大工钢筋混凝土结构课程设计

1、丈如Q犬彥网络教育学院钢筋混凝土结构课程设计题 目: 学习中心： 专 业: 年 级: 学 号: 学 生:指导教师:1 基本情况1、工程概况河源市徐洞工业园康达玩具厂宿舍区住宅，设计使用年限为 50 年，住宅小区 采用砖混结构，楼盖要求采用整体式单向板肋梁楼盖。墙厚 0.37m，柱为钢筋混凝 土柱，截面尺寸为 0.4m× 0.4m。2、设计资料（1）楼板平面尺寸为 19.8m×33m，如下图所示：图 2.1 楼板平面图2）楼盖做法详图及荷载图 2.2 楼盖做法详图楼面均布活荷载标准值为： 7kN/m2 楼面面层用 20mm 厚水泥砂浆抹面， 20kN/m3, 板底及梁用 20

2、mm厚混合砂浆天棚抹底， 17kN/ m3 楼盖自重即为钢筋混凝土容重，25KN/ m3 恒载分项系数 1.2；活荷载分项系数为 1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标 2准值大于 4kN/m2） 材料选用混凝土： C25钢 筋：梁中受力纵筋采用 HRB335级钢筋；板内及梁内的其它钢筋可以采用 HPB235级。132 单向板结构设计2.1 板的设计2.1.1 荷载板的永久荷载标准值20.08× 25=2 kN/m20.02×20=0.4 kN/m220.02× 17=0.34 kN/m2.74 kN/m280mm 现浇钢筋混凝土板20mm 厚水泥砂浆抹面20mm 厚

3、混合砂浆天棚抹底 小计2 楼面均布活荷载标准值7 kN/m永久荷载分项系数取 1.2，因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于 4kN/m2，所以活荷载分项系数取 1.3。于是板的荷载总计算值：2q= G gk + Q qk=1.2×2.74+0.7×1.3×7=9.658kN/m2q= G gk+ Q qk=1.2×2.74+1.3×7=12.388kN/m22由于 ，所以取 q=12.388kN/m2，近似取 q=12kN/m22.1.2 计算简图次梁截面为 200mm×500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm，取板 在墙上

4、的支承长度为 120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨l 0 = l n +h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025l n =2030mm，取l 0 =2020mm中间跨 l0 =ln =2200-200=2000mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算。 取 1m 宽板带作为计算单元， 计 算简图如图所示：图 2.5 板计算简图2.1.3 内力计算板厚 h=100mm，次梁 b ×h=220mm× 450mm计算跨度：边跨 L 01=Ln+h/2=3000-120-220/2+100/2=2820mmL01= Ln+a/

5、2=3000-220/2-120+120/2=2830mm选其中较小者 L01=2820mm中跨 L02=Ln=3000-220=2780mm跨度差 （L 01-L02）/L02=（2820-2780）/2780=1.4%<10%故按等跨连续板计算。查表得知，板的弯矩系数 am 分别为：边跨中， 1/11；离端第二支座， -1/11； 中跨中， 1/16；中间支座， -1/14。故M1=-M B=（g+q）l02/11=9.2×2.022/11=3.34kN·mM c =-（g+q） l 021 /14=-9.2× 2.02/14=-2.57kN·

6、m22M 3=M 2=（ g+q） l021 /16=9.2× 2.02 /16=2.25kN· m 这是对端区单向板而言的， 对于中间区格单向板， 其M c和M2应乘以 0.8，M c =0.8×-2.57=-2.06kN·m；M 2=0.8×2.25=1.80kN·m2.1.4 配筋计算 板的配筋计算只需按钢筋混凝土正截面强度计算，不需进行斜截面受剪承载 力计算。取 a=25，b=1000mm，h=100mm， h0=h-a=100-25=75mm22 fc=12.5N/mm2，fy=210N/mm2板的配筋计算表：表 2-1 板

7、的配筋计算表截面1B2或3C弯矩设计值（ kN· m）3.34-3.342.25-2.572as=M / （a1 fcbh02）0.0650.0650.0440.050=1- 1- 2as0.0670.0670.0450.051轴线2计算配筋（ mm 2）As= bho a1 fc / f y273.7273.7183.9208.42实际配筋（ mm 2）8160 As =314. 08160As =314. 06/8160As=246.0 6/8160As =246.0轴线计算配筋（ mm 2）As= bho a1 fc / f y273.7273.7147.1166.7实际配筋（

