钢筋混凝土结构课程设计计算书

1、.钢筋混凝土结构课程设计计算书题目：某百货商场楼盖设计（两层跨柱网：6.6m× 6.6m 楼面活荷载3.5kN/ m 2 ）院系：建筑学院专业班级：10 级土木工程2 班学生姓名：学号：指导教师：2012 年 12 月word 教育资料.目录1. 设计题目与设计条件 .31.1设计题目： .31.2设计条件： .31.2.1结构类型：砌体结构 .31.2.2建筑材料： .31.2.2.1 楼面做法：（自上而下） .32. 楼盖的结构平面布置： .33. 板的设计 .43.1楼盖板的设计 .43.1.1荷载 .43.1.2计算简图 .53.1.3弯矩计算值 .53.1.4正截面受弯承载

2、力计算 .64. 次梁设计 .74.1荷载 .74.2内力计算 .74.3承载力计算 .84.3.1正截面受弯承载力 .84.3.2斜截面受剪承载力 .85. 主梁设计 .95.1荷载设计值 .95.2计算简图 .95.3内力设计值及包络图 .105.3.1弯矩设计值 .105.3.2剪力设计值 .105.3.3弯矩、剪力包络图 .105.4承载力计算 .135.4.1正面受弯承载力 .135.4.2斜截面受剪承载力 .136. 绘制施工图 .147. 对主梁挠度与裂缝宽度的计算 .157.1对主梁挠度的计算 .157.1.1对支座 B 的配筋面积计算 .187.1.2对第二跨中配筋面积计算

3、.207.2对主梁裂缝宽度计算 .177.2.1对支座 B 进行裂缝宽度计算 .217.2.2对第一跨中进行裂缝计算 .21word 教育资料.1. 设计题目与设计条件1.1 设计题目：某百货商场（两层）楼盖，采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖形式。混凝土采用 C30级，梁中的纵向受力钢筋采用 HRB335，其他钢筋采用 HPB300。根据该商场的使用要求，楼面活荷为3.5kN/ m 2 ，横向柱网尺寸取为： 6.6m，纵向柱网尺寸为： 6.6m。1.2 设计条件：结构类型：砌体结构建筑材料：楼面做法：（自上而下）10mm厚大理石地面（重度28kN/ m3 ）；现浇钢筋混凝土楼板， 20m

4、m厚石灰砂浆抹底04D20201065506C0055066B006062A10240120426600660066006600660012楼盖建筑平面45632. 楼盖的结构平面布置：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为 6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m， l o2 / l o1 =6.6/2.2=3 ，因此按单向word 教育资料.板设计。按跨高比条件，要求板厚 h 2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l o /18 l o /12=6600/18 6600/12=367 550mm。考虑到

5、楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取 b=200mm主梁 截面 高度 应满 足h= lo /14 l o /8=6600/14 6600/8=471 825mm,h=650mm截.面宽度为 b=300mm042D000220120006262002C200200200008629621002B2002020006260202012A2B1B3L2( 次梁）B2200×500 B4B1B3） 05梁 6主 ×(01 0L 3B1550055B2B142401200266006600660066006600123456楼盖板结构平面布置图3. 板的设计3.1 楼盖板

6、的设计已如前述，轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。荷载板的永久荷载标准值word 教育资料.10mm厚大理石地面0.01× 28=0.28kN/ m 280mm现浇钢筋混凝土板0.08× 25=2kN/ m 220mm厚石灰砂浆抹底0.02× 17=0.34kN/ m 2小计2.62kN/m2板的可变标准荷载值3.5kN/m2永久荷载分项系数取1.2 或 1.35 ，可变荷载分项系数应取 1.4 。于是板的荷载总计算值g+q= G g k +Q qk =1.35 × 2.62+0.7 ×1.4 × 3.5=6.9

7、67kN/ m2g+q= G g k +Q q k =1.2 × 2.62+1.4 ×3.5=8.044kN/m 2由于 >，所以取 g+q=8.044kN/ m2 ，近似取 g+q=8kN/ m2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 lo =l n +h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025ln =2030mm，取 l o =2020mm中间跨 l o =l n =2200-200=2000mm08

8、0051201980100100200010022002200ABC板的尺寸图word 教育资料.2g+q=8kN/mA 1B 2C 3C 2B 1A20202000200020002020楼盖板的计算简图因跨度相差小于 10%，可按等跨连续板计算。 取 1m宽板带作为计算单元， 计算简图如上图所示弯矩计算值由表 11-1 可查得，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 :M 1 =- M B =（g+q） l 012 /11=8 × 2.022 /11=2.97kN ·m M C

