钢筋混凝土结构课程设计书

钢筋混凝土结构课程设计书0.5kN/m24.0kN/m，横向柱网尺寸取为：6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同。21.2设计条件：1.2.1结构类型：砌体结构1.2.2建筑材料：1.2.2.1水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm14kN/mm3粒混凝土找坡（坡度2%，最薄处20mm厚、重度不大于14kN/mm）21：2.5水凝砂浆找平20mm厚（重度20kN/m）3现浇钢筋混凝土板，板底抹灰15mm厚（重度17kN/m）31.2.2.210mm厚耐磨地砖（重度22kN/m31：3水泥砂浆找平20mm厚现浇钢筋混凝土楼板，板底混合砂浆抹灰20mm厚042021006600400660066021042楼盖建筑平面2.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，主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为2.2m，l/l=6.6/2.2=3，因此按单向板o21设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l/18～loo到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=l/15～loo宽度为b=300mmDCBA0022L4B4L5B5h=800022002200）梁主40089L6B600223L00220022021042660066006600330001234楼盖板结构平面布置图563.板的设计3.1楼盖板的设计已如前述，轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单向板；轴线②～⑤的板属于中间区格单向板。3.1.1荷载板的永久荷载标准值10mm厚耐磨地砖0.01×22=0.22kN/m20.08×25=2kN/m280mm现浇钢筋混凝土板20mm1：3水泥砂浆找平20mm板底混合砂浆抹灰0.02×20=0.4kN/m20.02×17=0.34kN/m2小计2.96kN/m24kN/m2板的可变标准荷载值永久荷载分项系数取1.2或1.35，因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/m，2所以可变荷载分项系数应取1.4。于是板的荷载总计算值①q=g+q=1.35×2.96+0.7×1.4×4=7.916kN/m2GkQk②q=g+q=1.2×2.96+1.4×4=9.152kN/m2GkQ由于②>①，所以取②q=9.152kN/m，近似取q=9kN/m2k23.1.2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，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性力重分布设计，板的计算跨度：边跨l=l+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025l=2030mm，取l=2020mmonno中间跨l=l=2200-200=2000mmon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A1B2C3C2B1A20202000200020002020楼盖板的计算简图3.1.3弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系数am座，-1/14。故M=-M=（g+q）l2/11=9.2×/11=3.34kN·m1BM=-（g+q）l/14=-9.2×/14=-2.57kN·m22CM=M=（g+q）l/16=9.2×/16=2.25kN·m2232这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其M和M应乘以0.8，C2M=0.8×-2.57=-2.06kN·m；M=0.8×2.25=1.80kN·mC3.1.4正截面受弯承载力计算2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，h混凝土，a=1.0，f=14.3kN/m2o1c钢筋，f=210N/m。板配筋计算的过程于下表。2y楼面板的配筋计算a=M/（afbh）2s1c0=1-1-A=bso1cyΦ8160A=314.0Φ8160A=314.0Φ6/8160A=246.0Φ6/8160A=246.02ssssAso1cyΦ6/8160实际配筋（mm）2A=314.0A=314.0A=246.0A=246.0ssss计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性力重分布的原则；A0.45f/f=0.45×1.43/210=0.306%，s同时大于0.2%，满足最小配筋率。tyDCBA0022W4B4W5B50022002200400890560W6B6（X1000223L00223.6000022021042660066006600330001234屋面板结构平面布置图563.2屋面板的设计3.2.1荷载板的永久荷载标准值水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板≥20mm粒混凝土找坡（0.02+0.02+0.02×2）×12×14=1.666kN/m20.04×14=0.56kN/m2水泥砂浆找平80mm钢筋混凝土板0.02×20=0.4kN/m20.08×25=2kN/m215mm板底混合砂浆抹灰0.015×17=0.255kN/m2小计4.881kN/m20.5kN/m2板的可变荷载标准值荷载总计算值①q=γg+ψγq=1.35×4.881+0.7×1.4×0.5=7.079kN/m2GkQk②q=γgγq=1.2×4.881+1.4×0.5=6.557kN/m2GkQ由于①>②，所以取①q=7.079kN/m，近似取q=7kN/m2k23.2.2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，取板在墙上的支承长度为120mm。