《钢筋混凝土结构课程设计》.doc

1、1 基本情况本设计xxxxxxxxx!行设计计算。重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架 承重，外墙为370mm专砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mml水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mmb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 25kn/m3, 水泥砂浆容重20kn/m3,石灰砂浆容重17kn/m3,分项系数g 1.2。可变荷载, 楼面均分布荷载为7.5 kn/m 3 ,分项系数k 1.3。材料选用：混凝土采用 c30 ( fc=14.3 n/mm2 , ft =1.43 n/mm 2);钢筋主梁、次梁采用hrb33改(fy=300kn/m 2)

2、钢筋，其它均用hpb30cm ( fy=270kn/m3)钢筋。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1-1。 l 1900根据构造要求，板厚取h 80mm - 47.5mm4040次梁截面高度应满足h -:- 竺史：丝史266 : 400mm 18 121812取h=400mm截面宽度取为b=200mm主梁的截面高度应满足h : 5700 : 5700 380 570mm15 101510取截面高度h=500mm截面宽度取为b=250mm图1-1楼盖布置图2单向板结构设计2.1 板的设计2.

3、1.1 板的计算按塑性分析法计算内力2.1.2荷载恒荷载标准值：20mmk泥砂浆面层80mnffi筋混凝土板15mns石灰砂浆抹灰活荷载标准值横荷载设计值活荷载设计值合计0.02m 20kn/m3 0.4kn / m2320.08m 25kn /m 2.0kn/m320.015m 17kn/m3 0.255kn / m2gk 2.655kn/m22qk 7.5kn / m2g 1.2 2.655 3.186kn/m22q 1.3 7.5 9.75kn/m2g q 12.936kn/m22.1.3内力计算次梁的截面200mm400mm,板在墙上的支撑长度为120mm,则板的计算跨度为:边跨i。1

4、nh1.920.2 0.080.12 1.72m1n1.90.12i0 1.72m中间跨1.9 0.21.7m(1.72 1.7) /1.71.2% 10%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2-1所示 2g q 12.936kn/m图2-1计算简图连续板各截面的弯矩计算见表2-1。表2-1连续板各截面弯矩计算截回1边跨跨内b离端第一支座2中间跨跨内c中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度l0l0 1.72mio 1.72ml0 1.7ml0 1.7m.，、, 2mm(g q)l03.48-3.482.342.672.1.4截面承载力计算b 1000

5、mm, h 80mm, h0 80 20 60mm。c30 混凝土，fc =14.3 n/mm2。hpb30硼筋，fy=270kn/m2,连续板各截面的配筋计算见表 2-2。表2-2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 2m ( kn/m )3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.14ms_ , , 21 fcbh00.0670.0670.0450.0520

6、.0670.0670.0360.0417 2s0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042£b h0»sf y219219146172219219118134选配钢筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200实配钢筋面积228228149177228228141141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;min (0.2%,45ft / fy)max 45 ft / fy 45 1.43/270 100% 0.238%所以，aminminbh 0.238% 1000 80 190

7、.4mm2s ,i hini hin2.1.5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' , 2m kg 9kl0qqkl 0 ， 、一 '式中gk一折算永久荷载标准值，gk gk q2 2.655 7.5/2 6.405kn/m ''qk一折算可变荷载标准值，qk qk/2 7.5/2 3.75kn / mg 一五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 一五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：一

8、_-_2mk (0.078 6.405 0.1 3) 1.720 kn /m 2.32kn /m2mbk(0.105 6.405 0.119 3) 1.7202kn/m 3.05kn / m_2_m2k(0.0336.4050.079 3)1.7 kn / m1.30kn /mmck(0.079 6.405 0.111 3) 1.72 kn / m2.42kn /mm3k(0.0466.4050.085 3)1.72kn/m1.59kn /m受弯构件的受力特征系数cr 1.9,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 ftk 2.01n / mm2;保护层厚度c=15mm

