《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磚砌承重。采用單向板肋梁樓蓋。樓面做法：20mm厚水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mm厚石灰砂漿抹 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/m 3 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7.5kN/m 3，分項系數(shù)k 1.3。材料選用：混凝土采用 C30( fc=14.3N/mm2， ft=1.43N/mm 2)；鋼筋 主梁、次梁采用HRB335級(fy =300kN/m 2)鋼

2、筋，其它均 用 HPB300級(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。根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h 80mm -190047.5mm4040次梁截面高度應(yīng)滿足h丄：4800: 4800 266: 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0.02m 20kN/m30.4kN

3、/m2320.08m 25kN / m 2.0kN /m320.015m 17kN /m 0.255kN /mgk 2.655kN / m22 qk 7.5kN / m2g 1.2 2.6553.186kN /m2q 1.3 7.59.75kN /m2g q 12.936kN/m2邊跨I。Inh 1.920.12 竺 008 1.72m2 2In1.90.12O'20聖 1.74m22單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1板的設(shè)計板的計算按塑性分析法計算內(nèi)力荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm水泥砂漿面層80mm鋼筋混凝土板15mm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)計值合計內(nèi)力計算次梁的截面200mm

4、400mm，板在墻上的支撐長度為120mm，則板的計算跨度為:I01.72m中間跨I。1.9 0.21.7m跨度差(1.721.7)/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10lo 1.72mlo 1.72ml01.7ml01.7m2Mm(g q)l。3.48-3.482.342.67截面承載力計算b 1000mm, h 80mm, h0 80 20 60m

5、m。C30 混凝土，fc =14.3 N/mm2。HPB300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)中間支座內(nèi)2M( kN/m )3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.14Ms1 f cbh。20.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0411 J1 2 $0.06

6、90.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042A1fcb h。氏f1 y219219146172219219118134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%,45ft / fy)max 45ft/fy 45 1.43/270 100% 0.238%所以，As,minminbh 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)

7、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 k g 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;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) 1.7202kN /m 2.32kN /m2MBk (0.105 6.405 0.119 3) 1.720 kN /m 3.05kN / m

8、M2k (0.033 6.405 0.079 3) 1.72kN/m 1.30kN/mMCk (0.079 6.405 0.111 3) 1.72 kN /m 2.42kN /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=15mm<20mm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板的裂縫寬度驗算截面1B2C3Mk2.32-3.051.30-2.421.59A

9、 / mm22282281491491492sq Mk /0.87h0A,(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)(mm)te129.44129.44106.56106.56106.56Wmaxcr l cr sq / Es(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01，取 te=0.01。板的

10、撓度驗算截面的短期剛度由下式確定:BsEsAsho1.150.26 E '1 3.5 f式中，E Es/ Ec 210 103/34'107，矩形截面f 0，各截面的短周期剛度如下表所示。截面1B2C3A5 / mm22192191461461460.4560.6100.3340.6890.474As/bh°0.00370.00370.00240.00240.0024Bs/10 Ngmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可見，Bb與Bi很接近，滿足0.5Bi< Bb <2 Bi,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范可取整跨剛度Bi為計算撓度，這樣的簡

11、化使撓度計算大為方便。MkMq(1)M?Bs長期剛度按下式確定1.882 10118.64 1010Ngmm2.725 2 12.32其中，Mg(0.078gk 0.1qJ2(0.078 7.965 0.1 3) 1.7222.725kNgmgk1gk 2( qqk)12.655 評8 7.5)7.965kN /mqk11qqk 0.8 7.5 3kN / m22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 0.973 10 2，于是撓度:24240.644 10 gkl0.973 1

12、0 qklBb0.644 10 2 2.655 172048.64 10100.973 10 2 7.5 172048.64 1010=8.45mm<l2008.6mm合計g q 26.67kN/m22.2次梁的設(shè)計2.2.1次梁計算次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算荷載恒荷載設(shè)計值由板傳來 1.9m 3.186kN/m36.05kN / m2次梁自重1.20.2m (0.4m 0.08m) 25kN /m31.92kN/m2梁側(cè)抹灰1.20.015m (0.4m 0.08m) 17kN /m3 20.20kN / m2g 8.17kN/m2活荷載設(shè)計值由板傳來q 1.9m 9.75kN/

13、m318.5kN /m2內(nèi)力計算計算跨度邊跨In4.8m 0.12m0.254.555m4.555m0.24m4.675m1.025ln4.669m4.675m 取 l0=4 675中間跨 I。In 4.8m 0.25m4.55m跨度差(4.6754.55)/4.552.7%10%，說明可按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。計算簡圖如圖2-2所示。i1j1一iz J_1(_:丄L /-G75/* 55：.> r i c/ X1-二n# 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2-5o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)11

14、11m11111614計算跨度Iol04.675mI04.675ml04.55ml04.55mmm(g q)io53.00-53.0034.5139.44表2-5連續(xù)次梁剪力計算截面AB (左)B (右)C中間支座邊支座離端第一支座離端第一支座剪力計算系數(shù)v0.450.60.550.55凈跨度lnl°=4.675l°=4.675l°=4.55l°=4.552Vv(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，翼緣寬度取bf1l = 1 4800=1600mm,又 b sn

15、200 1700331900mm，故取 bf1600mm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ho =365mm。判別T型截面類型:I''hfifcbfhfg 孑1.0 14.3 151780 (365 80)564.02 kN gm 53.00kNgm2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(kN gm)53.0053.0034.51-39.44MS1 fcbh00.1600.1600.0910.

