《钢筋混凝土结构课程设计》

1、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：20mnm|水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mnmJ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g 1.2。可变荷载, 楼面均分布荷载为kN/m 3,分项系数k 1.3。材料选用：混凝土采用 C30 (fc = N/mm2, ft = N/mm2);钢筋主梁、次梁采用HRB33改(fy=300kN/m 2)钢筋，其它均用 HPB30C

2、M ( 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，次梁的跨度是。梁每跨内布置两根次梁。其间距是。楼盖的布置 如图1-1。根据构造要求，板厚取h 80mm 1900 47.5mm4040次梁截面高度应满足h - 4800 4800 266 400mm18 121812取h=400mm截面宽度取为b=200mm380 570mm主梁的截面高度应满足h - L 5700 1 570015 101510取截面高度h=500mm截面宽度取为b=250mm图1-1楼盖布置图2单向板结构设计板的设计板的计算按塑性分析法计算内力荷载恒荷载标准值：20mmK泥砂浆面层80

3、mnffi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内力计算320.02m 20kN/m0.4kN/m320.08m 25kN / m2.0kN/m0.015m 17kN/m3 0.255kN / m22gk 2.655kN / m2 2qk 7.5kN / m2 _ _ 2g 1.2 2.655 3.186kN /mq 1.3 7.5 9.75kN/m2为:次梁的截面200mm400mm,板在墙上的支撑长度为120mm,则板的计算跨度边跨l0ln2 1.90.2 0.080.12 1.72m22ln1.90.12g q 12.936kN/m2Io 1.72m中间

4、跨1.9 0.21.7m(1.72 1.7) /1.71.2% 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i 3 i： 丁 - J -2： J 170c J J ；OC 4 7c3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1111m11111614计算跨度1010 1.72mIo 1.72ml0 1.7ml0 1.7m.，、, 2Mm(g q)l03.48-3.482.342.67截面承载力计算b 1000mm, h 80mm, h0 80 20 60mm。C

5、30 混凝土，fc = N/mm2。HPB300 钢筋，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利日跨跨内，2M ( kN/m )M s1 fcbh021 J1 2，£b h0»sf 1 y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

6、均小于，满足弯矩调幅的要求；min (0.2%,45ft / fy)max 45 ft / fy 45 1.43/270 100% 0.238%所以，Aminminbh 0.238% 1000 80 190.4mm2S ,1 MH II MH I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 kg gk l0qqkl 0式中gk一折算水久荷载标准值，gk gk qk/2 2.655 7.5/2 6.405kN/mqk一折算可变何载标准值，qk q/2 7.5/2 3.75kN / mg

7、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：Mk (0.078 6.405 0.1 3) 1.7202kN /m 2.32kN /mMBk(0.105 6.405 0.119 3) 1.720 kN /m 3.05kN / mM2k(0.0336.4050.0793)1.72kN/m1.30kN/mMCk (0.079 6.405 0.111 3) 1.72 kN / m 2.42kN/mM 3k(0.0466.4050.0853)1.72kN/m1.59kN/m受弯构件的受力特征

8、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 / mm2;保护层厚度c=15mm<20mm, 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2-3板的裂缝宽度验算截回1B2C3MkAs / mm2228228149149149sq Mk/0.87h°As(N/mm2)teAs / Ate1.1 0.65 ftk / te sqdeq d / (mm)lcr(1.9cs 0.08q) (mm)tewmaxcr lcr sq / Es(mm)注：te 0.01，取 te=0.01。板的挠度验算截面的短期刚

9、度由下式确定：cEsAshoBs6"1.150.2 1 3.5 f34式中，E Es/Ec 210 10 /3 107,矩形截面f 0,各截面的短周期刚度如下表所示。截回1B2C3As / mm1- - r lqqk0.8 7.5 2219219146146146As/ bh0Bs /1011 N |mm由上表可见，Bb与Bi很接近，满足Bi<Bb <2Bi,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oB Mq(Mk-Bs1) Mk长期刚度按下式确定咨 1.882 1011 8.64 1010N|mm2.725 2 12.32其中，Mq(

