《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》

1、1 基本情況本設(shè)計(jì)XXXXXXXXX，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(guò)梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重25,水泥砂漿容重20，石灰砂漿容重17，分項(xiàng)系數(shù)?？勺兒奢d，樓面均分布荷載為7.5，分項(xiàng)系數(shù)。材料選用：混凝土采用C30（=14.3，=1.43）； 鋼筋 主梁、次梁采用HRB335級(jí)（=300）鋼筋，其它均用HPB300級(jí)（=270）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。

2、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，板厚取次梁截面高度應(yīng)滿足取h=400mm，截面寬度取為b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足取截面高度h=500mm，截面寬度取為b=250mm。圖1-1 樓蓋布置圖192 單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 板的設(shè)計(jì)2.1.1板的計(jì)算按塑性分析法計(jì)算內(nèi)力。2.1.2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(jì)值活荷載設(shè)計(jì)值合計(jì)2.1.3內(nèi)力計(jì)算次梁的截面，板在墻上的支撐長(zhǎng)度為，則板的計(jì)算跨度為：邊跨中間跨 跨度差說(shuō)明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。取1m寬板作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖

3、2-1所示。 圖2-1 計(jì)算簡(jiǎn)圖連續(xù)板各截面的彎矩計(jì)算見表2-1。表2-1 連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算截面1邊跨跨內(nèi)B離端第二支座2中間跨跨內(nèi)C中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)計(jì)算跨度2.1.4截面承載力計(jì)算。C30混凝土，=14.3。HPB300鋼筋，=270，連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見表2-2。表2-2連續(xù)板各截面配筋計(jì)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)、中間跨跨內(nèi)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M（）3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.82.34=1.870.8(-2.67)=-2.14

4、0.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134選配鋼筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200實(shí)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；所以，2.1.5板的裂縫驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算屬于正常使用極限狀態(tài)，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合。按彈性方法計(jì)算截面彎矩，考慮可變荷載的最不利布置，有式中折算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值， 折算可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，五跨

5、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：受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)，光面鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)，C30混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；保護(hù)層厚度c=15mm<20mm,取c=20mm，計(jì)算過(guò)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(yàn)算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474(mm)1

6、1.4311.438.578.578.57(mm)129.44129.44106.56106.56106.56(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注: ,取。2.1.6板的撓度驗(yàn)算截面的短期剛度由下式確定：式中，矩形截面，各截面的短周期剛度如下表所示。截面1B2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由上表可見，與很接近，滿足0.5<<2,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可取整跨剛度為計(jì)算撓度，這樣的簡(jiǎn)化使撓度計(jì)算大為方

7、便。長(zhǎng)期剛度按下式確定 其中， 第一跨撓度最大，對(duì)于等跨連續(xù)板可只驗(yàn)算該跨撓度。永久荷載滿布，可變荷載在1，3，5跨布置，又相應(yīng)表格查的相應(yīng)的撓度系數(shù)分別是和，于是撓度：2.2 次梁的設(shè)計(jì)2.2.1次梁計(jì)算次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算。2.2.2荷載恒荷載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái) 次梁自重 梁側(cè)抹灰 活荷載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái)合計(jì)2.2.3內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度邊跨 取=4.675中間跨跨度差，說(shuō)明可按等跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-2所示。圖2-2 計(jì)算簡(jiǎn)圖連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計(jì)算分別見表2-4、表2-5。表2-4連續(xù)次梁彎矩計(jì)算截面1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)計(jì)算跨度表

8、2-5 連續(xù)次梁剪力計(jì)算截面A邊支座B（左）離端第二支座B（右）離端第二支座C中間支座剪力計(jì)算系數(shù)0.450.60.550.55凈跨度=4.675=4.675=4.55=4.5554.6774.8166.7466.742.2.4正截面承載力計(jì)算正截面承載力計(jì)算時(shí)，支座按矩形截面計(jì)算，跨中按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取，又，故取一類環(huán)境，梁的混凝土保護(hù)層厚度要求為25mm，單排鋼筋截面有效高度取=365mm。 判別T型截面類型：各跨跨中均屬于第一類T型截面。次梁的正截面承載力過(guò)程見表2-6。表2-6 次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面邊跨跨中（1）離端第二支座（B）離端第二跨跨中（2）中間跨跨中（3）中間

