鋼筋混凝土結構課程設計

1、鋼筋混凝土結構課程設計專 業(yè)： 土木工程 年 級：2012級 班次 2班姓 名： 吳浩 指導教師： 鮑安紅 完成時間： 成 績： 西南大學工程技術學院鋼筋混凝土結構課程設計計算書某多層廠房樓蓋設計1、 建筑方案某四層廠房為鋼筋混凝土框架結構，建筑平面尺寸為L1×L224×19.8m，該廠房平面柱網(wǎng)尺寸見下圖，其二層和三層使用相同，設計一、二層樓蓋。 圖1 平面柱網(wǎng)圖2、 設計資料（1） 樓面活荷載：9KN/m2。（2） 樓面做法：20mm水泥砂漿面層，密度20 KN/m3。樓板自重：25 KN/m3。（3） 樓板底面采用15mm厚混合砂漿抹灰，密度17KN/m3。（4） 混

2、凝土C30，梁內縱筋用級鋼筋，梁內其他鋼筋和板內鋼筋采用級鋼筋3、 梁格布置（1）按照單向板肋形樓蓋進行樓蓋設計：主梁支承在柱上梁格布置必須考慮以下四個原則：承重需要；剛度需要（舒適度）；支點避開洞口；經(jīng)濟跨度。（2）主梁方向確定：次梁經(jīng)濟跨度46米圖2 主梁布置圖（3）次梁布置：單向板經(jīng)濟跨度1.53米。圖3 次梁布置圖 圖4 梁格布置圖（3）板、次梁、主梁截面尺寸初步確定（表14-1）板：按照新規(guī)范要求（上表），板跨2200mm，板厚h應72mm，取h=100(10mm倍數(shù))次梁：按照上表，次梁跨度6000mm，次梁高度應在350500之間，取次梁高度hc=400mm，按照高度的1/21/

3、3取截面寬度，取高度的1/2為次梁寬度bc=200mm（次梁高和寬均為50mm倍數(shù)）主梁：按照上表，主梁跨度6600mm，主梁高度應在400550之間，取主梁高度hz=500mm（主梁高度應大于或等于次梁高度，一般大于次梁高度），按照高度的1/21/3取截面寬度，主梁寬度bz=250mm（次梁高和寬均為50mm倍數(shù)）4、 單向板的計算和配筋（1） 單向板的計算簡圖：單向板取單位板寬為計算單元，按連續(xù)板計算內力。板的計算跨度取值按：凈跨ln+支座計算長度；其中當支撐在梁上，支座計算長度=0；當支撐在墻上，支座計算長度=墻厚/2；邊跨計算跨度1.1ln，中間跨計算跨度1.05ln。當連續(xù)板在五跨以

4、內時，按實際跨數(shù)計算內力；當連續(xù)板超過五跨時，可以簡化為5跨計算，即所有中間跨的內力取與第3跨一樣。即圖中的計算簡圖，將中間四跨去掉。計算簡圖圖5 樓板選取單元圖(2)荷載計算板厚確定：確定的板厚即要滿足高跨比的最小要求，還要滿足板厚的最小要求。表14-1。恒載g計算：樓面做法：1.2×20×0.02=0.4 KN/m樓板自重：1.2×25×0.1=3kN/m板底抹灰：1.2×17×0.015= 0.306kN/m 合計：g=0.4+3+0.306=3.706kN/m活載q計算：q=1.3×9=11.7 KN/m（4）塑性內

5、力重分布計算彎矩考慮塑性內力重分布，板的彎矩按下式計算：其中系數(shù)取值按圖14-23。（教材圖14-23 P357）圖7 （教材圖14-23） 板的彎矩系數(shù)由圖中可以看出兩邊跨跨中彎矩值為負最大，B點處為正最大，因此選擇邊跨跨中截面為負彎矩控制截面。B點處為正彎矩控制截面。邊跨l=2200mm+200/2=2300mmM1：2.3×2.3=7.406kN·m2M2：M=1/14×（3.706+11.7）×2.3×2.3=5.819kN·m2截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內及中間跨跨內第三支座中間支座彎矩計算系數(shù)-/(KN·

