鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計-整體式鋼筋混凝土單向板類型結(jié)構(gòu)

1、黑龍江大學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計組員 :班級 :學(xué)院 :水利電力學(xué)院2016 年 12 月目錄鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計任務(wù)書1樓板板梁結(jié)構(gòu)計算書31. 基本資料32. 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定32.1 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置32.2 估計梁、板尺寸43. 板的計算 43.1 荷載43.2 結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖43.3 內(nèi)力計算53.4 配筋計算（正截面承載力計算）53.5 繪制施工圖64. 次梁設(shè)計 74.1 結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖74.2 荷載計算74.3 內(nèi)力計算（求最不利內(nèi)力）84.4 截面設(shè)計84.5 正截面承載力計算（計算縱向受拉鋼筋）94.6 斜截面受剪承載力計算（計算橫向抗剪鋼筋）105.

2、 主梁設(shè)計 115.1 結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖115.2 荷載計算115.3 內(nèi)力計算125.4 截面設(shè)計145.5 正截面承載力計算（計算縱向受拉鋼筋）155.6 斜截面承載力計算（計算橫向抗剪鋼筋）165.5 主梁的裂縫寬度驗算165.6 主梁的附加橫向鋼筋計算175.7 抵抗彎矩圖186. 繪制施工圖 18鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目整體式鋼筋混凝土單向板類型結(jié)構(gòu)二、基本資料某廠房樓蓋，采用現(xiàn)澆混凝土肋形結(jié)構(gòu)，樓蓋平面尺寸為19.8m ×30m，活荷載 3kN/mm2。樓蓋擱置在 370mm 的磚墻上（軸線距內(nèi)墻邊緣 120mm）。樓層構(gòu)造為 20mm厚水泥砂漿面層，

3、12mm厚石灰砂漿找平及粉 刷。采用 C20 混凝土（或根據(jù)實際情況選?。?，板的受力筋和構(gòu)造筋、梁 的構(gòu)造鋼筋及箍筋用 HRB235鋼筋，梁的縱向受力鋼筋用 HRB335鋼筋。 建 筑物的等級為 3 級，承受基本荷載組合。 試設(shè)計此樓蓋的板、 次梁、 主梁。 樓蓋所用材料重力密度（ 1）鋼筋混凝土自重 25KN/mm3（ 2）水泥砂漿重 20KN/mm3（ 3）石灰砂漿重 16KN/mm3活荷載分八組設(shè)計組別12345678活載（ kN/mm2）22.52.7533.253.53.754平面尺寸分八組設(shè)計組別12345678平面尺寸（m）18×19.822×22.523.4

4、28.830×31.245×3050.4×36×60×4840.5×48三、設(shè)計內(nèi)容及成果1、樓板板梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算書一份，內(nèi)容包括：（ 1）結(jié)構(gòu)平面布置（按軸線距離），初擬板、梁的截面尺寸；（ 2 ）板的內(nèi)力計算和截面計算；（ 3）次梁的內(nèi)力計算（要求畫出內(nèi)力包絡(luò)圖），截面設(shè)計（畫出抵抗彎 矩圖）；（ 4）主梁的內(nèi)力計算（應(yīng)畫出內(nèi)力包絡(luò)圖），截面設(shè)計及鋼筋布置（要 求畫出抵抗彎矩圖）；裂縫寬度及撓度驗算；（ 5）主梁的附加橫向鋼筋（吊筋，附加箍筋）計算。2、板梁結(jié)構(gòu)施工圖一張（用坐標紙，鉛筆圖或計算機出圖） 內(nèi)容包括：（ 1）樓蓋結(jié)

5、構(gòu)平面布置及板梁的配筋圖（參考比例1:100 1:200 ）；（ 2）主梁配筋圖（參考比例1:20 1:50 ）；（ 3）鋼筋表；（ 4 ）說明。四、設(shè)計要求： 1、設(shè)計書內(nèi)容完整，成果正確合理。一般包括設(shè)計資料，計算方法，結(jié) 構(gòu)布置， 計算簡圖， 截面設(shè)計和鋼筋布置等內(nèi)容。 計算書要求條理分明書 寫清晰。2、設(shè)計圖紙要求符合建筑結(jié)構(gòu)制圖標準圖面布置，比例，線形和字 體（仿宋體）等達到結(jié)構(gòu)施工圖要求。3、內(nèi)力包絡(luò)圖及抵抗彎矩圖要求畫在坐標之內(nèi)，標明尺寸，比例。4、要求依照規(guī)范參考有關(guān)資料獨立完成設(shè)計任務(wù)。樓板板梁結(jié)構(gòu)計算書1. 基本資料C20 混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值f c=9.6N/mm2

