钢筋混凝土结构课程设计报告

1、钢筋混凝土结构课程设计专 业：土木工程年 级：2012级班次2班姓 名：吴浩指导教师：鲍安红完成时间： 2015.1.8成 绩：西南大学工程技术学院钢筋混凝土结构课程设计计算书某多层厂房楼盖设计1、建筑方案某四层厂房为钢筋混凝土框架结构，建筑平面尺寸为L1 XL2 = 24 X19.8m,该厂房平面柱网尺寸见下图，其二层和三层使用相同，设计一、二层楼盖。11 tl111 111L100(09H1111 «Q1Q11I00(09A11! !11I00(09Qfi11 1/ 6000,6000JI6000厂rL 60009图1平面柱网图2、设计资料2(1) 楼面活荷载：9KN/m。(2)

2、 楼面做法：20mm水泥砂浆面层，密度p= 20 KN/m3。楼板自重：p= 25 KN/m3。(3) 楼板底面采用15mn厚混合砂浆抹灰，密度p= 17KN/m。(4) 混凝土 C30,梁内纵筋用H级钢筋，梁内其他钢筋和板内钢筋采用I级钢筋3、梁格布置(1) 按照单向板肋形楼盖进行楼盖设计：主梁支承在柱上梁格布置必须考虑以下四个原则： 承重需要；刚度需要(舒适度)；支点避开洞口；经济跨度。(2) 主梁方向确定：次梁经济跨度4 6米1 11L I1二Og9O O99Ogg/ 6000* 6000,6000/ 6000/K/图2主梁布置图(3) 次梁布置：单向板经济跨度 1.5 3米. _Jo

3、o991 I1r. o o991'、” oO99I：/ 6000z 60007z 00007,0000LLL.JL|o o99I-TJo o99Oo9 gz 6000/ 6000,6000?z 6000/1二图4梁格布置图图3次梁布置图(3)板、次梁、主梁截面尺寸初步确定(表 14-1 )梁.板載面的常囲尺寸构件种类高跨比WA备注单跨简支梁1/18*1/12 1/14-1/B 1/14-1/8梁的宽高比<b/h)般为121/23 以別mm为舷单向板1/30罰融=屋面板必60mm 民用律筑楼扳h 5=60mm 工业建筑楼板h S：70mm 行车道下的楼板 80mm双向板四辺简支 四

4、边辻续5=1/40高跨比MJ中戚取短向跨度 板Jf宜为BOmniQ W160mni密助板5=1/20M1/2S面板h K)mm fibra5=250mm悬昏板5=1/12板的悬臂桧度WSOOmmM 3=60mm 板的悬普叢度:>12gmm丛 孑 100 mm无廊 有柱帽3M/305=1/35150mm板：按照新规范要求（上表），板跨2200mm板厚h应72mm取h=100（10mm（咅数）次梁：按照上表，次梁跨度 6000mm次梁高度应在350500之间，取 次梁高度hc=400mm按照高度的1/21/3取截面宽度，取高度的1/2为次 梁宽度bc=200mn（次梁高和宽均为50mn咅数）

5、主梁：按照上表，主梁跨度 6600mm主梁高度应在400550之间，取 主梁高度hz=500mm主梁高度应大于或等于次梁高度，一般大于次梁高度）， 按照高度的1/21/3取截面宽度，主梁宽度bz=250mm次梁高和宽均为50mm 倍数）4、单向板的计算和配筋（1）单向板的计算简图：单向板取单位板宽为计算单元，按连续板计算内力。板的计算跨度取值按：净跨I n+支座计算长度；其中当支撑在梁上，支座计算长度 =0;当支 撑在墙上，支座计算长度=墙厚/2 ;边跨计算跨度w 1.1 I n,中间跨计算跨 度w 1.05I n。当连续板在五跨以内时，按实际跨数计算内力；当连续板超 过五跨时，可以简化为5跨

6、计算，即所有中间跨的内力取与第 3跨一样。 即图中的计算简图，将中间四跨去掉。板计算简图图5楼板选取单元图(2)荷载计算 板厚确定：确定的板厚即要满足高跨比的最小要求，还要满足板厚的最小要求表 14-1。 恒载g计算：楼面做法：1.2 >20 >0.02=0.4 KN/m楼板自重：1.2 >25 >. 1=3kN/m板底抹灰：1.2 >7>0.015= 0.306kN/m合计：g=0.4+3+0.306=3.706kN/m 活载 q 计算：q=1.3 >9=11.7 KN/m(4) 塑性内力重分布计算弯矩考虑塑性内力重分布，板的弯矩按下式计算:2M -

7、 ： (g q)lo其中系数取值按图14-23。(教材图14-23 P357 )图7 (教材图14-23)板的弯矩系数:A12BC莎 SS wDEF由图中可以看出两边跨跨中弯矩值为负最大， B点处为正最大，因此选择边跨跨中截面为负弯矩控制截面。B点处为正弯矩控制截面。边跨 l=2200mm+200/2=2300mmM1: M =a (g+q)l2 = 1/11(3.706 + 11.7)2.3 >2.3=7.406kN m2M2 M=1/14X 0.706+11.7 )X2.3 >2.3=5.819kN m截面边跨跨内离端第一支座离端第二跨跨内及第二支座中间中间跨跨内支座弯矩计算系

