《钢筋混凝土结构课程设计》模板及要求

1、网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题目：厂房单向板设计学习中心:1 基本情况本设计XXXXXXXXX，进行设计计算。厂房采用钢筋混凝土 内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板,15mm厚石灰砂浆抹灰。荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重 25 kN/m 3 ,水泥砂浆容重20 kN/m 3，石灰砂浆容重仃kN/m 3，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：混凝土米用C30 ( fc =14.3 N/mm 2，ft =1.43 N/mm

2、2)；钢筋 主梁、次梁采用HRB335级(f y =300 kN/m 2 )钢筋，其它均用HPB300级(fy =270 kN/m 3 )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 。根据构造要求，板厚取h - 80mm总1900=47.5 mm4040次梁截面高度应满足lh =l4800 打4800=266 400mm1812 1812取h=400mm，截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足lh国：l57005700亠三 380 570mm15101510取截面高度 h=50

3、0mm，截面宽度取为b=250mm。2单向板结构设计2.1 板的设计板的计算按塑性分析法计算内力。荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层80mm钢筋混凝土板15mm厚石灰砂浆抹灰0.02m20kN / m 30.4kN / m0.08m x 25kN / m 2.0kN / m 20.015m 17 kN / m0.255kN / m活荷载标准值 横荷载设计值 活荷载设计值 合计gk - 2.655kN / m 2 qk 7.5kN / m2g 1.2 2.655 3.186kN / m 2q 1.3 7.5 9.75kN / m 22g q 12.936kN / m120mm，贝U内力计算次

4、梁的截面200mm 400mm，板在墙上的支撑长度为板的计算跨度为：边跨 10 In h 1.90.12 0.20.08 1.72m2 2 2a0.20.12l n 1.9 0.121.74m222l0 1.72m中间跨I。1.9 0.2 1.7m跨度差(1.721.7) /1.7 -1.2 0 0 10 0 0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12.936kN / m2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面1边跨跨内B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩计算系数=1亠1一丄11111614m计算跨度10lo

5、_1.72ml0 =.72mI。_1.7mIo _1.7m=a+ 2Mm ( g q)lo23.48-3.482.342.672.1.4 截面承载力计算b _1000mm, h 80mm, h 80 20 - 60 mm 。C30 混 凝 土f c=14.3 N/mm 2。HPB300 钢筋，fy=270kN/m 2，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 内离端第支座离 端 第支跨 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M ( kN/m

6、 2 )3.48-3.482.34-2.673.48-3.4(O 00 o00II、曲0.8 纶2.67)=-2.14at 二一Ms1 f cbho20.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041亡二 _ J _ J | 1V12 s0.00.00.00.00.0690.0690.0370.042.f b h69694654j1 b1d A几应 C5 c 0A 一汙-“八s -f y219219146172219219118134选配钢筋妙66$ 60 6 6/8 6/8e 620/8/8 (19 2161701700妙 620017017000实配钢筋228

7、228149177228228141141面积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%, 45 ft / f y )max45 ft / f y 45 1.43 / 270 100% 0.238%所以， A =P bh =0.238% 1000 x 80= 190.4mm2s,minmin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M k g gk l02 qqkl 02 式中gk折 算永久荷载标准值，I*MVgk gk / q2k2 . 6 5 57k . N 5 m/26.405

8、/qk折算可变荷载标准值，qkqk / 2 =7.5 / 2 - 3.75kN / mg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；按有关表ttq 五跨连续板最不利荷载布置下相应的弯矩系数,格查的。由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：M k 三 （0.078 6.40鞘 0.仔3） 1.720 2 kN / m 童2.32 kN / mM2Bk (0.1056.4050.1193) 1.7202 kN / m 3.05kN / mM 2 k - (0.033 6.405 0.079 3) 1.7 2 kN / m - 1.30kN / mM ck -(0.079 6.405 0.1

9、11 3) 1.72 kN / m 2.42 kN / mM23k (0.0466.4050.0853) 1.72 kN / m 1.59kN / 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弩“7， C30混凝土抗拉强度标准值ftk 2.01N / mm 2 ;保护层厚度c=15mm20mm,取c=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面1B2c3M k2.32-3.051.30-2.421.592As / mm228228149149149sq = M k / 0.87h0 As( N / mm2 )202.9266.

10、8仃0.6317.5208.6p _te As / Ate0.010.010.010.010.01一 1.1P65 f tk / te sq0.4560.6100.3340.6890.474deq - d / v (mm)11.4311.438.578.578.57icr(1=9es+0.08 pTq ) (mmte129.44129.44106.56106.56106.56)Wmax = cr Vlcr sq / Es (|l)0.1080.1910.0550.2100.095注:te 0.01 ,取.te =0.01板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定:Es Asho21.15o.26ot

11、 e P 1 3.5 f34J式中， e Es / Ec 210 10/3 107，矩形截面 f - 0，各截面的短周期刚度如下表所示截面1b2C32As / mm219219146146146V0.4560.6100.3340.6890.474P =As/bh00.00370.00370.00240.00240.0024Bs /1011 Nmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，Bb与B1很接近，满足0.5 B1 Bb2 B1 ,按混凝土结构设计规范可取整跨刚度B1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BM_k BsM q (1) M k23

