冯利康水工钢筋混凝土结构

1、1.基本资料 22. 楼盖的平面结构布置 23. 板的设计 33.1 确定板的计算跨度及计算简图 33.2 荷载计算 43.3内力计算 43.4配筋计算 53.5 确定各种构造钢筋 63.6 绘制板的配筋示意图 64. 次梁的设计 64.1 确定计算跨度及计算简图 64.2荷载计算 74.3内力计算 84.4 正截面强度计算 84.5 根据计算结果和构造要求，绘制配筋示意图 105. 主梁的设计 105.1 确定计算跨度及计算简图 105.2荷载计算 115.3内力计算 115.4 主梁正截面和斜截面承载力计算 145.5 主梁吊筋计算 165.6 正常使用极限状态验算 161. 基本资料1.

2、1 荷载 ( 1)楼面活荷载，单位为 6.5kN/m2。( 2)楼面面层：水磨石地面 0.65 kN/m2。(3) 楼盖自重：钢筋混凝土容重丫 =25 kN/m3。( 4)平顶粉刷： 0.25 kN/m2。1.2平面尺寸为：29.0X 16.2m21.3 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)各种系数的确定丫 d=1.2 丫 g=1.05 丫 q=1.2 依据(3)得丫 0=1.0 书=1.02. 楼盖的结构平面布置(1

3、) 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=100mm(3) 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：450X 450mm2 (已

4、知) 楼盖结构平面布置图见图 1。BB3tB卜<g>Bl.B3曲Z）q_Zbii ii ijiiii“in“5图1楼盖结构平面布置图3.板的设计（按弹性理论计算）3.1确定板的计算跨度及计算简图Em注詡00T"匸q + g = ll,37当按弹性理论计算时，其计算跨度为：中跨：lc=2400mm 0.11 c=240mm b=b c=250mm>0.1lc I n=lc b=2400 250=2150mm 取 l0=1.1ln=2365mm边跨：a=120mm hB=100mm<a n=2500 bc/2 120=2250mm取 l0= ln+0.5 (hB+

5、b) =2250+0.5X (100+250)=2430mm3.2荷载计算取1m宽板计算：面层 水磨石每平方米重 10.65KN /m板自重 板厚 125 0.12.5KN /m平顶粉刷每平方米重1 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标准值1 6.5KN /m恒载设计值：gGgk 3.4 1.05 3.57KN /m活载设计值：qQqk 6.5 1.2 7.8KN /m设计值总和：QgkQqk 3.57 7.8 11.37KN /m3.3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

6、的跨度差(2430 2365)/2365 2.7% 10%，所以可以按等跨计算。跨中弯矩：边跨：M1 = 0.0781 3.57 2.432+0.1 7.8 2.432= 6.26KN/m中间跨：M2= 0.0331 3.57 2.3652+0.0787 7.8 2.3652= 4.1kN/mM3= 0.0462 3.57 2.36F+0.0855 7.8 2.36养 4.65KN/m支座弯矩：丨(2.365+2.43)/2=2.3975mMb = 0.105 3.57 2B9752 0.119 7.8 2.397*= 7.49kN/mMe = 0.079 3.57 2.3652 0.111

7、7.8 2.3652= 6.4支座边缘弯矩：Vbl= 0.606X 3.57X 2.255 0.62 X 7.8X 2.255= 15.79kN/mVb=0.526X 3.57X 2.255+0.598X 7.8X 2.255=14.75kN/mMb'= | Mb |VB|b/2=7.49 14.75X 0.25/2=5.65kN/mVeL= 0.474X 3.57X 2.15 0.576X 7.8X 2.15= 13.48kN/mVcr=0.5X 3.57X 2.15+0.591X 7.8X 2.15=13.94kN/mMc = | Mc| |Vc|b/2=6.4 13.48X 0.

8、25/2=4.74kN/m3.4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=75mm b=1m=1000mm 混凝土取 C20 fc=10N/mm2 选 I 级钢 fy=210N/mm2E b=0.614 最小配筋率=0.15%表1板配筋计算表截面1B2C3丫 dM ( kN m )7.516.784.925.695.58fcbhg56.2556.2556.2556.2556.25=d 0 M s fcbh20.130.120.090.100.101 J1 2 s0.140.130.090.110.11s 1 0.5(<E b)0.930.9350.9550

9、.9450.945Ad 0 Ms f yh0512.7460.4327.1382.3374.9选钢筋 10150 10150 8140 8130 8130实际配筋524524359387387配筋率（最小配筋比较率）0.698%0.698%0.479%0.516%0.516%3.5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。3.6绘制板的配筋示意图如下：（亦可见大图一）LOr7i(?ln*l!WrB2B4m111 B 4户 dhw niI吕OMDlSDBl 30Qj-eea+ciUl 丽r<Jsai；3ol|l eoaBf FBipsaGO l|l &#

