《钢筋混凝土结构课程设计》.docx

1、钢筋混凝土结构课程设计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专砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mml厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mn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/m3,水泥砂浆容重20kN/m 3，石灰砂浆容重17 kN/m 3，分项系数g 1.2。可变荷载，楼 面均分布荷载为7.5 kN/m 3，分项系数k 1.3。材料选用：混凝土采用 C30 ( fc=14.3 N/mm2， ft=1.43 N/mm 2);钢筋主梁、次梁采用HRB335( f

2、y=300kN/m2)钢筋，其它均用HPB30(M( fy=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 80mm - 1900 47.5mm40 40次梁截面高度应满足h丄：！ 4800: 4800 266: 400mm18 12 18 12取h=400mm截面宽度取为b=200mm主梁的截面高度应满足h丄： 5700 : 5700 380 570mm15 10 15 10取截面高度h=500mm截面宽度取为b=250mm图1-1 楼盖布置图2

3、单向板结构设计2.1 板的设计按塑性分析法计算内力。恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层3 20.02m 20kN / m 0.4kN /m80mnffl筋混凝土板0.08m 25kN /m3 2.0kN /m215mn厚石灰砂浆抹灰0.015m 17kN /m3 0.255kN / m2活荷载标准值2qk 7.5kN / m横荷载设计值g 1.2 2.655 3.186kN/m2活何载设计值2q 1.3 7.5 9.75kN /m合计2g q 12.936kN /m次梁的截面200mm 400mm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度为：边跨 I。 In h 1.9 0.12 02

4、008 1.72m2 2 2中间跨 Io 1.9 0.2 1.7m跨度差(1.72 1.7)/1.7 1.2oo 1Ooo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。图2-1计算简图截面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计算跨度lo连续板各截面的弯矩计算见表2-1。表2-1连续板各截面弯矩计算2.1.4截面承载力计算oHPB300钢筋，fy=270kN/m2，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）中间区板带（2-5轴线间）边跨跨内离端第二支座离端 第二 支跨 跨内、中间 跨跨

5、 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/m 2)3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.140.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134选配钢筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200实配钢筋面积228228149177228228141141满足弯矩调幅的要求;2支座截面的受压区高度

6、系数 均小于0.35，面弯矩，考虑可变荷载的最不利布置,式中gk 折算永久荷载标准值，gkgk qk/2 2.655 7.5/2 6.405kN / mqk 折算可变荷载标准值，qkqk/2 7.5/2 3.75kN/mg 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;q 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:受弯构件的受力特征系数 cr 1.9，光面钢筋的相对粘结特征系数 0.7, C30混凝土抗拉强度标准值 ftk 2.01N / mm2;保护层厚度c=15mm20m取c=20mm计算过程见表2-3，裂缝宽度均小于一类环境规

7、范规定值。表2-3板的裂缝宽度验算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474deq d / (mm)11.4311.438.578.578.57deqlcr (1.9Cs 0.08)(mm)te129.44129.44106.56106.56106.56Wmax cr l cr sq / Es(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01,取 te=0.012.1.6板的挠度验算截

8、面的短期刚度由下式确定：3 4 式中，E Es/Ec 210 10 /3 10 7，矩形截面f 0，各截面的短周期刚度如下表所示。截面1b2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，Bb与B1很接近，满足0.5B1 Bb 2 B,按混凝土结构设计规范可 取整跨刚度B1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 2 2其中，Mg (0.078gk 0.1qk)l。 (0.078 7.965 0.1 3) 1.72 2

9、.725kNgm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 gk满布，可变荷载 qk在1,3，5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是 0.644 10 2和0.973 10 2，于是挠度：2.2 次梁的设计2.2.1次梁计算活荷载设计值2.2.3内力计算计算跨度2-2所示。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2-5。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计算跨度|0表2-5连续次梁剪力计算截面A边支座B （左）离端第二支座B （右）离端第二支座C中间支座剪力计算系数0.450.60.550.55净跨

