山东交通学院钢筋混凝土课程设计算例.doc

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1、钢筋混凝土结构设计课程设计计算书题目：某工业厂房第一车间现浇楼盖设计院 系： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013年12月目录1.设计题目与设计条件11.1设计题目：11.2设计条件：11.2.2建筑材料：11.2.3楼面荷载：12.楼盖的结构平面布置13.板的设计23.1荷载23.2计算简图33.3弯矩计算值33.4正截面受弯承载力计算34.次梁设计44.1荷载44.2计算简图44.3内力计算54.4承载力计算54.4.1正截面受弯承载力54.4.2斜截面受剪承载力65.主梁设计75.1荷载设计值75.2计算简图75.3内力设计值及包络图75.3.1弯矩设计值75.3.2剪

2、力设计值85.3.3弯矩、剪力包络图85.4承载力计算115.4.1正面受弯承载力115.4.2斜截面受剪承载力116.绘制施工图127.对主梁挠度与裂缝宽度的计算137.1对主梁挠度的计算137.1.1对支座B的配筋面积计算137.1.2对第二跨中配筋面积计算157.2对主梁裂缝宽度计算167.2.1对支座B进行裂缝宽度计算167.2.2对第一跨中进行裂缝计算161.设计题目与设计条件1.1设计题目：某工业厂房第一车间现浇楼盖设计某工业厂房第一车间（两层）楼盖，采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖形式。根据该工厂的使用要求，横向柱网尺寸取为6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同，如图1所示。

3、图1 楼盖建筑平面1.2设计条件：1.2.1楼面做法：10mm厚耐磨地砖（重度22kN/）； 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建筑材料：混凝土采用C30，梁中的纵向受力钢筋采用HRB335，其他钢筋采用HPB235。1.2.3楼面荷载：楼面活荷载标准值为4.0kN/。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，/=6.6/2.2=3，大于3按单向板计算因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/30=73mm，对工业建筑的楼盖板，要求

4、h70mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6600/186600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm梁的宽高比一般在1/31/2。主梁截面高度应满足h=/15/10=6600/156600/10=440660mmh=（1/81/14）L主梁，b（1/21/3）h，取h=650mm。截面宽度为b=300mm。楼盖结构平面布置如图2所示。图2 楼盖板结构平面布置图3.板的设计3.1荷载板的永久荷载标准值10mm厚耐磨地砖 0.0122=0.22kN/80mm现浇钢筋混凝土板 0.0825=2kN/20mm1：3水泥

5、砂浆找平 0.0220=0.4kN/20mm板底混合砂浆抹灰 0.0217=0.34kN/小计 2.96kN/板的可变标准荷载值 4kN/永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值等于4.0kN/，所以可变荷载分项系数应取1.4基本组合的可变荷载的分项系数为1.4，但可变荷载标准值大于4KN/的工业房屋楼面结构的可变荷载的分项系数应取1.3。于是板的总荷载设计值为：g+q=+=1.22.96+1.44=9.152kN/，近似取为9.2kN/3.2计算简图次梁截面为200mm500mm，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

6、度：边跨=+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm1.025=2030mm，取=2020mm中间跨=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3所示。 图3 楼盖板的计算简图3.3弯矩计算值由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：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=-=（g+q）/11=9.2/11=3.34kNm=-（g+q）/14=-9.2/14=-2.57kNm=（g+q）/16=9.2/16=2.25kNm3.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C

7、30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm设置为1米板宽。C30混凝土，=1.0课本p51表，=14.3kN/；HPB235钢筋，=210N/。板配筋计算的过程如表1所示。表1 楼面板的配筋计算截 面1B2或3C弯矩设计值（kNm）3.34-3.342.25-2.57=/（b）0.0650.0650.0440.050=1-课本p55页0.0670.0670.0450.051计算配筋（）=b/273.7273.7183.9208.4实际配筋（）分布筋直径不小于6mm间距不大于250；受力筋直径不得小于8mm，间距70200mm8160=

