《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》

1、1基本情況本設(shè)計XXXXXXXXX進行設(shè)計計算。重慶三元玩具廠房采用鋼筋混凝土內(nèi)框架 承重，外墻為370mm專砌承重。采用單向板肋梁樓蓋。樓面做法：20mn厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mmB石灰砂漿抹灰。荷載：永久荷載，包過梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重 25kN/m3, 水泥砂漿容重20kN/m 3，石灰砂漿容重17kN/m 3，分項系數(shù)g 1.2?？勺兒奢d, 樓面均分布荷載為7.5 kN/m 3，分項系數(shù)k 1.3。材料選用：混凝土采用 C30 ( fc=14.3 N/mm2， ft =1.43 N/mm 2);鋼筋主梁、次梁采用HRB33( fy =300kN/m 2)

2、鋼筋，其它均用HPB30(M( fy=270kN/m3)鋼筋。主梁沿房屋的橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是 4.8m。梁每跨內(nèi)布置兩根次梁。其間距是 1.9m。樓蓋的布置如圖1-1。l 1900根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h 80mm 47.5mm4040次梁截面高度應(yīng)滿足h丄：4800 :蘭00266: 400mm18 12 18 12取h=400mm截面寬度取為b=200mm主梁的截面高度應(yīng)滿足h丄：5700 : 5700380 570mm15101510取截面高度h=500mm截面寬度取為b=250mm圖1-1樓蓋布置圖2單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1板的設(shè)計2.1.1板的計算

3、按塑性分析法計算內(nèi)力2.1.2荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mn水泥砂漿面層80mn鋼岡筋混凝土板15mn厚石灰砂漿抹灰活荷載標(biāo)準(zhǔn)值橫荷載設(shè)計值活荷載設(shè)計值合計2.1.3內(nèi)力計算0.02m 20kN/m30.4kN / m2320.08m 25kN /m 2.0kN /m320.015m 17kN/m30.255kN / m2gk 2.655kN / m22qk 7.5kN / mg 1.2 2.6553.186kN/m2q 1.3 7.59.75kN/m2g q 12.936kN/m2為:次梁的截面200mm400mm,板在墻上的支撐長度為120mm，則板的計算跨度邊跨I。Inh1.920.2 0.

4、080.121.72m2 2In1.90.12I01.72m中間跨101.9 0.21.7m跨度差(1.72 1.7) /1.71.2 00 10 00說明可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力。取1m寬板作為計算單元，計算簡圖如圖2-1所示I-2g q 12.936kN/m* 彳iii*匯、L；/-人 /L 3 LIOC ) 170=L_；1700 i圖2-1計算簡圖連續(xù)板各截面的彎矩計算見表2-1。表2-1連續(xù)板各截面彎矩計算截面1邊跨跨內(nèi)B離端第一支座2中間跨跨內(nèi)C中間支座彎矩計算系數(shù)1111m11111614計算跨度l0Io 1.72mlo 1.72ml01.7ml01.7m2Mm(g q)l。3.4

5、8-3.482.342.67截面承載力計算b 1000mm, h 80mm, h0 80 20 60mm。C30 混凝土，fc =14.3 N/mm2。HPB30C鋼筋，fy=270kN/m2，連續(xù)板各截面的配筋計算見表 2-2。表2-2連續(xù)板各截面配筋計算截面位置邊區(qū)板帶（1-2, 5-6軸線間）中間區(qū)板帶（2-5軸線間）邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端 第二 支跨 跨內(nèi)、中間 跨跨 內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座2M ( kN/m )3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.14Ms21 fcbh

6、00.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0411 J 2 s0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042a1fcb h。Asfy219219146172219219118134選配鋼筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200實配鋼筋面積228228149177228228141141支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)均小于0.35，滿足彎矩調(diào)幅的要求;min (0.2%, 45 ft / fy)max 45 ft / fy 45 1.43/270 100% 0.238%所以，AS,minmin