9、<20mmlc=20mm计算过程见表2-3 ,裂缝宽度均小于一类环境规范规定值。表2-3板的裂缝宽度验算截回1b2c3mk2.32-3.051.30-2.421.59a ,2a / mm228228149149149- - 2、sq mk/0.87h0as(n/mm )202.9266.8170.6317.5208.6teas / ate0.010.010.010.010.011.1 0.65 ftk / te sq0.4560.6100.3340.6890.474deq d / (mm)11.4311.438.578.578.57lcr(1.9cs 0.08%) (mm)te129.4

10、4129.44106.56106.56106.56wmaxcr 1 cr sq / es(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01，取 te=0.01 o2.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：口esash；bs6匚1.150.26 e ,1 3.5 f式中，ees/ec 2 1 0 1 03 / 3 1 04 7,矩形截面f 0,各截面的短周期刚度如下表所示。截回1b2c3八，2as / mm2192191461461460.4560.6100.3340.6890.474as/ bh00.00370.00370.00240.00240.0024_11

11、bs/10 ngmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，bb与bi很接近，满足0.5bi<bb<2bi,按混凝土结构设计规范可取整跨刚度bi为计算挠度，这样的简化使挠度计算大为方便。长期刚度按下式确定2.322.725 2 12.321.882 1011 8.64 1010ngmm其中，mq (0.078gk o.1qk)lo (0.078 7.965 0.1 3) 1.722 2.725kngm1 ,、c c1 、”，gk gk-(qqk)2.655-(0.87.5)7.965kn /m1 1qk qqk 0.8 7.5 3kn /m 2 q 2第一跨挠

12、度最大，对于等跨连续板可只验算该跨挠度。永久荷载gk满布，可变荷载qk在1, 3, 5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是0.644 10 2和0.973 10 2,于是挠度： -24- 一 24f 0.644 10 gkl 0.973 10 qklbb_2_ 4440.644 10 2 2.655 172048.64 1010_ _2_ 40.973 107.5 172048.64 1010=8.45mm< l 8.6mm2002.2 次梁的设计2.2.1 次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。2.2.2 荷载恒荷载设计值由板传来 1.9m 3.186kn/m3 6.05kn

13、 / m2次梁自重 1.2 0.2m (0.4m 0.08m) 25kn/m3 1.92kn/m2梁侧抹灰 1.2 0.015m (0.4m 0.08m) 17kn /m3 2 0.20kn / m2g 8.17kn/m 2活荷载设计值由板传来q 1.9m 9.75kn / m3 18.5kn/m2合计 g q 26.67kn / m22.2.3 内力计算计算跨度0.251n 4.8m 0.12m m 4.555m2,a0.24-1n4.555m m 4.675m221.025ln 4.669m 4.675m l°_ =4.675中间跨 l0 ln 4.8m 0.25m 4.55m跨

14、度差(4.675 4.55)/4.55 2.7% 10%,说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2-2所示。连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表2-4、表2-5表2-4连续次梁弯矩计算截回1边跨跨中b离端第一支座2中间跨跨中c中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度l010 4.675m10 4.675m104.55m10 4.55m，、2mm(g q)l053.00-53.0034.5139.44表2-5连续次梁剪力计算截回a边支座b (左) 离端第一支座b (右) 离端第一支座c中间支座剪力计算系数v0.450.60.550.55净跨度1n10=4.67510=4.6751

15、0 =4.5510 =4.552v v(g q)l；54.6774.8166.7466.742.2.4正截面承载力计算正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按t形截面计算，翼缘宽度11取bf -l = - 4800=1600mm，又 b sn 200 1700 1900mm,故取 bf 1600mm 33一类环境，梁的混凝土保护层厚度要求为25mm单排钢筋截面有效高度取h0=365mm判别t型截面类型：,，hf801fcbfhf(h0 ) 1.0 14.3 1517 80 (365) 564.02kngm 53.00kngm22各跨跨中均属于第一类t型截面。次梁的正截面承载力过程见表2-

16、6。表2-6次梁正截面受弯承载力计算截回边跨跨中(1)离端第二支座(b)离端第二跨跨中(2)中间跨跨中(3)中间支座(c)弯矩设计值(kngm)53.0053.0034.51-39.44ms-21 fcbh00.1600.1600.0910.1041 "2 s0.1750.1750.0960.110选配钢筋fcb h0 f iy564.21044334.0383实际配筋5 1 123 1 223 1 124 1 12as =565as=1140as=339as=452计算结果表明均小于0.35,符合塑性内力重分布的条件。as/(bh) 339/(200 400) 0.42%m (0.