9、=- （ g+q） l 012 /14=-8 × 2.02 /14=-2.29kN · m M 3 = M 2 =（ g+q） l012 /16=8 × 2.02 /16=2kN·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 M 2应乘以0.8:M C =0.8 ×-2.29=-1.83kN ·m； M 2 =0.8 ×2=1.6kN·m正截面受弯承载力计算环境类别为一级， C30 混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，ho =80-20=60mm；板宽 b=1000mm。C30混凝土

10、， a1 =1.0 ， f c =14.3kN/ m2 ；HPB300钢筋， f y =270N/ m 2 。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算word 教育资料.截面弯矩设计值（ kN·m）2as = M/ （ a1 f c b h0 ）=1- 1 - 2as轴 线计算配筋（mm2）、As = b ho a1f c /f y1B2 或 3C2.97-2.972-2.290.0580.0580.0390.0440.060.060.040.045190.7190.7127.1143实际配筋（ mm2 ） 6/81606/81606/8160 6/8160As =246As =24

11、6As =246As =246轴 线计算配筋（ mm2）190.7190.7101.7117.6As = b ho a1 f c / f y实际配筋（ mm2 ） 6/81606/81606/8160 6/8160As =246As =246As =246As =246* 对轴线间的板带，其跨内截面2、3 和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.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 f t / f y =0.45 ×1.43/270

12、=0.238% ，同时大于 0.2%，满足最小配筋率。4. 次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1 荷载永久荷载设计值板传来永久荷载3.1×2.2=6.82kN/m次梁自重0.2×（ 0.5-0.08 ）×25×1.2=2.52kN/mword 教育资料.次梁粉刷0.02×（ 0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m小计g=9.68kN/m可变荷载设计值q=4.9×2.2=10.78kN/m荷载总设计值g+

13、q=20.46kN/m4.1.2 计算简图次 梁 在 砖 墙 上 的 支 承 长 度 为240mm。 主 梁截 面为300mm× 650mm。计算跨度：边跨l o = l n +a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025 ln =6488mm，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。g+q=20.46kN/mA1B2C3C2B1A64506300630063006450次梁计算简图08 005200120 1206330150150630015

14、015066006600次梁尺寸图4.2 内力计算由表、表可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：M 1 =- M B =（g+q） l 02 /11=20.46 × 6.452 /11=77.38kN ·m M C =- （ g+q） l 02 /14=-20.46 × 6.32 /14=-58kN · m M 2 =（g+q） l 02 /16=20.46 × 6.32 /16=50.75kN ·mword 教育资料.剪力设计值：VA =0.45 （ g+q） l n1 =0.45 × 20.46 ×6.33

15、=58.28kNVBl =0.60 （g+q） l n1 =0.60 × 20.46 ×6.33=77.7kNVBr =VC =0.55 （ g+q） l n2 =0.55 ×20.46 × 6.3=70.89kN4.3 承载力计算正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T 形截面计算，翼缘计算宽度为：边跨： b'f =l o /3=6450/3=2150mm <b+sn =200+2000=2200。第二跨和中间跨： b f' =l o /3=6300/3=2100mm。除 B 截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。

16、环境类别为一级， C30 混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋ho =500-35=465mm二排纵向钢筋 ho =5000-60=440mm。C30混凝土，=14.3N/ mm2，2；纵向钢筋采用 HRB335a1=1.0 f cf t =1.43N/ mm钢， f y =300N/ mm2，箍筋采用 HPB300钢， fy v =270N/mm2 。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类T 形截面。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（ kN·m）77.38-77.3850.75-58as = M/ （ a1f c b h 02 ）或as

17、 = M/ （ a1f c b'f h 02 ）0.0110.1520.0080.095=1- 1 - 2as0.0110.152 0.350.0080.095As = b ho a1 f c / f y 或As= b f' ho a1 f c / f y524.2637.6372.4421.1选配钢筋216+1 14 弯2 18+114 弯2 14+1 12 弯2 14+1 16 弯（ mm2 ）As =555.9As=662.9As =421.1As=509word 教育资料.计算结果表明，支座截面的均小于 0.35 ；As /bh=421.1/（200×500）