7、bh 0.238% 1000 80 190.4mm2板的裂縫驗算裂縫寬度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合。按彈性方法計算截 面彎矩，考慮可變荷載的最不利布置，有M kg 9kl0qqkl0式中g(shù)k 折算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，9k 9k Qk/2 2.655 7.5/2 6.405kN/mqk 折算可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，qk qk/2 7.5/2 3.75kN / m五跨連續(xù)板滿布荷載下相應(yīng)截面的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的;q 五跨連續(xù)板最不利荷載布置下相應(yīng)的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的由荷載標(biāo)準(zhǔn)組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：2Mk (0.078 6.405 0.1 3) 1.720 kN /m 2.32

8、kN /mMBk(0.1056.4050.1193)1.7202kN/m 3.05kN / m2M2k (0.033 6.405 0.079 3) 1.7 kN / m 1.30kN /mMCk(0.0796.4050.1113)1.72 kN /m2.42kN /mM3k (0.046 6.405 0.085 3) 1.72kN /m 1.59kN /m受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)cr 1.9，光面鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)0.7, C30混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk 2.01N / mm2;保護層厚度c=15mm20m取c=20mm計算過程見表2-3，裂縫寬度均小于一類環(huán)境規(guī)范規(guī)定值。 表2-3板的

9、裂縫寬度驗算截面1b2C3Mk2.32-3.051.30-2.421.59典,2A / mm2282281491491492sq Mk /0.87h0As(N / mm )202.9266.8170.6317.5208.6teAs / Ate0.010.010.010.010.011.10.65 ftk / te sq0.4560.6100.3340.6890.474deq d / (mm)11.4311.438.578.578.57lcr(1.9cs 0.08-deq-) (mm)te129.44129.44106.56106.56106.56wmaxcr l cr sq / Es(mm)0

10、.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01 ,取 te=0.01。板的撓度驗算截面的短期剛度由下式確定:式中,Bs1.150.2 6 E ,1 3.5 fE Es/Ec 210 103/34107，矩形截面f0，各截面的短周期剛度如下表所示。截面1b2C3典#2As / mm2192191461461460.4560.6100.3340.6890.474As/bh0.00370.00370.00240.00240.002411Bs /10 Ngmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可見，Bb與B1很接近，滿足0.5B1 Bb 2 B1,按混凝土結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計規(guī)范可 取整跨剛度B1為計算撓度，這樣的簡化使撓度計算大為方便。長期剛度按下式確定B業(yè) Bs匹1.882 10118.64 1010NgmmMq(1) Mk 2.725 2 12.32其中，Mggkqk(0.078gk O.1qk)lo(0.078 7.965 0.1 3) 1.722 2.725kNgm gk 1( qqQ 2.655 (0.8 7.5) 7.965kN / m1 1qqk 0.8 7.5 3kN / m2 2第一跨撓度最大，對于等跨連續(xù)板可只驗算該跨撓度。永久荷載gk滿布，可變荷載qk在1，3, 5跨布置，又相應(yīng)表格查的相應(yīng)的撓度系數(shù)分別是0.644 10 2和0.97

12、3 10 2，于是撓度：2424f 0.644 10 gkl0.973 10 qkl240.644 10 2 2.655 172048.64 1010BB8.6mm0.973 10 2 7.5 17204 c ” l而=8.45mm j i c# ML “圖2-2計算簡圖連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計算分別見表2-4、表2-5表2-4連續(xù)次梁彎矩計算截面1邊跨跨中B離端第一支座2中間跨跨中C中間支座彎矩計算系數(shù)1111m11111614計算跨度丨0l04.675ml04.675ml04.55ml04.55m2Mm(g q)l。53.00-53.0034.5139.44表2-5連續(xù)次梁剪力計算截面A

