混凝土结构设计原理课程设计钢筋砼现浇主次梁结构设计

1、混凝土结构设计原理课程设计钢筋砼现浇主次梁结构设计计算说明书指导教师： 刘光宗 班 级： 土木095 学生姓名： 冯振 学号： 6002109151 设计时间：2011年12月21日-28日 南昌大学建筑工程学院土木工程系 目录1、 设计资料3二、设计内容和要求3三、楼面板结构平面布置4四、板的设计4五、次梁设计76、 主梁设计157、 施工图绘制24一、设计资料某多层房屋采用钢筋砼现浇单向板肋梁楼盖，其三楼楼面（建筑标高+9.00）结构布置图如附图所示，板深入墙内120mm，次梁深入墙内240mm，主梁伸入墙柱内370mm，楼面面层为20mm厚水泥砂浆面层（容重为20 ），板底及梁用20mm

2、厚石灰砂浆粉刷（容重17 ）楼面可变荷载标准值=5.5）。砼强度等级为C45。主次梁受力钢筋采用HRB3400钢筋，板采用R235级钢筋。板厚取100mm，次梁尺寸为250400mm，主梁尺寸为250650mm。二、设计内容和要求（一）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力，主梁按弹性理论计算内力并给出弯矩及剪力图。（二）绘结构施工图1.结构平面布置图（1：150），图上需标注墙、柱定位轴线编号，梁柱定位尺寸及构件编号，并标出板的结构标高。2.板模板及配筋平面图（1：60），图上需标注板厚、板中钢筋的直径、间距及其定位尺寸。3.次梁模板及配筋图（1：40，1：20），图上需标注次梁截面及几何

3、尺寸、梁底标高、钢筋的直径、根数、编号其定位尺寸。4.主梁模板及配筋（1：40，1：20），图上需标注主梁截面及几何尺寸、梁底标高，钢筋的直径、根数、编号其定位尺寸。（需要配置弯起钢筋时，应绘出弯矩包络图及抵抗弯矩图）。5.有关设计说明，如砼强度等级、钢筋级别、砼保护层厚度等。三、楼面板结构平面布置确定主梁的跨度为6600mm，次梁的跨度为6900mm，主梁每跨内设置两根次梁，板的跨度为2200mm。四、板的设计（1）荷载板的恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层 0.0220=0.4 KN90mm钢筋混凝土板 0.125=2.5 KN 20mm板底石灰砂浆 0.0217=0.34 KN-小计 3

4、.24 KN板活荷载标准值： 5 KN KN永久荷载分项系数去1.2，可变荷载分项系数取1.4，故板的永久荷载设计值 g=3.241.2=3.888 KN可变荷载设计值 q=51.4=7 KN荷载总设计值 g+q=10.888 KN近似取为，g+p=10.9（2）计算简图边跨：板净跨度： =2200-120-125=1955mm 计算跨度：=60+=60+1955+=2140mm=60+=60+2055+=2065mm取较小值，边跨的计算跨度为L=2065mm。中跨：板净跨度：=2200-125-125=1950mm计算跨度：= +b =1950+250=2200mm=+t =1950+100

5、=2050mm 取较小值，中跨的计算跨度为L=2050mm。 g+p=10.6 KN/m 板的计算简图=(2.065+2.05)/2=2.0575mm=4.65=-=-4.19=4.16=-=-4.16（3）正截面承载能力计算板厚100mm，取=30mm，=70mm。C45混凝土，混凝土抗压强度设计值=20.5KPa，R235级钢筋,=195KPa。1-2 板的配筋计算截面1B2C4.65-4.194.16-4.160.04640.04170.04230.04230.04740.04260.04230.0423=348.82313.49311.28311.28选用钢筋8140816081608