6、;m)7.406-5.819 5.09-5.09 （5）板的設計板的混凝土：混凝土的強度等級取C30、保護層厚度取c=20mm,縱向鋼筋直徑取10mm，所以有效高度h0=75mm鋼筋設計：取1米寬的板進行配筋設計，由于板較薄，所以按照單筋矩形截面進行配筋計算。按照邊跨跨中彎矩計算：1.單筋矩形截面配筋計算：即M=7.046kN/ m2混凝土等級為C30,縱向鋼筋為一級鋼筋，查表fc=14.3N/ m2 ,fy=270kN/ m2為,混凝土等級小于C50, =1.0。 連續(xù)板各截面配筋計算截面位置邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內及中間跨跨內第三支座及中間支座M / KN·m7.406

7、-5.825.09-5.090.0920.0720.0630.0630.0970.0740.0650.065/385293258258選配鋼筋88120681605820058200實配鋼筋面積/4003002502505、次梁的計算和配筋（1）次梁的計算簡圖：次梁的計算簡圖同板，但次梁的恒載包括梁及其支撐板的自重，次梁的活載為樓板傳遞來的使用荷載。次梁的計算跨度見圖14-31（2）荷載計算次梁確定：確定梁截面的寬和高：b=200mm，h=400mm，恒載gc計算：樓板傳遞下自重：g×板跨=3.706×2.2=8.1532kN/m次梁自重：1.2×25×

8、梁截面積=1.2×25×0.2×0.4=2.4kN/m梁底抹灰：1.2×17×0.015×梁寬= 0.0612kN/m 合計：g=10.6144kN/m活載qc計算：qc= q×板跨KN/m=11.7kN/m2×2.2=25.74kN/m（4）次梁的塑性內力重分布計算考慮塑性內力重分布，次梁的彎矩和剪力按下式計算：式中和可按圖10查值（教材圖14-24P357）圖10（教材圖14-24） 次梁的彎矩及剪力系數(shù)式中（計算跨度）按照（凈跨）取。連續(xù)次梁彎矩計算表截面邊跨跨內離端第二支座離端第二跨跨內及中間跨跨內中間支座

9、彎矩計算系數(shù)-/(KN·m)118.98-118.9881.80-81.80連續(xù)次梁剪力計算截面端支座內側離端第二支座外側離端第二支座內側中間支座外側、內側彎矩計算系數(shù)0.40.60.50.5/KN87.25130.88109.06109.06（5）次梁的配筋設計梁的混凝土強度等級為C30，保護層厚度次梁抗彎計算（縱筋確定）： 邊跨跨中： 滿足條件 選用，則實際配筋面積，上部按構造配筋。，滿足條件。 中間跨中： 選用，則實際配筋面積，上部按構造配筋。，滿足條件。 第一跨支座： 滿足條件 選用，則實際配筋面積，下部按構造配筋。，滿足條件。 中間支座： 選用，則實際配筋面積，上部按構造配

10、筋。，滿足條件。次梁抗剪計算（箍筋確定）不考慮彎起鋼筋邊跨支座內側：所以采用雙肢箍，n=2，鋼筋，實際配筋間距S=200mm。第二支座外側： 采用雙肢箍，n=2，鋼筋，。 ，實際配筋間距S=200mm。第二跨支座內側： 按構造配筋，采用雙肢箍，n=2，鋼筋，實際配筋間距S=200mm。中間支座： 按構造配筋，采用雙肢箍，n=2，鋼筋，實際配筋間距S=200mm。6、主梁的設計和配筋（1）計算簡圖主梁的計算簡圖同次梁，但主梁的均布荷載為梁的自重，主梁的集中荷載為次梁傳遞來的荷載。主梁計算跨度見圖14-33（由于支撐在柱上，柱尺寸未知，按照6600mm計）（2）荷載計算梁截面的寬和高為150

