钢筋混凝土结构课程设计

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1、1基本情况本设计XXXXXXXX渔行设计计算。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.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25kN/m3,水 泥砂浆容重20kN/m 3.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瞰(fy=300kN/m2)钢筋.其

2、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 : 400mm18 121812取h=400mmB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=500mmB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

3、 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200mm 400mm.板在墙上的支撑长度为120mm.则板的计算跨度为:h0.2 0.0

4、81.9 0.120.20.121.74m边跨 l0 1n 1.9 0.12 一 1.72m 2221o 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 2g q 12.936kN/m1/C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1B2C截回边跨跨内离端第一支座中间跨跨内中间支座弯矩计算系数1111m11111614计算跨度l0l0 1.72mIo 1.72ml0 1.7ml0 1.7m.，、, 2Mm(g q)l03.48-

5、3.482.342.672.1.4截面承载力计算b 1000mm,h 80mm, h0 80 20 60mm。C30 混凝土. fc =14.3 N/mm2。HPB30硼筋.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/m 2)3.48-3.42.34-2.63.48-3.480.8 2.340.8 (-2.6787=1.87)=-2.14M s1的020.

6、0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0411712s0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042b hOAsf 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%, 45 ft / fy)max 45 ft / fy 45 1.43/270 100% 0.238%所以.A,minminbh 0.238%

7、 1000 80 190.4mm22.1.5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 kggkl0qqkl0式中gk一折算水久荷载标准值.gkgk qk/2 2.655 7.5/2 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。q由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：Mk (0.078 6.405 0.1 3) 1.7202kN /m 2.

8、32kN /mMBk(0.1056.4050.119 3)1.720 kN /m 3.05kN / mM2k (0.033 6.405 0.079 3) 1.72kN/m 1.30kN /mMCk(0.0796.4050.111 3)1.72 kN / m2.42kN /m_一 一2-M3k (0.046 6.405 0.085 3) 1.7 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0.7.C30混凝土抗拉强度标准值ftk 2.01N/mm ;保护层厚度 c=15mm20mm, c=20mm#算过程见表2-3.裂缝宽度均小于一类环境规范规定

9、值。表2-3板的裂缝宽度验算截回1b2C3Mk2.32-3.051.30-2.421.59As / mm2228228149149149. ，一 2、sq M k /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)11.4311.438.578.578.57.，,_deq、lcr(1.9cs 0.08)(mm)te129.44129.44106.56106.56106.56wmaxcr

10、lcr sa / Es (mm)i maxcici sqs /0.1080.1910.0550.2100.0952.1.6板的挠度验算注：te 0.01，取 te=0.01。截面的短期刚度由下式确定:Bs式中.E Es/Ec 210 103/3EsAsh；1.150.26 E ,1 3.5 f4107.矩形截面 f 0.各截面的短周期刚度如下表所示。截回1b2C3As / mm22192191461461460.4560.6100.3340.6890.474As/ bh00.00370.00370.00240.00240.0024Bs /1011 Ngmm1.8821.5671.6121.01

11、01.305由上表可见.Bb与a很接近.满足0.5 BiBb2B,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-Mk -2.32-11101k.B Bs 1.882 108.64 10 N gmmMq(1) Mk 2.725 2 12.32其中.Miq (0.078gk O.lq； (0.078 7.965 0.1 3) 1.722 2.725kNgm1 ,、c c1 、”，gkgk-( qqk)2.655-(0.87.5)7.965kN /m11qk- qqk- 0.8 7.5 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

12、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:f 0.644 10 2gkl40.973 10 2qkl4BB_2_ 40.644 102.655 17208.64 1010_ _2_ 40.973 107.5 1720“ l10=8.45mm 8.64 10102008.6mm2.2 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 / m2次梁自重 1.2 0.2m (0.4m 0.08m) 25kN/m3

13、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 4.555m21n0.244.555m m 4.675m21.025ln 4.669m4.675m 取 l0=4.675中间跨 Io ln 4.8m 0.25m 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-

14、2所示。I/7 1二_vA CT |ZT，J J 7jut 4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1B2C截回边跨跨中离端第一支座中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1111m11111614计算跨度l0l0 4.675ml0 4.675ml04.55ml0 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lnl0 =4.675l0=4.675l0 =4.55l0 =4.552

15、V v(g q)ln54.6774.8166.7466.742.2.4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.翼缘宽度取11bf -1 = - 4800=1600mm.又b sn 200 1700 1900mm.故取 bf 1600mm 3 3一类环境.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2-6。表2-6次梁正截面受弯承载力

16、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)53.0053.0034.51-39.44Ms1 fcbho0.1600.1600.0910.104152 s0.1750.1750.0960.110选配钢筋fcb h0 弋fy564.21044334.0383实际配筋5 1 123 1 223124 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% min (0.2%,45 ft / fy)max 45 ft /

17、 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 hf365 80 265mm,hw /b 265/ 200 1.2 4.截面尺寸按下式验算：0.25 c fcbh00.25 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1.0fyvA5vh0s Vcs 0.7ftbh。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