18、=0.42%，此值大于 0.45 f t / f y =0.45 × 1.43/300=0.21% ，满足最小配筋率。斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括： 截面尺寸的复核、 腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：hw =ho - h'f =465-80=385mm，因 hw /b=385/200=1.925 4，截面按下式验算：0.25 c f c b ho =0.25 × 1× 14.3 × 200× 465=332.48 × 103 N Vm ax =77.7 ×10 3 N，截面满足要求。验算是否需要按

19、计算配置箍筋0.7f t b ho =0.7×1.43×××103×103N构造配200 465=93.093NVc =77.7筋，选用 6160sv =nAsv1 bs =228.3=0.17%sv,m in =0.24 ×ft=0.24 ×1.43=0.13%200160f yv270采用 6 双支箍筋，计算支座 B 左侧截面。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%或箍筋间距减小 20%。现调整箍筋间距 s=0.8 × 160=128mm最后取箍筋间距 s=130mm。为了方便施工，沿梁长

20、度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3 ftf yv =0.3 ×1.43/270=0.16% 。实际配筋率sv =nAsv1 bs=56.6/ （200× 130）=0.22%0.20%满足要求。5. 主梁设计主梁按弹性方法设计5.1荷载设计值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9.68×6.6=63.888kN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） &#

21、215; 1.2=12.31kN永久荷载设计值G=63.888+12.31=76.198kN取 G=76.2kN可变荷载设计值Q=10.78×6.6=71.148kN取 Q=71.15kN5.2计算简图word 教育资料.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 550mm × 550mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨ln =6600-275-120=6205mm因 1.025 l n =155mm a/2=185mm，取 l0 =1.025 l n +b/2=1.025 ×6205+550/2=6635mm近似取 l 0 =6640m

22、m中跨l0 =6600mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表 7.2 计算内力08 0563002401206205275275610027527566006600主梁的尺寸图GGGGGGA1B2C3D664066006640主梁的计算简图5.3 内力设计值及包络图弯矩设计值弯矩 M=k1 Gl 0 +k2 Ql0 式中系数 k1 、 k2 由附表 7.2 相应栏内查得M 1,m ax =0.244 ×76.2 ×6.64+0.289 ×71.15 × 6.64=260kN·mM B, max =-0.267 ×

23、76.2 ×6.64-0.311 × 71.15 ×6.64=282kN·mM 2,max =0.067 ×76.2 ×6.60+0.200 ×71.15 × 6.64=128kN· m剪力设计值剪力 V=k3 G+k 4 Q式中系数 k3 、 k4 由附表 7.2 相应栏内查得word 教育资料.VA, m ax =0.733 ×76.2+0.866 × 71.15=117.47kNVBl ,m ax =-1.267 × 76.2-1.311 × 71.15=20

24、2.74kNVBr ,m ax =1.0 ×76.2+1.222 × 71.15=163.15kN弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第 1、 3 跨有可变荷载，第2 跨没有可变荷载。由附表 6-2 知支座 B 或 C的弯矩值为M B =M C =-0.267 ×76.2 ×6.64-0.133 ×71.15 ×6.64=-197.93kN ·m在第 1 跨内以支座弯矩 M A =0， M B =-197.93kN ·m的连线为基线。作 G=76.2kN，Q=71.15kN的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集

25、中荷载作用点弯矩值分别为：1 （G+Q） l 0 + M B = 1 （76.2+71.15 ）× 6.64-197.93/3=260.16kN· m（与前333面计算的 M 1,m ax =260kN· m接近）1 （G+Q） l0 + 2M B = 1 （ 76.2+71.15 ）× 6.64-2 ×197.93/3=194.2kN ·m333在第 2 跨内以支座弯矩 M B =-197.93kN ·m， M C =-197.93kN ·m的连线作为基线，作 G=76.2kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用

26、点处的弯矩值：1 G1×76.2 ×6.60-197.93=-30.29kN ·ml 0+MB=33第 1、 2 跨有可变荷载，第3 跨没有可变荷载第 1 跨内：在第 1 跨内以支座弯矩 M A =0， M B =-282kN·m的连线为基线。作 G=76.2kN，Q=71.15kN的简支梁弯矩图， 得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点弯矩值分别为：1 （76.2+71.15 ）× 6.64-282/3=232.13kN ·m31 （76.2+71.15 ）× 6.64-2 × 282/3=138.14k

27、N ·m3在第 2 跨内： M C =-0.267 ×76.2 ×6.64-0.089 ×71.15 × 6.64=-177.14kN ·m以支座弯矩 M B =-282kN·m， M C =-177.14kN ·m的连线为基线，作G=76.2kN，Q=81.151kN的简支梁弯矩图，得word 教育资料.1 （ G+Q） l 0 + M C +2（MB- MC）=1 （ 76.2+71.15 ）× 6.64-177.14+23333（ -282+177.14 ）=79.09kN· m1 （ G

