钢筋混凝土结构课程设计.docx

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1、1基本情况本设计XXXXXXXXX,进行设计计算。重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土 内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂 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/m） 水泥砂浆容重20kN/m）石灰砂浆容重17kN/m）分项系数=1.2。可变荷 载，楼面均分布荷载为7.5kN/m）分项系数标=1.3。材料选用：混凝土采用 C30 （。=14. 3N/mm /,=1. 43 N/mm2 ）；钢筋 主梁、次梁采用HRB335级（=300kN/nf ）钢筋，其 它均用 HPB3

2、00 级（/、=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 = 80 1222 = 47.54040次梁截面高度应满足-=翌）、= 266 40018 121812取h=400mm,截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足 = = 江 卫师=38057。15 101510取截面高度h=500mm,截面宽度取为b=250mm。一 +1r ir口 _ _T-工了 七-t jLJr1TJLJL3G-P仇.4 0CC4000，弱国.deOO

3、iq()cP-v:)d)G*图IT楼盖布置图12 / 220.02/m x 20kN / /=o.4kN / nr0.08? x 25kN / m5 = 2.0kN / m20.015m x7kN/=0.255W / m2 gk=2.655kN/m2qk =7.5kN/m2g = 1.2 x 2.655 = 3.186kN / mq = 1.3x7.5 = 9.75kN/?2g + g = 12.936攵N / nr2单向板结构设计2,1板的设计2. 1.1板的计算按塑性分析法计算内力。2. 1. 2荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层80mm钢筋混凝土板15mm厚石灰砂浆抹灰活荷载标准值横

4、荷载设计值活荷载设计值合计2. 1. 3内力计算次梁的截面200mmx400，板在墙上的支撑长度为120，则板的计算跨度为:边跨 / =/ +4 = 1.9 012 丝 + 吧= L72z ,r 222. a0.2 0.12/,+ = 1.9-0.12+= 1.74/7/222/. /0 = 1.72m中间跨 /0=1.9-0.2 = 1.7/跨度差(L72-1.7)/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。g + q = 12936kN / m2*ffft172： ) 173c ) U470c 1 7c3 1图2-1计算简图连续

5、板各截面的弯矩计算见表2-lo表2T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1_ 111%”TT-n1654计算跨度1。=1.72/7/1。= 1.72/z;/0 = 1.7m70 = 1.7wM =a“(g+q)l；3.48-3.482.34-2.672.1. 4截面承载力计算b = 1000”,h = 8O77,% = 80-20 = 60/n/n。C30 混凝土，/r=14. 3 N/mm2。HPB300钢筋，/v=270kN/nr,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）

6、中间区板带（2-5轴线间）边 跨 跨 内离 端 第支 座离端第二支跨跨以中间跨跨内中 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M ( kN/m2 )3.48-3.482. 342.673. 48-3.480. 8x2.34=1. 870. 8x (-2.67) =-2. 140.0670.0670.0450.0520. 0670. 0670. 0360. 0410.0690.0690.0460.0540. 0690. 0690. 0370. 0424=71-2%219219146172219219118134选配钢筋。6/8170。6/8170190。61600

7、6/8170, 6/8170。6200。6200实配钢筋面 积228228149177228228141141支座截面的受压区高度系数4均小于0. 35,满足弯矩调幅的要求;Pmin= (0.2%, 45/ 4) = 45/v =45x1.43 / 270x100%= 0.238%所以，A .min = 厮？ = 0238% X1000X 80 = 190.4/2. 1. 5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，有式中心 一折算永久荷载标准值，gk =加+/2 = 2.655 + 7.5/2 = 6.405攵N/m%

8、 一折算可变荷载标准值，/ = % / 2 = 7.5 / 2 = 3.75AN / m4 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； A%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：%=(0.078x 6.405 + 0.1 x3)x 1.7202kN /m = 2.320V / in= (0.105 x 6.405 + 0.119x3)xl.7202 kN / m = -3X)5kN / mM = (0.033 x 6.405 + 0.079 x3)xl.72/w = 1.30W / mM = -(0.079 x 6.4

9、05 + 0.11 1x3)x1.72W/h = -2.42kN / inM.k = (0.046 x 6.405 + 0.085 x3)x.TkN /m = 1.59 kN / m受弯构件的受力特征系数 = L9,光面钢筋的相对粘结特征系数i/ = 0.7, C30混凝土抗拉强度标准值(=2.01N/；保护层厚度c=15mm20mm,取 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1B2c3a2. 32-3. 051. 30-2. 421. 59A / /2282281491491495 =M / 0.87%A(N/w?2)202.9266