17、2%,45ft / fy)max 45 ft / fy 45 1.43/300 0.22%,满足最小配筋率的要求。2.2.5斜截面受剪承载力计算计算内容包括：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。(1)验算截面尺寸 _ _ _ , _ _ _ 一_ . .hw h0 hf 365 80 265mm,hw/b 265/ 200 1.2 4,截面尺寸按下式验算：0.25 c fcbh0 0.25 1.0 14.3 250 365 362.20kn vmax 74.81kn 截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用 6双箍，计算支座b左侧截面，vbi72.89kn。由斜截面受剪承载力计算公式确1.

18、0fyva5vh0s vcs 0.7ftbh。定箍筋间距s:5725.70mm1.0 270 100.48 36520%。先调幅整箍筋间距,74810 0.7 1.43 200 365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s 0.8 5725.7 4580.56mm,大于箍筋最大间距 200mm,最后取 s=200mm。(3)验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.3ft/fyv 0.3 1.43/270 1.58 10 3,实际配箍率3sv asv / (bs) 100.48/(200 250) 2.50 10 ,满足最小配箍率的要求。2.2.6次梁的裂缝宽度验算 次

19、梁的折算永久荷载gk 6.808 14.23/4 10.37kn /m ；折算可变荷载3、人 一，、qk 14.23 10.67kn/m。变形钢筋的相对粘度特征系数1.0 ,混凝土的保护层厚度4c=25mm。荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数cr 1.9,裂缝宽度的计算过程见表2-7,各截面的裂缝宽度均满足要求。表2-7次梁的裂缝宽度验算截回1b2c3mk41.00-51.5524.54-41.4828.65a / mm2565565339402339- - 2、sq m k /0.87h0as(n / mm )245.32308.45227.96324.94266.14teas / ate0

20、.01410.01410.01000.01010.01001.1 0.65 ftk / te sq0.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212deqlcr(1.9cs 0.08) (mm)te115.59115.59143.5142.54143.5wmaxcr l cr sq / es(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：mk (0.078 10.37 0.1 10.67) 4.6752kn/m 41.00kn /mmbk(0.105 10.37 0.119 10.67) 4.6752kn

21、/m51.55kn /m2m 2k (0.033 10.37 0.079 10.67) 4.5502 kn /m 24.54kn / mmck (0.079 10.37 0.111 10.67) 4.5502kn / m 41.48kn /m2m 3k (0.046 10.37 0.085 10.67) 4.550 kn/m 28.65kn / m2.2.7次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：2esash2bs 61.150.26 e ,1 3.5 f_522.0 105 565 36521.15 0.772+0.2+6 7.14 8.3 101 3.5 1.6752n

22、 gmm 1.1451013ngmm2其中,as/bh0 565/(200 365) 8.3 10 3 ；es/ec 2.0 1 0 5 2.8 1 047.14；s c(bf b)hf(1600 200) 80bh0200 3651.647。长期刚度:mkmq(1) m-bs k41.0035.12(2 1) 41.001.145 1013 9.267 1013ngmm2其中，mhq (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 35.12kngm1 ,、c 1gkgk -(qqk)6.8080.8 14.23 9.654kn/m4 q433qk qqk 0.8 14.23

23、8.538kn / m4 q 4挠度系数与板相同，挠度:0.644 10 2gkl4 0.973 10 2qkl4_2_4_2 -0.644 106.808 46750.973 1014.23 46759.267 10129.267 1012-=9.737mm< 20023.375mm2.3 主梁的设计2.3.1 主梁计算主梁按弹性理论设计。2.3.2 荷载为简化计算，将主梁自重及梁侧抹灰重量等效为集中荷载。荷载设计值：由次梁传来8.17 4.8=39.22 kn主梁自重 1.2 0.25(0.65-0.08)1.9 17 2=8.13 kn梁侧抹灰 1.2 0.015(0.65-0.0

