水工钢筋混凝土结构学课程设计报告书

1、目录一、基本资料二、楼盖的平面结构布置三、板的设计1、确定板的计算跨度及计算简图2、荷载计算3、内力计算4、配筋计算5、确定各种构造钢筋6、绘制板的配筋示意图四、次梁的设计1、确定计算跨度及计算简图2、荷载计算3、内力计算4、正截面强度计算5、根据计算结果和构造要求，绘制配筋示意图。五、主梁的设计1、确定计算跨度及计算简图2、荷载计算3、内力计算4、主梁正截面和斜截面承载力计算5、主梁吊筋计算6、正常使用极限状态验算一、基本资料1、荷载（1 ）、楼面活何载，单位为6.5kN/m 2。（2 ）、楼面面层：水磨石地面0.65 kN/m 2。（3 ）、楼盖自重：钢筋混凝土容重7=25 kN/m 3。

2、（4 ）、平顶粉刷：0.25 kN/m 2。2'平面尺寸为：29.0 X16.2m23、材料及设计参数（1 ）、混凝土 ： C20 或 C25（2）、钢筋：主梁及次梁纵向受力筋用II级钢筋，板内及梁内的其他钢筋可以采用I级。（3 ）、构件安全等级为二级，设计状况去持久状况、环境类别为一类。（4）、各种系数的确定Y=1.2yg=1.05yq=1.2依据（3）得 丫0=1.0=1.0二、楼盖的结构平面布置1、 确定主梁跨度7.2m ,次梁的跨度为5.4m ,板的跨度2.4m,主梁每跨内布置两根次梁 。2、 板厚应满足hB>80mm ,（一般取hB在1/401/30之间）。经计算取hB

3、=100mm3、 次梁截面高度应满足hc=l/18l/12=5400/185400/12=（300450）mm.。考虑到楼面活荷载比较大，取hc=450mm 。截面宽度取bc=250mm 。4、 主 梁的截 面高度应满足 hz=l/15l/10=7200/157200/10=（521.4912.5）mm, 取 hz=650mm 。截面宽度取为 bz=400mm 。5、 柱的截面尺寸为：450 X450mm 2 （已知）楼盖结构平面布置图见图1。图1楼盖结构平面布置图三、板的设计（按弹性理论计算）1、确定板的计算跨度及计算简图q + g = ll,37当按弹性理论计算时，其计算跨度为中跨：lc=

4、2400mm0.1lc=240mmb=b c=250mm>0.1l c ln=l c b=2400 250=2150mm取 lo=1.1l n=2365mm边跨：a=120mmh B=100mm<aln=2500 bc/2 120=2250mm取 lo= l n+0.5(hB+b) =2250+0.5 x(100+250)=2430mm2、荷载计算取1m宽板计算：面层水磨石每平方米重1 =0.65KN /m板自重 板厚 1 =25 0.1 =2.5KN/m平顶粉刷每平方米重1二0.25KN/ m板的恒载标准：gk =0.65 2.5 0.25 = 3.4kN /m活荷载标准值：pk

5、二标准值 1 =6.5KN /m恒载设计值：g=Ggk=3.4 1.05 =3.57KN/m活载设计值：q = *Qqk =6.5 1.2 =7.8KN /m设计值总和：QgkQqk =3.57 7.8 =11.37KN/m3、内力计算按弹性理论计算，由于边跨与中跨的跨度相差不到10%，可采用等跨表格计算。由于边跨与中跨的跨度差(2430-2365) /2365二2.7% : 10%，所以可以按等跨计算。跨中弯矩：边跨：M1 =0.07813.572.432+0.17.82.432 = 6.26KN/m中间跨：M2=0.03313.572.3652+0.07877.82.3652= 4.1kN

6、/mM3=0.04623.572.365 2+0.08557.82.365 2= 4.65KN/m支座弯矩：丨=(2.365+2.43)/2=2.3975mMb=- 0.1053.572.3975 2 0.1197.8 2.3975 2=- 7.49kN/mMe = 0.0793.572.365 2-0.1117.82.3652= 6.4支座边缘弯矩：VbL= - 0.606 X3.57 X2.255 - 0.62 X7.8 X2.255= - 15.79kN/mVb=0.526 X3.57 X2.255+0.598 X7.8 X2.255=14.75kN/mMb'= | M b| |