8、 mm 2）8160 As =314. 08160As =314. 06/8160As=246.0 6/8160As =246.0计算结果表明，支座截面的 均小于 0.35，符合塑性内力重分布的原则； As/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值大于 0.45 ft / f y =0.45× 1.43/210=0.306%， 同时大于 0.2%，所以满足最小配筋率。2.2 次梁的设计2.2.1 荷载永久荷载设计值板传来永久荷载次梁自重3.522×2.2=7.81kN/m0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52

9、kN/m次梁粉刷小计 可变荷载设计值 荷载总设计值0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/mg=10.67kN/mq=5.6×2.2=12.32kN/mg+q=22.99kN/m2.2.2 计算简图次梁支承在主梁或墙上，其支座按不动铰支座考虑，次梁按多跨连续梁计算 次梁所受荷载为板传来的荷载和自重，也是均布何在。计算板传来的荷载时，取 次梁相连跨度一半作为次梁的受荷宽度。次梁在砖墙上的支承长度为 250mm。主梁截面为 300mm× 650mm。计算跨度：边跨l o = l n +a/2=6600-120-30

10、0/2+240/2=6450mm<1.025l n =6488mm，故取 l o =6450mm中间跨l o =ln =6600-300=6300mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示：图 2.6 次梁计算简图2.2.3 内力计算跨度差(L01-L02)/L 02×100%=(6475-6350)/6350×100%=1.97%<10%按等跨连续梁计算。次梁弯矩计算表( M= mbpL02)如表 2-3表 2-2 次梁弯矩计算表截面边跨中第一支座中间跨中中间内支座mb1/11-1/111/16-1/14L o(mm)64756475

11、63506350M(kN/m)8469-84.6956.00-64.00次梁简力计算表( V= vbpLn)如图 2-4表 2-3 次梁简力计算表截面ARBLBRCLCRvb0.450.600.550.550.55Ln(mm)63556355635063506350V(kN)63.5584.7377.6177.6177.612.2.4 配筋计算 次梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载 力计算中，跨中截面按 T 形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑；在斜截面承载 力计算中，当荷载、跨度较小时，一般仅配置箍筋。否则，还需设置弯起钢筋。(1)次梁正截面抗弯计算跨中截面按 T

12、 形截面计算，翼缘宽度为边跨 bf =L01/3=6475/3=2158 mm<b+Sn=220+(3000-120-125)=2975 mm 中跨 bf =L02/3=6350/3=2117 mm< b+Sn=220+2780=3000 mmhf =100 mm，h=450 mm， a=35 mm， h0=450-35=415 mmfc bf hf (h0- hf /2)=12.5 ×2117×100×(415-100/2) ×10-6=965.88 kN·m dM=1.2×84.69=101.63 kN ·m

13、fc bf hf (h0- hf /2)> dM ，故次梁跨中截面均按第一类 T形截面计 算，支座处按矩形截面计算。2b=220 mm fc=12.5 N/mm2 fy=310N/mm 2 正截面抗弯计算表：表 2-4 正截面抗弯计算表截面边跨跨中第一内支 座中间跨中中间支座M(kN·m)84.69-84.6956.00-64.00b(mm)215822021172202 s=rdM/(f cbh02)0.0220.2150.0150.1620.0220.2450.0150.178A s=f cbf h0/f y794902509763配筋318418218318实配面积(mm

14、2)7631018509763其中 =x/h0 均小于 0.35 ，符合塑性内力重分布条件。 (2)次梁斜截面抗剪配筋计算hw/b=(h0- hf )/b=(415-100)/220=1.432<41/ d(0.25fcbh0 )=1/1.2 × 0.25 × 12.5 ×220× 415=237.76kN>Vmax=84.73k N 满足截面尺寸要求。斜截面抗剪计算表：表 2-5 斜截面抗剪计算表截面ARBLBRCLCRV（kN）63.5584.7377.6177.6177.61rdV(kN)76.26101.6893.1393.1393.

