《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計計算書

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書題目：廣州市番禺區(qū)某工業(yè)廠房第一車間樓蓋設(shè)計（兩層跨柱網(wǎng)：6.6m6.6m樓面活荷載4.0kn/）院 系： 城 市 建 設(shè) 學(xué) 院 專業(yè)班級： 土木工程專業(yè)07-02 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 劉 巖 2009年5月目錄1.設(shè)計題目與設(shè)計條件31.1設(shè)計題目：31.2設(shè)計條件：31.2.1結(jié)構(gòu)類型：砌體結(jié)構(gòu)31.2.2建筑材料：31.2.2.1屋面做法：（自上而下）31.2.2.2樓面做法：（自上而下）32.樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置：33.板的設(shè)計43.1樓蓋板的設(shè)計43.1.1荷載43.1.2計算簡圖53.1.3彎矩計算值53.1.4正截面受彎承載力計算53.2

2、屋面板的設(shè)計63.2.1荷載63.2.2計算簡圖63.2.3彎矩計算值73.2.4正截面受彎承載力計算74.次梁設(shè)計84.1荷載84.2內(nèi)力計算84.3承載力計算84.3.1正截面受彎承載力84.3.2斜截面受剪承載力95.主梁設(shè)計95.1荷載設(shè)計值95.2計算簡圖105.3內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖105.3.1彎矩設(shè)計值105.3.2剪力設(shè)計值105.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖105.4承載力計算135.4.1正面受彎承載力135.4.2斜截面受剪承載力136.繪制施工圖147.對主梁撓度與裂縫寬度的計算157.1對主梁撓度的計算157.1.1對支座b的配筋面積計算157.1.2對第二跨中配筋面積計算

3、157.2對主梁裂縫寬度計算167.2.1對支座b進(jìn)行裂縫寬度計算167.2.2對第一跨中進(jìn)行裂縫計算171.設(shè)計題目與設(shè)計條件1.1設(shè)計題目：廣州市番禺區(qū)某工業(yè)廠房第一車間（兩層）樓蓋，采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋形式?；炷敛捎胏30級，梁中的縱向受力鋼筋采用hrb335，其他鋼筋采用hpb235。屋面為不上人屋面，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kn/；設(shè)計時取樓面活荷載、橫向及縱向的柱網(wǎng)尺寸為設(shè)計參數(shù)，其中：根據(jù)該工廠的使用要求，樓面活荷為4.0kn/，橫向柱網(wǎng)尺寸取為：6.6m，縱向柱網(wǎng)尺寸與橫向柱網(wǎng)相同。1.2設(shè)計條件：1.2.1結(jié)構(gòu)類型：砌體結(jié)構(gòu)1.2.2建筑材料：1.2.2.

4、1屋面做法：（自上而下）1：2.5水泥砂漿砌膨脹珍珠巖單拱隔熱板40mm厚（重度不大于14kn/）；陶?；炷琳移拢ㄆ露?%，最薄處20mm厚、重度不大于14kn/）1：2.5水凝砂漿找平20mm厚（重度20kn/）現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板底抹灰15mm厚（重度17kn/）1.2.2.2樓面做法：（自上而下）10mm厚耐磨地磚（重度22kn/）；1：3水泥砂漿找平20mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，板底混合砂漿抹灰20mm厚樓蓋建筑平面2.樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置：主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁的跨度為6.6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m，/=6.6/2.2=3，因此

5、按單向板設(shè)計。按跨高比條件，要求板厚h2200/40=55mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=/18/12=6600/186600/12=367550mm。考慮到樓面可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm主梁截面高度應(yīng)滿足h=/15/10=6600/156600/10=440650mm。截面寬度為b=300mm樓蓋板結(jié)構(gòu)平面布置圖3.板的設(shè)計3.1樓蓋板的設(shè)計已如前述，軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單向板。3.1.1荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值10mm厚耐磨地磚 0.0122=0.22kn/80mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板

6、 0.0825=2kn/20mm1：3水泥砂漿找平 0.0220=0.4kn/20mm板底混合砂漿抹灰 0.0217=0.34kn/小計 2.96kn/板的可變標(biāo)準(zhǔn)荷載值 4kn/永久荷載分項系數(shù)取1.2或1.35，因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于4.0kn/，所以可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.4。于是板的荷載總計算值q=+=1.352.96+0.71.44=7.916kn/q=+=1.22.96+1.44=9.152kn/由于，所以取q=9.152kn/，近似取q=9kn/3.1.2計算簡圖次梁截面為200mm500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內(nèi)力

7、重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨=+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm，所以取q=7.079kn/，近似取q=7kn/3.2.2計算簡圖次梁截面為200mm500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按彈性計算，板的計算跨度：邊跨=1.025+b/2=1.025（2200-100-120）+200/2=2130mm+=2120mm，取=2120mm中間跨=2200mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖所示3.2.3彎矩計算值由表11-1可查得，板的彎矩系故=0.0786.589+0.10

