《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專(zhuān)砌承重。采用單向板肋梁樓蓋。樓面做法：20mnB水泥砂漿面層，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mmi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25kN/m3,水泥砂漿容重20kN/m 3 ,石灰砂漿容重17kN/m3,分項(xiàng)系數(shù)g 1.2。可變荷載，樓 面均分布荷載為7.5 kN/m 3 ,分項(xiàng)系數(shù)k 1.3。材料選用：混凝土采用 C30 ( fc=14.3 N/mm2 , ft=1.43 N/mm 2);鋼筋主梁、次梁采用HRB33敢(fy=300kN/m2)鋼筋，其

2、它均用HPB30CM ( fy=270kN/m3)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。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h 80mm -l- 1900 47.5mm4040次梁截面高度應(yīng)滿(mǎn)足h : 竺00:竺00 266: 400mm 18 121812取h=400mm截面寬度取為b=200mm主梁的截面高度應(yīng)滿(mǎn)足h -: - 5700 : 5700 380 570mm15 101510取截面高度h=500mm截面寬度取為b=250mm圖1-1 樓蓋布置圖2單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 板的設(shè)計(jì)按塑性分

3、析法計(jì)算內(nèi)力恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mmK泥砂漿面層80mnffi筋混凝土板15mnS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)320.02m 20kN/m 0.4kN/m0.08m 25kN/m3 2.0kN/m20.015m 17kN/m3 0.255kN / m22qk 7.5kN / m2g 1.2 2.655 3.186kN/m2_ 2q 1.3 7.5 9.75kN /m 2g q 12.936kN /m次梁的截面200mm 400mm，板在墻上的支撐長(zhǎng)度為120mm，則板的計(jì)算跨度 為：邊跨 l0 1n h 1.9 0.12 02 8 1.72m222中間跨 10 1.9 0

4、.2 1.7m跨度差（1.72 1.7） /1.7 1.2% 10%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(jiàn)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l02.1.4截面承載力計(jì)算b 1000mm, h 80mm, h0 80 20 60mm。C30混凝土，fc=14.3 N/mm2。HPB30硼筋，fy=270kN/m2,連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見(jiàn)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

5、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2M( kN/m )3.48-3.482.34-2.673.48-3.480.8 2.34=1.870.8 (-2.67)=-2.140.0670.0670.0450.0520.0670.0670.0360.0410.0690.0690.0460.0540.0690.0690.0370.042219219146172219219118134選配鋼筋6/81706/8170619061606/81706/817062006200實(shí)配鋼筋面積228228149177228228141

6、141滿(mǎn)足彎矩調(diào)幅的要求;2支座截面的受壓區(qū)高度系數(shù)均小于0.35,80 190.4mm所以，A,minminbh 0.238% 1000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,式中g(shù)k 一折算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，gkgk qk/2 2.655 7.5/2 6.405kN / mqk-折算可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，qkqk/2 7.5/2 3.75kN/mg 一五跨連續(xù)板滿(mǎn)布荷載下相應(yīng)截面的彎矩系數(shù)，按有關(guān)表格查的; gq 一五跨連續(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)cr

7、 1.9,光面鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)0.7, C30混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk 2.01N/mm2;保護(hù)層厚度 c=15mm20mm, c=20mm 計(jì)算 過(guò)程見(jiàn)表2-3 ,裂縫寬度均小于一類(lèi)環(huán)境規(guī)范規(guī)定值。表2-3板的裂縫寬度驗(yàn)算截面1B2C32.32-3.051.30-2.421.59228228149149149202.9266.8170.6317.5208.60.010.010.010.010.010.4560.6100.3340.6890.474deq d / (mm)11.4311.438.578.578.57,，一deq、lcr(1.9Cs 0.08)(mm)te129.4412

8、9.44106.56106.56106.56Wmaxcr l cr sa / Es(mm)maxci ci sqs、/0.1080.1910.0550.2100.095注：te 0.01，取 te=0.012.1.6板的撓度驗(yàn)算截面的短期剛度由下式確定：34-式中，E Es/Ec 210 10 /3 107,矩形截面f 0,各截面的短周期剛度如下表所小。截面1b2C32192191461461460.4560.6100.3340.6890.4740.00370.00370.00240.00240.00241.8821.5671.6121.0101.305由上表可見(jiàn)，Bb與a很接近，滿(mǎn)足0.5B

9、1Bb2B,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可 取整跨剛度B1為計(jì)算撓度，這樣的簡(jiǎn)化使撓度計(jì)算大為方便。長(zhǎng)期剛度按下式確定._ ,、 2 _、2 .其中，Mq (0.078gk 0.1qk)l0(0.078 7.965 0.1 3) 1.722.725kNgm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gk滿(mǎn)布，可變荷載 qk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0.644 10 2和0.973 10 2,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?xún)?nèi)力重分布方法計(jì)算。恒荷載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái) 1.9m 3.186kN/m3 6.05kN / m2次梁自重 1.

