钢筋混凝土结构设计计算书

钢筋混凝土楼盖设计计算书班级：水工23班姓名：李云屹学号：20120102992015年9月目录1.梁格布置2.顶板荷载计算3.楼盖结构设计4.次梁结构设计5.主梁结构设计1梁格布置1.1问题描述某办公楼共两层，第二层楼面的平面尺寸为16m×32m，层高4.5m，为框架结构，外立柱外皮与外墙皮齐。1.2梁格布置楼盖结构的平面布置如图4所示。主梁跨度为8m，主梁每跨内布置两根次梁，截面尺寸为800mm×300mm；次梁跨度为6.4m，截面尺寸为400mm×200mm；板为双向板，尺寸为6.4m×4m，板厚100mm。图1楼盖结构平面布置图2顶板荷载计算2.1顶板上的荷载1、永久荷载：楼板自重：2.5kN/m2；二粘三油防水层上铺小豆石：0.3kN/m2；水泥砂浆找平层：0.4kN/m2；加气混凝土保温层：0.65kN/m2；水泥焦渣找坡：1.6kN/m2；底面石灰砂浆：0.4kN/m2；即永久荷载值为5.85kN/m2；2、可变荷载：活荷载：0.5kN/m2；雪载：0.4kN/m2；即可变荷载值为0.9kN/m2；2.2中间主梁荷载计算中间主梁承受的荷载的范围如图2所示，包括以下几个部分：图2中间主梁所承受的顶板荷载1、顶板传递来的荷载斜线部分的荷载通过次梁以集中荷载的形式传递到主梁上，其大小为：5.8526.42.4102.96gFkN0.926.42.415.84qFkN方格部分的荷载以三角形荷载的形式直接作用在主梁上，其峰值的大小为：5.85423.4/gkNm0.943.6/qkNm2、次梁的自重通过次梁以集中荷载的形式传递到主梁上，其大小为：256.10.40.220.46.10.313.66gFkN3、主梁的自重以均布荷载的形式施加在主梁上，其大小为：250.80.320.40.76.56/gkNm2.3边缘主梁荷载计算中间主梁承受的荷载承受的荷载的范围如图3所示，包括以下几个部分：图3边缘主梁所承受的顶板荷载1、顶板传递来的荷载斜线部分的荷载通过次梁以集中荷载的形式传递到主梁上，其大小为：0.5102.9651.48gFkN0.515.847.92qFkN方格部分的荷载以三角形荷载的形式直接作用在主梁上，其峰值的大小为：0.55.85411.7/gkNm0.50.941.8/qkNm2、次梁的自重通过次梁以集中荷载的形式传递到主梁上，其大小为：13.660.56.83gFkN3、主梁的自重以均布荷载的形式施加在主梁上，其大小为：250.80.320.40.76.56/gkNm3楼盖结构设计3.1楼盖上的荷载1、永久荷载：板自重：2.5kN/m2；水泥砂浆面层：0.2kN/m2；水泥砂浆找平层：0.4kN/m2；底面厚石灰砂浆抹平后粉刷：0.4kN/m2；2、可变荷载：活荷载：2.5kN/m2；取单宽板带后：22.50.20.40.43.5/gkNm22.5/qkNm楼板的宽长比为0.625。3.2跨中最大正弯矩计算活载呈棋盘式布置，计算简图如图4所示，各跨的计算跨度自左向右分别为3.75m、3.8m、3.8m、3.75m，在计算时均取为3.8m（偏保守）。++图4跨中弯矩计算简图3.503.503.503.5012345(1)(2)(3)(4)3.753.803.803.751.251.251.251.2512345(1)(2)(3)(4)3.753.803.803.751.251.251.251.2512345(1)(2)(3)(4)3.753.803.803.75正向荷载组合设计值：11.053.51.22.55.175/2kNm交错荷载组合设计值：11.22.51.5/2kNm跨中最大正弯矩设计值为：短边方向：220.037055.1753.80.082751.53.84.56xMkNm长边方向：220.014455.1753.80.038751.53.82.03yMkNm3.3支座最大负弯矩计算所有区格满布活载，计算简图如图5所示。+图5支座最大负弯矩计算简图荷载组合设计值为：1.053.51.22.56.675/kNm支座最大负弯矩设计值为：短边方向：20.077956.6753.87.51xMkNm长边方向：20.05716.6753.85.50yMkNm3.4楼盖配筋计算钢筋保护层厚度取为25mm，楼盖各截面的配筋情况如表1所示。表1楼盖各截面配筋计算结果截面跨中短边方向跨中长边方向支座短边方向支座长边方向单宽弯矩/kNm4.562.03-7.51-5.50钢筋截面积/mm2360157608438配筋方案A10@200A8@200A10@100A8@100实际截面积/mm2392.5251.5785503配筋率/%0.480.210.810.583.503.503.503.5012345(1)(2)(3)(4)3.753.803.803.752.502.502.502.5012345(1)(2)(3)(4)3.753.803.803.754次梁结构设计4.1次梁上的荷载1、次梁自重次梁自重引起的均布荷载为：250.40.220.40.32.24/gkNm2、楼板上的永久荷载以梯形荷载的形式施加在次梁上，其峰值大小为：3.5414/gkNm3、楼板上的可变荷载以梯形荷载的形式施加在次梁上，其峰值大小为：2.5410/qkNm4.2弯矩计算该问题的计算简图如图6所示。++图6次梁计算简图计入荷载组合效应后，按弹性方法得到的计算简图及弯矩图、剪力图如图7所示。