按弹性计算，板的计算跨度：边跨l=1.025l+b/2=1.025×g+q=7kN/m^o12321ABCCBA21202200220022002120屋面板的计算简图hb（2200-100-120）+200/2=2130mm＞l+=2120mm，取l=2120mm2o中间跨l=l=2200mmo因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1mn算简图如图所示3.2.3弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系kk故12M=0.078×6.589×2.12+0.100×0.49×2.122=2.53kN·m21M=0.033×6.589×2.2+0.079×0.49×2.2=1.24kN·m222M=0.046×6.589×2.2+0.085×0.49×2.2=1.67kN·m223M=-0.105×6.589×2.12-0.119×0.49×2.12=-3.39kN·m22BM=-0.079×6.589×2.2-0.111×0.49×2.22=-2.78kN·m2C3.2.4正截面受弯承载力计算环境类别为二级a80mm，ha=1.0，f=14.3N/2o1c钢筋，f=210N/。板配筋计算的过程于下表。2y屋面板的配筋计算截面a=Mafbh）0.0582s1c0=1-1-s计算配筋2soa1y实际配筋Φ6/8160A=246.0A=314.0A=246.0A=314.0A=246.0（mm）2sssss均小于0.35；As此值大于0.45f/f=0.45×1.43/210=0.306%，同时大于0.2%，满足最小配筋ty率。4.次梁设计按考虑塑性力重分布设计。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次梁自重次梁粉刷3.522×2.2=7.81kN/m小计g=10.67kN/mq=5.6×2.2=12.32kN/mg+q=22.99kN/m可变荷载设计值荷载总设计值4.1.2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=l+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025l=6488mm，取onnl=6450mmo中间跨l=l=6600-300=6300mmg+q=22.99kN/mon因跨度相差小于计算。次梁计算简图如图所示。4.2力计算A1B2C3C2B1A由表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：次梁计算简图M=-M=（g+q）l2/11=22.99×52/11=86.95kN·m1B0M=-（g+q）l/14=-22.99×/14=-65.18kN·m22C0M=（g+q）l/16=22.99×/16=57.03kN·m222剪力设计值：0V=0.45（g+q）l=0.45×22.99×6.33=65.49kNAV=0.60（g+q）l=0.60×22.99×6.33=87.32kNV=V=0.55（g+q）l=0.55×22.99×6.3=79.66kNC4.3承载力计算4.3.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨按T形截面计算，翼缘宽度去b=lb=b+sb=2200mm。除B截'''ffn面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。f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h=500-35=465mm二排纵向钢筋h=5000-60=440mm。ooC30混凝土，a=1.0，f=14.3N/f=1.43N/HRB335221ct钢，f=300N/，箍筋采用HPB235钢，f=210N/。正截面承载力计算22yyv过程列于下表。经判别跨截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2Ca=Mafbh）或62666s1c0a=M/（afbh）2222's1cf=1-1-sA=bhaf/f或yso1cA=bhaff'1选配钢筋sfocy214弯212弯212弯212弯=741.1（2）=622.9=421.1A=515.1AAAmmssss均小于0.35；As此值大于0.45f/f=0.45×1.43/300=0.21%，满足最小配筋率。ty4.3.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：h=h-h=465-80=385mm，因h/b=385/200=1.925＜4，截面按下式验算：'wofwβfbh=0.25×1×14.3×200×465=332.48×10N＞V=87.32×3ccomaxN，截面满足要求。3验算是否需要按计算配置箍筋0.7fbh=0.7×1.43×200×465=93.093×N＞V=87.32×N构造配33t筋，选用Φ6160oc228.3f=0.24×=0.16%210ρ=nAbs==0.17%ρ=0.24×t200160f1sv,minyv采用Φ6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围将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小s=0.8×160=128mm最后取箍筋间距施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3ff=0.3×14.3/210=0.20%。