.0080.111=b/或=/633.9721.5390.1492.1选配钢筋（）218+114弯=622.9220+112弯=741.1214+112弯=421.1216+112弯=515.1计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=421.1/（200500）=0.42%，此值大于0.45/=0.451.43/300=0.21%，满足最小配筋率。4.3.2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=465-80=38

14、5mm，因/b=385/200=1.9254，截面按下式验算：0.25b=0.25114.3200465=332.48n=87.32n，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.71.43200465=93.093n=87.32n构造配筋，选用6160=0.17% =0.24=0.24=0.16%采用6双支箍筋，计算支座b左侧截面。调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。为了方便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.314.

15、3/210=0.20%。实际配筋率=56.6/（200130）=0.22%0.20%满足要求。5.主梁设计主梁按弹性方法设计5.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 10.676.6=70.42kn主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kn永久荷载设计值 g=70.42+12.31=82.73kn 取g=83kn可变荷载设计值 q=12.316.6=81.31kn 取q=81kn5.2计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm400mm的

16、混凝土柱上，其计算跨度边跨 =6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨 =6600mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩m=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244836.64+0.289816.64=134.47+155.44=289.91knm=-0.267836.64-0.311816.64=-147.15-167.27=-314.42knm=0.067836.

17、60+0.200816.64=36.70+107.57=144.27knm5.3.2剪力设计值剪力v=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73383+0.86681=60.84+70.15=130.99kn=-1.26783-1.31181=-105.16-106.19=-211.35kn=1.083+1.22281=83+98.98=181.98kn5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座b或c的弯矩值为=-0.267836.64-0.133816.64=-218.68knm在第1跨内以支座弯矩=0，=-218.68knm的

18、连线为基线。作g=83kn，q=81kn的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（g+q）+=（83+81）6.64-=290.09knm（与前面计算的=289.91knm接近）（g+q）+=（83+81）6.64-=217.2knm在第2跨内以支座弯矩=-218.68knm，=-218.68knm的连线作为基线，作g=83kn，q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：g+=836.60-218.68=-36.08knm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-314.42knm的连线为基线。作g=83kn，q=81kn

19、的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（83+81）6.64-=258.18knm（83+81）6.64-=153.37knm在第2跨内：=-0.267836.64-0.089816.64=-195.02knm以支座弯矩=-314.42knm，=-195.02knm的连线为基线，作g=83kn，q=81kn的简支梁弯矩图，得（g+q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=88.37knm（g+q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=128.17knm第2跨有可变荷载，第1、3

20、跨没有可变荷载=-0.267836.64-0.133816.64=-218.68knm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=144.31knm（与前面计算的=144.27knm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：g+=836.64-218.68=110.81knmg+=836.64-218.68=37.92knm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座b或c的弯矩值=-0.267836.64-0.178816.64=-242.88knm=-0.267836.64+0.044816.64=-123.48k

21、nm在第2跨内以支座弯矩=0，=-242.88knm的连线为基线，作g=83kn，q=81kn的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=282.03knm（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=201.07knm在第2跨内以支座弯矩=-242.88knm，=-123.48knm的连线作为基线，作g=83kn，q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：g+（-）+=836.6+（-242.88+123.48）-123.48=-20.48knmg+（-）+=836.6+（-242.8

22、8+123.48）-123.48=-19.32knm弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：第1跨=130.99kn；过第1个集中荷载后为130.99-83-81=-33.01kn；过第2个集中荷载后为-33.01-83-81=-197.01kn=-211.35kn；过第1个集中荷载后为-211.35+83+81=-47.35kn；过第2个集中荷载后为-47.35+83+81=116.65kn第2跨=181.98kn；过第1个集中荷载后为181.98-83=98.98kn。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.083+1.081=164kn；过第1个集中荷载后为164-83-81=0。剪力包络图如下（

23、b）所示主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按t形截面计算，因=0.130.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值确定取=2.2mb支座边的弯矩设计值=-b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22knm。纵向受力钢筋除b支座截面为2排外，其余均1排。跨内截面经判别都属于第一类t形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。截 面1b2弯矩设计值（knm）289.91-314.42144.27-36.08=/（b）或=/（）=0.024=0.03=0.012=0.022=（1+）/20.9880.985

24、0.9940.989=/1590.41834.5786.7197.7选配钢筋（）220+322弯=1768320+322弯=2081220+120弯=942.2220=628主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3300580=622.05kn=211.35kn，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座b截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：

25、次梁传来集中力=70.42+81.31152kn，=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2210254.50.707+6221050.3=202.3kn，满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300570）=0.18%0.1%，满足要求主梁边支座需设置梁

26、垫，计算从略。6.绘制施工图次梁配筋图7.对主梁挠度与裂缝宽度的计算7.1对主梁挠度的计算简化将梁为简支梁来计算，综合其有矩形截面与t型截面的计算，故有7.1.1对支座b的配筋面积计算由已知可得=2081，按矩形截面进行计算，=0.5由计算可求得=13.6kn/m，=8.8kn/m求和=+=13.6+8.8=75+48.5=123.5knm=+=13.6+0.58.86.64=75+24.25=99.25knm计算有关系数=0.08=0.0210.01=117.6=1.1-0.65=1.1-0.65=0.571计算=1.05n计算bb=1.05=5.82n变形验算=9.75mm查附表5-1知，

27、=1/200=0.005=9.75/6640=0.0010.005变形满足要求。7.1.2对第二跨中配筋面积计算由已知可得=942.2，按t型截面进行计算求和=+=13.6+8.8=122knm=+=13.6+8.8=98knm计算有关系数=0.034=3.7710故=0.01=242=1.1-0.65=1.1-0.65=0.56计算=8.27n计算bb=8.27=4.59n变形验算=12.06mm查附表5-1知，=1/200=0.005=12.06/6600=0.0020.005变形满足要求。第一跨中，=1768，也满足要求。7.2对主梁裂缝宽度计算对于受弯构件=2.17.2.1对支座b进行裂缝宽度