武汉大学混凝土课程设计计算书

1钢筋混凝土结构课程设计计算书姓名：xx班级：xx学号20113015500361.设计资料⑴楼面做法：20厚水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；15厚顶板石灰砂浆抹面。⑵材料：混凝土均采用C25（fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2）；梁受力钢筋及构造筋、板受力钢筋采用HRB400（fy=fyv=360N/mm2）；梁箍筋、板构造筋采用HRB335（fy=fyv=300N/mm2）。2.楼盖的结构平面布置主梁横向布置，次梁纵向布置。主梁跨度6.9m；次梁跨度6.0m；板跨度2.3m。主梁每跨内布置两根次梁，板跨度为6.9/3=2.3m，l01/l02=6.0/2.3=2.61。按单向板设计，增加沿长跨方向分布钢筋。板厚h=2300/30=76mm，工业厂房h不小于70mm，取h=80mm次梁高h=6000（1/18～1/12）=334-500mm，取500mm；宽b=h（1/3～1/2）=167-250mm，取200mm。主梁高h=6900（1/15～1/10），取650mm；宽b=（1/3.5-1/2）h=186-325mm，取300mm。2结构平面布置图3板设计（塑性内力重分布）1.荷载分项系数板上水泥砂浆20mm×20kN/m30.400顶板石灰15mm×17kN/m30.255钢筋砼板80mm×25kN/m32.000活载楼面活载7.0001.39.112.286近似取12.3kN/m21.23.186恒载2.6552.计算简图（超过五跨按五跨计算）计算跨度：边跨：2300-120-100+80/2=2120mm中跨：2300-200/2×2=2100mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。3.受弯承载力计算环境类别一类，C25混凝土，板最小保护层厚度为c=15+5=20mm，截面有效高h0=80-20-10/2=55mm；板宽取1000mm。α1=1.0，fc=11.9N/mm2，受力钢筋为HRB400，fy=360N/mm2不考虑截面弯矩折减，查书中表11-1系数am，相关计算见下表4g+q12.312.312.312.3L24.49444.45214.414.4101/11-1/111/16-1/140.09-0.090.06-0.07A1B2C5.03-4.983.39-3.87αs0.1400.1380.0940.108ξ（1-√1-2αs)0.1510.1490.0990.114As(ξh0bα1fc/fy)274.5271.7180.1207.5选择钢筋实际面积M(am(g+q)*L2)am（支座弯矩计算长度取两边平均值）计算结果表明支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布原则：As/(bh)=0.31%,此值大于0.45ft/fy=0.45×1.27/300=0.19%，同时大于0.2%，满足最小配筋率要求，且在0.3%-0.8%的经济配筋率范围内。分布钢筋本可选择B6@250，但因板的跨比为2-3之间应加强长跨方向分布钢筋，故选择配B6@200。板配筋采用分离式，板面钢筋从支座边伸出长度a=ln/4=2080/4=520mm或2120/4=525mm（q/g≤3），为方便施工，均取550mm。与承重墙垂直的附加负筋伸出墙边长度为不小于l0/7=2120/7=303mm取300mm。板角附加短钢筋双向伸出墙边长度大于等于l0/4=2120/4=530mm，取550mm。间距均为200mm。其他分布钢筋详见配筋图。8/10@2008/10@2008@2008@2003223222512515次梁设计（塑性内力重分布）1.荷载板传来永久荷载2.655×2.3×1.27.009次梁自重0.2×（0.5-0.08）×25×1.22.520次梁粉刷0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.20.343活载楼面活载7×2.3×1.320.93030.802近似取30.8kN/m2恒载9.872（说明：梁底部粉刷计算板时已记入，故不再计算，下面主梁一样）2.计算简图计算跨度：边跨：l0=6000-150-120=5730mm1.025l0=5873mm;l0+240/2=5850mm取5850mm中跨：l0=6000-300=5700mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。3.承载力计算1.正截面受弯承载力跨内截面均为第一类T型梁，环境类别一类，C25混凝土，α1=1.0，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，钢筋为HRB400，fy=360N/mm2；翼缘宽度：bf=b+sn=2300mm,bf=b+12hf=1160mm,6bf=l/3=2000mm,三者取小值取1160mm。有效高度：C25混凝土，环境类别一类，梁保护层厚度c=20+5=25mm。所有截面均设置一层纵向受力钢筋，h0=500-25-10-20/2=455mm。经判断跨内截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算如下表（M=am(g+q)l2,V=av(g+q)ln）g+q30.830.830.830.830.8L234.22334.22333.35132.49032.490av0.450.60.550.55ABlBrC79.42105.8996.5696.5601/11-1/111/16-1/140.09-0.090.06-0.07A1B2C95.82-93.3862.54-71.48α1fcbh0228577731004927195002857773100492719500αs0.0340.1900.0220.145ξ（1-√1-2αs)0.0340.2120.0220.157As(ξh0bα1fc/fy)595.2637.7386.1473.7钢筋选择钢筋面积M(am(g+q)*L2)amV（支座弯矩计算长度取两边平均值）计算结果表明支座截面的ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布原则：0.45ft/fy=0.16%即ρmin=0.2%。