8、数«m111111141616M =%(g +q)lf/(KN -m7.406-5.8195.09-5.09)(5)板的设计 板的混凝土:混凝土的强度等级取C30保护层厚度取c=20mm纵向钢筋直径取10mn,所以有效高度h0=75mm 钢筋设计：取1米宽的板进行配筋设计，由于板较薄，所以按照单筋矩形截面进行配筋计算。按照边跨跨中弯矩计算：21.单筋矩形截面配筋计算：即 M=7.046kN/ m混凝土等级为C30,纵向钢筋为一级钢筋，查表fc=14.3N/ m ,fy=270kN/ m 为,混凝土等级小于C50,二=1.0。Mr = 物）伽=认连续板各截面配筋计算截面位置边跨跨内离端

9、第一支座离端第二跨跨内及 中间跨跨内第三支座及中 间支座M / KN -m7.406-5.825.09-5.09M0.0920.0720.0630.063s2匕0.0970.0740.0650.065As=6h°fc/fy/3852932582582 mm88685 © 858选配钢筋1201602002002实配钢筋面积/ m m4003002502505、次梁的计算和配筋(1)次梁的计算简图：次梁的计算简图同板，但次梁的恒载包括梁及其支撑板的自重，次梁的活载为楼板传递来的使用荷载。次梁的计算跨度见图14-31(2) 荷载计算 次梁确定：确定梁截面的宽和高：b=200mm

10、 h=400mm 恒载gc计算：楼板传递下自重：gx板跨=3.706 >2.2=8.1532kN/m次梁自重：1.2 X5X梁截面积=1.2 X25X0.2 >0.4=2.4kN/m梁底抹灰：1.2 X7>0.015 >梁宽=0.0612kN/m合计：g=10.6144kN/m 活载 qc计算：qc二 q > 板跨KN/m=11.7kN/ni>2.2=25.74kN/m(4)次梁的塑性内力重分布计算考虑塑性内力重分布，次梁的弯矩和剪力按下式计算：2Mgc q)。V 二:(gc qc)ln式中和1可按图10查值(教材图14-24P357)a - - -H f(

11、1.!b：GIJ"-7XIJ上I图10 （教材图14-24 ）次梁的弯矩及剪力系数式中lo （计算跨度）按照In （净跨）取。连续次梁弯矩计算表截面边跨跨内离端第一支座离端第二跨跨内 及中间跨跨内中间支座1111弯矩计算系数m11-1176162M =%9+“0/(心.m)118.98-118.9881.80-81.80连续次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外 侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧弯矩计算系数入0.40.60.50.5V =%(g Fn/KN87.25130.88109.06109.06（5）次梁的配筋设计梁的混凝土强度等级为C30,保护层厚度as=35mm 次梁

12、抗弯计算（纵筋确定）：边跨跨中：MOE =s a fcbho=118.98 1062 = 0.3201 14.3 200 4602叮-,1-2飞=0.402八厂0.55满足条件_ 即cbhoh 0.40仆 14.3沢 200汇 365汇 1As =270二 1552.96mm2选用5 20 ,则实际配筋面积As = 1570mm2，上部按构造配筋。200 365 100% 浪15%min °.45h0需鬻 100%=0.23%足条件。中间跨中:81 106ai fcbh21 14.3 200 3652二 0.212=1 -1 - 2 厂 0.242Asfcbh0：r0.212 14.

13、3 200 365 1270=773mm2选用3 18，则实际配筋面积763.4mm2，上部按构造配筋。?二 763.4100% =1.04%fnh 0.45 皿 500 100% 723%h0300 250200 365足条件。第一跨支座:Cts118.98 1061 14.3 200 46020.320M - .A-2 = 0.402 "厂 0.55 满足条件2 d 0401 14.3 200 365 1二 1552.96mm2270选用5 20，则实际配筋面积As = 1570mm2，下部按构造配筋足条件。1570100% =2.15%200 365>Pi h才 1 mi

14、nho-0.45 143 500 100% = 0.23%300 250中间支座:81 1061 14.3 200 3652二 0.212=1 -1 - 2 s = 0.242As =773mm2fcbh0：0.212 14.3 200 365 1270选用3 18，则实际配筋面积As = 763.4mm2，上部按构造配筋h1.43 500min 0.45100% = 0.23%p =.汉 100%= 1.04%h0300 250满200 365'足条件。 次梁抗剪计算（箍筋确定）不考虑弯起钢筋边跨支座内侧：0.25 cfcbh。=0.25 1 14.3 200 365 = 260.9