6、，軸心抗拉強度設(shè)計值f t =1.10N/mm 2； HRB235鋼筋抗拉強度設(shè)計值 f y=210 N/mm2， HRB335鋼筋抗 拉強度設(shè)計值 f y=300 N/mm2；恒荷載分項系數(shù)為 1.05 ，活荷載分項系數(shù)為1.2 ，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力安全系數(shù) K=1.2 ；縱向受力鋼筋為 HRB335 時梁的最小配筋率 min=0.20% ，板的縱向受力鋼筋最小配筋率min=0.15%2. 樓蓋梁格布置及截面尺寸確定2.1 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置樓蓋尺寸為( 19.8 ×30)m，采用橫墻承重方案，即主梁橫向布置，次梁縱 向布置，主梁跨度為 6600mm，主梁每跨都布置兩根次梁

7、，板的跨度為 2200mm。 板的長短跨之比為 6/2.2=2.7 <3.0 。但考慮以往工程經(jīng)驗，仍可采用考慮內(nèi)力 重分布方法的連續(xù)單向板進行設(shè)計。 如果粱下不設(shè)鋼筋砼柱， 主梁跨度 19.8 米， 截面尺寸太大，因此在設(shè)計中主粱下設(shè)置柱子，擬定尺寸( 400× 400)mm。整體現(xiàn)澆肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖 1 所示。圖12.2 估計梁、板尺寸(1) 按高跨比條件，要求連續(xù)板的厚度不小于其跨長的 1/40 ，故板厚 hL/40=2200/40 55mm，對工業(yè)建筑的樓板，要求 h80mm，所以取板厚 h=80mm。(2) 次梁截面尺寸：次梁 梁 高 h 與 跨 長 L 的

8、 比值 為 1/12 1/18 ， 故 梁 高 h=(1/18 1/12)L=(1/18 1/12) ×6000=(333.3 500)mm，取 h=500mm；梁截面寬 b 為高度 h 的 1/2 1/3 ，故截面寬 b=(l/2 l/3)h=(133.3 200)mm，取 b=200mm。(3) 主梁截面尺寸主梁 梁 高 h 與 跨 長 L 的 比值 為 1/15 1/10 ， 故 梁 高 h=(1/15 1/10)L=(1/15 1/10) ×6600=(440 660)mm，取 h=700mm；截面寬 b=(l/2 l/3)h=(200 300)mm，取 b=250

9、mm。3. 板的計算3.1 荷載在垂直于次梁的方向取 1m寬的板作為板的設(shè)計單元0.02 ×1.0 ×20 =0.4KN/m0.08 ×1.0 ×25 =2kN/m0.012×0.1×16 =0.192KN/m恒荷載標準值： 20mm厚水泥砂漿抹面80mm厚鋼筋混凝土板12mm厚鋼筋石灰粉刷活荷載標準值： 3KN/m2恒荷載設(shè)計值： g恒 =1.05×(0.4+2+0.192) =2.72KN/m 活荷載設(shè)計值： q活 =1.2 ×3=3.6 KN/m折算永久荷載： g' =g 恒+q 活/2=2.72+3

10、.6/2 =4.52KN/m 折算可變荷載： q' =q 活/2=3.6/2=1.8 KN/m3.2結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖次梁截面( 200×500)mm，次梁截面為 b=200mm，現(xiàn)澆板在墻上支撐寬度為 120mm。板為多跨連續(xù)板， 對于跨數(shù)超過五跨的等截面連續(xù)板， 其各跨受荷相同， 且跨差不超過 10%時，均按五跨等跨度連續(xù)板計算。按彈性方法計算內(nèi)力設(shè)計值 ,計算彎矩用的計算跨度 l 0取支座中心線間的距 離 l c=2.2m，即 l 0=2.2m。凈跨度 l n=2.2-0.2=2.0m 。板的結(jié)構(gòu)尺寸圖見圖 2，計算簡圖見圖 3。圖2g'+q'圖33.3

