钢筋混凝土结构课程设计书.docx
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钢筋混凝土结构课程设计书
钢筋混凝土结构课程设计
屋面为不上人屋面，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2；设计时取楼面活荷载、横向及纵向的柱网尺寸为设计参数，其中：
根据该工厂的使用要求，楼面活荷为4.0kN/m2，横向柱网尺寸取为：
6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同。
1.2设计条件：
1.2.1结构类型：
砌体结构
1.2.2建筑材料：
1.2.2.1屋面做法：
（自上而下）
1：
2.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板40mm厚（重度不大于14kN/mm3）；陶粒混凝土找坡（坡度2%，最薄处20mm厚、重度不大于14kN/mm2）1：
2.5水凝砂浆找平20mm厚（重度20kN/m3）现浇钢筋混凝土板，板底抹灰15mm厚（重度17kN/m3）
1.2.2.2楼面做法：
（自上而下）10mm厚耐磨地砖（重度22kN/m3）；1：
3水泥砂浆找平20mm厚现浇钢筋混凝土楼板，板底混合砂浆抹灰20mm厚
1.2.2.3
2.楼盖的结构平面布置：
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。
主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m，lo2/lo1=6.6/2.2=3，因此按单向板设计。
按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=lo/18～lo/12=6600/18～6600/12=367～550mm。
考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。
截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=lo/15～lo/10=6600/15～6600/10=440～650mm。
截面宽度为b=300mm
楼盖板结构平面布置图
3.板的设计
3.1楼盖板的设计
已如前述，轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单向板；轴线②～⑤的板属于中间区格单向板。
3.1.1
荷载板的永久荷载标准值10mm厚耐磨地砖80mm现浇钢筋混凝土板20mm：
13水泥砂浆找平20mm板底混合砂浆抹灰
小计2.96kN/m2
板的可变标准荷载值4kN/m2
永久荷载分项系数取1.2或1.35，因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/m2，所以可变荷载分项系数应取1.4。
于是板的
荷载总计算值
①q=Ggk+Qqk=1.35×2.96+0.7×1.4×4=7.916kN/m2
②q=Ggk+Qqk=1.2×2.96+1.4×4=9.152kN/m2
由于②>①，所以取②q=9.152kN/m2，近似取q=9kN/m2
3.1.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。
按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：
边跨lo=ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025ln=2030mm，取lo=2020mm
g+q=9kN/m^
中间跨lo=ln=2200-200=2000mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示
3.1.3弯矩计算值
由表11-1可查得，板的弯矩系数am分别为：
边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。
故
M1=-MB=（g+q）l021/11=9.2×2.022/11=3.34kN·m
22
MC=-（g+q）l021/14=-9.2×2.02/14=-2.57kN·m
M3=M2=（g+q）l021/16=9.2×2.02/16=2.25kN·m这是对端区单向板而言的，对于中间区格单向板，其MC和M2应乘以0.8，
MC=0.8×-2.57=-2.06kN·m；M2=0.8×2.25=1.80kN·m
3.1.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。
板厚80mm，ho=80-20=60mm；板宽b=1000mm。
C30混凝土，a1=1.0，fc=14.3kN/m2；HPB235钢筋，fy=210N/m2。
板配筋计算的过程于下表。
楼面板的配筋计算
截面
1
B
2或3
C
弯矩设计值（kN·m）
3.34
-3.34
2.25
-2.57
as=M/（a1fcbh20）
0.065
0.065
0.044
0.050
=1-1-2as
0.067
0.067
0.045
0.051
轴线①～②、⑤～⑥
计算配筋（mm2）
As=bhoa1fc/fy
273.7
273.7
183.9
208.4
实际配筋（mm2）
Φ8@160
As=314.0
Φ8@160
As=314.0
Φ6/8@160
As=246.0
Φ6/8@160
As=246.0
轴线
②～⑤
计算配筋（mm2）
As=bhoa1fc/fy
273.7
273.7
147.1
166.7
实际配筋（mm2）
Φ8@160
As=314.0
Φ8@160
As=314.0
Φ6/8@160
As=246.0
Φ6/8@160
As=246.0
*对轴线②～⑤间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。
为了方
便，近似对钢筋面积乘以0.8.