Amin=0.2%bh=200mm2配筋满足要求2.斜截面承载力尺寸验算Hw=h0-hf=455-80=375mm;hw/b=1.94；0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×200×455=270.7kNVmax=105.89kN尺寸满足要求计算所需腹筋梁箍筋HRB335fyv=300N/mm2采用B6双肢箍有Vcs=0.7ftbh0+fyv×Asv/s×h0s=271mm调幅后受剪承载力应加强20%，选择间距减小20%，有3C162C16+1C183C162C163C166036584026037S*80%=217mm取s=200mm(300-500)梁高最大箍筋间距为200mm）为施工方便沿梁长不变最小配箍率0.3ft/fy=0.13%；实际Asv/（bs）=0.14%0.13%满足要求截断与锚固次梁支座B截面上部第一批切断点要求离支座边ln/5+20d=5700/5+20×18=1500mm（或5730/5+20×18=1506mm），取1500mm；截断面积要求小于总面积一半，截断一根C18,254.5/658=0.390.5，C支座截面上部第一批截断点要求离支座边ln/5+20d=5700/5+20×16=1460mm，取1500mm；截断面积要求小于总面积一半，C支座截断一根C16,201.1/603=0.330.5，均满足要求；剩余2C16兼做架立钢筋。为减少钢筋锚固或搭接故直径尽量取一致。端支座上部钢筋锚固长度la=ζalab=ζa（αfy/ft×d）=1.0×0.14×360/1.27×16=635mm。下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度las≥12d=192mm。因次梁腹板高度hw=h0-hf=455-80=375mm小于450mm，无需设置纵向构造钢筋（腰筋）。配筋图见附图纸8主梁设计（弹性理论设计）1.荷载次梁传来的永久荷载8.23×6.049.38主梁自重（0.65-0.08）×0.3×2.3×259.83主梁粉刷（0.65-0.08）×0.02×2.3×17×20.89Q可变荷载设计值7.0×2.3×6.096.601.30125.5860.101.2072.12G(主梁自重等效为集中荷载)2.计算简图墙对梁的弯矩约束很小可忽略，按弹性理论设计边跨：（6900-120-350/2）+（370+350）/2=6965mm1.025（6900-120-350/2）+350/2=6945mm取6945mm中跨：6900mm3.内力设计值弯矩M=k1Gl0+k2Ql0剪力V=k3G+k4Q查附表相关系数计算如下9GQL72.12125.5810.2440.2896.945374.27B-0.267-0.3116.928-403.9820.0670.26.9206.6410.7330.866Bl-1.267-1.311Br11.222225.58系数MV161.62-256.01（支座弯矩计算长度取两边平均值）4.承载力计算1正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因跨内设有间距小于主梁间距的次梁，翼缘计算宽度取L/3=2.0m和b+Sn=5.9m取bf=2.0m上部板保护层20mm，板纵筋10mm，次梁上部纵筋16mm，假定主梁上部纵筋25mm，则设置一排时h0=650-20-16-10-25/2=590mm，两排h0=590-25=565mm；B支座两层，其他均一层，下部梁保护层25mm，箍筋10mm，梁纵筋25mm，h0=650-25-10-25/2=605mm跨内截面经判断为第一类T形梁；B支座边弯矩设计值为-403.98+（72.12+125.58）×0.35/2=-369.38kN计算过程如下表截面Mb/h20006053005652000565300590αsγsAs选配钢筋钢筋面积-84.20410.81755.31027.92279.920.0430.3240.7970.0270.9861373.91B-369.38206.200.0680.9650.9782斜截面受剪承载力验算截面尺寸5C224C22+2C22190022813C227602C22114010hw=h0-hf=565-80=485mm;hw/b=1.624则0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×300×565=504.26kNVmax=255.75kN尺寸满足要求计算所需腹筋梁箍筋HRB335fyv=300N/mm2采用B10@200双肢箍有Vcs=0.7ftbh0+fyv×Asv/s×h0=283.8kNVmax=255.75kN，无需配置弯起钢筋验算最小配箍率ρsv=Asv/(bs)=0.26%0.24ft/fyv=0.10%满足要求。次梁两侧附加横向钢筋计算：次梁传来集中力的集中力Fl=57.04+125.58=184.62kN,h1=650-500=150mm,附加箍筋布置范围s=2h1+3b=900mm.取附加箍筋B8@200,则在s范围内可布置附加箍筋排数为m=900/200+1=6排，次梁两侧各三排。由式m*nfyvAsv1=6×2×300×50.3=181.1≈Fl满足要求因主梁腹板高度hw=h0-hf=605-80=525mm大于450mm，需在两侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，其间距不大于200mm。现每侧配置2C14，308/(300*525)=0.20%0.1%,满足要求。截断与锚固弯矩包络图由结构力学求解器计算各种荷载情况下的弯矩剪力图（与查表计算有些许出入）①一、三跨有活载，二跨没有；②二跨有活载，一、三跨没有；11③一、二跨有活载，三跨没有；弯矩包络图12主梁纵向钢筋的弯起和切断需按弯矩包络图确定。不配置弯起钢筋。端支座上部钢筋锚固长度la=ζalab=ζa（αfy/ft×d）=1.0×0.14×360×1.27×d=873mm，下部纵向钢筋在中间支座的锚固长度las≥12d=264mm。筋底部纵筋全部伸入支座，所以仅需确定B支座