8、314.08160=314.06/8160=246.06/8160=246.0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；/bh=246/（100080）=0.308%，此值大于0.45/=0.451.43/210=0.306%，同时大于0.2%大于两者最大值，最小配筋率，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荷载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永久荷载乘系数2.2板跨度=7.81kN/m次梁自重 0.2次梁宽度（0.5-0.08次梁厚度减去板厚）251.2=

9、2.52kN/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2分项系数？=0.34kN/m小计 g=10.67kN/m可变荷载设计值 q=5.6可变荷载乘系数2.2版跨度=12.32kN/m荷载总设计值 g+q=22.99kN/m4.2计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm。计算跨度：边跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025=6488mm，取=6450mm，中间跨=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4所示。 图4 次梁计算简图4.3内力计算由表11-1、表11

10、-3可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=-=（g+q）/11=22.99/11=86.95kNm=-（g+q）/14=-22.99/14=-65.18kNm=（g+q）/16=22.99/16=57.03kNm剪力设计值：=0.45（g+q）=0.4522.996.33=65.49kN=0.60（g+q）=0.6022.996.33=87.32kN=0.55（g+q）=0.5522.996.3=79.66kN4.4承载力计算4.4.1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，翼缘宽度取=/3=6600/3=2200mm；又=b+净距？=200+2000=2200。故取

11、=2200mm两者取最小。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=500-35=465mm二排纵向钢筋=500-60=440mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB235钢，=210N/。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。表2 次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kNm）86.95-86.9557.03-65.18=/（b）或=/（）=0.013=0.157=0.008=0.105=1-0

12、.0130.1720.350.0080.111=b/或=/633.9721.5390.1492.1选配钢筋（）218+114弯=622.9220+112弯=741.1214+112弯=421.1216+112弯=515.1计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=421.1/（200500）=0.42%，此值大于0.45/=0.451.43/300=0.21%，满足最小配筋率。4.4.2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：=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.9254，截面按下式验算：0.25b=0.25

13、114.3200465=332.48N=87.32N，截面满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋0.7b=0.71.43200465=93.093N=87.32N构造配筋，选用6160=0.17% =0.24=0.24=0.16%采用6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=0.8160=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：0.3=0.314.3/210=0.20%。实际配筋率=56.6/（200130）=0.22%0.20

14、%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 10.676.6长度=70.42kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）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=12.316.6=81.31kN 取Q=81kN5.2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400mm400mm的混凝土柱上，其计算跨度：边跨：=6600-200-120=6280mm因0.

15、025=157mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256280+400/2=6637mm近似取=6640mm中跨：=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。图5 主梁计算简图5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.244836.64+0.289816.64=134.47+155.44=289.91kNm=-0.267836.64-0.311816.64=-147.15-167.27=-314.42kNm=0.067836.60+0.200816.64=36.70+107.57

16、=144.27kNm5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73383+0.86681=60.84+70.15=130.99kN=-1.26783-1.31181=-105.16-106.19=-211.35kN=1.083+1.22281=83+98.98=181.98kN5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：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=-0.267836.64-0.133816.64=-218.68kNm在第1跨内以支座弯矩=0，=-218.68kNm的连线为基线。作G=83kN，Q=81kN的简支梁弯矩图

17、，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：（G+Q）+=（83+81）6.64-=290.09kNm（与前面计算的=289.91kNm接近）（G+Q）+=（83+81）6.64-=217.2kNm在第2跨内以支座弯矩=-218.68kNm，=-218.68kNm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：G+=836.60-218.68=-36.08kNm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=0，=-314.42kNm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

18、弯矩值分别为：（83+81）6.64-=258.18kNm（83+81）6.64-=153.37kNm在第2跨内：=-0.267836.64-0.089816.64=-195.02kNm以支座弯矩=-314.42kNm，=-195.02kNm的连线为基线，作G=83kN，Q=81kN的简支梁弯矩图，得（G+Q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=88.37kNm（G+Q）+（-）=（83+81）6.64-195.02+（-314.42+195.02）=128.17kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.267836.64-0.1338

19、16.64=-218.68kNm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（83+81）6.64-218.68=144.31kNm（与前面计算的=144.27kNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：G+=836.64-218.68=110.81kNmG+=836.64-218.68=37.92kNm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C的弯矩值=-0.267836.64-0.178816.64=-242.88kNm=-0.267836.64+0.044816.64=-123.48kNm在第2跨内以支座弯矩=0，=-242.88kNm的