10、163;g &M l|l J 存林怖< "i|Kl(*luHl!5Or I INFnldjtaL01<2b"fiem3d 口己叫口口F 斗 Ol>图2板的配筋示意图4.次梁的设计（按塑性内力重分布计算）4.1确定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：I。ln 5400 4005000 mm边跨：I n=5400120 bz/2=5400120 200=5080mm lo=1.O25ln=52O7mm>ln+a/2=5O8O+12O=52OOmm 所以，l0=5200mm且边跨与中跨的跨度差（5200 500Q/5000

11、 4%10%，所以可以按等跨计算q + g-29.7664.2荷载计算由板传来：板恒载 次梁间距=3.4X2 .4= 8.16KN/m次梁肋自重：b(hc hB)X钢筋混凝土容重=0.25X( 0.45 0.1)X 25=2.1875KN/m次梁粉刷重：2X (hc hB)X粉刷层每平米重=2X( 0.45 0.1)X 0.25=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 Ggk 1.05 10.52 11.046KN /m活载设计值：qQqk 1.2 15.6=18.72KN /m设计总值：ggkQ

12、qK 29.766 KN /m4.3内力计算0,470.55-0.55-r,45Mi=1/11 29.766 5.22 = 73.2KN/mM2=1/16 29.766 52 = 46.509KN/mMb= 1/11 29.766 5.2273.2KN/mVa=0.45 29.766 5.08 = 68.0KNVbl = 0.6 29.766 5.08= 90.7KNVbr = 0.55 29.766 5= 81.9KN4.4正截面强度计算(1)支座截面按hcx hB矩形截面计算。a=450 35=415mm次梁跨中按T形截面计算，求 bf'L0/3=5000/3=1666.7mmb+

13、sn=250+2400=2650mmh0=hhf'=hB=100mm hf'/h0=100/415=0.241>0.1 所以 bf'=1666.7mm 判断属于第几类T形截面取混凝土为 C20 fc=10N/mm2fcbf'hf' (h0 hf'/2) =10 1666.7 100 (415 50)=608.35KN/m丫 dMmax=1.2 73.2=87.8KN/m<f cbf hf ( ho 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/mm2 U 级钢筋 fy=310N/mm2 E

14、 b=0.544 b=250mmho=h a=450 35=415mm bf=1666.7mm表2次梁的抗弯计算表截面1B2M(kN m)73.273.246.5fcbh2(fcb'ho)2870.5430.62870.5d 0 M (d 0 M )sfcbhosfcbf h20.030.2040.0191 J 2 s (< E b=0.544)0.030.2310.019s 1 0.50.9850.8850.991Ad 0 Ms f yh0693.2771.5437.7选钢筋2 刽 18+1 生 162 空16+电 1223© 14实际配筋710.1782.1462配

15、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)60.890.781.910.25f cbh0d216.1216.1216.11Vc 0.7fcbhgd60.560.560.5Asvsd(V Vc)/(1.25fyvh。)0.0560.2250.160箍筋肢数、直径© 6150 (2/© 6150 (2/© 6150 (2/实配箍筋AS0.3780.3780.378配筋率（最小配筋比较率）0.15%0.15%0.15%4.5根据计算结果和构造要求，绘制配筋示意图图3次梁配筋图5.主梁设计（内力按弹性理论计算）5.1

16、确定计算跨度及计算简图主梁的计算跨度：中跨：lo=ln+b 柱=lc=7200mm边跨：ln=7300120 b柱/2=6955mmln+b 柱/2+0.025ln=6955+225+0.025X 6955=7354mm< ln+a/2+b 柱/2=7365mm所以：l0= ln+b 柱/2+0.025ln=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5.2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=10.52 5.4= 56.8KN主梁自重：bzX( hz hB)次梁间距乂丫 =0.4X(

17、0.65-0.1)X 2.4X 25=13.2KN主梁粉刷重：2X( hz hB)乂次梁间距X每平方米粉刷层重 =2X( 0.65 0.1)X 2.4X0.25=0.66KN恒载：Gk = 70.66KN 则恒载设计值：G gGk 74.193KN /m活载：Q 次梁活载 次梁间距18.72 5.4 101.88KN5.3内力计算表4主梁弯矩计算项次何载间图K1a/M 1aK1b/M 1bKb/MbK2a/M 2aK2b/M 2bKc/McG11r 110.238/0.142/一0.078/0.111/一Lft lb£iAL1129.977.50.286/41.759.30.191/

18、一102.0154.4口¥ 11H0.286/0.237/一一一IX214.3177.60.143/0.127/0.111/0.095/一93.281.469.7106.0口11I一一一0.206/0.222/一匸AAA0.048/0.095/0.143/151.1162.80.095/36.071.2106.069.71H0.226/0.119/一0.103/0.194/一IX169.389.20.321/75.6142.30.048/一35.2238.0Q1 1一一一0.174/0.111/一AT工0.032/0.063/0.095/127.681.40.286/2447.270