7、VB|b/2=7.49 - 14.75 X0.25/2=5.65kN/mVcl= - 0.474 X3.57 X2.15 - 0.576 X7.8 X2.15= - 13.48kN/mVcR=0.5 X3.57 X2.15+0.591 X7.8X2.15=13.94kN/mMc'= | Mc| |Vc|b/2=6.4 - 13.48 X0.25/2=4.74kN/m4、配筋计算根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：h0=h a=100 25=75mmb=1m=1000mm混凝土取 C20 fc=10N/mm 2 选 I 级钢fy=210N/mm 2=0.614最小配筋率=0.15 %表

8、1板配筋计算表截面1B2C3yM ( kN m)7.516.784.925.695.58fcbhb56.2556.2556.2556.2556.25ct =宀sfcbh。0.130.120.090.100.10J1-J1-2%0.140.130.090.110.11化=1 -0.5 (< eb)0.930.9350.9550.9450.945A 益丫0屮M fsfyh。512.7460.4327.1382.3374.9选钢筋 10150 10150 81408130 8130实际配筋524524359387387配筋率（最小配筋比较率）0.698%0.698%0.479%0.516%0.

9、516%5、确定各种构造钢筋包括分布筋、嵌入檣内的板面附加钢筋、垂直于主梁的板面附加钢筋6、绘制板的配筋示意图如下：（亦可见大图一）|-ss*hei30Bl巧> OO fiOO |lJ_1 SJtslo&l 501 Psi曲區ig吕C"t*icieie5®09en-o130|B2B4SOI MO&5O0住住idO®Si30Cl>QHCl 昼 1W!5sei 斗口ta-Ji2oioeisci a hii i =7in<=>邑tl24JJ0£4007300图2板的配筋示意图四、次梁的设计(按塑性内力重分布计算)1、确定

10、计算跨度及计算简图按塑性内力重分布计算时，其计算跨度为中跨：l0 =ln =5400 400 =5000mm边跨：ln=5400 120 bz/2=5400 120 200=5080mml0=1.025l n=5207mm>l n+a/2=5080+120=5200mm所以，l°=5200mm且边跨与中跨的跨度差 (5200 - 5000) / 5000 = 4% ： 10%，所以可以按等跨计算q十g二297662、荷载计算由板传来： 板恒载 次梁间距=3.4 X2.4 = 8.16KN/m次梁肋自重：b(hc hB) X 钢筋混凝土容重=0.25 X(0.45 0.1 )X2

11、5=2.1875KN/m次梁粉刷重:2 X(hc hB)X粉刷层每平米重=2 X(0.45 0.1 )X0.25=0.175KN/m恒载:gk =10.52KN /m活载：qk =活荷载标准值次梁间距=6.5 2.4 = 15 .6 KN / m恒载设计值：g 二 仙 =1.05 10.52 N1.046KN /m活载设计值：q = Qqk =1.2 15.6=18.72KN /m设计总值：ggk QqK =29.766KN /m3、内力计算：mb 值：:vb 值:0,450.550,6M 1=1/1129.7665.22= 73.2KN/mM 2=1/1629.76652= 46.509KN

12、/m2Mb= -1/11 29.766 5.273.2KN/mVa=0.45 29.766 5.08 = 68.0KNVbl= 0.6 29.7665.08 = 90.7KNVbr= 0.55 29.7665= 81.9KN4、正截面强度计算1 )、支座截面按hcXhB矩形截面计算。次梁跨中按T形截面计算，求bf'L0/3=5000/3=1666.7mmb+s n=250+2400=2650mmh0=h a=450 35=415mmhf'=h B=100mmhf'/h。=100/415=0.241>0.1所以 bf'=1666.7mm判断属于第几类T形截面

13、取混凝土为 C20 fc=10N/mm 2fcbf'hf' ( h0 hf'/2 ) =101666.7100(415 50)=608.35KN/mYMmax=1.2 X73.2=87.8KN/m<f cbf'hf' (h° hf'/2 )所以属于第一类T形截面2 )、钢筋截面计算如下：取取混凝土为 C20 fc=10N/mm 2 n级钢筋fy=310N/mm 2$=0.544b=250mmho=h a=450 35=415mm bf'=1666.7mm表2次梁的抗弯计算表截面1B2M(kN m)73.273.246.5f

14、cbho(fcb'ho)2870.5430.62870.5?0屮 M ,YoM、fcbh0 g fcbfh；)0.030.2040.019匕=1 Ji 2as (< 5)=0.544)0.030.2310.019Ys =1 -0.5©0.9850.8850.991A?0屮 MUyh0693.2771.5437.7选钢筋2 空 18+1 虫 162 空 16+ 空 1223 $14实际配筋710.1782.1462配筋率（最小配筋比较率）0.68%0.75%0.45%表3次梁的抗剪计算表截面AB左B右V（ kN）60.890.781.910.25fcbh3'd21