16、1041棗2 s0.1750.1750.0960.110選配鋼筋A(yù)1 fcb h°A5fly564.21044334.0383實際配筋5 1 123 1 223 1 124丨12As =565As=1140As =339As =452計算結(jié)果表明均小于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

17、 80 265mm, hw / b 265/ 200 1.2 4，截面尺寸按下式驗算:0.25 c fcbh0 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:I.OfyvAvho1.0 270 100.48 365s5725.70mmVcs 0.7ftbh0 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20%。先調(diào)幅整箍筋間距，s 0.8 5725.7 4580.

18、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 ，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

19、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/0.87h0A5(N/mm )245.32308.45227.96324.94266.14teAs / Ate0.01410.01410.01000.01010.01001.10.65 ftk / te sq0.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212deqlcr(1.9cs 0.08) (mm)te115.59115.59143.5142.54143.5Wmaxcr l cr

20、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 /m2MBk(0.105 10.37 0.119 10.67) 4.675 kN / m 51.55kN /mM2k(0.03310.370.079 10.67)4.5502kN/m24.54kN / mMck (0.079 10.37 0.111 10.67) 4.5502kN /m41.48kN/mM3k(0.04610.370.085 10.67)4.5502kN/m28.65kN / m次

21、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:Bs1.15EsAh06!0.2其中,As/bh。Es/Ec2.0 105 56536522r Ngmm 1.145 6 7.14 8.3 10-3& c 廠 1.15 0.772+0.2+1 3.5 f1 3.5 1.6753565/(200 365)8.3 10；542.0 102.8 107.14 ；(bf b)hfbh。(1600 200) 80200 3651.647。1013Ngmm2長期剛度:MkBMq(1) MkBs41.00131321.145 109.267 10 Ngmm35.12(2 1) 41.00其中

22、，Mg(0.0789.654 0.1 8.538) 4.675235.12kNgm9k 9k丄(qqk)6.808 1 0.8 14.23449.654kN /mqQk3 0.8 14.238.538kN / m4撓度系數(shù)與板相同，撓度:24240.644 10 gkl0.973 10 qkl2420.644 106.808 46750.973 10129.267 10129.267 10414.23 4675l=9.737mm<20023.375mm2.3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

23、4.8=39.22kN主梁自重 1.2 0.25( )1.9 17 2=8.13kN梁側(cè)抹灰 1.2 0.015( )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=88.8kNG+Q=136.82 kN計算簡圖主梁端部支承在磚墻上，支承長度為370m m；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:邊跨 In 5.7 0.120.355.405mb0一350 1.025ln1.025 5.4055.715m22, abc 0.370.350l n5.4055.765

24、m2222取最小值l。5.715m中間跨：In 5.7 0.35 5.35ml0 ln b 5.35 0.355.7m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。2.3.4內(nèi)力計算及包絡(luò)圖內(nèi)力計算可采用等跨連續(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：MkjGI 0 k2 QIVkiG k?Q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 m2kMbkMei 1* iG G4 i0.2440.1550.2670.0670.0670.267TII

25、T66.9642.5473.2718.3818.3873.277 i'(70.2890.2440.1330.1330.1330.133一：卞IT146.67123.8367.4167.3167.3167.41i i0.0440.0890.1330.2000.2000.133 °1 丁I22.3245.1767.41101.23101.2367.41G Q Q0.2290.1260.3110.0960.1700.089* 1i t匚L TT丄1 m116.2263.94157.6448.5986.0545.11Q Q« Im0.089 /3 00590.0890.17

26、0.0960.311f *穴If( "T15.0629.9445.1186.0548.59157.64基+213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68本 不 利 內(nèi) 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主梁剪力值計算序號計算簡圖k兀kVbikvr1 *I 11 10.7331.2671.000丄135.2060.8448.02J* i0.8661.1340k76.

27、90100.700J 51 *:J U0.6891.3111.222a F |1j61.18116.42108.51Q L13(J T* *0.0890.0890.788JJ7.907.9069.97最不+112.1-161.5448.02利內(nèi)+96.38-177.26156.53力+27.3-68.74117.99尸 r c . T1、_ .、jm4+主梁正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣寬度為:1 1bf l057001900mm b sn 4800 mm33b 12hf 250 12 8 1210mm取 bf =1210mm,取 h0500 60440mm。判別T形截面類型：

28、1 fcbfh'f (h0 上)1.0 14.3 1210 80 (44080)2 2553.69kNgm 212.67kNgm故屬于第一類T形截面。Mb M max V0230.91 (88.8 48.02)號203.55kNgm主梁正截面承載力的計算截面1B2彎矩設(shè)計值（kN gm）213.63-203.55119.61-48.932 2s M /1fcbh°(mm)0.0640.2940.0320.063s1(1#)0.96690.82000.98370.9674AsMf y sh01673.81880.5871.6362.6選配鋼筋6 | 206 203丨202| 2

29、0實配鋼筋面積(mm2)18841884942628主梁斜截面受剪承載力的計算(1) 驗算截面尺寸hw ho hf 440 80 360mm, hw / b 360/300 1.2 4，截面尺寸按下式驗算：0.25 c fcbh00.25 1.0 14.3 250 440437.93kN Vmax 177.26kN截面尺寸滿足要求。(2) 計算所需腹筋采用 6150雙箍Vcs 0.7ftbhb 1.0fyv Asvh0 0.7 1.43 250 440 1.0 270 440 100.48/150 189.69kN sVA 112.1kN Vcs,Vbi 177.26kN Vcs,Vb 156.33kN J,可知 B 截面上的剪力與 V 剛好，現(xiàn)配兩根彎起，2 20,面積為628 mm2。驗算最小配箍率sv Asv/(bs)100.48/(250 200)2.