19、.4209.8M组合项次+min(KN)组合值93.96.3392.451.522.1311.8M组合项次+max(KN)组合值344.2255.1224.8192.8222.1137.4组合项次+组合值299.2166.7一117.3201.6171.7260.4组合项次+组合值105.930.3169.3140.7-171.7260.4组合值105.930.3260.4169.3140.7171.7图4弯矩包络图表5主梁剪力计算项次荷载间图kkkkVaVb1VBrVc1C11 1110.714-1.2861.095-0.90553.0-94.181.2-67.1Q10.857-1.1430

20、.0480.048A A仏87.3-116.44.94.9° ni1-0.143-0.1431.048-0.952-14.6-14.6106.8-97.0匚厶0L 10.679-1.3211.274-0.7260'TEka69.2-134.6129.8-74'H H21D厶-0.095-0.0950.810-1.190-9.7-9.782.5-121.2V min(KN)组合项次+组合值38.4-228.786.1-188.3V max组合项次+(KN)组合值140.3-103.8211-62.2组合项次+组合值109.2-210.5188-164.1组合项次+组合值

21、43.3-108.7163.7-141.1剪力包络图如下:A丨： B图5剪力包络图5.4主梁正截面和斜截面承载力计算正截面承载力计算：混凝土用 C25 fc=l2.5N/mm2 纵向钢筋 U级钢筋 fy=310N/mm2 E b=0.544 tz=400mmhz=650mmho=hz a=650 35=615mm hf=hB=100mm主梁跨中截面按T形截面计算，求bf'因为 hf'/h°= 100/615=0.16>0.1，所以翼缘计算宽度按 L0/3=7.2/3=2.4m 和 b+sn=5.4m 中较小的确定，所以取bf =2.4m=2400mm判断跨中截面

22、属于第几类T形截面fcbf'hf' (ho hf'/2) =12.5 2400 100 (615 50)=1695KN/m丫 dMmax=1.2X 344.2=413KN/mvfcbf'hf' (ho hf'/2)所以属于第一类 T 形截面支座截面按hcX hB矩形截面计算。B支座处的弯矩设计值：MB=|M|max |V0|maxb/2=392.4 86.1 X 0.4/2=375.2KN/mC支座处的弯矩设计值：M C=|M|max |V0|maxb/2=311.8- 62.2 X 0.4/2=299.4KN/m表6主梁正截面配筋计算截面1B2

23、CM ( kN m)344.2375.2222.1299.4d 0 M (d 0 M )sfcbhosfcbf ho0.0360.2380.0230.191 J1 2 s(沁 b=0.544 )0.0370.2760.0230.213Asfcbh0 (Asfcb；h0)fyfy22022737.71368.62112.8选钢筋6空221生22+5巾1253 256电22实际配筋22812834.114732281斜截面承载力计算：箍筋用 I 级钢 fyv=210N/mm2 fc=12.5N/mm2 bz=400mm h0=615mm hf =hB=100mm入=a/ h0=2554/615=4

24、.2>3 所以入=3 hw=h0 hf=615 100=515mmhw/b=515/400=1.3<4 所以按丫 dV < 0.25fcbh0来验算截面尺寸0.25fcbh0=0.25X 12.5X400X 615=768.8KN> 丫 d|V|max=1.2X 228.7=274.4KN 故截面尺寸满 足要求验算是否需要计算配置箍筋0.2fcbh。/(入 +1.5)=0.2 X 12.5X 400X 615/(3+1.5)=136.7KN< 丫 d|V|max=1.2 X 228.7=274.4KN故需要计算配置箍筋采用© 8100 (2)箍筋2ASV

25、1°°6Asv=50.3 X 2=1006mmbs 400 100 。25%> svmin=0.12%Vcs=O.2fcbho/(入 +1.5)+1.25fyv ASV h0=136.7+161.4=298.1KN > 丫 d|V|max=1.2X S228.7=274.4KN 满足要求所以配置© 8100 (2)箍筋5.5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/mm2 As=F/(2fy sin45 ° )=592.96mm2所以：选吊筋为© 10 (2)

26、面积为628mm25.6正常使用极限状态验算Gk = 70.66KN0=次梁活载X次梁间距=18.72X 5.4=101.88KNQk=18.72X 5.4/1.2=84.24表7正常使用极限状态主梁弯矩计算项次荷载间图KKKKKKM 1aM1bMbM2aM2bMecnII0.2380.142-0.2860.0780.111-0.191 LaSac泌厶£1123.773.8-147.139.756.5-97.21II0.2860.237-0.143-0.1270.111-0.095 a a178.6148.0-88.377.7-67.8-58.1Q11H0.048-0.095-0.1430.2060.222-0.095a a a n |-30.0-59.3-88.3125.9135.7-58.1"°ll HH巴0.2260.119-0.32