12、2於 1.882 10 11= 8.64 勺0 10 Nmm2.725 2 12.32其中， M 1q -(0.078gk 0.1qk )l02 (0.078 7.965 0.1 3) 1.722 = 2.725kNi册1Vq qk 厂 2.655(0.87.5) 一 7.965kN / m21 q 1qk_ ufq k_ Q8 7.5 3kN / m2 2第一跨挠度最大，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0.97310 2，于是挠度：0.644 10 2 gkl 40.973 10 2

13、qk l 4f BB0.644 10 2 2.655 1720 40.973 10 27.5 1720 4 =8.45mm |4.675m取 0=4.675中间跨l0.isivkIn 4.8m0.25m4.55 m跨度差(46754.55)/4.552.7 0 o 10 0 0 ,说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图 2-2所示。2g q 26.67kN / m图2-2计算简图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面1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩计算系数m11111116114计算跨度10lo 4.675ml 0 4.675m10

14、 4.55m10 - 4.55m=0( + 2Mm ( g q)lo53.00-53.0034.5139.44表2-5连续次梁剪力计算截面A边支座B （左）离端第二支座B （右）离端第二支座C中间支座剪力计算系数Qv0.450.60.550.55净跨度l ni 0 =4.675i 0 =4.6751。=4.551。=4.55VR g qjln254.6774.8166.7466.74224正截面承载力计算截面计算，翼缘宽度取bf正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按cl= 1 4800=1600mm， 又3+ 1 7 0 =0 m mb = 1600mm25mm，单排钢筋53.00kN

15、 mn，故取 f一类环境，梁的混凝土保护层厚度要求为截面有效高度取ho =365mm。hf80 戸）1.0 14.3 1517 80 （365 一）564.02kN m2判别T型截面类型:1 fcbf hf （h02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2-6。表2-6次梁正截面受弯承载力计算截面边跨跨离端第离端第中间支二支座二跨跨座(C)(B)中( 2) 中间跨 跨中(3)弯矩设计值(kN m )53.0053.0034.51-39.44M%Q1 f cbh020.1600.1600.0910.104-=1弋-2 乂f b h0.1750.1750.0960.110选配w：

16、 1 1OL1 c 匕 0As f y564.21044334.0383钢筋实际配筋5 * 123邹223* 124丰12As =565As =1140As =339As =452中( 1)计算结果表明 均小于0.35 ，符合塑性内力重分布的条件A s / (bh) 339 / (200400)0.42% min (0.2%, 45 ft / f y ) max 45 ft / f y 451.43/ 300 0.22%，满足最小配筋率的要求。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hw h0 hf 365 80 265mm, h w / b

17、 265/ 2001.2 4，截面尺寸按下式验算：0.25 c fcbho 一0.25 1.0 14.3 250 365 一 362.20kNVmax_ 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，Vbi _ 72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距S：0 5725.70mm1.0 fyv Asvho1.0 270 100.48 365S Vcs 0.7 f bh074810 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20%。先调幅整箍筋间距，s .8 5725.7 4580.56mm ，大于箍筋

18、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C的配箍率下限为0 f. f3 = / 0 = . 3 X T3.43/2 7 01.5810tyv，实际配箍率0- sv 一 Asv / (bs) 一 100.48 / (200 - 250) 一2.5010旷，满足最小配箍率的要求。2.2.6 次梁的裂缝宽度验算次梁的折算永久荷载gk_ 6.808 14.23 / 4 10.37kN m/ ；折算可变41 0. k6N7 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c=25mm荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数1.9，裂缝宽度的计算过程见表 2-7

19、，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面1B2C3M k41.00-51.524.54-41.428.65582As / mm565565339402339Gsq _M k / 0.87h 0 As( N / mm 2 )245.3308.4227.9324.9266.1256440.0140.0140.0100.0100.010口ewAs / Ate11010甲= 1.1-0.65 f tk / 盟 sq0.7220.7990.6290.7020.609d = v/ 1212121212eq d / (mm)lcr(1.9c s+0.08 牛)(mm115.5115.51

20、42.5te143.5143.5)994w皿塑1 0/、maxcr cr sq / Es (mm)0.2080.264 |0.1950.2760.221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:ii+ MiOM k -(0.078 10.37 0.1 10.67) 4.6752 kN / m 41.00kN / mM齐=Bk(0.10510.370.11910.67)4.675 2 kN / m51.55kN / mM性A.|*X2 k(0.03310.370.07910.67)4.550 2 kN / m24.54kN / mM ck -(0.07910.370.11110.67)4.550 2

21、kN / m 41.48kN / mM3k(0.04610.370.08510.67)4.550 2 kN / m28.65kN / m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：2N mm= 2.0 105 565 冷3652 M x 13Bs6 e6 7.148.3 10-3 N mm 1.145 101.150.2賦1 3.5 f 1.15 0.772+0.2+1 3.51.675其中，爲宁As / bho 565 / (200 365)8.3 10 3；54CtE =Es / Ec = 2.0 X 105 2.8： 10 = 7.14 ；(bfb)hfbh0(1600