t实际配筋率=nAbs=56.6/（200×130）=0.22%＞0.20%满足要求。sv15.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10.67×6.6=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永久荷载设计值可变荷载设计值G=70.42+12.31=82.73kN取G=83kNQ=12.31×6.6=81.31kN取Q=81kN5.2计算简图400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨l=6600-200-120=6280mm因0.025l=157mm＜a/2=185mm，nn取l=1.025l+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm近似取l=6640mm0中跨n0l=6600mm0主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算力GGGGGGA1B2C3D664066006640主梁的计算简图5.3力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=kGl+kQl式中系数k、k由附表6-2相应栏查得102012M=0.244×83×6.64+0.289×81×6.64=134.47+155.44=289.91kN·m1,mM=-0.267×83×6.64-0.311×81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·mB,maxM=0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m2,max5.3.2剪力设计值剪力V=kG+kQ式中系数k、k由附表6-2相应栏查得3434V=0.733×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kNA,mV=-1.267×83-1.311×81=-105.16-106.19=-211.35kN,maxV=1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN,m5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：①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=M=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·m在第1跨以支座BC弯矩M=0，M的连线为基线。作的简支梁弯AB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：1M（G+Q）l+=（83+81）×6.64-1218.68=290.09kN·m（与前面计算B33330的M=289.91kN·m接近）1,m132M12218.68（G+Q）l+=（83+81）×6.64-3=217.2kN·mB330在第2跨以支座弯矩M=-218.68kN·m，M=-218.68kN·m的连线作为基BC113Gl+M=30B×83×6.60-218.68=-36.08kN·m②第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨：在第1跨以支座弯矩M=0，M的连线为基线。作ABG=83kN，Q=81kN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：1314.4232314.42（83+81）×6.64-（83+81）×6.64-=258.18kN·m31=153.37kN·m33在第2跨：M以支座C弯矩MM的连线为基线，作B的简支梁弯矩图，得C12123（G+Q）l+M+（M-M）=（83+81）×6.64-195.02+33（-314.42+195.02）=88.37kN·m30CBC11113（G+Q）l+M+（M-M）=（83+81）×6.64-195.02+33（-314.42+195.02）=128.17kN·m30CBC③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载M=M=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·mBC第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：131（G+Q）l+M=3=144.27kN·m接近）0BM2,max第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：1111Gl+M=×83×6.64-×218.68=110.81kN·m313330B212Gl+M=×83×6.64-×218.68=37.92kN·m33330B④在第1跨有可变荷载，在第2、3跨没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值M=-0.267×83×6.64-0.178×81×6.64=-242.88kN·mBM=-0.267×83×6.64+0.044×81×6.64=-123.48kN·mc在第2跨以支座弯矩M=0，M的连线为基线，作G=83kN，ABQ=81kN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：13111（G+Q）l+M=×（83+81）×6.64-×218.68=282.03kN·m3330B13212（G+Q）l+M=×（83+81）×6.64-×218.68=201.07kN·m3330B在第2跨以支座弯矩M=-242.88kN·m，M=-123.48kN·m的连线作为基B线，作1个和第2个集中荷载作用点处弯矩c值分别为：13212Gl+（M-M）+M=×83×6.6+（-242.88+123.48）3330Bcc-123.48=-20.48kN·m1111Gl+（M-M）+M=×83×6.6+（-242.88+123.48）3-123.48=-19.32kN·m3330Bcc弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：①第1跨V=130.99kN；过第1个集中荷载后为130.99-83-81=-33.01kN；过第2A,m个集中荷载后为-33.01-83-81=-197.01kNV=-211.35kN；过第1个集中荷载后为-211.35+83+81=-47.35kN；过第,max2个集中荷载后为-47.35+83+81=116.65kN②第2跨V=181.98kN；过第1个集中荷载后为181.98-83=98.98kN。