18、筋间距s:5725.70mm1.0 270 100.48 36520%先调幅整箍筋间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距.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0.3 ft/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梁的折算永久何载gk 6.808 14.23/4 10

19、.37kN /m ；折算可变荷载3 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k4c=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 Mk /0.87h0As(N / mm )245.32308.45227.96324.94266.14teAs / Ate0.01410.01410.01000.01010.01001.1

20、0.65 ftk / te sq0.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212z deq、1cr(1.9cs 0.08)(mm)te115.59115.59143.5142.54143.5Wmaxcr l cr sa / ES (mm)maxcicisqs /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 /m一- 一一 2MBk(0.10510.370.11910.67)4.675 kN / m51.55kN /m_

21、2_M 2k (0.033 10.37 0.079 10.67) 4.550 kN / m 24.54kN / mMCk(0.07910.370.11110.67)4.5502kN / m41.48kN /mM 3k(0.046 10.37 0.085 10.67) 4.5502kN/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：Bs2EsAsh2_522.0 105 565 3652其中.1.150.2 Zf1.15 0.772+0.2+6 7.14 8.3 10-31 3.5 1.675Ngmm21.145 1013Ngmm2As/bh05

22、65/(2003365) 8.3 10 ；_ 5_4Es/Ec2.0102.8107.14；八、1.647。(bf b)hf (1600 200) 80fbh0200 365长期刚度：MkMq(1) MkBs41.0013 1.145 1013 9.26735.12(2 1) 41.001013 Ngmm235.12kNgm其中.M1q (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.675211gkgk -( qqj 6.808 0.8 14.23 9.654kN /m443 3qkqqk0.8 14.23 8.538kN / m4 4挠度系数与板相同.挠度：-24- 一 24f 0.6

23、44 10 gkl0.973 10 qklBB_24 _40.644 106.808 4675 129.267 10_ _2 _40.973 1014.23 4675 129.267 10=9.737mml20023.375mm2.3 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 8.174.8=39.22 kN主梁自重 1.20.25(0.65-0.08 )1.9 17 2=8.13 kN梁侧抹灰 1.20.015(0.65-0.08 )1.9 17 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷载设

24、计值：由次梁传来 Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82kN2.3.3 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.主梁连续梁计算图2-3 计算数计算跨度：0.35边跨 1n 5.7 0.12 5.405m2b0.35l0 1.0251n - 1.025 5.405 5.715m22101n a2b 5.405 丝7 些 5.765m取最小值1。5.715m中间跨:5.70.35 5.35m101n5.350.35 5.7m跨度差主梁的计算简图见图2-3。(5.715-5.7 ) /5.

25、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 M2kMbkMCCt f1 ，一0.2440.1550.2670.0670.0670.267，入 L1p1jc 1HT-T66.9642.5473.2718.3818.3873.27山口Q 口0.289146.670.244123.830.13367.410.1330.13367.310.133

26、67.41! -* , 上 467.31$ 1 0.0440.0890.1330.2000.2000.133101.23-1II黄fF22.3245.1767.41101.2367.41Q(JQ Qi0.2290.1260.3110.0960.1700.089IJ一下丁丁116.2263.94157.6448.5986.0545.11Q 0Q Q0.089/3A八AQ0.08945.110.1786.050.09648.590.311；i一一 1 44 3 415.060.05929.94157.64基+213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68本+44.64

27、-2.63-140.68119.61119.61-140.68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 VTkVBlkVBr ,i * t j JL 二 t _0.7331.2671.00035.2060.8448.02Q CQ0.24 ft/fyv 0.24 1.43/ 270 1.27 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1.0.C30混凝土抗拉强度标准值ftk 2.0

28、1N / 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：MBkM Bk,max V0kb / 2182.4 108.32 0.35/2204.01kNgm表2-10主梁各截面的裂缝宽度验算过程截回1B2Mk178.6-204.0193.12-36.46A / mm218841884942628- 2、sq Mk/0.87h0As(N/mm )247.6282.9244.35143.5teAs / Ate0.03010.03010.01510.01001.1 0.65 ftk / te sq0.92470.947

29、0.74590.1895deq d / (mm)20202020deqlcr (1.9c 0.08q) (mm) te100.8100.8153.46207.5Wmaxcr l cr sa / ES (mm)maxcicisqs /0.2190.2560.1800.0542.3.8主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_52eEsAh22.0 105 1884 4402M 213Bs 八 vNgmm 5.09 106 E6 7.14 0.01731.150.2 E-r 1.15 0.9247+0.2+1 3.5 f1 3.5 0.9556其中.As/bh0 1884/(

30、250 440) 0.0173;Es/Ecs c2.0 1 05 2.8 1 04 7.14；(bf b)hf(1220 300) 80bh0175 4400.9556。MkMq(1) M-Bs k178.6146.04(2 1) 178.65.09 1013 2.8 1013Ngmm其中.Mk 55.8 0.8 112.8146.04kNgm挠度系数与板相同.挠度:24f 0.644 10 2gkl4240.973 10 2qkl41.883 10 2 40.02 10357153 2.716 10 2 68.31 103 571532.8 10132.8 1013= 17.3mml20028.58mm