8、00.49=2.53knm=0.0336.589+0.0790.49=1.24knm=0.0466.589+0.0850.49=1.67knm=-0.1056.589-0.1190.49=-3.39knm=-0.0796.589-0.1110.49=-2.78knm3.2.4正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為二級a類，c30混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=20mm。板厚80mm，=80-25=55mm；板寬b=1000mm。c30混凝土，=1.0，=14.3n/；hpb235鋼筋，=210n/。板配筋計算的過程于下表。屋面板的配筋計算截 面1b2c3彎矩設(shè)計值（knm）2.53-3.391.24-2

9、.781.67=/（b）0.0580.0780.0290.0640.039=1-0.0600.0810.0290.0660.040軸 線計算配筋（）=b/224.7303.4108.6247.2149.8實際配筋（）6/8160=246.08160=314.06/8160=246.08160=314.06/8160=246.0計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=246/（100080）=0.308%，此值大于0.45/=0.451.43/210=0.306%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率。4.次梁設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變

10、和在不考慮梁從屬面積的荷載折減。4.1荷載永久荷載設(shè)計值板傳來永久荷載 3.5222.2=7.81kn/m次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kn/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kn/m小計 g=10.67kn/m可變荷載設(shè)計值 q=5.62.2=12.32kn/m荷載總設(shè)計值 g+q=22.99kn/m4.1.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為300mm650mm。計算跨度：邊跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025=6488mm，取=6450mm中間跨=6600-300=6300

11、mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖如圖所示。4.2內(nèi)力計算由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：=-=（g+q）/11=22.99/11=86.95knm=-（g+q）/14=-22.99/14=-65.18knm=（g+q）/16=22.99/16=57.03knm剪力設(shè)計值：=0.45（g+q）=0.4522.996.33=65.49kn=0.60（g+q）=0.6022.996.33=87.32kn=0.55（g+q）=0.5522.996.3=79.66kn4.3承載力計算4.3.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按t形截

12、面計算，翼緣寬度去=/3=6600/3=2200mm；又=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除b截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。環(huán)境類別為一級，c30混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-35=465mm二排縱向鋼筋=5000-60=440mm。c30混凝土，=1.0，=14.3n/，=1.43n/；縱向鋼筋采用hrb335鋼，=300n/，箍筋采用hpb235鋼，=210n/。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類t形截面。次梁正截面受彎承載力計算截 面1b2c彎矩設(shè)計值（knm）86.95-86.9557.03-65

13、.18=/（b）或=/（）=0.013=0.157=0.008=0.105=1-0.0130.1720.350.0080.111=b/或=/633.9721.5390.1492.1選配鋼筋（）218+114彎=622.9220+112彎=741.1214+112彎=421.1216+112彎=515.1計算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=421.1/（200500）=0.42%，此值大于0.45/=0.451.43/300=0.21%，滿足最小配筋率。4.3.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：=-=465-80=38

14、5mm，因/b=385/200=1.9254，截面按下式驗算：0.25b=0.25114.3200465=332.48n=87.32n，截面滿足要求。驗算是否需要按計算配置箍筋0.7b=0.71.43200465=93.093n=87.32n構(gòu)造配筋，選用6160=0.17% =0.24=0.24=0.16%采用6雙支箍筋，計算支座b左側(cè)截面。調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%。現(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8160=128mm最后取箍筋間距s=130mm。為了方便施工，沿梁長度不變。驗算配筋率下限值：彎矩彎矩調(diào)幅時要求的配筋率下限為：0.3=0.314.

15、3/210=0.20%。實際配筋率=56.6/（200130）=0.22%0.20%滿足要求。5.主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(shè)計5.1荷載設(shè)計值為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載 10.676.6=70.42kn主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kn永久荷載設(shè)計值 g=70.42+12.31=82.73kn 取g=83kn可變荷載設(shè)計值 q=12.316.6=81.31kn 取q=81kn5.2計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在400mm400mm的

16、混凝土柱上，其計算跨度邊跨 =6600-200-120=6280mm因0.025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨 =6600mm主梁的計算簡圖如下，因跨度相差不超過10%，故可利用附表6-2計算內(nèi)力5.3內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖5.3.1彎矩設(shè)計值彎矩m=g+q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.244836.64+0.289816.64=134.47+155.44=289.91knm=-0.267836.64-0.311816.64=-147.15-167.27=-314.42knm=0.067836.