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/210=0.306%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。
3.2屋面板的设计
3.2.1荷载板的永久荷载标准值40mm：
12.5水泥砂浆砌膨胀珍珠岩单拱隔热板0.04×14=0.56kN/m2
≥20mm陶粒混凝土找坡（0.02+0.02+0.02×19.82）×12×14=1.666kN/m220mm：
12.5水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m2
小计4.881kN/m2板的可变荷载标准值0.5kN/m2荷载总计算值
①q=γGgk+ψγQqk=1.35×4.881+0.7×1.4×0.5=7.079kN/m2
②q=γGgk+γQqk=1.2×4.881+1.4×0.5=6.557kN/m2
由于①＞②，所以取①q=7.079kN/m2，近似取q=7kN/m2
3.2.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。
按弹性计算，板
的计算跨度：
边跨lo=1.025ln1+b/2=1.025
g+q=7kN/m^
2200
2200
2120
A1
2120
B2
2200
C3
C2
B1
屋面板的计算简图
（2200-100-120）+200/2=2130mm>ln1+hb=2120mm，取lo=2120mm
n12o
中间跨lo=ln=2200mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示
3.2.3弯矩计算值
由表11-1可查得，板的弯矩系k1k2故
22
M1=0.078×6.589×2.122+0.100×0.49×2.122=2.53kN·m
M2=0.033×6.589×2.22+0.079×0.49×2.22=1.24kN·m22
M3=0.046×6.589×2.22+0.085×0.49×2.22=1.67kN·m22
MB=-0.105×6.589×2.122-0.119×0.49×2.122=-3.39kN·m22
MC=-0.079×6.589×2.22-0.111×0.49×2.22=-2.78kN·m
3.2.4正截面受弯承载力计算
环境类别为二级a类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=20mm。
板厚80mm，ho=80-25=55mm；板宽b=1000mm。
C30混凝土，a1=1.0，fc=14.3N/mm2；HPB235钢筋，fy=210N/mm2。
板配筋计算的过程于下表。
屋面板的配筋计算
截面
1
B
2
C
3
弯矩设计值（kN·m）
2.53
-3.39
1.24
-2.78
1.67
2
as=M/（a1fcbh02）
0.058
0.078
0.029
0.064
0.039
=1-1-2as
0.060
0.081
0.029
0.066
0.040
轴线
①～⑥
计算配筋（mm2）As=bhoa1fc/fy
224.7
303.4
108.6
247.2
149.8
实际配筋（mm2）
Φ6/8@160
As=246.0
Φ8@160
As=314.0
Φ6/8@160
As=246.0
Φ8@160
As=314.0
Φ6/8@160
As=246.0
计算结果表明，支座截面的均小于0.35；As/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/210=0.306%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。
4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。
根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。
4.1荷载
永久荷载设计值
板传来永久荷载
3.522×2.2=7.81kN/m
次梁自重
0.2
×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m
次梁粉刷
0.02
×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m
小计
可变荷载设计值荷载总设计值
4.1.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为
g=10.67kN/m
q=5.6×2.2=12.32kN/m
g+q=22.99kN/m
240mm。
主梁截面为300mm×650mm。
计算跨度：
边跨lo=ln+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025ln=6488mm，取
lo=6450mm
A
1
B
2
C
3
C
2
B
1
6450
6300
6300
6300
6450
g+q=22.99kN/m
A
次梁计算简图
中间跨lo=ln=6600-300=6300mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。
次梁计算简图如图所示。
4.2内力计算由表11-1、表11-3可分表查得弯矩系数和剪力系数。
弯矩设计值：
M1=-MB=（g+q）l02/11=22.99×6.452/11=86.95kN·m
MC=-（g+q）l02/14=-22.99×6.32/14=-65.18kN·m
M2=（g+q）l02/16=22.99×6.32/16=57.03kN·m剪力设计值：
VA=0.45（g+q）ln1=0.45×22.99×6.33=65.49kN
VBl=0.60（g+q）ln1=0.60×22.99×6.33=87.32kN
VBr=VC=0.55（g+q）ln2=0.55×22.99×6.3=79.66kN
4.3承载力计算
4.3.1正截面受弯承载力
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度去b'f=l/3=6600/3=2200mm；又b'f=b+sn=200+2000=2200。
故取b'f=2200mm。
除B截面纵向钢筋排两排布置外。
其余截面均布置一排。
环境类别为一级，C30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋ho=500-35=465mm二排纵向钢筋ho=5000-60=440mm。
C30混凝土，a1=1.0，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2；纵向钢筋采用HRB335钢，fy=300N/mm2，箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/mm2。
正截面承载力计算过程列于下表。
经判别跨内截面均属于第一类T形截面。
次梁正截面受弯承载力计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
86.95
-86.95
57.03
-65.18
as=M/（a1fcbh20）或
'2
as=M/（a1fcb'fh20）
6
86.95106
6
86.95106
6
57.03106
6
65.18106
114.322004652
=0.013
2
114.32004402=0.157
2
114.322004652=0.008
114.32004652
=0.105
=1-1-2as
0.013
0.172〈0.35
0.008
0.111
As=bhoa1fc/fy或As=b'fhoa1fc/fy
633.9
721.5
390.1
492.1
选配钢筋（mm2）
218+114弯As=622.9
220+112弯As=741.1
214+112弯
As=421.1
216+112弯As=515.1
计算结果表明，支座截面的均小于0.35；As/bh=421.1/（200×500）=0.42%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/300=0.21%，满足最小配筋率。