10、.8170.6317.5208.6pl A / 4.0.010.010.010.010.01 = 1.10.65(/月。卬0. 4560.6100. 3340. 6890. 474/ = d /v (mm)11.4311.438. 578. 578. 57(=4(L9G+0.08&(mm) 4129. 44129. 44106. 56106. 56106. 56Wa =纥（的）0. 1080. 1910. 0550. 2100. 095注：4 0.01,取 g,=。.01。2. 1. 6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定:1.15 + 0.2 +6a Ep1 + 3.5力式中，a=Ey/Ec

11、=210xl03/3xl04=7,矩形截面为=0,各截面的短周期刚度如下表所示。截面1B2c3A, / mm= 1x0.8x7.5 = 3攵N/6 第一跨挠度最大，对于等跨连续板可只验算该跨挠度。永久荷载心满布,可变荷载在1，3, 5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是0.644x10-2和0.973x10-2,于是挠度：0.644 x 10-2 gj 0.973 x 1 (T，/B + B219219146146146w0. 4560.6100. 3340. 6890. 474P = A / bho0. 00370. 00370. 00240. 00240. 0024BJ10”1.88

12、21.5671.6121.0101.305由上表可见，斗及用很接近，满足0. 5用当2%按混凝土结构设计规范可取整跨刚度用为计算挠度，这样的简化使挠度计算大为方便。长期刚度按下式确定B =以B =-X1.882X1011 = 8.64 x 10QN.mmM“ (6 -1) + Mk 5 2.725 (2-1) + 2.32其中，Mk/ =(0.078& + 0. qk )/j = (0.078 x 7.965+0.1 x 3) x 1.722 =2.725kNm11gk = gk + (匕 ) = 2.655 + (0.8x7.5) = 7.965kN Im 220.644xl0-2x 2.6

13、55 X172048.64x10)0.973 x 10-2x 7.5 X17204+8.64xlO10=8.45mm 4.675/n 取 /()二力 675中间跨 = 48? 0.25? = 4.55/?跨度差(4.675-4.55)/4.55 = 2.7%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 rri 3 4。 i:b 匚4，亍3 4二，）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2-5o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1111H-n1614计算跨度/。，o = 4.675/z?/0 = 4

14、.675;?1。= 4.557?1。= 4.55/7/M=C 53.00AJV*m22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2-6o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(kNm )53.0053.0034. 51-39. 440. 1600. 1600. 0910. 1044 = 71-2%0. 1750. 1750. 0960. 110选配钢 筋564.21044334.0383实际配筋5 1 123,1 223 1 124 pmlD = (0.2%,45/ / )皿、=45/

15、；/； =45x1.43/300 = 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)验算截面尺寸儿=%一儿=365-80 = 265,儿/。= 265/200=1.2 =74.8MN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，匕=72.89攵N。由斜截面受剪承载 力计算公式确定箍筋间距s:10九4%1.0x270x100.48x365”s = 5725.70VU.7fM 74810-0.7x1.43x200x365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队先调 幅整

16、箍筋间距，s = 0.8x5725.7 = 4580.56，大于箍筋最大间距200mll1,最后 取 s=200mmo（3）验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.3/=0.3x1.43/270 = 1.58x10-3,实 际配箍率p = A J （加）=100.48 /（200x 250） = 2.50x1 O-3,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&=6.808 + 14.23/4 = 10.37他/？；折算可变荷载=14.23x- = 10.67W/wo变形钢筋的相对粘度特征系数v = 1.0,混凝土的 4保护层厚度C=25mliI。荷载标准

17、值下弹性分析的荷载弯矩系数= 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1B2c3a41.00-51. 5524. 54-41. 4828. 65A / mm25655653394023395 =M / 0.87%A（N/w?2）245. 32308. 45227. 96324. 94266. 140. 01410.01410. 01000.01010. 0100W = 1.1-0.65九 / PRsq0. 7220. 7990. 6290. 7020. 609d凶=d /v (mm)1212121212=(1.9q+0.08 久)(mm

18、) Pte115.59115. 59143.5142. 54143.5wa = aMEj E$ (mm)0. 2080. 2640. 1950.2760. 221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：Mk = (0.078x 10.37 + 0.1x10.67)x4.6752kN /m = 41 .OOkNIm= (0.105x10.37 + 0.119x10.67) x 4.675? kN / m = 一51.55 W / mM = (0.033 x 1037 + 0.079 x 10.67) x 4.5502 kN / m = 24.54AN / in 一 乂Mck = -(0.079 x

19、10.37 + 0.111x10.67) x 4.5502/ ？ = T L48 攵 N / m= (0.046 x 1037 + 0.085 x 10,67) x 4.5502 kN / m = 28.65ZN / in2. 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：=EAM =20x10x 565x365、 Nm= 1.145 x 10 N./ww2L15 + 0.2 + T 1.15x0.772包2+6x4x8.3xW1+3%1 + 3.5x1.675其中，p = A /bh = 565/(200x365) = 8.3x10；aE = EJE4=2.0x10 x2