13、邊支座B （左）離端第一支座B （右）離端第一支座C中間支座剪力計算系數(shù)v0.450.60.550.55凈跨度lnl0 =4.675l=4.675l=4.55l=4.552V v(g q)ln54.6774.8166.7466.74正截面承載力計算正截面承載力計算時，支座按矩形截面計算，跨中按T形截面計算，翼緣寬度卄11取 bf 丨二4800=1600mm，又 b sn 200 1700 1900mm，故取 bf 1600mm 33一類環(huán)境，梁的混凝土保護層厚度要求為25mm單排鋼筋截面有效高度取h =365mm判別T型截面類型：Ihf801fcbf hf （h0 一）1.0 14.3 151

14、7 80 （365）564.02kNgm53.00kNgm2 2各跨跨中均屬于第一類T型截面。次梁的正截面承載力過程見表2-6。表2-6次梁正截面受彎承載力計算截面邊跨跨中（1）離端第一支座（B）離端第二跨跨中（2）中間跨跨中（3）中間支座（C）彎矩設(shè)計值（kNgm）53.0053.0034.51-39.44Ms21 fcbh。0.1600.1600.0910.1041扌2 s0.1750.1750.0960.110選配鋼筋A(yù)1fcb h。f iy564.21044334.0383實際配筋5 1 123 1 223 1 124 12As =565As=1140As=339As=452計算結(jié)果表

15、明均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的條件。As/（bh） 339/（200 400） 0.42% min （0.2%,45ft / fy）max 45 ft / fy 45 1.43/300 0.22%，滿足最小配筋率的要求。斜截面受剪承載力計算計算內(nèi)容包括：截面尺寸復(fù)核、腹筋計算和最小配筋率驗算。（1）驗算截面尺寸hw h0 hf 365 80 265mm, hw /b 265/ 200 1.2 4，截面尺寸按下式驗算：0.25 cfcbh0 0.25 1.0 14.3 250 365 362.20kN Vmax 74.81kN截面尺寸滿足要求。（2）計算所需腹筋采用 6雙箍，計算支座B左

16、側(cè)截面，Vbi72.89kN。由斜截面受剪承載力計算公式確定箍筋間距s:1.0fyvAvh0 sVcs 0.7ftbh。5725.70mm1.0 270 100.48 36520%。先調(diào)幅整箍筋間距,74810 0.7 1.43 200 365調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加s 0.8 5725.7 4580.56mm，大于箍筋最大間距 200mm,最后取 s=200mm。(3 )驗算最小配箍率彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為0.3 ft/fyv 0.3 1.43/270 1.58 10 3，實際配箍率3sv Asv/(bs)100.48/(200250)2.50 10 ，

17、滿足最小配箍率的要求。次梁的裂縫寬度驗算次梁的折算永久荷載gk 6.80814.23/410.37kN /m ；折算可變荷載3qk 14.2310.67kN / m。變形鋼筋的相對粘度特征系數(shù)1.0，混凝土的保護層厚度4c=25mm。荷載標(biāo)準(zhǔn)值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)cr 1.9，裂縫寬度的計算過程見表2-7，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表2-7次梁的裂縫寬度驗算截面1B2C3Mk41.00-51.5524.54-41.4828.65A / mm25655653394023392sq Mk/0.87hAs(N/mm )245.32308.45227.96324.94266.14teAs / A

18、te0.01410.01410.01000.01010.01001.10.65 ftk / te sq0.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212deqlcr(1.9Cs 0.08$)(mm)te115.59115.59143.5142.54143.5wmaxcr cr sq / Es(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷載標(biāo)準(zhǔn)組合產(chǎn)生的跨中和支座彎矩：Mk (0.078 10.37 0.1 10.67) 4.6752kN/m 41.00kN/mMBk(0.10510.370.119 10.67)4.6752kN/m51