9、支座（C）彎矩設(shè)計(jì)值（）53.0053.0034.51-39.440.1600.1600.0910.1040.1750.1750.0960.110選配鋼筋564.21044334.0383實(shí)際配筋512322312412=565=1140=339=452計(jì)算結(jié)果表明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。 ，滿足最小配筋率的要求。2.2.5斜截面受剪承載力計(jì)算計(jì)算內(nèi)容包括：截面尺寸復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配筋率驗(yàn)算。（1）驗(yàn)算截面尺寸，截面尺寸按下式驗(yàn)算：截面尺寸滿足要求。（2）計(jì)算所需腹筋采用6雙箍，計(jì)算支座B左側(cè)截面，。由斜截面受剪承載力計(jì)算公式確定箍筋間距s:調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部

10、范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%。先調(diào)幅整箍筋間距，大于箍筋最大間距200mm，最后取s=200mm。（3）驗(yàn)算最小配箍率 彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配箍率下限為，實(shí)際配箍率，滿足最小配箍率的要求。2.2.6次梁的裂縫寬度驗(yàn)算次梁的折算永久荷載；折算可變荷載。變形鋼筋的相對(duì)粘度特征系數(shù)，混凝土的保護(hù)層厚度c=25mm。荷載標(biāo)準(zhǔn)值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)，裂縫寬度的計(jì)算過(guò)程見表2-7，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表2-7 次梁的裂縫寬度驗(yàn)算截面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.014

11、10.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609(mm)1212121212(mm)115.59115.59143.5142.54143.5(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：2.2.7次梁的撓度驗(yàn)算按等剛度跨度連續(xù)梁計(jì)算邊跨跨中撓度。短期剛度： 其中，； ； 。長(zhǎng)期剛度：其中，撓度系數(shù)與板相同，撓度：2.3 主梁的設(shè)計(jì)2.3.1主梁計(jì)算主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。2.3.2荷載為簡(jiǎn)化計(jì)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(jì)值：由次梁傳來(lái) 8.174.8=39.22主梁自重 1.

12、20.25（0.65-0.08）1.9172=8.13梁側(cè)抹灰 1.20.015（0.65-0.08）1.9172=0.67G=48.02活荷載設(shè)計(jì)值：由次梁傳來(lái)Q=18.54.8=88.8G+Q=136.822.3.3計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm；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(jì)算。圖2-3 計(jì)算數(shù)計(jì)算跨度：邊跨取最小值 中間跨：跨度差 （5.715-5.7）/5.7=0.26%<10%，則可以按等跨連續(xù)梁計(jì)算。主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2-3。2.3.4內(nèi)力計(jì)算及包絡(luò)圖內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，

13、跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下式計(jì)算：不同截面下的彎矩及剪力的計(jì)算見表2-8、表2-9。表2-8主梁彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖基本不利內(nèi)力+213.63166.37-140.68-48.93-48.93-140.68+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(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖最不利內(nèi)力+112.1-161.5448.02+96.38-177.26156.53+27.3-68.74117.992.3.5主梁正

14、截面受彎承載力計(jì)算跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度為：取=1210mm，取。判別T形截面類型： 故屬于第一類T形截面。 主梁正截面承載力的計(jì)算截面1B2彎矩設(shè)計(jì)值（）213.63-203.55119.61-48.930.0640.2940.0320.0630.96690.82000.98370.96741673.81880.5871.6362.6選配鋼筋620620320220實(shí)配鋼筋面積（）188418849426282.3.6主梁斜截面受剪承載力的計(jì)算（1）驗(yàn)算截面尺寸，截面尺寸按下式驗(yàn)算：截面尺寸滿足要求。（2）計(jì)算所需腹筋采用6150雙箍,可知B截面上的剪力與剛好，現(xiàn)配兩根彎起，220，面積為628。驗(yàn)算最小配箍率>，滿足要求。2.3.7主梁裂縫寬度驗(yàn)算受彎構(gòu)件的受力特征系數(shù)，變形鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)，C30混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；保護(hù)層厚度c=25mm。主梁各截面的裂縫寬度驗(yàn)算過(guò)程見表2-10，各截面的裂縫寬度均滿足要求。表中B支座邊緣彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：表2-10 主梁各截面的裂縫寬度驗(yàn)算過(guò)程截