11、 內(nèi)力計算(1) 彎矩活荷載布置圖最不利內(nèi)力最大彎矩(KN·m)最小彎矩(KN·m)A 1 B 2 C 3 C 2 B 1AM1=2.58M3=1.76M2=0.32M 2=1.41M1=1.48M3=0.67MB=-3.33MC=-2.70(2) 剪力肋形結(jié)構(gòu)中的連續(xù)板可不進行受剪承載力計算， 即板的剪力由混凝土承受， 不需 設(shè)置腹筋。3.4 配筋計算 (正截面承載力計算 )板厚 80mm，截面有效高度 h0=80-35=45mm，取 1m寬的板作為板的設(shè)計單元，板的寬度 b=1000mm，C20混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 f c=9.6N/mm2，HRB235鋼筋抗拉強度

12、設(shè)計值 f y=210N/mm2。板的配筋計算表計算內(nèi)容 鋼筋計算點第1跨支座 B第2跨支座 C第3跨M(KN·m)2.583.331.412.701.76KM(KN·m)3.104.001.693.242.11s=KM/f cbh020.160.210.090.170.11=-1(1-2s)0.170.240.0940.190.12=c/ffy(%)0.781.100.430.870.552As= b0h(mm )351495193391247選配鋼筋6/8200820062006/82006/82006/8200820062006/82006/8200實配鋼筋面積As(

13、mm2)3925022823923923.5 繪制施工圖板中除配置計算鋼筋外， 還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼 筋。分布鋼筋按規(guī)定選用 620；0 板面附加鋼筋按規(guī)定選用 820，0 設(shè)置于主 梁頂部和墻邊；墻角附加鋼筋選用 8200，雙向配置于四個墻角的板面，構(gòu)造 成鋼筋網(wǎng)。板的配筋圖詳見施工圖。4. 次梁設(shè)計4.1 結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖 按彈性方法計算內(nèi)力設(shè)計值 ,計算彎矩用的計算跨度 l 0取支座中心線間的距離l c=6.0m，即 l 0=6.0m。凈跨度 l n=6.0-0.25=5.75m 。因跨度偏差小于 10%，可按等 跨連續(xù)板計算。次梁的結(jié)構(gòu)尺寸圖見圖 4，計算

14、簡圖見圖 5。60006000600060006000圖54.2 荷載計算 活荷載設(shè)計值： q = 3.6 × 2.2 =7.92KN/m折算可變荷載： Q = 7.92 ×3/4 =5.94KN/m恒荷載設(shè)計值：板傳來的恒荷載： 2.72 × 2.2=5.98 KN/m次梁自重： 1.05 ×(0.5-0.08) ×0.2 ×6×25=13.23KN/m梁側(cè)抹灰重 :1.05 ×(0.5-0.08) ×2×0.012×6×16=1.02 KN/m小計：g=20.23kN/m

15、折算永久荷載： G = 20.23+7.92/4=22.21KN/m荷載總設(shè)計值： Q+G= 5.94+ 22.21 =28.15KN/m4.3 內(nèi)力計算(求最不利內(nèi)力)剪力的計算跨度取凈跨度，即 l 0=l n。其中邊跨 l 0=5.755m，中間跨 l 0=5.750m五跨連續(xù)梁求最不利內(nèi)力活荷載布置圖最不利內(nèi)力最大彎矩(KN·m)最小彎矩(KN·m)最大剪力(KN)A 1 B 2 C 3 C 2 B 1 AM1=83.83M3=55.22M2=16.61VA=65.64M2=43.29M1=56.82M3=28.49M B=-109.40VBL=-98.65VBR=8

16、7.60M C=-86.90VCL=-80.21VCR=84.04求得的支座彎矩 Mc 為支座中心處的彎矩值，當連續(xù)梁(次梁)與支座(主梁) 整體澆筑時， 在支座范圍內(nèi)的截面高度很大， 梁在支座內(nèi)破壞的可能性較小， 故 其最危險截面應(yīng)在支座邊緣處。 因此，可取支座邊緣處的彎矩 M作為配筋計算的 依據(jù)。彎矩計算時計算跨度l 0=l c ，則支座邊緣截面的彎矩的絕對值為：M=|MC|-|V 0|b/2 ，式中 V0為支座邊緣處的剪力， b 為支承寬度?？汕蟮弥ё吘?彎矩：M B'=|M B|-|V 0|b/2=-(215.01-6 × 28.15 ×0.25 

