《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：20mnB水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mmi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敢(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。根据构造要求，板厚取h 80mm -l- 1900 47.5mm4040次梁截面高度应满足h : 竺00:竺00 266: 400mm 18 121812取h=400mm截面宽度取为b=200mm主梁的截面高度应满足h -: - 5700 : 5700 380 570mm15 101510取截面高度h=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2.1 板的设计按塑性分

3、析法计算内力恒荷载标准值：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320.02m 20kN/m 0.4kN/m0.08m 25kN/m3 2.0kN/m20.015m 17kN/m3 0.255kN / m22qk 7.5kN / m2g 1.2 2.655 3.186kN/m2_ 2q 1.3 7.5 9.75kN /m 2g q 12.936kN /m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：边跨 l0 1n h 1.9 0.12 02 8 1.72m222中间跨 10 1.9 0

4、.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。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面1边跨跨内B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩计算系数计算跨度l02.1.4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/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

5、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2M( kN/m )3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.140.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134选配钢筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200实配钢筋面积228228149177228228141

6、141满足弯矩调幅的要求;2支座截面的受压区高度系数均小于0.35,80 190.4mm所以，A,minminbh 0.238% 1000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,式中gk 一折算永久荷载标准值，gkgk qk/2 2.655 7.5/2 6.405kN / mqk-折算可变荷载标准值，qkqk/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; gq 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:受弯构件的受力特征系数cr

7、 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=15mm20mm, 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面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474deq d / (mm)11.4311.438.578.578.57,，一deq、lcr(1.9Cs 0.08)(mm)te129.4412

8、9.44106.56106.56106.56Wmaxcr l cr sa / Es(mm)maxci ci sqs、/0.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01，取 te=0.012.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：34-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小。截面1b2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，Bb与a很接近，满足0.5B

9、1Bb2B,按混凝土结构设计规范可 取整跨刚度B1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._ ,、 2 _、2 .其中，Mq (0.078gk 0.1qk)l0(0.078 7.965 0.1 3) 1.722.725kNgm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 10 2和0.973 10 2,于是挠度：2.2 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。恒荷载设计值由板传来 1.9m 3.186kN/m3 6.05kN / m2次梁自重 1.

10、2 0.2m (0.4m 0.08m) 25kN/m3 1.92kN/m2梁侧抹灰 1.2 0.015m (0.4m 0.08m) 17kN /m3 2 0.20kN / m2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, c 0.251n 4.8m 0.12m m 4.555m边跨21.0251n 4.669m 4.675m 取 l0=4.675中间跨 10 1n 4.8m 0.25m 4.55m跨度差(4.675 4.55)/4.5527% 10%,说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2-2所示

11、。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连续次梁弯矩计算截面1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩计算系数计算跨度l0表2-5连续次梁剪力计算截面A边支座B (左)离端第二支座B (右)离端第二支座C中间支座剪力计算系数0.450.60.550.55净跨度lnl0 =4.675l0 =4.675l0 =4.55l0 =4.5554.6774.8166.7466.742.2.4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 bf 1l = 1 4800=1600mm，又 b sn 200 1700 19

12、00mm,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：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计算截面边跨跨中(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)53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110选配钢筋564.21044334.0383实际配筋51123 1 22312412As=565As=1140As=339As=452

13、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%m(0.2%,45ft / fy)max 45ffy 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,hwh0hf365 80 265mm, hw / b265/ 200 1.24,截面尺寸按下式验算：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，Vbi 72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s：调幅后受剪承载力应加强

14、，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_ 一一 一 一_一 一_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荷载gk 6.808 14.23/4 10.37kN / m ；折算可变荷载 ，一 3一，,qk 14.23 10.67kN/m。变形钢筋的相对粘

15、度特征系数1.0,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面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212，/_- _ _ deq、1cr(1.9cs 0.08)(mm)te115.59115.59143.51

16、42.54143.5wmaxcr l cr sq / Es(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:2.2.7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：其中，As/bh0 565/(200 365) 8.3 10E Es/Ec 2.0 105 2.8 1047.14s c 1.647。bh0200 365(bf b) hf(1600 200) 80长期刚度：其中， M 1q (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 35.12kN gm挠度系数与板相同，挠度：2.3 主梁的设计主梁按弹性理论设计。2.3.

17、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8.17 4.8=39.22 kN主梁自重 1.2 0.25(0.65-0.08)1.9 17 2=8.13 kN梁侧抹灰 1.2 0.015(0.65-0.08)1.9 17 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷载设计值：由次梁传来 Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82 kN2.3.3 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350mm 350mm ；墙、柱为主梁的钱支座，主梁连续梁计算。计算跨度：一0.35边跨 1n 5.7 0.12 5

18、.405m2取最小值Io 5.715m中间跨：1n 5.7 0.35 5.35m跨度差 (5.715-5.7) /5.7=0.26%30.24ft/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 2.01 N / mm2 ;保护层厚度c=25mm O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：表2-10 主梁各截面的裂缝宽度验算过程截面1B2178.6-204.0193.12-36.4618841884942628247.6282.9244.35143.50.03010.03010.01510.01000.92470.9470.74590.1895deq d /