4.3.2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：
截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。
验算截面尺寸：
hw=ho-h'f=465-80=385mm，因hw/b=385/200=1.925<4，截面按下式验算：
0.25βcfcbho=0.25×1×14.3×200×465=332.48×103N>Vmax=87.32×103N，截面满足要求。
验算是否需要按计算配置箍筋
0.7ftbho=0.7×1.43×200×465=93.093×103N>Vc=87.32×103N构造配
筋，选用Φ6@160
采用Φ6双支箍筋，计算支座B左侧截面。
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%或箍筋间
距减小20%。
现调整箍筋间距s=0.8×160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。
为了方便施工，沿梁长度不变。
验算配筋率下限值：
弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为：
0.3ftfyv=0.3×14.3/210=0.20%实际配筋率sv=nAsv1bs=56.6/（200×130）=0.22%>0.20%满足要求。
5.主梁设计主梁按弹性方法设计
5.1荷载设计值
为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来的永久荷载10.67×6.6=70.42kN
主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）]×1.2=12.31kN
永久荷载设计值G=70.42+12.31=82.73kN取G=83kN
可变荷载设计值Q=12.31×6.6=81.31kN取Q=81kN
5.2计算简图
主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度
边跨ln=6600-200-120=6280mm因0.025ln=157mm取l0=1.025ln+b/2=1.025×6280+400/2=6637mm近似取l0=6640mm
中跨l0=6600mm
主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力
GGGGGG
A1B2C3D664066006640
主梁的计算简图
5.3内力设计值及包络图
5.3.1弯矩设计值
弯矩M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2由附表6-2相应栏内查得
M1,max=0.244×83×6.64+0.289×81×6.64=134.47+155.44=289.91kN·m
MB,max=-0.267×83×6.64-0.311×81×6.64=-147.15-167.27=-314.42kN·m
M2,max=0.067×83×6.60+0.200×81×6.64=36.70+107.57=144.27kN·m
5.3.2剪力设计值
剪力V=k3G+k4Q式中系数k3、k4由附表6-2相应栏内查得
VA,max=0.733×83+0.866×81=60.84+70.15=130.99kN
VBl,max=-1.267×83-1.311×81=-105.16-106.19=-211.35kN
VBr,max=1.0×83+1.222×81=83+98.98=181.98kN
5.3.3弯矩、剪力包络图
弯矩包络图：
1第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。
由附表6-2知支座B或C的弯矩值为
MB=MC=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·m在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-218.68kN·m的连线为基线。
作G=83kN，Q=81kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：
1（G+Q）l0+MB=1（83+81）×6.64-218.68=290.09kN·m（与前面计算
30333
的M1,max=289.91kN·m接近）
1（G+Q）l0+2MB=（83+81）×6.64-218.68=217.2kN·m
30333
在第2跨内以支座弯矩MB=-218.68kN·m，MC=-218.68kN·m的连线作为基线，作G=83kN，Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：
11
1Gl0+MB=1×83×6.60-218.68=-36.08kN·m33
2第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载
第1跨内：
在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-314.42kN·m的连线为基线。
作G=83kN，Q=81kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：
1314.42
1（83+81）×6.64-314.42=258.18kN·m33
12314.42（83+81）×6.64-=153.37kN·m
33
在第2跨内：
MC=-0.267×83×6.64-0.089×81×6.64=-195.02kN·m以支座弯矩MB=-314.42kN·m，MC=-195.02kN·m的连线为基线，作G=83kN，Q=81kN的简支梁弯矩图，得
1212（G+Q）l0+MC+（MB-MC）=（83+81）×6.64-195.02+
30C3BC33（-314.42+195.02）=88.37kN·m
1111（G+Q）l0+MC+（MB-MC）=（83+81）×6.64-195.02+
30C3BC33（-314.42+195.02）=128.17kN·m
3第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
MB=MC=-0.267×83×6.64-0.133×81×6.64=-218.68kN·m
第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：
11
（G+Q）l0+MB=（83+81）×6.64-218.68=144.31kN·m（与前面计算的30B3
M2,max=144.27kN·m接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：
1111
1Gl0+MB=×83×6.64-×218.68=110.81kN·m
303B33
1212
（G+Q）l0+MB=×（83+81）×6.64-×218.68=201.07kN·m303B33在第2跨内以支座弯矩MB=-242.88kN·m，Mc=-123.48kN·m的连线作为
5.4承载力计算
5.4.1正面受弯承载力
跨内按T形截面计算，因b'fh0=80615=0.13>0.1。
翼缘计算宽度按
l3=6.6/3=2.2mm和b+sn=6m中较小值确定取b'f=2.2m
B支座边的弯矩设计值MB=MB,max-V0b/2=-314.42-164×0.4/2=-347.22kN·m。
纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均1排。
跨内截面经判别都属于第一类T形截面。
正截面受弯承载力的计算过程列于下表。
截面
1
B
2
弯矩设计值（kN·m）
289.91
-314.42
144.27
-36.08
as=M/（a1fcbh20）或
'2
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