22、200) 801.647。200365长期刚度:B =MkBs =41W魏 1.145: 10 13= 9.267 胃0 13 Nmm 2其中，M q (1) M k35.12(2 1)41.00M 1q (0.0789.654 - 0.1 8.538) 4.675 235.12kN mgk =gk +斗 W qqk ) - 6.808+TX 0.8 14.23 =9.654kN / m44qqk k3 q k -30.8 14.238.538kN / m44挠度系数与板相同，挠度:0.64410 2 gk l 4 0.973 10 2 qkl 4BB0.64410 26.808 46754+

23、9.26710120.973 10 214.23129.26710124675 4l=9.737mm - 23.375mm2002.3主梁的设计2.3.1主梁计算主梁按弹性理论设计。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 8.174.8=39.22 kN主梁自重1.20.25( 0.65-0.08)1.917 2=8.13 kN梁侧抹灰1.20.015( 0.65-0.08)1.917 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

24、长度为 370mm ;中间支承在柱350mm*350mm ;墙、柱为主梁的铰支上，钢筋混凝土柱截面为图2-3计算数计算跨度：边跨 ln 一5.7 0.125.405m2b0.35l0 1.025l n -=1.025 豹540522a b0.370.35l0 -1 n5.405V2 222取最小值1。口5.715m中间跨：ln5.70.355.35ml0 -l n b 5.350.35 -5.7m5.715m5.765m跨度差(5.715-5.7 )15.7=0.26%10%，则可以按等跨连续梁计算。主梁的计算简图见图2-3 。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

25、支座截面最大弯矩及剪力按下式计算:M kiGI o k2 QlVk1G 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M iM aM BkM 2r 、- - 1-kM bM c1 iuSO.丿 IL畠X0.2440.155-0.2670.0670.067-0.2671-66 9642 54-73 27 18 38 丄18 38-73 27IT.T YJJ. JJ1 厶 VI11 J. OU !-0.1331 O .$呷|0.2890.2440.1330.1330.13367.31146.67123.8367.4167.3167.41* $4SBS*

26、-2-1JsT_X1吕 1 _ 卅-0.2000.0440.0890.1330.2000.133101.23 |22.3245.1767.41101.23167.41节*七YIT屋T7j0.3110.2290.1260.0960.1700.089A)r157.64116.2263.9448.5986.05-45.11rd tiBB -1 T0.089 / :30.3110 0590 0890 170 09615.06P 157.64)29.9445.1186.0548.59213.166.-140.-48.-48.9-140+基633768933.68本44.6-2.6-140.119.119

27、.6-140+不4368611.68利183.106.-230.66.9104.4-118+内18489173.38力-118.104.-230 + 51.912.666.973843.91表2-9主梁剪力值计算序kkk号计算简图VVbiVBr111丄i *甘*亠0 733 1 2671.00035.20-60.8448.021 _ i 申 d -0 8661 1340Ej 賞 j76.90一 100.700i if *0.689-1.3111.222 L a J s .fc J昭61.18-116.42108.51f fi i-0.089-0.0890.788j/k :1iTfe- .X1一

28、 7.90一 7.9069.97最+112.1-161.548.02不4利+96.38-177.2156.53内6力+27.3-68.74117.992.3.5 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 1bf 3 Io 35700 1900mm b s n 4800 mmb + 12hf =250 F2 8 4210mm取 bf =1210mm，取 h0500 60 440mm。判别T形截面类型：hf瑕 1 fcbf hf (h0 亠亠 冃)1.0 14.3 1210 80 (440 - 80 )2 2553.69kN m 212.67kN m故属于第一类 T形截面。MM

29、 b max V0 b 匸宀 230.91 (88.8 48.02)_052 2= 203.55kN |m主梁正截面承载力的计算截面1B2弯矩设计值（kN im）213.63-203.55119.61-48.93Gs = M / 01 f cbh02 ( mm 2 )0.0640.2940.0320.0631皤1js =_ (1*2 s020.96690.82000.98370.96741._ M1As _彳f y s h0F1673.81880.5871.6362.6选配钢筋尹206卜203 20220实配钢筋面积18841884942628(mm2)主梁斜截面受剪承载力的计算(1)验算截面

30、尺寸hw ho hf 440 80 360mm, h w / b 360 / 3001.24，截面尺寸按下式验算：0.25 c fcbh0 0.25 1.0 14.3 250 440 戸 437.93kNVmad77.26kN截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用6150双箍Vcs 0.7 ft bh0 1.0 f yv h00.7 1.43 250 440 1.0270 440 100.48 /150 189.69kNs=0.24 ft / f yv 0.24 1.43/ 2701.27 10 3，满足要求。2.3.7主梁裂缝宽度验算受弯构件的受力特征系数 cr 1.9，变形钢筋的相对粘结特征系数 M.0，C30混凝土抗拉强度标准值f tk 2.01N/ mm2 ;保护层厚度c=25mm。主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表2-10，各截面的裂缝宽度均满足要求。表中B支座边缘弯矩标准值: