钢筋混凝土结构课程设计大作业

1、大连理2大学网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题目：重XXX厂房单向板设计学习中心：XXXX奥鹏学习中心专业：土木工程年级：2014年秋季学号：学生：指导教师：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：20mmj水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mncB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,分项系数兀=1.2。可变荷载,楼面均分布荷载为7.5kN/m3,分项系数鼠=1.3。材料选用：混

2、凝土采用C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2);钢筋主梁、次梁采用HRB33改(fy=300kN/m2)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。l1900根据构造要求，板厚取h=80mm一%=47.5mm4040次梁截面高度应满足h=LLL=48001幽=266400mm18121812一取h=400mm截面宽度取为b=200mm主梁的截面高度应满足h=|_=5700_5700=380570mm151015-1

3、0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2.1.1 板的计算按塑性分析法计算内力2.2.4 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2.2.5 内力计算0.02m20kN/m3=0.4kN/m2320.08m25kN/m=2.0kN/m320.015m17kN/m3=0.255kN/m2gk=2.655kN/m22qk-7.5kN/m2_2g=1.22.655=3.186kN/m2q=1.37.5=9.75kN/m2gq=12.936kN/m2次梁的

4、截面200mmM400mm,板在墙上的支撑长度为120mm,则板的计算跨度为：h0.20.08边跨l0=1n1.9-0.12-=1.72m2221na-1.9-0.12-012=1.74m222.l=1.72m中间跨1o=1.9-0.2=1.7m跨度差(1.72-1.7)/1.7=1.2%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。2gq=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mm1111111614计算跨度l010=1.72m10=1.

5、72m10=1.7m10=1.7mmfig+q)l；3.48-3.482.34-2.671.2 截面承载力计算b=1000mm,h=80mm,h0=80-20=60mm。C30混凝土，fc=14.3N/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M(kN/m2)3.48-3.42.34-2.63.48-3.480.8父2.340.8x(-2.6787=1.

6、87)=-2.14Ms一一，2%fcbh00.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041142%0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042四fcbhAs=fy219219146172219219118134选配钢筋46/817046/8170*61906616066/817066/81704620046200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=45ft/fy=451.43/270100%=0.2

7、38%所以，As,min=pminbh=0.238%m1000m80=190.4mm21.2 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22Mk=-ggkl。-qqj。式中gk一折算水久荷载标准值，gk=gk7/2=2.6557.5/2=6.405kN/mqk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：一一一一一一一一2一一Mk=(0.078

8、6.4050.13)1.720kN/m-2.32kN/m2MBk=(0.1056.4050.1193)1.720kN/m=-3.05kN/m2M2”(0.0336.4050.0793)1.7kN/m=1.30kN/mMCku(0.0796.4050.1113)1.72kN/m2.42kN/m2M3k=(0.0466.4050.0853)1.7kN/m=1.59kN/m受弯构件的受力特征系数%r=1.9,光面钢筋的相对粘结特征系数V=0.7,C30混凝土抗拉强度标准值ftk=2.01N/mm2;保护层厚度G=15mm20m,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-

9、3板的裂缝宽度验算截回1B2C3Mk2.32-3.051.30-2.421.59As/mm2228228149149149.，一2、isq=Mk/0.87h0As(N/mm)202.9266.8170.6317.5208.6Re=As/Ate0.010.010.010.010.01V=1.1-0.65ftk/科esq0.4560.6100.3340.6890.474deq=d/v(mm)11.4311.438.578.578.57Cdonlcr=P(1.9cs+0.08q)(mm)Re129.44129.44106.56106.56106.56wmaxcrlcrsq/Es(mm)0.1080.

10、1910.0550.2100.095注：091，取Re=0.01。2.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：“EsAshpBs6ap1.1即+0.2+E1+3.5匕式中，e=Es/Ec=210父103/3父104=7,矩形截面Z=0,各截面的短周期刚度如下表所示。截回1b2C3As/mm2219219146146146中0.4560.6100.3340.6890.474P=As/bh00.00370.00370.00240.00240.0024Bs/1011NLmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，Bb与Bi很接近，满足0.5BiBb2B,按混凝土结构设计规范

11、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B:MBsMq(1-1)Mk2.322.7252-12.321.8821011=8.64101oNmm其中，M1q=(0.078gk0.1qk)l：=(0.0787.9650.13)1.722=2.725kNm1.、1一_gk=gk5Gqqk)=2.655万(0.87.5)=7.965kN/m1.1qk=-qqk=-0.87.5=3kN/m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0.644X10/和0.973M10，于是挠度：_

12、24_24I0.64410gkl0.97310qklf=BB0.64410/2.655172040.973107.517204lccin10=8.45mm=8.6mm8.64108.64102002.2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1.9m3.186kN/m3=6.05kN/m2次梁自重1.20.2m(0.4m-0.08m)25kN/m3=1.92kN/m2梁侧抹灰1.20.015m(0.4m-0.08m)17kN/m32=0.20kN/m2g=8.17kN/m2活荷载设计值由板传来q=1.9m9.75kN/m3=18.5kN/

13、m2合计gq=26.67kN/m22.2.3内力计算计算跨度0.25ln=4.8m。0.12mm=4.555m边跨2a0.24ln=4.555mm=4.675m221.025ln-4.669m4.675ml_取一4.675中间跨l0=ln=4.8m0.25m=4.55m跨度差(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。ttFI，*!nTJWfFy55-c,1JXJs./*/S75J图2-2计算简图UE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

14、数mm111111116114计算跨度l0Io=4.675mlo=4.675mIo=4.55mIo=4.55m-，、.2M=%(g+q)l053.00-53.0034.51-39.44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%0.450.60.550.55净跨度lnIo=4.675lo=4.675lo=4.55lo=4.55，、,2V=%(g+q)ln54.6774.8166.7466.74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-1取bf=-1=-x4800=1600mm,又b+sn=200

15、+1700=1900mm,故取bf=1600mm33一类环境，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：.（hf80二1fcbfhf（h0-1）=1.014.3151780（365-万）=564.02kNLm53.00kNm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(kN|_m)53.0053.0034.51-39.44M“s=2%fcbh。0.1600.1600.0910.1042=1-冰-2s0.

16、1750.1750.0960.110选配钢筋ajcgh。A-fy564.21044334.0383实际配筋5112312231124112As=565As=1140As=339As=4520.35,符合塑性内力重分布的条件。As/(bh)=339/(200400)=0.42%.：min=(0.2%,45ft/fy)max=45ft/fy=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_,_一_.hw=h0hf=36580=265mm,hw/b=265/200=1.24,截面尺寸按下式验算：0.

17、251cfcbh0=0.251.014.3250365=362.20kNVmax=74.81kN截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋s二LOfyvAvh0Vcs-0.7ftbh采用力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:=5725.70mm1.0270100.4836574810-0.71.4320036520%先调幅整箍筋间距,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=0.8M5725.7=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/fy

18、v=0.3黑1.43/270=1.58父10,实际配箍率Psv=Asv/(bs)=100.48/(200m250)=2.50x10”,满足最小配箍率的要求。次梁的裂缝宽度验算次梁的折算永久何载gk=6.80也14.23/4kN10m3折算可变荷载qk=14.2=1(k.N67m变形钢筋的相对粘度特征系数v=1.0,混凝土的保护层厚度k4c=25mm荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数O(cr=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、

19、仃sq=Mk/0.87h0As(N/mm)245.32308.45227.96324.94266.14Re=As/Ate0.01410.01410.01000.01010.0100甲=1.10.65ftk/Ptesq0.7220.7990.6290.7020.609deq=d/v(mm)1212121212ndecler=P(1.9Cs十0.08才)(mm)te115.59115.59143.5142.54143.5wmaxcrlcrsq/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=(0.07810.370.110.67)4.6752

20、kN/m=41.00kN/m2MBk=-(0.10510.370.11910.67)4.675kN/m=-51.55kN/mM2k=(0.03310.370.07910.67)4.5502kN/m=24.54kN/mMCk=(0.07910.370.11110.67)4.5502kN/m-41.48kN/m2M3k=(0.04610.370.08510.67)4.550kN/m=28.65kN/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：_2_523。_2.010565365Nmm2=1.1451013N_mm21.150.2一幅一1.150.772+0.2+67.148.3

21、1013.5f13.51.675其中，P=As/bh0=565/(200M365)=8.3父10小；_(E_5_4=Es/Ec=2.0父10父2.8父10=7.14；八、(bf-b)hf(1600-200)80bh0200365=1.647。长期刚度:MkMq(J)MkBs41.0035.12(2-1)41.001.1451013=9.2671013Nmm2其中，M1q=(0.0789.6540.18.538)4.6752=35.12kNm1.1gk=gk.(.qqk)=6.8080.814.23=9.654kN/m44，3.3qk=qqk=-0.814.23-8.538kN/m44挠度系数与

22、板相同，挠度：_24_24,0.64410gkl0.97310qklf二BB0.6441026.80846754129.267100.97310，14.2346754129.26710=9.737mm=23.375mm2002.3主梁的设计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=39.22kN主梁自重1.2M0.25父(0.65-0.08)父1.9M17M2=8.13kN梁侧抹灰1.2x0.015x(0.65-0.08)M1.9X17X2=0.67kNG=48.02kN活荷载设计值：由次梁传来Q=18.54.8=

23、88.8kNG+Q=136.82kN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350mmx350mm;墙柱为主梁的较支座，主梁连续梁计算0.35边跨ln=5.7-0.12-=5.405m2l0=1.0251nb=1.0255.405035=5.715m22ab0.370.35l0=ln=5.405=5.765m2222二取最小值lo=5.715m中间跨：ln=5.7-0.35=5.35ml0=lnb=5.350.35=5.7m跨度差(5.715-5.7)/5.7=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。2.3.4内力计算及包

24、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：M=kiGlkzQlV=kiGk2Q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kMikMaakMbkM2kMbkMCCQGEGEGti一，t0.2440.155-0.2670.0670.067-0.267L1X丁1下一nr66.9642.54-73.2718.3818.38-73.273口U0.289146.670.244123.83-0.133-67.41-0.133-0.133-67.31-0.133-67.41，1Id中：4-67.31lj-0.044-0.08

25、9-0.1330.2000.200-0.133101.231iit-r-22.32-45.17-67.41101.23-67.41CQQti0.2290.126-0.3110.0960.170-0.089-ALiii-T-T116.2263.94-157.6448.5986.05-45.11GQQ-0.089/3-0.059-29.94-0.089-45.110.1786.050.09648.59-0.3115aAia：3i丁F-15.06-157.64基+213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68本+44.64-2.63-140.68119.61119.61

26、-140.68不+183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38利+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心kVBlkVb.0.733-1.2671.000.1J_1_35.20-60.8448.02(JCd_ii_*；.111J,_0.866-1.1340-076.90-100.70QCQU!dII1rI110.689-1.3111.22261.18-116.42108.51。口Qd，t1t1-0.089-7.90-0.089-7.900.78869.97最不利内力+112.1-161.5448.

27、02+96.38-177.26156.53+27.3-68.74117.99_4.:大+1,1+2.3.5主梁正截面受弯承散跨内按T形截面计算，其翼红d1/力计算缘宽度为：_1k，1-,1.1,bfl05700=1900mm：二bsn=4800mm33(b12hf=250128=1210mm(取bf=1210mm取h0=500-60=440mm。判别T形截面类型：,hf80：1fcbfhf(h0)=1.014.3121080(440)22=553.69kNLm212.67kN_m故属于第一类T形截面。b0.35Mb=MmaxV。=-230.91(88.848.02)22=-203.55kNLm

28、主梁正截面承载力的计算截回1B2弯矩设计值（kN|_m）213.63-203.55119.61-48.93,2，2、%=M/仪#a0(mm)0.0640.2940.0320.0631；s=2(1+，1-2%)0.96690.82000.98370.9674AMAs-f/sh1673.81880.5871.6362.6选配钢筋6120612031202120实配钢筋面积（mm2）18841884942628主梁斜截面受剪承载力的计算(1)验算截面尺寸_,._._.hw=h0hf=44080=360mnihw/b=360/300=1.24,截面尺寸按下式验算：0.25-cfcbh0=0.251.014.3250440=437.93kNVmax=177.26kNccmax截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用,615映箍Vcs=0.7ftbh01.0a&儿=0.71.432504401.0270440100.48/150=189.69kNVa=112.1kNVcs,Vbi=177.26kNVcs,Vbr=156.33kN0.24ft/fyv=0.24父1.43/270=1.27父10学，满足要求。主梁裂缝宽度验算受弯构件的受力特征系数o(cr=1.9,变形钢筋的相对粘结特征系数v=1.0,C30混凝土抗拉强度标准值ftk=2.01N/mm2；保护层厚度c=25mm主梁各截面的