《钢筋混凝土结构课程设计》学习资料.pdf
钢筋混凝土结构课程设计精品文档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 砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。楼面做法：20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm 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/m3，石灰砂浆容重 17kN/m3，分项系数G1.2。可变荷载，楼面均分布荷载为 7.5kN/m3，分项系数K1.3。材料选用：混凝土采用 C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）；钢筋 主梁、次梁采用 HRB335 级（fy=300kN/m2）钢筋，其它均用 HPB300 级（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。楼盖的布置如图如图 1-11-1。l1900根据构造要求，板厚取h 80mm 47.5mm4040ll48004800次梁截面高度应满足h:266:400mm18121812取 h=400mm，截面宽度取为 b=200mm。ll57005700主梁的截面高度应满足h:380 570mm15101510取截面高度 h=500mm，截面宽度取为 b=250mm。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图图 1-11-1楼盖布置图楼盖布置图收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2单向板结构设计2.1板的设计2.1.12.1.1 板的计算板的计算按塑性分析法计算内力。2.1.22.1.2 荷载荷载恒荷载标准值：20mm 水泥砂浆面层80mm 钢筋混凝土板15mm 厚石灰砂浆抹灰0.02m20kN/m3 0.4kN/m20.08m25kN/m3 2.0kN/m20.015m17kN/m3 0.255kN/m2gk 2.655kN/m2活荷载标准值横荷载设计值活荷载设计值qk 7.5kN/m2g 1.22.655 3.186kN/m2q 1.37.5 9.75kN/m2合计g q 12.936kN/m22.1.32.1.3 内力计算内力计算次梁的截面200mm400mm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度为：边跨l0 lnlnh0.20.081.90.121.72m222a0.20.121.90.121.74m222l01.72m中间跨l01.90.2 1.7m跨度差(1.721.7)/1.7 1.2001000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。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档kN/m2g q 12.936图图 2-12-1计算简图计算简图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截面弯矩计算系数1边跨跨内111l01.72mB离端第二支座1112中间跨跨内116l01.7mC中间支座114m计算跨度l02M m(g q)l0l01.72ml01.7m3.48-3.482.342.672.1.42.1.4 截面承载力计算截面承载力计算b 1000mm,h 80mm,h08020 60mm。C30 混凝土，fc=14.3N/mm2。HPB300 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边区板带（1-2，5-6 轴线间）截面位置边跨跨内离端第二支座离端第二支跨跨内、中间支座中间区板带（2-5 轴线间）离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座边跨跨内收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档中间跨跨内M（kN/m2）3.48-3.482.34-2.670.0670.0692190.0450.0461460.0520.0541723.48-3.480.82.34=1.870.0360.0370.8(-2.67)=-2.140.0410.042s0.06M1fcbh02790.0670.0690.0670.0691 12s0.061fcbh0fy219As2192191181346/86/8选配钢筋170实配钢筋面积228228170619014961601776/81706/817062006200228228141141支座截面的受压区高度系数均小于 0.35，满足弯矩调幅的要求；min(0.2%,45 ft/fy)max 45 ft/fy 451.43/270100%0.238%所以，As,minminbh 0.238%100080190.4mm22.1.52.1.5 板的裂缝验算板的裂缝验算裂缝宽度验算属于正常使用极限状态，采用荷载的标准组合。按弹性方法计算截面弯矩，考虑可变荷载的最不利布置，有22Mkggkl0qqkl0 gk qk/2 2.6557.5/2 6.405kN/m式中gk折算永久荷载标准值，gk qk/2 7.5/2 3.75kN/mqk折算可变荷载标准值，qkg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：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档Mk(0.0786.4050.13)1.7202kN/m 2.32kN/mMBk(0.1056.4050.1193)1.7202kN/m 3.05kN/mM2k(0.0336.4050.0793)1.72kN/m 1.30kN/mMCk(0.0796.4050.1113)1.72kN/m 2.42kN/mM3k(0.0466.4050.0853)1.72kN/m 1.59kN/m受弯构件的受力特征系数cr1.9，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=15mm20mm,取 c=20mm，计算过程见表 2-3，裂缝宽度均小于一类环境规范规定值。表 2-3 板的裂缝宽度验算截面Mk12.32228202.90.010.45611.43129.440.108B-3.05228266.80.010.61011.43129.440.19121.30149170.60.010.3348.57106.560.055C-2.42149317.50.010.6898.57106.560.21031.59149208.60.010.4748.57106.560.095As/mm2sq Mk/0.87h0As(N/mm2)te As/Ate1.10.65 ftk/tesqdeq d/(mm)lcr(1.9cs0.08deqte)(mm)wmaxcrlcrsq/Es(mm)注注:te 0.01,取te=0.01。