10、0.078gk'20.1qk)l2(0.078 7.965 0.1 3) 1.722 2.725kN|mgk1 ,、 C gk 2( qqk).1 (0.8 7.5)27.965kN /mqk3kN /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0.644_ 2 _ _ 2 _一10和0.973 10 ，于是挠度:0.644 10 2gkl40.973 10 2qkl4_2_ 4440.644 102.655 17208.64 1010_ _2_ 40.973 107.5 1720“=8.45

11、mm<8.64 10102008.6mm次梁的设计次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算O荷载恒荷载设计值由板传来321.9m 3.186kN /m 6.05kN / m次梁自重1.2320.2m (0.4m 0.08m) 25kN /m 1.92kN/m梁侧抹灰1.2320.015m (0.4m 0.08m) 17kN /m 2 0.20kN / m_2g 8.17kN/m活荷载设计值由板传来32q 1.9m 9.75kN /m 18.5kN /m合计2q 26.67kN/m内力计算计算跨度边跨ln0.254.8m 0.12m m 4.555m2ln0.244.555m m 4.67

12、5m21.0251n4.669m4.675m 取 l° =中间跨l0 1n4.8m 0.25m 4.55m跨度差(4.6754.55)/4.55 27% 10%,说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2-2所示。I-1.-2g q 26.67kN / m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1010 4.675m10 4.675m104.55m10 4.55m.，、, 2Mm(g q)l053.00-53.0034.5139.44表2

13、-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v净跨度lnIo =lo =lo =lo =V v(g q)l；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11取bf -l = - 4800=1600mm，又 b sn 200 1700 1900mm,故取 bf 1600mm 33一类环境，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：1血 hf (hohf80y) 1.0 14.3 1517 80 (365 ) 564.02kN|m 53.00kN|m各跨跨中

14、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 Im)Ms1 fcbho1平2 s选配钢筋，b h0f y1044383实际配筋5 7 123 | 223 | 124 | 12As =565As=1140As=339As=452计算结果表明均小于，符合塑性内力重分布的条件。As/(bh) 339/(200 400) 0.42%m (0.2%,45ft / fy)max 45f"fy 45 1.43/300 0.22%,满足最小配筋率的要求。斜截

15、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_ . .hwh0hf365 80265mm, hw / b265/ 200 1.24,截面尺寸按下式验算:0.25 cfcbh0 0.25 1.0 14.3 250 365 362.20kN Vmax 74.81kN截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用6双箍，计算支座B左侧截面，Vbi72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s:5725.70mm1.0fyvA5vh01.0 270 100.48 365Vcs 0.7ftbh0 74810 0.7 1.43 200

16、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20%先调幅整箍筋间距，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0.3ft/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 3,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荷载gk 6.808 14.23/4 10.37kN /m ；折算可变荷载3_ ，、一、qk 14.23 10.67kN / m。变形钢筋的相对粘度特征系数1

17、.0 ,混凝土的保护层厚度4c=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1B2C3MkA / mm2565565339402339sq Mk/0.87h°As(N/mm2)teAs / Ate1.1 0.65 ftk / te sqdeq d / (mm)1212121212，八deq、lcr(1.9Cs 0.08)(mm)tewmaxcr lcr sq / Es(mm)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) 4.675 kN

18、/m 41.00kN /mMBk(0.10510.370.11910.67) 4.6752kN/m51.55kN/mM 2k (0.033 10.37 0.079 10.67) 4.5502 kN/m 24.54kN / mMCk(0.07910.370.11110.67) 4.5502kN / m41.48kN/m_2M 3k (0.046 10.37 0.085 10.67) 4.550 kN / 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：Bs2EsAsh；其中,1.152.0 105 565 3652八 6 7.14 8.3 10-31.15

19、 0.772+0.2+1 3.5 1.675N |mm21.145 1013Nmm2As/bh0565/(200 365) 8.3 10 3；_ 5 _4E Es/Ec 2.0 102.8 107.14;(bf b) hf (1600 200) 80 1 647f bh0200 365.°长期刚度：MkMq(1) MkBs41.0035.12(2 1) 41.00_ 131.145 10139.267 1013 N|mm2其中，M1q (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 35.12kN|m1 ,、c 1gkgk-( qqk)6.8080.8 14.23 9.