10、2 0.2m (0.4m 0.08m) 25kN/m3 1.92kN/m2梁側(cè)抹灰 1.2 0.015m (0.4m 0.08m) 17kN /m3 2 0.20kN / m2活荷載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái) q 1.9m 9.75kN/m3 18.5kN/m2合計(jì) g q 26.67kN/m22.2.3 內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度, c 0.251n 4.8m 0.12m m 4.555m邊跨21.0251n 4.669m 4.675m 取 l0=4.675中間跨 10 1n 4.8m 0.25m 4.55m跨度差(4.675 4.55)/4.5527% 10%,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

11、。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(jiàn)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l0表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lnl0 =4.675l0 =4.675l0 =4.55l0 =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 bf 1l = 1 4800=1600mm，又 b sn 200 1700 19

12、00mm,故取 bf 1600mm 33一類(lèi)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h0=365mm判別T型截面類(lèi)型：各跨跨中均屬于第一類(lèi)T型截面。次梁的正截面承載力過(guò)程見(jiàn)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)中間支座(C)彎矩設(shè)計(jì)值(kNgm)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51123 1 22312412As=565As=1140As=339As=452

13、計(jì)算結(jié)果表明均小于0.35,符合塑性?xún)?nèi)力重分布的條件。As/(bh) 339/(200 400) 0.42%m(0.2%,45ft / fy)max 45ffy 45 1.43/300 0.22%,滿(mǎn)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 . . ，一,hwh0hf365 80 265mm, hw / b265/ 200 1.24,截面尺寸按下式驗(yàn)算：截面尺寸滿(mǎn)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，Vbi 72.89kN。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)

14、，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%。先調(diào)幅整箍筋間距，s 0.8 5725.7 4580.56mm,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0.3ft/fyv 0.3 1.43/270 1.58 10 3,實(shí)際配箍率_ 一一 一 一_一 一_3sv Asv/(bs) 100.48/(200 250) 2.50 10 ,滿(mǎn)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gk 6.808 14.23/4 10.37kN / m ；折算可變荷載 ，一 3一，,qk 14.23 10.67kN/m。變形鋼筋的相對(duì)粘

15、度特征系數(shù)1.0,混凝土的保護(hù)層厚度4c=25mm。荷載標(biāo)準(zhǔn)值下彈性分析的荷載彎矩系數(shù)cr 1.9,裂縫寬度的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表2-7,各截面的裂縫寬度均滿(mǎn)足要求。表2-7次梁的裂縫寬度驗(yàn)算截面1B2C341.00-51.5524.54-41.4828.65565565339402339245.32308.45227.96324.94266.140.01410.01410.01000.01010.01000.7220.7990.6290.7020.609deq d / (mm)1212121212，/_- _ _ deq、1cr(1.9cs 0.08)(mm)te115.59115.59143.51

16、42.54143.5wmaxcr l cr sq / Es(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，As/bh0 565/(200 365) 8.3 10E Es/Ec 2.0 105 2.8 1047.14s c 1.647。bh0200 365(bf b) hf(1600 200) 80長(zhǎng)期剛度：其中， M 1q (0.078 9.654 0.1 8.538) 4.6752 35.12kN gm撓度系數(shù)與板相同，撓度：2.3 主梁的設(shè)計(jì)主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。2.3.

17、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)8.17 4.8=39.22 kN主梁自重 1.2 0.25(0.65-0.08)1.9 17 2=8.13 kN梁側(cè)抹灰 1.2 0.015(0.65-0.08)1.9 17 2=0.67 kNG=48.02 kN活荷載設(shè)計(jì)值：由次梁傳來(lái) Q=18.5 4.8=88.8 kNG+Q=136.82 kN2.3.3 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350mm 350mm ；墻、柱為主梁的錢(qián)支座，主梁連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算跨度：一0.35邊跨 1n 5.7 0.12 5

18、.405m2取最小值Io 5.715m中間跨：1n 5.7 0.35 5.35m跨度差 (5.715-5.7) /5.7=0.26%30.24ft/fyv 0.24 1.43/ 270 1.27 10 3,滿(mǎn)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)cr 1.9 ,變形鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)1.0, C30混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk 2.01 N / mm2 ;保護(hù)層厚度c=25mm O主梁各截面的裂縫寬度驗(yàn)算過(guò)程見(jiàn)表2-10,各截面的裂縫寬度均滿(mǎn)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)程截面1B2178.6-204.0193.12-36.4618841884942628247.6282.9244.35143.50.03010.03010.01510.01000.92470.9470.74590.1895deq d /