15、13V c=0.07fcbh079.8979.8979.8979.8979.89配筋方法构造配筋计算配筋计算配筋计算配筋计算配筋初选 As双肢6A sv(mm2)56.6S(mm)214283466466466Smax300200200200200svmin0.12%实际配筋双肢 6200计算结果表明， 支座截面的 均小于 0.35； As/bh=421.1/（200×500）=0.42%， 此值大于 0.45ft/ f y =0.45×1.43/300=0.21%，满足最小配筋率。2.3 主梁的设计2.3.1 荷载为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载1

16、0.67×6.6=70.42kN主梁自重（含粉刷）(0.65-0.08)×0.3×2.2×25+0.02×(0.65-0.08)×2×2.2×17)×1.2=12.31kN永久荷载设计值G=70.42+12.31=82.73kN 取 G=83kN可变荷载设计值Q=12.31×6.6=81.31kN取 Q=81kN2.3.2 计算简图当主梁支承在砖柱 （ 墙） 上时，其支座按铰支座考虑；当主梁与钢筋混凝土柱 整体现浇时，若梁柱的线刚度比大于 5，则主梁支座也可视为不动铰支座（否则简 化为框架），主

17、梁按连续梁计算。主梁承受次梁传下的荷载以及主梁自重。次梁 传下的荷载是集中荷载，取主梁相邻跨度一半 2 作为主梁的受荷宽度，主梁的自 重可简化为集中荷载计算。主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm×400mm 的混凝土柱上，其计算跨度边跨ln =6600-200-120=6280mm因 0.025l n =157mm< a/2=185mm，取l 0 =1.025ln +b/2=1.025×6280+400/2=6637mm 近似取 l0 =6640mm中跨l0 =6600mm主梁的计算简图如下：图 2.7 主梁计算简图2.3.3

18、 内力计算内力计算原则当求连续梁某跨跨内最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载，然后向左右两 边每隔一跨布置活荷载。当求某支座最大 （绝对值 ）负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置活荷载，然 后每隔一跨布置活荷载。当求某跨跨内最大 （绝对值 ）负弯矩时，则该跨不布置活荷载，而在左右相邻 两跨布置活荷载，然后每隔一跨布置活荷载。求某支座截面最大剪力时，活荷载布置与求该截面最大负弯矩时相同。（1）弯矩设计值弯矩 M= k1Gl0 +k2Ql0式中系数 k1 、 k2查表得到M1,max =0.244×83×6.64+0.289×81×6.64=134.47+155

19、.44=289.91kN·mM B,max =-0.267×83×6.64-0.311×81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·mM2,max =0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m (2)剪力设计值剪力 V= k3 G+ k4 Q 式中系数 k 3 、 k4查表得到VA,max =0.733×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kNVBl,max =

20、-1.267× 83-1.311× 81=-105.16-106.19=-211.35kNVBr,max =1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN2.3.4 配筋计算主梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载 力计算中，跨中截面按 T 形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑。（1）正截面受弯承载力跨内按 T 形截面 计算 ，因 b'f h0 =80 615 =0.13 > 0.1 。翼 缘计算宽度 按l 3=6.6/3=2.2mm和 b+ sn =6m中较小值确定取 b'f =2.2m

21、B支座边的弯矩设计值 MB=MB,max-V0 b/2=-314.42-164×0.4/2=-347.22kN·m。 纵向受力钢筋除 B 支座截面为 2 排外，其余均 1 排。跨内截面经判别都属于第一 类 T 形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于下表。表 2-6 截面受弯承载力的计算表截面1B2弯矩设计 值（ kN·m）289.91-314.42144.27-36.08as289.91 106314.42 106144.27 10636.08 1061 14.3 2200 61521 14.3 2200 58021 14.3 2200 61521 14.3 30

22、0 6152=0.024=0.03=0.012=0.022s0.9880.9850.9940.989As1590.41834.5786.7197.7选配钢筋2 20+3 223 20+3 222 20+1 202 20弯 As =1768弯 As =2081弯 As =942.2弯 As =628其中 as=M /(a1 fcbh20)或 as=M /(a1 fc b'f h02)s=( 1+ 1-2as ) /2As=M / s fy ho（2）斜截面受剪承载力 验算截面尺寸：hw=h0-h'f =580-80=500mm，因hw /b=500/300=1.67<4 截

23、面尺寸按下式验算： 0.25 c f cbho =0.25×1×14.3×300×580=622.05×103kN>Vmax=211.35kN，截面尺 寸满足要求。计算所需腹筋：采用 8200 双肢箍筋，Vcs 0.7 f tbh0 1.25 fyv Asv h0s0.7 1.43 300 580 1.25 210 2 50.3 580200250.76 103N 250.76kNVA,max 130.99kN<Vcs ，VBr ,max 181.98kN<Vcs，VBl,max 211.35<Vcs，因此支 座 B 截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：svAbssv =301000.2600=0.17%>0.24ftf yv=0.16%，满足要求次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力 Fl =70.42+81.31 152kN，h1 =650-500=150mm，附加箍筋布置 范围 s=2h1+3b=2×150+3×200=900mm。取附