28、+Q） l0+MC+1（MB-MC）=1（ 76.2+71.15 ）× 6.64-177.14+13333（ -282+177.14 ）=114.04kN·m第 2 跨有可变荷载，第1、3 跨没有可变荷载M B = M C =-0.267 × 76.2 × 6.64-0.133 × 71.15 ×6.64=-197.93kN · m第 2 跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：1 （G+Q） l 0 + M B =1 （ 76.2+71.15 ）× 6.64-197.93=128.21kN · m（与前面3

29、3计算的 M 2,max =128kN·m接近）第 1、3 跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：1 G11×76.2 ×6.64- 1 × 197.93=102.68kN ·ml0+M B =33331 G21×76.2 ×6.64-2 ×197.93=36.7kN · ml0+M B =3333在第 1 跨内有可变荷载，在第2、3 跨内没有可变荷载由附表 6-2 知支座 B 或 C的弯矩值M B =-0.267 ×76.2 × 6.64-0.178 × 71.15 ×

30、;6.64=-219.19kN · mM c =-0.267 × 76.2 × 6.64+0.044 ×71.15 ×6.64=-114.31kN ·m在第 2跨内以支座弯矩 M A =0， M B =-219.19kN · m 的连线为基线，作G=76.2kN，Q=75.15kN的简支梁弯矩图，得第 1 个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点弯矩值分别为：1 （G+Q） l0+ 1MB=1×（ 76.2+71.15 ）× 6.64-1 ×197.93=260.16kN ·m33331

31、（G+Q） l0+ 2MB=1×（ 76.2+71.15 ）× 6.64-2 ×197.93=194.18kN · m3333在第 2 跨内以支座弯矩 M B =-219.19kN ·m， M c =-114.13kN ·m的连线作为基线，作 G=76.2kN，Q=0的简支梁弯矩图， 得第 1 个和第 2 个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1Gl 0+2（ M B - M c ） + M c =1× 76.2 × 6.6+2（ -219.19+144.13）3333-144.13=-26.53kN ·m1G

32、l 0+1（ M B - M c ） + M c = 1× 76.2 × 6.6+1（ -219.19+144.13）3333-144.13=-1.51kN ·m弯矩包络图如下（ a）所示。word 教育资料.剪力包络图：第 1跨VA,m ax =117.47kN；过第 1 个集中荷载后为117.47-76.2-71.15=-29.88kN；过第 2 个集中荷载后为 -29.88-76.2-71.15=-177.23kNVBl ,m ax =-202.74kN ；过第 1 个集中荷载后为 -202.74+76.2+71.15=-55.39kN；过第 2 个集中荷载

33、后为 -55.39+76.2+71.15=91.96kN第 2跨VBr, max =163.15kN；过第 1 个集中荷载后为163.15-76.2=86.95kN 。当可变荷载仅作用在第2 跨时VBr =1.0 × 76.2+1.0 × 71.15=147.35kN ； 过 第1个 集 中 荷 载 后 为147.35-76.2-71.15=0。剪力包络图如下（ b）所示(a)（ b）word 教育资料.117.47163.1586.9591.96147.35-29.88AB-55.39-177.23-202.74主梁的内力包络图（ a）弯矩包络图； （ b）剪力包络图5.

34、4 承载力计算正面受弯承载力跨内按T 形截面计算，因b'fh0 =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 =2.2mB支座边的弯矩设计值MB= M B,max -V0b/2=-282-147.35×0.55/2=-322.52kN ·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。正截面受弯承载力计算截面1B2弯矩设计值（ kN·m）260-282128-30.29as =

35、 M/ （ a1f c b h 02 ）或0.0220.0270.0110.019as =M/ （ a1f c b f' h 02 ）s=（1+1- 2as ） /20.9890.9860.9950.99As = M/s f y ho1424.91643.7697.3165.8选配钢筋25+220220+22+218216+2182222（ mm2 ）As =1610As=1897As=911As=760主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。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 截面尺寸按下式验算：word 教育资料.0.25cf c b ho =0.25 × 1 × 14.3 × 300 × 580=622.05 × 103 kN Vm ax =202.74kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用 8200双肢箍筋，Vcs0.7 ft bh01.25 f yv Asv h0 =0.7 × 1.43 × 300× 5