0.0014.000.0014.000.0014.000.0014.000.0014.0014.000.0014.000.0014.000.0014.000.0014.000.0014.0014.0014.0014.0014.00123456(1)(2)(3)(4)(5)6.106.106.106.106.100.0010.000.0010.000.0010.000.0010.000.0010.0010.000.0010.000.0010.000.0010.000.0010.000.0010.0010.0010.0010.0010.00123456(1)(2)(3)(4)(5)6.106.106.106.106.102.242.242.242.242.24123456(1)(2)(3)(4)(5)6.106.106.106.106.10图7次梁计算简图及按弹性方法得到的弯矩图、剪力图考虑塑性内力重分布，需将梯形荷载等效为均布荷载才能进行计算，此时均布荷载设计值为231.052.241.05141.210120.31250.312524.65/gqkNm修正后的各弯矩与剪力的大小如表2、表3所示：表2塑性修正后的弯矩部位支座1跨中1支座2跨中2支座3跨中3弯矩系数01/11-1/111/16-1/141/16弯矩/kNm083.38-83.3857.33-65.5257.33表3塑性修正后的剪力部位支座1支座2左支座2右支座3左支座3右剪力系数0.500.550.550.550.55剪力/kN75.1882.7082.7082.7082.704.3次梁配筋方案钢筋保护层厚度取为35mm，跨中截面为T形截面，腹板宽度200mm，截面高度400mm，翼缘宽度1400mm，翼缘厚度100mm；支座截面为矩形截面，截面高度400mm，截面宽度200mm；次梁各截面的抗弯钢筋配筋情况如表4所示。2.3529.052.3529.052.3529.052.3529.052.3529.0529.052.3529.052.3529.052.3529.052.3529.052.3529.0529.0529.0529.0529.05123456(1)(2)(3)(4)(5)6.106.106.106.106.10123456(1)(2)(3)(4)(5)69.7833.5774.98-96.56-96.5610.9419.9934.47-72.42-72.4227.5427.5446.54-72.42-72.4219.9910.9434.47-96.56-96.5633.5769.7874.98123456(1)(2)(3)(4)(5)47.3317.40-49.06-78.9967.1237.19-29.27-59.2063.1633.23-33.23-63.1659.2029.27-37.19-67.1278.9949.06-17.40-47.33表4次梁各截面配筋方案截面位置跨中1跨中2支座1支座2弯矩/kNm83.3857.33-83.38-65.52钢筋截面积/mm2776.31530.49902678配筋方案3C183C163C203C18实际截面积/mm2760603902760配筋率/%0.970.661.240.93配置抗剪箍筋时，经计算，配筋率为0.137%，小于最小配筋率0.15%，按构造要求配置抗剪箍筋，即Asv/s=0.30mm2/m，箍筋取双肢A8@200。配筋草图如下：5主梁结构设计5.1中间主梁上的荷载1、楼盖上传递来的荷载与屋面类似，楼盖上传递来的荷载可分为通过次梁传递来的集中荷载和直接作用在主梁上的三角形荷载。集中荷载的大小为：3.526.42.461.6gFkN2.526.42.444qFkN三角形荷载的峰值大小为：3.5414/gkNm2.5410/qkNm2、次梁的自重通过次梁以集中荷载的形式传递到主梁上，其大小为：256.10.40.220.46.10.313.66gFkN3、主梁的自重以均布荷载的形式施加在主梁上，其大小为：250.80.320.40.76.56/gkNm5.2中间主梁的弯矩与剪力包络图中间主梁的刚度为：25300800309.6106EINm6308003007.210EAN柱的刚度为：25400400303.2106EINm6304004004.810EAN可以发现，不能将主梁当作连续多跨梁，必须将整体当做钢架进行计算。进行计算时有以下集中荷载组合方案：由于屋面上的可变荷载较小，故不过多地进行考虑，按全部施加处理。1、楼盖上的可变荷载全部施加可变荷载的施加方式如图8所示。图8可变荷载的施加方式1荷载效应组合为：顶板：集中荷载：1.05102.9613.661.215.84141.46FkN线性荷载最小值：1.056.566.89/qkNm线性荷载最大值：6.891.0523.41.23.635.78/qkNm楼盖：集中荷载：1.0561.613.661.244131.82FkN线性荷载最小值：1.056.566.89/qkNm线性荷载最大值：6.891.05141.21033.59/qkNm计算简图及计算得到的弯矩图、剪力图如图9所示。44.0044.0015.8415.840.0010.000.0010.0010.000.0010.000.000.003.600.003.603.600.003.600.00123456789(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)4.504.504.504.504.504.508.008.008.008.00图9情况1的计算结果131.82131.82141.46141.466.8933.596.8933.5933.596.8933.596.896.8935.786.8935.7835.786.8935.786.89123456789(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8