15、6.1216.1216.11乂 =y0.7fcbh°r d60.560.560.5A亠= »(V -Vc)/(1.25 fyvho) s0.0560.2250.160箍筋肢数、直径帕150 (2)$6150 (2)帕150 (2)实配箍筋AsvS0.3780.3780.378配筋率（最小配筋比较率）0.15%0.15%0.15%5、根据计算结果和构造要求，绘制配筋示意图，如下：（亦可见大图二）|1540012505000.,50DO图3 次梁配筋图三、主梁设计（内力按弹性理论计算）1、确定计算跨度及计算简图：2、荷载计算：3、内力计算4、主梁正截面和斜截面承载力计算：5、主

16、梁吊筋计算6、正常使用极限状态验算主梁的计算跨度：中跨：lo=l n+b 柱=I c=7200mm边跨：ln=7300 120 b 柱/2=6955mmln+b 柱/2+0.025I n=6955+225+0.025 X6955=7354mm< I n+a/2+b 柱/2=7365mm 所以：lo= I n+b 柱/2+0.025I n=7354mm且边跨与中跨的跨度差 （7354 - 7200 / 7200 = 2.1% < 10% ,所以可以按等跨计算。2、荷载计算：为了简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。次梁传来的荷载：次梁恒载 主梁间距=10.525.4 = 56.8KN主

17、梁自重：bzX(hz hB)X次梁间距 Xy0.4 X(0.65 0.1)X2.4 X25=13.2KN主梁粉刷重：2 X ( hz hB) X次梁间距X每平方米粉刷层重=2 X ( 0.65 0.1 ) X2.4 X0.25=0.66KN恒载：Gk= 70.66KN则恒载设计值：G VgGk =：74.193KN /m活载：Q二次梁活载 次梁间距 =18.72 5.4 =101.88KN3、内力计算：表4主梁弯矩计算项次荷载简图K1a/M 1aK1b/M 1bKb/M bK2a/M 2aK2b/M 2bKc/M c错1L J 1II0.238/0.142/0.078/0.111/误!未129

18、.977.50.286/41.759.30.191/找 到154.4102.0引用源。错误Q1!i110.286/0.237/AA!未214.3177.60.143/0.127/0.111/0.095/找 到106.093.281.469.7引 用 源。错 误Qu|0.206/0.222/Ar!未0.048/0.095/0.143/151.1162.80.095/找 到36.071.2106.069.7引用源。错误1t11h0.226/0.119/0.103/0.194/!未169.389.20.321/75.6142.30.048/找 到238.035.2引用源。错误Il 0.174/0.1

19、11/AAA!未0.032/0.063/0.095/127.681.40.286/找 到2447.270.4209.8引用源。M组合项次+min组合值93.96.3392.451.522.1311.8(KN)M组合项次+max组合值344.2255.1224.8192.8222.1137.4(KN)组合项次+组合值299.2166.7260.4117.3201.6171.7组合项次+组合值105.930.3260.4169.3140.7171.7弯矩包络图图4 弯矩包络图表5主梁剪力计算项次荷载简图kkkkVaVb1VbVc1错误！0.714-1.2861.095-0.905未找G1I H 1

20、1h到引 用源。A53.0-94.181.2-67.1错误！0.857-1.1430.0480.048未找Q1到引 用源。ZXaa 187.3-116.44.94.9错误！-0.143-0.1431.048-0.952未找ll11到引 用源。AAAA-14.6-14.6106.8-97.0错误！0.679-1.3211.274-0.726未找Q1 1 1到引 用源。r 1i i 69.2-134.6129.8-74错误！-0.095-0.0950.810-1.190未找Qll u到引 用源。AAAAA-9.7-9.782.5-121.2错误！未错误！未错误！未错误！未找到引找到引找到引找到引V

21、min组合项次用源。+用源。+用源。+用源。+错误！未错误！未错误！未错误！未(KN)找到引找到引找到引找到引用源。用源。用源。用源。组合值38.4-228.786.1-188.3错误！未错误！未错误！未错误！未找到引找到引找到引找到引Vmax组合项次用源。+用源。+用源。+用源。+错误！未错误！未错误！未错误！未(KN)找到引找到引找到引找到引用源。用源。用源。用源。组合值140.3-103.8211-62.2组合项次错误！未 找到引用源。+错误！未 找到引 用源。错误！未找到引用源。+ 错误！未找到引用源。错误！未 找到引用源。+错误！未 找到引 用源。错误！未 找到引用源。+错误！未 找