10、度lnl0 =4.675l0 =4.675l0=4.55l0 =4.5554.6774.8166.7466.74224正截面承载力计算正截面承载力计算时，支座按矩形截面计算，跨中按 T形截面计算，翼缘宽度取 bf 1l = 1 4800=1600mm，又 b sn 200 1700 1900mm，故取 bf 1600mm3 3一类环境，梁的混凝土保护层厚度要求为 25mm单排钢筋截面有效高度取h0 =365mm判别T型截面类型：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2-6。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）

11、中间支座（C）弯矩设计值（kNgm）53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110选配钢筋564.21044334.0383实际配筋5丨123 1 223 1 124丨12As=565人=1140As=339As=452计算结果表明 均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。As/（bh） 339/（200 400） 0.42% min （0.2%,45 ft / fy）max 45 ft / fy 45 1.43/300 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

12、计算和最小配筋率验算。（1）验算截面尺寸hw h0 hf 365 80 265mm, hw / b 265/ 200 1.2 4，截面尺寸按下式验算：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，Vbi 72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定 箍筋间距s：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%。先调幅整箍筋间距，s 0.8 5725.7 4580.56mm，大于箍筋最大间距 200mm ,最后取 s=200mm。(3 )验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为 0.3ft/fyv 0.3 1.43/270 1.58 10 3，实际配

13、箍率3sv Asv/(bs) 100.48/(200 250) 2.50 10 ，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gk 6.808 14.23/4 10.37kN /m ；折算可变荷载qk 14.23 3 10.67kN /m。变形钢筋的相对粘度特征系数 1.0，混凝土的保护层厚度4c=25mm。荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数 cr 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1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227

14、.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212deqlcr (1.9cs 0.08 )(mm)te115.59115.59143.5142.54143.5Wmax cr 1 cr sq / Es(mm)0.2080.2640.1950.2760.221由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩:2.2.7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:其中，As/bh。565/(200 365) 8.3 10 ；EEs/ Ec 2.0 105 2.8 1

15、04 7.14 ；长期刚度：35.12kN gm其中， M 1q (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 挠度系数与板相同，挠度：2.3 主梁的设计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 8.17 4.8=39.22 kN主梁自重 1.2 0.25 ( 0.65-0.08) 1.9 17 2=8.13 kN梁侧抹灰 1.2 0.015 ( 0.65-0.08) 1.9 17 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷载设计值：由次梁传来 Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82 kN2.3

16、.3计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度为 370m m；中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面为350mm 350mm ;墙、柱为主梁的铰支座，主梁连续梁计算。U U L.J1x pn 严 1 7r J产 3700?r 7/,一 * * 10 F 一A I T 1! 5715 丄 570。 丄 5715 丄图2-3计算数计算跨度：0 35边跨 In 5.7 0.12 5.405m2取最小值 I。 5.715m中间跨：ln 5.7 0.35 5.35m跨度差 (5.715-5.7)/5.7=0.26%0.24 ft/fyv 0.24 1.43/ 270 1.27 10 3，满足要求。2.3.7主梁

17、裂缝宽度验算受弯构件的受力特征系数 cr 1.9，变形钢筋的相对粘结特征系数 1.0，C30混凝土抗拉强度标准值ftk 2.01 N / mm2 ;保护层厚度c=25mm。主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表 2-10，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：表2-10 主梁各截面的裂缝宽度验算过程截面1B2178.6-204.0193.12-36.4618841884942628247.6282.9244.35143.50.03010.03010.01510.01000.92470.9470.74590.1895deq d / (mm)20202020deqlcr (1.9c 0.08)(mm)te100.8100.8153.46207.5Wmax cr l cr sq / Es(mm)0.2190.2560.1800.0542.3.8主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：其中， 人/bh。1884/(250 440) 0.0173 ;5 4E Es/ Ec 2.0 10 2.8 10 7.14 ；(bf b)h； (1220 300) 80f 0.9556。bh。 175 440其中，M1k 55.8 0.8 112.8 146.04kNgm挠度系数与板相同，挠度：