20、654kN /m44qkqqk30.8 14.2348.538kN / m挠度系数与板相同，挠度:0.644 10 2gkl4 0.973 10 UBB0.644 10 2 6.808 46754 0.973 10 2 14.23 46754l =9.737mm< 一 23.375mm9.267 109.267 10200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kN主梁自重（）=kN梁侧抹灰（）=kNG=kN活荷载设计值：由次梁传来Q= kN kN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，

21、钢筋混凝土柱截面为350mm350mm ; 墙、柱为主梁的钱支座，主梁连续梁计算计算跨度:l0220 35边跨 1n 5.7 0.12 5.405m 2b0.3510 1.0251n - 1.025 5.405 5.715m22ln 20.37 0.355.4055.765m取最小值 lo 5.715m中间跨：1n 5.7 0.35 5.35mlo 1n b 5.35 0.35 5.7m跨度差 （）/=%<10%则可以按等跨连续梁计算。主梁的计算简图见图 2-3。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：MkiGlo kzQlV

22、kiG 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 MbkM2kMbkMCCG GG G& G1 11 #一 L(1131-T-T0.24466.960.15542.540.26773.270.06718.380.06718.380.26773.27_ ¥ ； _ _ ?，_0.2890.2440.1330.1330.1330.133.1-IJ1=中F寸146.67123.8367.4167.3167.3167.41Ld 媪LJ - -11 J 1T7T-T0.04422.320.08945.170.13367.

23、410.200101.230.200101.230.13367.41C 0G Q11L ，J i :TTTT0.229116.220.12663.940.311157.640.09648.590.17086.050.08945.11Q QQ Q一一A I 1I3 I丁飞今F0.089/30 0 0590.08945.110.1786.050.09648.590.31115.0629.94157.64基+本+不+利+内力一 ：.，j- 1 1 -主梁正截面受弯承载力计算跨内按T形截面计算，其翼0- 7 7 .尸一缘宽度为：表2-9主梁剪力值计算序号计算简图kVTkVBlkVBr* »*

24、 id jA 1 i 11 JII0.73335.201.26760.841.00048.02Q QQ Q! 入：，；1 F 1110.86676.901.134100.7000Q口!_ i i0.68961.181.311116.421.222108.51(J UJ u,1，1 卜0.0897.900.0897.900.78869.97最不+利内+力+,1.1 ,bf 105700 1900mm b sn 4800 mm33b 12hf 250 12 8 1210mm取 bf =1210mrm 取 h0 500 60 440mm。判别T形截面类型: hf801fcbfhf(h0 )1.0 1

25、4.3 1210 80 (440)22553.69kN |m 212.67kN|m故属于第一类T形截面。Mb Mmax V。230.91 (88.8 48.02)0.35203.55kN|m主梁正截面承载力的计算截回i1B2弯矩设计值（kN|m）-22s M / 1fcbho(mm)1js 2(1 比 2 s)As-Mf y sh0选配钢筋64206 1 203 1 202 1 20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_ ,. _ _ _ _ _ _ _. ._ hwh0hf44080360mm, hw / b360/3001.24,截

26、面尺寸按下式验算:0.25 c fcbh0 0.25 1.0 14.3 250 440 437.93kN Vmax 177.26kN c cmax截面尺寸满足要求。(2)计算所需腹筋采用 615映箍Vcs 0.7 ftbh0 1.0 fyv svh0 0.7 1.43 250 440 1.0 270 440 100.48/150189.69kNsVa 112.1kN Vcs,Vbi 177.26kN Vcs,Vb. 156.33kN Vcs,可知 B 截面上的剪力与 V刚好，现配两根弯起，2 20,面积为628mm2。验算最小配箍率 _3sv Asv / (bs) 100.48/(250 200) 2.00 10 >30.24ft / fyv 0.2