24、8)1.9 17 2=0.67 kng=48.02 kn活荷载设计值：由次梁传来 q=18.5 4.8=88.8 kng+q=136.82 kn2.3.3 计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度为 370mm；中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面为350mm350mm ; 墙、柱为主梁的钱支座，主梁连续梁计算计算跨度：0 35边跨 1n 5,7 0.12 5.405m2b0.35l0 1.0251n1.025 5.405 5.715m22101n a2b 5.405 丝7 些 5.765m取最小值1。5.715m中间跨:1n5.70.35 5.35m101n5.350.35 5.7m跨度差主梁的计

25、算简图见图2-3。(5.715-5.7) /5.7=0.26%<10% ,则可以按等跨连续梁计算。2.3.4 内力计算及包络图内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行计算，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算:mkig10 kzqlvkig k2q不同截面下的弯矩及剪力的计算见表2-8、表2-9表2-8主梁弯矩计算项次荷载简图kmikma ak mbk m2kmbkmccg gc gc g| d0.2440.1550.2670.0670.0670.26773.27111vl丁丁一一丁66.9642.5473.2718.3818.38;尸i"jt-t-"t0.2890.

26、2440.1330.1330.1330.13367.31146.67123.8367.4167.3167.410.04422.320.08945.170.1330.200101.230.2000.13367.41.111=卞-167.41101.23g 0q q iij人【1i 7 1丁丁一70.2290.1260.311157.640.0960.17086.050.08945.11116.2263.9448.59g uquidd 1 att0.089/3 0.0590.08945.110.1786.050.09648.590.31115.0629.94157.64基 本 不 利+213.63

27、166.37-140.68-48.93-48.93-140.68+44.64-2.63-140.68119.61119.61-140.68+183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38+51.912.6-118.38104.4366.97-230.91内力表2-9主梁剪力值计算序号计算简图k口kvblkvbr 一 10.7331.2671.00035.2060.8448.02q ggl qj / _ * 1 _11110.86676.901.134100.700-0g c:口| difil 110.68961.181.311116.421.222108.51u u

28、u u,t * 一 口.il ii0.0897.900.0897.900.78869.97最不+112.1-161.5448.02利内+96.38-177.26156.53力+27.3-68.74117.99rnrrsri1 55552.3.5主梁正截面受弯承载力计算跨内按t形截面计算，其翼缘宽度为:,1.1 ,bf 105700 1900mm b sn 4800 mm33b 12hf 250 12 8 1210mm取 bf =1210mm,取 h0 500 60 440mm。判别t形截面类型：,，hf801fcbfhf(h0 )1.0 14.3 1210 80 (440)22553.69kn

29、gm 212.67kngm故属于第一类t形截面。 一 一 bmbm max v0 20.35230.91 (88.8 48.02) 203.55kngm主梁正截面承载力的计算截回1b2弯矩设计值（kngm）213.63-203.55119.61-48.93s m / 1fcbh02(mm2)0.0640.2940.0320.0631is 2(1 小 2 s)0.96690.82000.98370.9674as-f y sh01673.81880.5871.6362.6选配钢筋6 i 206 i 203 i 202 1 20实配钢筋面积（mm2）188418849426282.3.6主梁斜截面受

30、剪承载力的计算(1)验算截面尺寸 _ _ _ , . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . _ _ .hw h0 hf 440 80 360mmihw/b 360/300 1.2 4,截面尺寸按下式验算：0.25 c fcbh0 0.25 1.0 14.3 250 440 437.93kn vmax 177.26kn c cmax截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用 6150双箍vcs 0.7ftbh0 1.0fyv asvhb 0.7 1.43 250 440 1.0 270 440 100.48/150 189.69kn sva112.1kn vcs,vbi177.26kn vcs,vb. 156.33kn vcs,可知 b 截面上的剪力与 v刚好，现配两根弯起，2 20,面积为628mm2。验算最小配箍率sv asv/(bs) 100.48/(250 200) 2.00 10 3> _30.