17、5;1/2)=-88.29KN ·mM C'=|M C|-|V 0|b/2=-(166.36-6 × 28.15 ×0.25 ×1/2)=-65.79KN ·m4.4 截面設(shè)計整體式肋形結(jié)構(gòu)中， 次梁和主梁是以板為翼緣的連續(xù) T 形梁。支座截面承受負彎 矩，上側(cè)受拉，下側(cè)受壓，受壓區(qū)在梁肋內(nèi)，因此按矩形截面進行設(shè)計；跨中截 面大多承受正彎矩， 故按 T 型截面設(shè)計。 其中截面高度 h=500mm，肋寬 b=200mm， 翼緣厚度 hf '=80mm，截面有效高度 h0=h-a=500-35=465mm。判別跨中 T 型截面的類型

18、：bf'=l 0/3= 6000/3=2000mm取較小值，可得翼緣寬度 bf'=2000mm bf'=b+s n=200+2000=2200mm由于 f cbf'h f'(h 0-h f '/2)=9.6 ×2000×80×(465-80/2)=652.8KN ·m > KMmax=1.2 ×83.83=100.60KN·m ，因此屬于第一類 T 形截面。4.5 正截面承載力計算（計算縱向受拉鋼筋） 支座截面按矩形截面計算，離端第二支座 B 按布置兩排縱向鋼筋考慮，取 h0=50

19、0-60=440mm，其他中間支座按布置一排縱向鋼筋考慮， 取 h0=500-35=465mm。次梁正截面受彎承載力及配筋計算表計算內(nèi)容鋼筋計算點第1跨支座 B第2跨支座 C第3跨M(KN ·m)83.8388.2943.2965.7955.22KM(KN ·m)100.60105.9551.9578.9566.26fcbf' h02(KN ·m)4151.52-4151.52-4151.52s=KM/f cbf' h020.0242-0.0125-0.0160 =-1( 1-2s)0.0245-0.0126-0.01612As=fcbf'

20、 h0/f y(mm2)729-375-479=As/bh0(%)0.784-0.403-0.515fcbh02(KN ·m)-371.71-415.15-s=KM/f cbh02-0.285-0.190-=-1(1-2s)-0.344-0.213-=c/ffy(%)-1.100-0.682-2As= b0h(mm )-968-634-選配鋼筋4 165 164 164 164 16實配鋼筋面積2 A s(mm 2)80410058048048044.6 斜截面受剪承載力計算(計算橫向抗剪鋼筋)截面腹板高度與腹板寬度之比 hw/b=(465-80)/200=1.925 < 4，

21、為防止發(fā)生斜壓破 壞和避免在使用階段過早地出現(xiàn)斜裂縫構(gòu)件尺寸應(yīng)滿足要求：KV0.25f cbh0次梁斜截面受剪承載力及配筋計算表計算內(nèi)容鋼筋計算點A支座C支座左側(cè)C支座右側(cè)B支座左側(cè)B支座右側(cè)V(KN)65.6480.2184.0498.6587.60KV(KN)78.7796.25100.85118.38105.120.25fcbh0(KN)223.2>KV211.2>KV截面尺寸滿足抗剪要求截面尺寸滿足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)71.61<KV67.76<KV需配置箍筋需配置箍筋選配箍筋61802 A sv(mm )57配箍率 sv=A sv/bs(%)

22、0.16>svmin=0.10 滿足最小配箍率要求V c+V sv102.53>KV97.02<KV滿足不滿足，需加配彎筋幫助抗剪Asb(mm2)-100.71選配彎筋1 161 161 161 161 16實配鋼筋面積 （mm2）201.1201.1201.1201.1201.15. 主梁設(shè)計5.1 結(jié)構(gòu)尺寸與計算簡圖主梁端部支撐在帶壁柱磚墻上，擱置長度為墻厚（ 370mm）。中間支撐在 400× 400（mm）混凝土柱上，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大得多， 故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進行計算。支座中心線間的距離l c=6.6m，凈跨度

23、 l n=6.6-0.4=6.2m ，由于支座寬度 b=400mm> 0.05 l c=330mm，故 計算彎矩用的計算跨度 l 0=1.05 l n=6.51m。主梁按三跨連續(xù)梁計算。 主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計， 內(nèi)力可按三跨連續(xù)梁內(nèi)力系數(shù)表來計算。 結(jié)構(gòu)尺寸如 圖 6 所示，計算簡圖如圖 7 所示。圖66510 6510 6510圖75.2 荷載計算 為了簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。恒荷載設(shè)計值：次梁傳來的恒荷載： 20.23×6=121.40KN主梁自重： 1.05 ×(0.7-0.08) ×0.25 ×2.2 ×25= 8.