20、.8xl04 = 7.14 ；一电-b)h.(1600-200)x80200x365=1.647 o23 / 2241.0035.12(2-1) + 41.00长期刚度:x1.145x10I3 = 9.267 xlO13 N $其中,Mk/ = (0.078 x 9.654+0.1 x 8.538) x 4.6752 =35.12.=6.808 +1 x 0.8 x 14.23 = 9.654ZN / m4-x0.8xl4.23 = 8.538W/n/ 4挠度系数及板相同，挠度:于=0.644 x 1 CT? gj 0.973 x 10“ qB + B0.644x 1 CT? x6.808x4

21、6754 0.973xlOxl4.23x467549.267 xlO129.267 x IO12=9.737mm= 23.3752002.3主梁的设计2. 3. 1主梁计算主梁按弹性理论设计。2. 3. 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. 17x4. 8=39. 22kN主梁自重 1.2x0. 25x (0. 65-0. 08) xl. 9x17x2=8. 13W梁侧抹灰 1.2x0.015x (0. 65-0. 08) x 1.9x17x2=0. 67kNG=48. 02 kN活荷载设计值：由次梁传来 Q=18. 5x4. 8=88. 8k

22、NG+Q=136. S2kN2. 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350mmx 350mm：墙、柱为主梁的较支座，主梁连续梁计算。JJ 57co J 715图2-3计算数 计算跨度：0 35边跨/ =5.7-0.12一一 = 5.405/ 2L = 1.025/ +- = 1.025 x 5.405 + =5.715? 22j1ab0.370.35”2222，取最小值/。= 5.715/中间跨：/ =5.7-0.35 = 5.35？o =/ +b = 5.35 + 0.35 = 5.7m跨度差(5. 715-5.7) /5. 7=

23、0.26咏10%,则可以按等跨连续梁计算。主梁的计算简图见图2-3。2. 3. 4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：M=k0o+hQV=kfi + 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kMk此k MbkM.k氤kMej CG Gn G一一/ LJ 13T下一二Q QQ Q , 4 - 4- - 4LJ(J ?1H下FF二 Q.二二口，L1J 3 J-TTTI。Q DL一4 广，J基本+213. 63166. 37-140. 68-48.93-48. 93-140. 68不

24、利 内 力+44. 64-2. 63-140. 68119.61119.61-140. 68+183. 18106. 48-230. 9166. 97104. 43-118.38+51.912.6-118.38104.4366. 97-230. 91表2-9主梁剪力值计嵬序 号计算简图k万kk:j ：.,LJLd-1 L： 21003 1J Q-j-iLJi j / 匕 jiQ。）LJLJ_I U J t: ：lI最 不 利 内 力+112. 1-161.5448.02+96. 38-177. 26156. 53+27.3-68. 74117.99尸 K d /12. 3. 5主梁正截面受弯承

25、载力计算跨内按T形截面计算，其翼缘宽度为:bf =-/n =-x 5700 = 1900mm 212.67 kN m 故属于第一类T形截面。M = Mnux-V()- = -230.91 + (88.8 + 48.02) x 年22= -203.55Nm主梁正截面承载力的计算截面1B2弯矩设计值（kNm ）213. 63-203. 55119.61-48.93as=M /ajcbhmm2)0. 0640. 2940. 0320. 0630. 96690. 82000. 98370. 96741673. 81880. 5871.6362.6选配钢筋6 1 206 1 203 1 202口20实配

26、钢筋面积（加广）188418849426282. 3. 6主梁斜截面受剪承载力的计算（1）验算截面尺寸儿=%一儿=440 - 80 = 360/77/77,hw /? = 360/300 = 1.2 嗫、=177.26AN截面尺寸满足要求。（2）计算所需腹筋采用。6150双箍AVy =0.7f/凤 +1.0fxx 上 =0.7x1.43x250x440 + 1.0x270x440x100.48/150 = l89.690V s匕=112.欢0.24/ / fr= 0.24x1.43/270 = 1.27xl0-3,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%,=1.9,变形钢

27、筋的相对粘结特征系数v = 1.0, C30混凝土抗拉强度标准值。=2.O1N/2；保护层厚度c=25mm主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表2T0,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：MM =MRl nviY -V（nh / 2 = -182.4 +108.32x 0.35 / 2 = 204.0 IAN6 mdA”A表2T0主梁各截面的裂缝宽度验算过程截面1B2178. 6-204.0193. 12-36. 46A /7718841884942628b、“ =M / 0.87%A(N/病)247.6282.9244. 35143.50. 03010. 03010.01510. 0100犷= 1.1-0.65。/ 月Qw0. 92470. 9470. 74590. 1895d3=d /v (mm)20202020(mm)100.8100.8153.46207.5卬2 = ad0；x57S + 2.716x68.3；10】576 =17Jmm2.8xl0132.8xl0,320021 / 2222 / 22