22、到引 用源。组合值109.2-210.5188-164.1错误！未错误！未错误！未错误！未找到引找到引找到引找到引组合项次用源。+用源。+用源。+用源。+错误！未错误！未错误！未错误！未找到引找到引找到引找到引用源。用源。用源。用源。组合值43.3-108.7163.7-141.1剪力包络图如下"II'!i【匸A!iP'i円】,D:；: !图5 剪力包络图4、主梁正截面和斜截面承载力计算：1 )、正截面承载力计算：混凝土用C25 fc=12.5N/mm 2 纵向钢筋n级钢筋 fy=310N/mm$=0.544bz=400mmhz=650mmho=hz a=650 35

23、=615mm hf'=h B=100mm主梁跨中截面按 T形截面计算，求bf'因为 hf'/h0= 100/615=0.16>0.1 ,所以翼缘计算宽度按L°/3=7.2 /3=2.4m 和b+s n=5.4m 中较小的确定，所以取bf'=2.4m=2400mm判断跨中截面属于第几类T形截面fcbf'hf' ( h0 hf'/2 ) =12.52400100(615 50)=1695KN/m“Mmax=1.2 X344.2=413KN/m<f cbf'hf' ( h° hf'/2 )

24、所以属于第一类 T 形截面支座截面按hcXhB矩形截面计算。B支座处的弯矩设计值：M b=|M| max |V0|maxb/2=392.4 86.1 X0.4/2=375.2KN/mC支座处的弯矩设计值：M C=|M| max |V0|maxb/2=311.8 62.2 X0.4/2=299.4KN/m表6主梁正截面配筋计算截面1B2CM ( kN m)344.2375.2222.1299.4“以屮M 4屮M、叫=2 (叫='2 )fcbh。fcbfh0 70.0360.2380.0230.19匸=1 - J1 -2% (< b=0.544 )0.0370.2760.0230.2

25、13£曲亿小汇)fyfy22022737.71368.62112.8选钢筋6电221 虫 22+5空253生256电22实际配筋22812834.1147322812 ）、斜截面承载力计算：箍筋用 I 级钢 fyv=210N/mm 2fc=12.5N/mm 2bz=400mmho=615mmIhf=h B=100mmX=a/ h o=2554/615=4.2>3所以 Z=3hw=h o hf'=615 100=515mmhw/b=515/400=1.3<4所以按 “V<0.25fcbho来验算截面尺寸0.25fcbh 0=0.25 X12.5 X400 X6

26、15=768.8KN> Td|V|max=1.2 X228.7=274.4KN故截面尺寸满足要求 验算是否需要计算配置箍筋Y|V|max=1.2 X228.7=274.4KN0.2fcbh 0/ （入+1.5）=0.2 X12.5 X4OO X615/（3+1.5）=136.7KN<需要计算配置箍筋采用$8100 (2)箍筋Asv=50.3 X2=100.6mm 2-Asv100.6bs 400 勺 000.25%>svmin =0.12%Vcs=0.2f cbh 0/ （入+1.5）+1.25fyvASV h0=136.7+161.4=298.1KN> Y|V|max

27、=1.2 X228.7=274.4KNS满足要求所以配置 松100 (2)箍筋5、主梁吊筋计算F=G+Q=74.193+101.88=176.073=176.1kN吊筋用 I 级钢fy=210N/mm 2As=F/(2f y sin45 °=592.96mm 2所以：选吊筋为$10 (2) 面积为628mm 26、正常使用极限状态验算Gk= 70.66KNQ=次梁活载X次梁间距=18.72 X5.4=101.88KNQk=18.72 X5.4/1.2=84.24表7正常使用极限状态主梁弯矩计算项次荷载简图KKKKKKM 1aM 1bMbM 2aM 2bMe错 误！ 未找 到引用 源。

28、0.2380.142-0.2860.0780.111-0.191G1J H H123.773.8-147.139.756.5-97.2错误！0.2860.237-0.143-0.127-0.11-0.095未找 到引 用 源。Q11n1AAZiAA178.6148.0-88.377.7-67.8-58.1错误！-0.04-0.095-0.1430.2060.222-0.095未找 到引 用源。° UII8 二-30.0-59.3-88.3125.9135.7-58.1错误！HH厶AA0.2260.119-0.3210.1030.194-0.048未找 到引 用源。141.174.3-198.363.0118.6-29.3错误！未找 到引 用源。r° ii iiAAAAA-0.032-0.063-0.0950.1740.111-0.286-20.0-39.3-5