19、.55kN /mM2k (0.033 10.37 0.079 10.67) 4.5502kN /m 24.54kN / mMCk(0.07910.370.111 10.67)4.5502kN /m41.48kN /m2M3k (0.046 10.37 0.085 10.67) 4.550 kN / m 28.65kN / m次梁的撓度驗算按等剛度跨度連續(xù)梁計算邊跨跨中撓度。短期剛度:Bs1.15EAh0.26 E 1 3.5 f2.0 105 565 36521.15 0.772+0.2+6 7.14 8.3 10-3N gmm21.1451013Ngmm2其中,As/bh0565/(200

20、365)8.3 101 3.5 1.675EEs/Ec 2.0 1 0 5 2.8 1 04 7.14 ；(b； b)hfbh(160 20)80 1 647。200 365長期剛度:MkMq(1)1.145 10139.267 1013Ngmm235.12(21) 41.00其中，Mg (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.67535.12kNgm9k 9k( qQk)6.8084丄 0.8 14.2349.654kN /m3 3QkqQk0.8 14.23 8.538kN / m4 4撓度系數(shù)與板相同，撓度:0.644 10 2gkl40.973 10 2qkl4BB240.

21、644 106.808 46759.267 1012240.973 1014.23 46759.267 1012=9.737mml23.375mm2.3 主梁的設(shè)計231主梁計算主梁按彈性理論設(shè)計。荷載為簡化計算，將主梁自重及梁側(cè)抹灰重量等效為集中荷載。荷載設(shè)計值：由次梁傳來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梁側(cè)抹灰 1.2 0.015( 0.65-0.08)1.9 17 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷載設(shè)計值：由次梁傳來 Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82 kN計算簡圖主梁端部支

22、承在磚墻上，支承長度為370mm ;中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面為350mm350mm ； 墻、柱為主梁的鉸支座，主梁連續(xù)梁計算圖2-3計算數(shù)計算跨度：0 35邊跨 In 5.7 0.12 5.405m2b0.35l01.025ln 1.025 5.4055.715m2 2, ab-0.370.35一l0 I n5.4055.765m0 n 222 2取最小值lo5.715m中間跨：ln5.70.355.35ml0 ln b5.350.355.7m跨度差 (5.715-5.7) /5.7=0.26%10%，則可以按等跨連續(xù)梁計算。主梁的計算簡圖見圖 2-3。內(nèi)力計算及包絡(luò)圖內(nèi)力計算可采用等

23、跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行計算，跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下式計算：MkGlo k?QIV kiG k2Q不同截面下的彎矩及剪力的計算見表2-8、表2-9。表2-8主梁彎矩計算項次荷載簡圖kM1kMakMbk m2kMbkMcG GC C QII4 ii I0.2440.1550.2670.0670.0670.267l111t-r66.9642.5473.2718.3818.3873.277 i歸0.2890.2440.1330.1330.1330.133nr-r67.31146.67123.8367.4167.3167.41+ *0.0440.0890.1330.2000.2000.133.

24、1fl1=節(jié)-122.3245.1767.41101.23101.2367.41Q QQ Qi If I0.2290.1260.3110.0960.1700.089.ii3i=TT116.2263.94157.6448.5986.0545.11Lri uQi 0丄疋 丄 g 丄0.089 /3 0.0590.08945.110.1786.050.09648.590.31115.0629.94157.64基+213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68本+44.64-2.63-140.68119.61119.61-140.68不+183.18106.48-230.9166.97104.43-118.38利+51.912.6-118.38104.4366.97-230.91內(nèi)力表2-9主梁剪力值計算序號計算簡圖k忑kVBlkVBr0.7331.2671.0001i i1z*.L135.2060.8448.02QaQ Q0.8661.1340J*A i1 1 1176.90100.700Q30.24 ft / fyv 0.24 1.43/ 270 1.27 10，滿足要求。主梁裂縫寬度驗算受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)cr 1.9，變形鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)1.0，C30混凝土2抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.01N /mm ；保護層厚