24、96KN 梁側(cè)抹灰重： 1.05 ×(0.7-0.08) ×0.012×2.2 ×16×2= 0.50KN小計 活荷載設(shè)計值：G K =130.76kNQK =7.92 ×6 =47.52KN總荷載設(shè)計值：GK+QK=130.76+47.52=178.28KN5.3 內(nèi)力計算1）支座彎矩及剪力可變荷載的最不利組合見圖 8圖8按彈性方法計算，集中荷載作用下連續(xù)梁的內(nèi)力計算式：M1Gkl02Qkl0V 1Gk 2Qk1、2、L 為計算跨度。式中 1、2、1、2 為彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)，可查表得到。 彎矩計算及主梁剪力計算結(jié)果見下表。彎矩計算

25、表 （ 單位： KN·m）項次M1MBM2a207.71-227.2857.03b89.4141.14-c-41.1461.87d70.84-96.2152.60M min（組合值）207.71-323.4957.03M max（組合值）297.11-186.13118.90剪力計算表（單位： KN）項次VAVBLVBRa95.85-165.67130.76b41.15-53.890c-6.32-6.3247.52d32.74-62.3058.07V min（組合值）128.59-227.97130.76Vmax（組合值）137.00-219.56188.83彎矩計 算時 計算跨度

26、l 0=1.05l n，則支座邊 緣截 面的 彎矩 的絕 對值為：M=|MC|-0.025|V 0|l n ，式中 V0 為支座邊緣處的剪力， l n為凈跨度?？汕蟮弥ё?緣彎矩：M B'=|M B|-0.025|V 0|l n=-（323.49-227.97 × 6.2 ×0.025）=-288.15KN ·m 2）內(nèi)力包絡(luò)圖圖 9 ：剪力包絡(luò)圖，比例 1:50 ；剪力單位 KN，尺寸單位： mm圖 10：彎矩包絡(luò)圖，比例 1:50 ；彎矩單位 KN· m ，尺寸單位： mm圖9圖 105.4 截面設(shè)計采用 C20 混凝土， fc=9.6N/

27、mm2，f t=1.1N/mm2；縱向鋼筋采用 HRB335鋼筋， f y=300N/mm2，箍筋采用 HRB235鋼筋， f y=210N/mm2 。支座截面按矩形截面進行設(shè) 計，跨中截面按 T 型截面設(shè)計。其中跨中截面高度 h=700mm，肋寬 b=250mm，翼 緣厚度 hf '=80mm，鋼筋按兩排布置，截面有效高度 h0=h-a=700-90=610mm。 判別跨中 T 型截面的類型：f'=l 0/3= 6510/3=2170mmf'=b+s n=400+6200=6600m取較小值，可得翼緣寬度bf '=2170mm由于 f cbf'h f&

28、#39;(h 0-h f '/2)=9.6 ×2170×80×(610-80/2)=949.94KN ·m >KMmax=1.2 ×=KN·m ，因此屬于第一類 T 形截面。5.5 正截面承載力計算（計算縱向受拉鋼筋）主梁正截面彎矩承載力計算計算內(nèi)容第 1 跨支座 B第2跨鋼筋計算點M(KN ·m)297.11288.15118.90KM(KN · m)356.53345.78142.68fcbf' h02(KN ·m)7751.59-7751.59s=KM/f cbf' h

29、020.046-0.0184=-1(1-2s)0.047-0.01862As=f cbf' 0h/f y(mm2)1991-787=As/bh0(%)1.30-0.52fcbh02(KN ·m)-893.04-s=KM/f cbh02-0.387-=-1(1-2s)-0.525- =c/ffy(%)-1.68-2As= b0h(mm )-2562-選配鋼筋4 22+2 182 22+4 252 18+3 12實配鋼筋面積2 A s(mm2)202927248485.6 斜截面承載力計算(計算橫向抗剪鋼筋) 截面腹板高度與腹板寬度之比 hw/b=(610-80)/250=2.12 <4，為防止發(fā)生斜壓破 壞和避免在使用階段過早地出現(xiàn)斜裂縫構(gòu)件尺寸應(yīng)滿足要求：KV0.25f cbh0主梁斜截面受剪承載力計算計算內(nèi)容鋼筋計算點A支座B支座左側(cè)B支座右側(cè)V(KN)137.00227.97188.83KV(KN)164.40273.56226.600.25fcbh0(KN)366KN >KV 截面尺寸滿足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)117.42KN<KV 需配置箍筋選配箍筋6220A sv(mm2)57配箍率0.1036> svmin=0.10sv=A sv/bs(%)滿足最小配箍率要求V c+V sv164.8