17、60+0.200816.64=36.70+107.57=144.27knm5.3.2剪力設(shè)計值剪力v=g+q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.73383+0.86681=60.84+70.15=130.99kn=-1.26783-1.31181=-105.16-106.19=-211.35kn=1.083+1.22281=83+98.98=181.98kn5.3.3彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。由附表6-2知支座b或c的彎矩值為=-0.267836.64-0.133816.64=-218.68knm在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-218.68knm的

18、連線為基線。作g=83kn，q=81kn的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（g+q）+=（83+81）6.64-=290.09knm（與前面計算的=289.91knm接近）（g+q）+=（83+81）6.64-=217.2knm在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-218.68knm，=-218.68knm的連線作為基線，作g=83kn，q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：g+=836.60-218.68=-36.08knm第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-314.42knm的連線為基線。作g=83kn，q=81kn

19、的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（83+81）6.64-=258.18knm（83+81）6.64-=153.37knm在第2跨內(nèi)：=-0.267836.64-0.089816.64=-195.02knm以支座彎矩=-314.42knm，=-195.02knm的連線為基線，作g=83kn，q=81kn的簡支梁彎矩圖，得（g+q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=88.37knm（g+q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=128.17knm第2跨有可變荷載，第1、3

20、跨沒有可變荷載=-0.267836.64-0.133816.64=-218.68knm第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=144.31knm（與前面計算的=144.27knm接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：g+=836.64-218.68=110.81knmg+=836.64-218.68=37.92knm在第1跨內(nèi)有可變荷載，在第2、3跨內(nèi)沒有可變荷載由附表6-2知支座b或c的彎矩值=-0.267836.64-0.178816.64=-242.88knm=-0.267836.64+0.044816.64=-123.48k

21、nm在第2跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-242.88knm的連線為基線，作g=83kn，q=81kn的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=282.03knm（g+q）+=（83+81）6.64-218.68=201.07knm在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-242.88knm，=-123.48knm的連線作為基線，作g=83kn，q=0的簡支梁彎矩圖，得第1個和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：g+（-）+=836.6+（-242.88+123.48）-123.48=-20.48knmg+（-）+=836.6+（-242.8

22、8+123.48）-123.48=-19.32knm彎矩包絡(luò)圖如下（a）所示。剪力包絡(luò)圖：第1跨=130.99kn；過第1個集中荷載后為130.99-83-81=-33.01kn；過第2個集中荷載后為-33.01-83-81=-197.01kn=-211.35kn；過第1個集中荷載后為-211.35+83+81=-47.35kn；過第2個集中荷載后為-47.35+83+81=116.65kn第2跨=181.98kn；過第1個集中荷載后為181.98-83=98.98kn。當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時=1.083+1.081=164kn；過第1個集中荷載后為164-83-81=0。剪力包絡(luò)圖如下（

23、b）所示主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖（a）彎矩包絡(luò)圖；（b）剪力包絡(luò)圖5.4承載力計算5.4.1正面受彎承載力跨內(nèi)按t形截面計算，因=0.130.1。翼緣計算寬度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中較小值確定取=2.2mb支座邊的彎矩設(shè)計值=-b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22knm?？v向受力鋼筋除b支座截面為2排外，其余均1排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類t形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。截 面1b2彎矩設(shè)計值（knm）289.91-314.42144.27-36.08=/（b）或=/（）=0.024=0.03=0.012=0.022=（1+）/20.9880.985

24、0.9940.989=/1590.41834.5786.7197.7選配鋼筋（）220+322彎=1768320+322彎=2081220+120彎=942.2220=628主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。5.4.2斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式驗算：0.25b=0.25114.3300580=622.05kn=211.35kn，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用8200雙肢箍筋，因此支座b截面左右不需配置彎起鋼筋。驗算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算：

25、次梁傳來集中力=70.42+81.31152kn，=650-500=150mm，附加箍筋布置范圍s=2+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200雙肢，則在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m=900/200+1=6排，次梁兩側(cè)各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2210254.50.707+6221050.3=202.3kn，滿足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%，且其間距不大于200mm?，F(xiàn)每側(cè)配置214，308/（300570）=0.18%0.1%，滿足要求主梁邊支座需設(shè)置梁

26、墊，計算從略。6.繪制施工圖次梁配筋圖7.對主梁撓度與裂縫寬度的計算7.1對主梁撓度的計算簡化將梁為簡支梁來計算，綜合其有矩形截面與t型截面的計算，故有7.1.1對支座b的配筋面積計算由已知可得=2081，按矩形截面進(jìn)行計算，=0.5由計算可求得=13.6kn/m，=8.8kn/m求和=+=13.6+8.8=75+48.5=123.5knm=+=13.6+0.58.86.64=75+24.25=99.25knm計算有關(guān)系數(shù)=0.08=0.0210.01=117.6=1.1-0.65=1.1-0.65=0.571計算=1.05n計算bb=1.05=5.82n變形驗算=9.75mm查附表5-1知，

27、=1/200=0.005=9.75/6640=0.0010.005變形滿足要求。7.1.2對第二跨中配筋面積計算由已知可得=942.2，按t型截面進(jìn)行計算求和=+=13.6+8.8=122knm=+=13.6+8.8=98knm計算有關(guān)系數(shù)=0.034=3.7710故=0.01=242=1.1-0.65=1.1-0.65=0.56計算=8.27n計算bb=8.27=4.59n變形驗算=12.06mm查附表5-1知，=1/200=0.005=12.06/6600=0.0020.005變形滿足要求。第一跨中，=1768，也滿足要求。7.2對主梁裂縫寬度計算對于受彎構(gòu)件=2.17.2.1對支座b進(jìn)行裂縫寬度