2.1.62.1.6 板的挠度验算板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：Bs6E1.150.213.5fEsAsh02式中，E Es/Ec 210103/3104 7，矩形截面f 0，各截面的短周期刚度如下表所示。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档截面12190.4560.00371.882B2190.6100.00371.56721460.3340.00241.612C1460.6890.00241.01031460.4740.00241.305As/mm2As/bh0Bs/1011N gmm由上表可见，BB与B1很接近，满足 0.5B1BB2B1,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BMk2.32Bs1.882 10118.64 1010N gmmMq(1)Mk2.725 2 12.322其中，M1q(0.078 gk0.1 qk)l0(0.078 7.965 0.1 3)1.7222.725 kNgm11gkgk(qqk)2.655(0.8 7.5)7.965 kN/m2211qkqqk0.8 7.5 3kN/m22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0.644 102和0.973 102，于是挠度：0.644 102gkl40.973 102qkl4fBB0.644 1022.655 172040.973 1027.5 17204l=8.45mm8.6 mm10108.64 108.64 10200收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2.2次梁的设计2.2.2.2.1 1 次梁计算次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。2.2.22.2.2 荷载荷载恒荷载设计值由板传来1.9m3.186kN/m3 6.05kN/m2次梁自重1.20.2m(0.4m0.08m)25kN/m31.92kN/m2梁侧抹灰1.20.015m(0.4m0.08m)17kN/m32 0.20kN/m2g 8.17kN/m2活荷载设计值由板传来合计q 1.9m9.75kN/m318.5kN/m2g q 26.67kN/m22.2.32.2.3 内力计算内力计算计算跨度边跨lnln 4.8m0.12m0.25m 4.555m2a0.24 4.555mm 4.675m22l取0=4.6751.025ln 4.669m 4.675m中间跨l0 ln 4.8m0.25m 4.55m00跨度差(4.6754.55)/4.55 2.71000，说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图 2-2所示。g q 26.67kN/m2收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图图 2-22-2 计算简图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弯矩计算系数1边跨跨中111l0 4.675mB离端第二支座1112中间跨跨中116l0 4.55mC中间支座114m计算跨度l02M m(g q)l0l0 4.675ml0 4.55m53.00-53.0034.5139.44表 2-5 连续次梁剪力计算截面剪力计算系数A边支座0.45l0=4.675B（左）B（右）C中间支座0.55l0=4.55离端第二支座离端第二支座0.6l0=4.675v净跨度ln2V v(g q)ln0.55l0=4.5554.6774.8166.7466.742.2.42.2.4 正截面承载力计算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11宽度取bfl=4800=1600mm，又b sn 2001700 1900mm，故取33bf1600mm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。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档判别 T 型截面类型：hf2)1.014.3151780(36580)564.02kNgm 53.00kNgm21fcbfhf(h0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）弯矩设计值（kNgm）53.000.1600.175564.253.000.1600.175104434.510.0910.096334.0-39.440.1040.110383中间支座（C）sM21fcbh01 12sAs1fcbh0fy选配钢筋实际配筋512322312412As=565As=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/(200400)0.42%min(0.2%,45 ft/fy)max 45 ft/fy 451.43/300 0.22%，满足最小配筋率的要求。2.2.52.2.5 斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算计算内容包括：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。（1 1）验算截面尺寸）验算截面尺寸hw h0hf36580 265mm,hw/b 265/2001.2 4，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0 0.251.014.3250365 362.20kN Vmax 74.81kN截面尺寸满足要求。（2 2）计算所需腹筋）计算所需腹筋收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档采用6双箍，计算支座 B左侧截面，VBl 72.89kN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距 s:s 1.0fyvAsvh0Vcs0.7 ftbh01.0270100.483655725.70mm748100.71.43200365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 0.85725.7 4580.56mm，大于箍筋最大间距 200mm，最后取s=200mm。（3 3）验算最小配箍率）验算最小配箍率弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.3ft/fyv0.31.43/2701.58103，实际配箍率sv Asv/(bs)100.48/(200250)2.50103，满足最小配箍率的要求。2.2.62.2.6 次梁的裂缝宽度验算次梁的裂缝宽度验算 6.80814.23/4 10.37kN/m；折算可变荷载次梁的折算永久荷载gkqk14.23310.67kN/m。变形钢筋的相对粘度特征系数1.0，混凝土的保4护层厚度 c=25mm。荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数cr1.9，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Mk141.00565245.320.01410.72212B-51.55565308.450.01410.79912224.54339227.960.01000.62912C-41.48402324.940.01010.70212328.65339266.140.01000.60912As/mm2sq Mk/0.87h0As(N/mm2)te As/Ate1.10.65 ftk/tesqdeq d/(mm)收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档lcr(1.9cs0.08deqte)(mm)115.590.208115.590.264143.50.195142.540.276143.50.221wmaxcrlcrsq/Es(mm)由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩：Mk(0.07810.370.110.67)4.6752kN/m 41.00kN/mMBk(0.10510.370.11910.67)4.6752kN/m 51.55kN/mM2k(0.03310.370.07910.67)4.5502kN/m 24.54kN/mMCk(0.07910.370.11110.67)4.5502kN/m 41.48kN/mM3k(0.04610.370.08510.67)4.5502kN/m 28.65kN/m2.2.72.2.7 次梁的挠度验算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：BsEsAsh021.150.26E13.5f2.01055653652Ngmm21.1451013Ngmm2-367.148.3101.150.772+0.2+13.51.675其中，As/bh0 565/(200365)8.3103；E Es/Ec 2.01052.8104 7.14；f(bfb)hfbh0(1600200)801.647。200365长期刚度：B Mk41.00Bs1.1451013 9.2671013Ngmm2Mq(1)Mk35.12(2 1)41.00其中，M1q(0.0789.6540.18.538)4.675235.12kNgm11gk gk(qqk)6.8080.814.23 9.654kN/m4433qkqqk0.814.238.538kN/m44挠度系数与板相同，挠度：0.644102gkl40.973102qkl4f BB收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档0.6441026.808467540.97310214.2346754l=9.737mm 23.375mm9.26710129.2671012200收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2.3主梁的设计2.3.12.3.1 主梁计算主梁计算主梁按弹性理论设计。2.3.22.3.2荷载荷载为简化计算，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 8.174.8=39.22kN主梁自重 1.20.25（0.65-0.08）1.9172=8.13kN梁侧抹灰 1.20.015（0.65-0.08）1.9172=0.67kNG=48.02kN活荷载设计值：由次梁传来 Q=18.54.8=88.8kNG+Q=136.82kN2.3.32.3.3计算简图计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度为 370mm；中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面为 350mm350mm；墙、柱为主梁的铰支座，主梁连续梁计算。图 2-3 计算数计算跨度：边跨ln 5.70.120.35 5.405m2收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档l01.025lnb0.351.0255.4055.715m22l0lnab0.370.35 5.405 5.765m2222取最小值l0 5.715m中间跨：ln 5.7 0.35 5.35ml0 lnb 5.350.35 5.7m跨度差（5.715-5.7）/5.7=0.26%0.24ft/fyv0.241.43/2701.27103，满足要求。2.3.72.3.7主梁裂缝宽度验算主梁裂缝宽度验算受弯构件的受力特征系数cr1.9，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 2.01N/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：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档MBk MBk,maxV0kb/2 182.4 108.320.35/2 204.01kNgm表 2-10 主梁各截面的裂缝宽度验算过程截面Mk1178.61884247.60.03010.924720100.80.219B-204.011884282.90.03010.94720100.80.25693.12942244.350.01510.745920153.460.1802-36.46628143.50.01000.189520207.50.054As/mm2sq Mk/0.87h0As(N/mm2)te As/Ate1.10.65 ftk/tesqdeq d/(mm)lcr(1.9c0.08deqte)(mm)wmaxcrlcrsq/Es(mm)2.3.82.3.8主梁的挠度验算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：BsEsAsh021.150.26E13.5f2.010518844402Ngmm2 5.09101367.140.01731.150.9247+0.2+13.50.9556其中，As/bh01884/(250440)0.0173；B E Es/Ec 2.01052.8104 7.14；f(bfb)hfbh0(1220300)80 0.9556。175440Mk178.6Bs5.091013 2.81013NgmmMq(1)Mk146.04(2 1)178.6其中，M1k 55.80.8112.8 146.04kNgm挠度系数与板相同，挠度：0.644102gkl40.973102qkl4f BB收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档1.88310240.02103571532.71610268.3110357153l=17.3mm 28.58mm2.810132.81013200收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