6、160359314314314最小配筋量注：1.表中 2.对于板：b=1000mm五、次梁设计次梁尺寸为250400mm，按考虑内力重分布设计。（1）荷载设计值计算 永久荷载设计值板传来的恒载 3.8882.2=8.55 次梁自重 0.25（0.4-0.1）251.2=2.25次梁粉刷 0.02（0.4-0.1）2171.2=0.2448小计 g=11.0484 可变荷载设计值 q=72.2=15.4荷载总设计值 g+q=26.45（2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁的截面为250650mm。次梁净跨度：边跨：=6900-120-125=6655mm中跨：=6900-125-

7、125=6650mm计算跨度：边跨：=+0.5墙上支承长度=6655+0.5240=6775mm=1.025=1.0256655=6821mm取较小值，边跨的计算跨度为L=6650mm。中跨：= +b=6900mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁的计算简图如1-3。 g+q=26.93KN/m 次梁计算简图 （3）内力计算弯矩和剪力根据简支梁静定平衡方程计算弯矩设计值：边跨： =116.2中跨：=121.2=0.7=0.7121.2=84.84=-84.84=-0.7=-0.7()=-83.09=-0.583.09=74.66画出次梁弯矩图：根据以上计算的杆端弯矩值，取各跨梁为隔

8、离体建立静力平衡条件，可求得各跨梁的杆端剪力值，从而作出次梁剪力图剪力设计值：=73.01KN， =-106.19KN， =90.95KN, =-91.95KN, =91.95KN（4）配筋计算1）正截面抗弯承载能力计算正截面受弯承载力计算时，跨内正弯矩区段按T形截面计算，有效翼缘宽度按以下公式取最小值： 正弯矩中跨：0.26900=1380mm正弯矩边跨：0.276775=1829.25mm 2200mm 250+0+12100=1450mmC45混凝土，=40mm，=360mm。C45混凝土， =20.5MPa，HRB400钢筋, =330MPa。由知截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受

9、弯承载力计算截面1B2C110.4112.4114.5114.513802501380250截面类型第一类T型矩形第一类T型矩形0.16920.17240.03010.03120.03060.18660.03170.1906计算=944.371043.26978.321065.63选用钢筋3223223223221140114011401140最小配筋量注：1.表中 次梁的剪力图2）斜截面抗剪承载能力计算=30+=42.55mm，=400-42.55=357.45mm验算上限值、下限值：上限值：=（0.51）250357.45=305.72KN，符合上限值。下限值： =11.74250357.

10、45=77.75KN在05699.77、7274.0713153.25和14478.4217125段：按照构造要求配置钢筋，H/2=200mm且不大于400mm，取为200mm。 在0400段：按要求，取100mm在5699.776775段：=（-）=86.44 KN 在67757274.07段: =在13153.2513675段：=在1367514478.42段：=区段5699.77677567757274.0713153.25136751367514478.4286.4485.6686.2685.96箍筋肢数，直径28 28 28 281011011011011.281.281.281.2

11、8357.45357.45357.45357.450.001050.001040.001050.00104是否满足要求否否否否实际配筋间距（mm）200200200200实际配筋量0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 是否满足要求是是是是是否需配弯起钢筋否否否否为施工方便并满足构造要求，在离支座距离大于400mm处箍筋间距均取200mm，小于400mm处箍筋间距均取100mm。六、主梁设计主梁尺寸为250650mm，按弹性理论设计（1）荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来恒载 11.04846=64.98KN主梁自重（含粉刷）(0.65-0.1)0.252

12、.325+2(0.65-0.1)0.022.3171.2=10.52KN-恒永久荷载设计值 G=66.29+10.52=76.81KN,取G=76.8KN1可变荷载设计值 Q=15.46=92.4KN,取Q=92.4KN(2) 计算简图主梁端部支撑在带壁柱墙上，支承长度为370mm，中间支承在300mm300mm的混凝土柱上。主梁按连续梁计算。其计算跨度主梁净跨度：边跨：=6600-250-150=6200mm 中跨：=6600-150-150=6300mm边跨：=+0.5a+0.5b=6200+0.5370+0.5300=6535mm=1.025+0.5b=1.0256200+0.5300=