20、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：（G+Q）+=（83+81）6.64-218.68=282.03kNm（G+Q）+=（83+81）6.64-218.68=201.07kNm在第2跨内以支座弯矩=-242.88kNm，=-123.48kNm的连线作为基线，作G=83kN，Q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）+=836.6+（-242.88+123.48）-123.48=-20.48kNmG+（-）+=836.6+（-242.88+123.48）-123.48=-19.32kNm弯

21、矩包络图如图6（a）所示。图6 主梁的内力包络图（a） 弯矩包络图；（b）剪力包络图剪力包络图：第1跨=130.99kN；过第1个集中荷载后为130.99-83-81=-33.01kN；过第2个集中荷载后为-33.01-83-81=-197.01kN=-211.35kN；过第1个集中荷载后为-211.35+83+81=-47.35kN；过第2个集中荷载后为-47.35+83+81=116.65kN第2跨=181.98kN；过第1个集中荷载后为181.98-83=98.98kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.083+1.081=164kN；过第1个集中荷载后为164-83-81=0。剪力包络图

22、如图6（b）所示。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=0.130.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值确定取=2.2m。B支座边的弯矩设计值=-b/2=-314.42-1640.4/2=-347.22kNm。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。表3 主梁正截面受弯承载力计算截 面1B2弯矩设计值（kNm）289.91-314.42144.27-36.08=/（b）或=/（）=0.024=0.03=0.012=0.022=（1+）/20.9880.9850.99

23、40.989=/1590.41834.5786.7197.7选配钢筋（）220+322弯=1768320+322弯=2081220+120弯=942.2220=628主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3300580=622.05kN=211.35kN，截面尺寸满足要求。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，因此支座B截面左右不需配置弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.16%，满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来

24、集中力=70.42+81.31152kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范围s=2+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2210254.50.707+6221050.3=202.3kN，满足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm。现每侧配置214，308/（300570）=0.18%0.1%，满足要求。主梁边支座需设置梁垫，计

25、算从略。6.绘制施工图图7 板的配筋图图8 次梁配筋图7.对主梁挠度与裂缝宽度的计算7.1对主梁挠度的计算将梁简化为简支梁来计算，综合其有矩形截面与T型截面的计算，故有7.1.1对支座B的配筋面积计算由已知可得=2081，按矩形截面进行计算，=0.5由计算可求得=13.6kN/m，=8.8kN/m求和=+=13.6+8.8=75+48.5=123.5kNm=+=13.6+0.58.86.64=75+24.25=99.25kNm计算有关系数=0.08=0.0210.01=117.6=1.1-0.65=1.1-0.65=0.571计算=1.05N计算BB=1.05=5.82N变形验算=9.75mm

26、查附表5-1知，=1/200=0.005=9.75/6640=0.0010.005变形满足要求。7.1.2对第二跨中配筋面积计算由已知可得=942.2，按T型截面进行计算求和=+=13.6+8.8=122kNm=+=13.6+8.8=98kNm计算有关系数=0.034=3.7710故=0.01=242=1.1-0.65=1.1-0.65=0.56计算=8.27N计算BB=8.27=4.59N变形验算=12.06mm查附表5-1知，=1/200=0.005=12.06/6600=0.0020.005变形满足要求。第一跨中，=1768，也满足要求。7.2对主梁裂缝宽度计算对于受弯构件=2.17.2

27、.1对支座B进行裂缝宽度计算（因为最大所以对B截面进行计算）已知=2081=0.021/=25/0.021=1190=117.6=1.1-0.65=1.1-0.65=0.571=（1.9c+0.08/）=2.10.571（1.925+0.081190）=0.1mm=0.1mm=0.3mm满足要求。7.2.2对第一跨中进行裂缝计算已知=1768=0.0070.01故取=0.01/=20/0.01=2000=130.55=1.1-0.65=1.1-0.65=0.1=（1.9c+0.08/）=2.10.1（1.925+0.082000）=0.028=0.3mm满足要求。第一跨中，=942.2，也满足要求。