,m当可变荷载仅作用在第2跨时V=1.0×83+1.0×81=164kN；过第1个集中荷载后为164-83-81=0。剪力包络图如下（b）所示AB0主梁的力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨按T形截面计算，因bh==0.13＞0.1。翼缘计算宽度按'f0l3=6.6/3=2.2mm和b+s=6m中较小值确定取b=2.2m'nfB支座边的弯矩设计值M=M-Vb/2=-314.42-164×BB支座截面为2排外，其余均1排。跨截0B,max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。截面a=Mafbh）或106621sc0a=M/（afbh）12222's1cf=（1+1-ssA=M/fhss选配钢筋yo2弯A=17683弯2弯=942.22=628（mm）=2081AAA2s主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。sss5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：h=h-hh/b=500/300=1.67＜4截面尺寸按下式验算：'w0fw0.25fbh=0.25×1×14.3×300×580=622.05×10kN＞V=211.35kN，截3cc面尺寸满足要求。omax计算所需腹筋：采用Φ8200双肢箍筋，AsvsV0.7f1.25fhcst0yv0250.30.71.433005801.25210580200250.76N250.763V130.99kN＜V，V181.98kN＜V，V211.35＜V，因此A,max,max支座B截面左右不需配置弯起钢筋。,max验算最小配箍率：A100.6f===0.17%＞0.24=0.16%，满足要求。tsv300200次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来集中力F=70.42+81.31152kN，h=650-500=150mm，附加箍筋布fyvl1置围s=2h+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ8200双肢，则在长度s可13A=254.5mm，由式2fAsin+mnfA=2×210×254.5×0.707+6×2×2yyvsv1210×50.3=202.3×kN＞F，满足要求。3l因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置2Φ14，308/（300×570）=0.18%＞0.1%，满足要求主梁边支座需设置梁垫，计算从略。6.绘制施工图0066B11@@88/φ66006610051B6B588006611@@8800700666611@@80866B2061@φ87B1B4061@800φφAφφ00512315004150063445055681742427834412036660066006600125346888218724005221813Ф6@1302001-12-23-399964112216436321454-45-56-6次梁配筋图7.对主梁挠度与裂缝宽度的计算7.1对主梁挠度的计算简化将梁为简支梁来计算，综合其有矩形截面与T型截面的计算，故有7.1.1对支座B的配筋面积计算由已知可得A=2081mm，按矩形截面进行计算，=0.52sq由计算可求得g=13.6kN/m，q=8.8kN/mkk⑴求M和Mkq1111M=gl+ql=×13.6×6.64+×8.8×6.6422228888kk0k0=75+48.5=123.5kN·m1181=×13.6×16.642+×0.5×8.8×6.64M=gl+qlk2888qk0q0=75+24.25=99.25kN·m⑵计算有关系数542081EA2==sE3×=0.08s300580Ec0A2081300650==A0.5=0.021＞0.01sM123.56==hA=117.6Nmmk20sf2.01=1.1-0.65×=1.1-0.65×=0.5710.021117.6⑶计算BsEAh2225B===1.05×N·ss02E60.08s1.150.5710.21.150.21013.5'f⑷计算BM21B=B=×1.05×=5.82×10N·13k2M1Msq⑸变形验算k2123.55Ml5=×48263f==9.75mmk0B10查附表5-1知，fl=1/200=0.0050fl=9.75/6640=0.001＜0.005变形满足要求。07.1.2对第二跨中配筋面积计算由已知可得A=942.2mm，按T型截面进行计算2s⑴求M和Mkq1111M=gl+ql=×13.6×6.6+×8.8×6.6=122kN·m22228888kk0k0111=×13.6×1+×8.8×M=gl+qlk6.626.62=98kN·m28888qk0q0⑵计算有关系数54942.2EA2==sE3×=0.034s300615Ec0A942.2==A0.5=3.77×103＞10×103s故=0.01M6==hA0.87=242Nmmk2942.20sf2.010.01242=1.1-0.65×=