15、8KN V = 87.25KN0.7ftbh°=0.7 1.43 200 365 = 73.073KN v V = 90.2KN2所以 Asv1 = 50.3mm2采用双肢箍，n=2, 8钢筋，饥厂50.3mm，代厂nA. = 2 5°.3 Wgmm2实际配筋间距S=200mm 第二支座外侧:0.25 Jcbho =0.25 1 14.3 250 465 = 415.6KN V=135.3KN 0.7ftbh0 = 0.7 1.43 250 465 =116.4KN : V = 135.3KN2 采用双肢箍，n=2,、8钢筋，Asv 50.3mm ,2Av = nAsv1

16、=2 50.3= 100.6mm0sJQMvJ 835mmV -O.7ftbh0实际配筋间距S=200mm第二跨支座内侧:0.25'cfcbh0 =0.25 1 14.3 250 465 = 415.6KN V = 112.7KN 0.7ftbh0 = 0.7 1.43 250 465 = 116.4KN V = 112.7KN按构造配筋，采用双肢箍，n=2，8钢筋，Asv 50.3mm，2饥二叭“ =2 50.100.6mm，实际配筋间距S=200mm中间支座：0.25 cfcbh0 =0.25 1 14.3 250 465 = 415.6KN V = 112.7KN 0.7ftbh

17、0 = 0.7 1.43 250 465 = 116.4KN V = 112.7KN2按构造配筋，采用双肢箍，n=2， 8钢筋，Asv 50.3mm，2人厂叭“ =2 50.3 =100.6mm，实际配筋间距S=200mm6、主梁的设计和配筋（1）计算简图主梁的计算简图同次梁，但主梁的均布荷载为梁的自重，主梁的集中荷载为次梁传递来的荷载。主梁计算跨度见图14-33（由于支撑在柱上，柱尺寸未知，按照6600mm 计）(2) 荷载计算梁截面的宽和高为150>450mm主梁高度三次梁高度 主梁均布荷载gz计算：主梁自重：1.2 x 25X 0.3 x 0.6=5.4 KN/m梁底抹灰：1.2

18、x 17X 0.015 X 0.3=0.092 KN/m合计：gz=5.992 KN/m 主梁集中荷载 P 计算：P=(13.476 +25.74 c) x 6=235.3KN(3) 内力计算主梁的只弹性理论计算内力(包括弯矩和剪力)，不考虑荷载最不利 情况。均布荷载作用下弯矩和剪力计算图11均布荷载作用下主梁计算见图按照图计算均布荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力集中荷载作用下弯矩和剪力计算图12集中荷载作用下主梁计算简图按照图计算集中荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力座跨中弯矩和剪力计算把均布荷载作用下弯矩和剪力与集中荷载作用下的弯矩和剪力叠加。跨中与支座的剪力、弯矩1跨中23 （跨中）4跨中

19、5弯矩011.03-13.793.45-13.7911.030剪力9.19025.28025.280-9.19支座与跨中的弯矩、剪力1跨中2跨中4跨中5弯矩0275-323.5670.1-452.98428.710剪力164.47-53.93469.16-21.57606.67148.30-288.5均布荷载作用下弯矩和剪力与集中荷载作用下的弯矩和剪力叠加1跨中2跨中4跨中5叠加弯矩0286.03-337.3373.55-466.77439.740叠加剪力173.66-63.93495.44-21.57631.95148.3-297.69（4）配筋设计纵筋设计：只取最大跨中弯矩和最大支座弯矩进

20、行计算。截面按照双筋矩形截面设计。(1)跨中配筋为：基本参数如下：ho=435mm b=250mm f c=14.3fy=3601) 计算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2) 计算相对界限受压区高度E b=B 1心+fy/(Es* £ cu)=0.80心+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183) 确定计算系数a S= y O*M/( a1*fc*b*ho*ho)=1.0*439.74*106心.0*14.3*250*435*435)=0.344) 计算相对受压区高度E =1-sqrt(1-2 a s)=1-sqrt(1-2*0.34)=0.436&

21、lt; E b=0.518 满足要求。由于E <=E b,因此按构造配筋A's= p 'min*b*h=0.200 % *250*435=217.5mm25) 计算纵向受拉筋面积As=a 1*fc*b*ho* E /fy=1.0*14.3*250*435*0.436/360=1883mm26) 验算受拉钢筋最大、最小配筋率p =As/(b*h)=1883/(250*435)=1.73%p max二E b* a 1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*435/500=1.79%p =1.73 %> p mi n=0.200 % ,满足最小配筋率

22、要求。p =1.73%< p max=1.79% ,满足最大配筋率要求。(2)支座处弯矩:基本参数如下：ho=435mm b=250mm f c=14.3fy=3601) 计算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2) 计算相对界限受压区高度E b=B 1心+fy/(Es*£ cu)=0.80心+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183) 确定计算系数a S= y O*M/( a1*fc*b*ho*ho)=1.0*466.77*106心.0*14.3*250*435*435)=0.164) 计算相对受压区高度E =1-sqrt(1-2 a s)=1-sqrt(1-2*0.16)=0.175< E b=0.518 满足要求。由于E <=E b,因此按构造配筋A's= p 'min*b*h=