钢筋混凝土结构课程设计》

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253kN/m,水泥砂浆容重203kN/m，石灰砂浆容重173kN/m，分项系数1.2G。可变荷载，楼面均分布荷载为7.53kN/m，分项系数1.3K。材料选用：混凝土采用C30（cf=14.32N/mm，tf=1.432N/mm）；钢筋主梁、次梁采用HRB335级（yf=3002kN/m）钢筋，其它均用HPB300级（yf=2703kN/m）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1-1。根据构造要求，板厚取19008047.54040lhmmmm次梁截面高度应满足4800480026640018121812llhmm取h=400mm，截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足57005700380~57015101510llhmm取截面高度h=500mm，截面宽度取为b=250mm。图1-1楼盖布置图2单向板结构设计2.1板的设计2.1.1板的计算按塑性分析法计算内力。2.1.2荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层320.0220/0.4/mkNmkNm80mm钢筋混凝土板320.0825/2.0/mkNmkNm15mm厚石灰砂浆抹灰320.01517/0.255/mkNmkNm22.655/kgkNm活荷载标准值27.5/kqkNm横荷载设计值21.22.6553.186/gkNm活荷载设计值21.37.59.75/qkNm合计212.936/gqkNm2.1.3内力计算次梁的截面200400mmmm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度为：边跨00.20.081.90.121.72222nhllm0.20.121.90.121.74222nalm01.72lm中间跨01.90.21.7lm跨度差0000(1.721.7)/1.71.210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。图2-1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1边跨跨内B离端第二支座2中间跨跨内C中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度0l01.72lm01.72lm01.7lm01.7lm20()mMgql3.48-3.482.342.672.1.4截面承载力计算01000,80,802060bmmhmmhmm。C30混凝土，cf=14.32N/mm。HPB300钢筋，yf=2702kN/m，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截面位置边区板带（1-2，5-6轴线间）中间区板带（2-5轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二支跨跨内、中间跨跨内中间支座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座M（2kN/m）3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.82.34=1.870.8(-2.67)=-2.14212.936/gqkNm210scMfbh0.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.041112s0.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.04210csyfbhAf219219146172219219118134选配钢筋6/8@1706/8@1706@1906@1606/8@1706/8@1706@2006@200实配钢筋面积228228149177228228141141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；minmax(0.2%,45/)45/451.43/270100%0.238%tytyffff所以，2,minmin0.238%100080190.4sAbhmm2.1.5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'2'200kgkqkMglql式中'kg—折算永久荷载标准值，'/22.6557.5/26.405/kkkggqkNm'kq—折算可变荷载标准值，'/27.5/23.75/kkqqkNmg—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：2(0.0786.4050.13)1.720/2.32/kMkNmkNm2(0.1056.4050.1193)1.720/3.05/BkMkNmkNm22(0.0336.4050.0793)1.7/1.30/kMkNmkNm2(0.0796.4050.1113)1.7/2.42/CkMkNmkNm23(0.0466.4050.0853)1.7/1.59/kMkNmkNm受弯构件的受力特征系数1.9cr，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22.01/tkfNmm；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1B2C3kM2.32-3.051.30-2.421.592/sAmm22822814914914920/0.87(/)sqksMhANmm202.9266.8170.6317.5208.6/testeAA0.010.010.010.010.011.10.65/tktesqf0.4560.6100.3340.6890.474/eqdd(mm)11.4311.438.578.578.57(1.90.08)eqcrstedlc(mm)129.44129.44106.56106.56106.56max/crcrsqswlE(mm)0.1080.1910.0550.2100.095注:0.01te,取=0.01te。2.1.6板的挠度验算截面的短期刚度由下式确定：20'61.150.213.5sssEfEAhB式中，34/21010/3107EscEE，矩形截面'0f，各截面的短周期刚度如下表所示。截面1B2C32/sAmm2192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740/sAbh0.00370.00370.00240.00240.002411/10sBNmm1.8821.5671.6121.0101.305由上表可见，BB与1B很接近，满足0.51BBB21B,按《混凝土结构设计规范》可取整跨刚度1B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11102.321.882108.6410(1)2.725212.32ksqkMBBNmmMM其中，''2210(0.0780.1)(0.0787.9650.13)1.722.725qkkMgqlkNm'11()2.655(0.87.5)7.965/22kkqkggqkNm'110.87.53/22kqkqqkNm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kg满布，可变荷载kq在1，3，5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是20.64410和20.97310，于是挠度：24240.644100.97310kkglqlfBB242410100.644102.65517200.973107.51720=8.45mm8.68.64108.6410200lmm2.2次梁的设计2.2.1次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。2.2.2荷载恒荷载设计值由板传来321.93.186/6.05/mkNmkNm次梁自重321.20.2(0.40.08)25/1.92/mmmkNmkNm梁侧抹灰321.20.015(0.40.08)17/20.20/mmmkNmkNm28.17kN/mg活荷载设计值由板传来321.99.75/18.5/qmkNmkNm合计226.67/gqkNm2.2.3内力计算计算跨度边跨0.254.80.124.5552nlmmmm0.244.5554.67522nalmmm1.0254.6694.675nlmm取0l=4.675中间跨04.80.254.55nllmmm跨度差0000(4.6754.55)/4.552.710，说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图2-2所示。226.67/gqkNm图2-2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1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩计算系数m111111116114计算跨度0l04.675lm04.675lm04.55lm04.55lm20()mMgql53.00-53.0034.5139.44表2-5连续次梁剪力计算截面A边支座B（左）离端第二支座B（右）离端第二支座C中间支座剪力计算系数v0.450.60.550.55净跨度nl0l=4.6750l=4.6750l=4.550l=4.552()vnVgql54.6774.8166.7466.742.2.4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，翼缘宽度取'11=4800=1600mm33fbl，又20017001900nbsmm，故取'1600fbmm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0h=365mm。判别T型截面类型：'''1080()1.014.3151780(365)564.0253.0022fcffhfbhhkNmkNm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）中间支座（C）弯矩设计值（kNm）53.0053.0034.51-39.44210scMfbh0.1600.1600.0910.104112s0.1750.1750.0960.110选配钢筋10csyfbhAf564.21044334.0383实际配筋512322312412sA=565sA=1140sA=339sA=452计算结果表明均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件。minmaxA/()339/(200400)0.42%(0.2%,45/)45/451.43/3000.22%stytybhffff，满足最小配筋率的要求。2.2.5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）验算截面尺寸'036580265,/265/2001.24wfwhhhmmhb，截面尺寸按下式验算：0max0.250.251.014.3250365362.2074.81ccfbhkNVkN截面尺寸满足要求。（2）计算所需腹筋采用6双箍，计算支座B左侧截面，72.89BlVkN。由斜截面受剪承载力计算公式确定箍筋间距s