13、6505mm ，取小值 =6505mm中跨：=+b=6300+300=6600mm主梁的计算简图见图1-5.因跨度相差不超过10%，可利用附表计算内力。 主梁计算简图（3）内力设计值及包络图1）弯矩设计值弯矩 M=Gl+Ql式中系数、由附表相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表1-6。2）剪力设计值剪力 V=G+Q式中系数、由附表相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表1-6。1-7 主梁的弯矩计算（KNm）项次荷载及其位置1第一、二、三跨永久荷载作用2第一、三跨可变荷载作用3第二跨可变荷载作用4第一、二跨可变荷载作用 +96.77+-322.85+-46,8+-21

14、5.09 +297.76 +154.81-8 主梁的剪力计算（KN）项次荷载及其位置 1第一、二、三跨永久荷载作用2第一、三跨可变荷载作用4第一、二跨可变荷载作用 +136.32+-218.46+189.72 3）弯矩、剪力包络图弯矩包络图绘制荷载组合+时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩。此时=0, =-215.09KNm,以这两个支座弯矩值的连线为基线,叠加边跨在集中荷载G+Q=76.81+92.4=169.21KN作用下的简支梁弯矩图,则第一个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)- =290.93 KNm；第二个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)- =219.231KNm。中间跨跨中弯矩

15、最小时，两个支座弯矩值均为- 215.09KNm，以此支座弯矩连线为基线叠加中间荷载G=76.81KN作用下的简支梁弯矩图，则集中荷载处的弯矩值为G- =-46.108KNm。荷载组合+时，支座最大负弯矩=-322.85 KNm,其他两个支座的弯矩为=0，=-188.45KNm，在这三个支座弯矩间连直线，以此连续为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷载为G+Q时的简支梁弯矩图，则集中荷载处的弯矩值顺次为(G+Q)- =259.29KNm、(G+Q)- =151.67KNm、(G+Q)- =94.212KNm、(G+Q)- =139.012KNm。荷载组合+时，出现边跨跨内最小弯矩和中跨跨内最大

16、弯矩。=-215.09 KNm,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为94.85KNm、23.16KNm；第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为157.17KNm。剪力包络图绘制荷载组合+时, =136.32KN,至第一集中荷载处剪力降为136.32-169.21=-32.89KN,至第二集中点荷载处剪力降至-32.89-169.21=-202.11KN；组合+时，最大，=-218.46KN，则第一跨集中荷载处剪力顺次（从右至左）-49.25KN、119.96KN。 弯矩、剪力包络图（4）主梁配筋计算1）主梁正截面计算跨内正弯矩区段按T形截面计算，有效翼缘宽度按以下公式取最小值： 正弯矩中跨：

17、0.26300=1260mm正弯矩边跨：0.276200=1674mm6900mm250+0+12100=1450mm取小值 =1260mm1点和B点采用两排受拉钢筋，取，=585mm。2点采用一排受拉钢筋，取=40mm，=610mm。C45混凝土， =20.5MPa。采用HRB400钢筋，钢筋抗拉强度=330MPa。 主梁正截面承载力计算截面1B2C297.76-322.85154.8-215.09截面类型第一类T型矩形第一类T型矩形585585610585126025012602500.18410.12260.03370.01610.03430.20510.01620.1312计算=1570.581863.38773.491191.98选用钢筋318+320620322420最小配筋量注：1.表中主梁设计剪力图（2） 斜截面受剪承载力本设计按照箍筋分担100%，不设弯起钢筋计算。箍筋设计：上、下限值验算上限值：=250=407.18KN上限值符合。下限值 =11.39250583.06=101.31KN 应按计算设计箍筋在0650mm，61636813和68137463段，按照构造要求设置箍筋间距，=10