11、15;450mm,主梁高度次梁高度主梁均布荷載gz計算：主梁自重：1.2×25×0.3×0.6=5.4 KN/m梁底抹灰：1.2×17×0.015×0.3=0.092 KN/m 合計：gz=5.992 KN/m主梁集中荷載P計算：P=(13.476 +25.74c) ×6=235.3KN（3）內力計算主梁的只彈性理論計算內力（包括彎矩和剪力），不考慮荷載最不利情況。 均布荷載作用下彎矩和剪力計算圖11 均布荷載作用下主梁計算見圖按照圖計算均布荷載作用下跨中和支座的彎矩和剪力。 集中荷載作用下彎矩和剪力計算圖12 集中荷載作用

12、下主梁計算簡圖按照圖計算集中荷載作用下跨中和支座的彎矩和剪力。 座跨中彎矩和剪力計算把均布荷載作用下彎矩和剪力與集中荷載作用下的彎矩和剪力疊加。 跨中與支座的剪力、彎矩1跨中23（跨中）4跨中5彎矩011.03-13.793.45-13.7911.030剪力9.19025.28025.280-9.19支座與跨中的彎矩、剪力1跨中2跨中4跨中5彎矩0275-323.5670.1-452.98428.710剪力164.47-53.93469.16-21.57606.67148.30-288.5均布荷載作用下彎矩和剪力與集中荷載作用下的彎矩和剪力疊加1跨中2跨中4跨中5疊加彎矩0286.03-337

13、.3373.55-466.77439.740疊加剪力173.66-63.93495.44-21.57631.95148.3-297.69（4）配筋設計 縱筋設計：只取最大跨中彎矩和最大支座彎矩進行計算。截面按照雙筋矩形截面設計。（1）跨中配筋為：基本參數(shù)如下：h0=435mm b=250mm fc=14.3 fy=3601) 計算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2)  計算相對界限受壓區(qū)高度b=1/(1+fy/(Es*cu)=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183)  確定計算系數(shù)s=o*M/

14、(1*fc*b*ho*ho)=1.0*439.74*106/(1.0*14.3*250*435*435)=0.344)  計算相對受壓區(qū)高度=1-sqrt(1-2s)=1-sqrt(1-2*0.34)=0.436b=0.518 滿足要求。由于<=b，因此按構造配筋A's='min*b*h=0.200*250*435=217.5mm25) 計算縱向受拉筋面積As1*fc*b*ho*/fy=1.0*14.3*250*435*0.436/360=1883mm26)  驗算受拉鋼筋最大、最小配筋率=As/(b*h)=1883/(2

15、50*435)=1.73max=b*1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*435/500=1.79=1.73min=0.200, 滿足最小配筋率要求。=1.73max=1.79, 滿足最大配筋率要求。（2）支座處彎矩：基本參數(shù)如下：h0=435mm b=250mm fc=14.3 fy=3601) 計算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2)  計算相對界限受壓區(qū)高度b=1/(1+fy/(Es*cu)=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183)  確定計

16、算系數(shù)s=o*M/(1*fc*b*ho*ho)=1.0*466.77*106/(1.0*14.3*250*435*435)=0.164)  計算相對受壓區(qū)高度=1-sqrt(1-2s)=1-sqrt(1-2*0.16)=0.175b=0.518 滿足要求。由于<=b，因此按構造配筋A's='min*b*h=0.200*250*435=217.5mm25) 計算縱向受拉筋面積As1*fc*b*ho*/fy=1.0*14.3*250*435*0.175/360=756mm26)  驗算受拉鋼筋最大、最小配筋率=As/(b*h)

17、=756/(250*435)=0.785max=b*1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*435/500=1.89=0.79min=0.200, 滿足最小配筋率要求。=0.79max=1.79, 滿足最大配筋率要求。箍筋設計：可以考慮彎起鋼筋。按照集中荷載作用下的獨立梁進行計算。 1） 計算截面有效高度和腹板高度ho=h-as=500-65=435mmhw=ho=435mm2） 確定受剪面是否符合條件當hw/b=435/250=2.404 時V0.25*c*fc*b*ho/o  =0.25*1.0*14.3*250*435/1.0=388.78kN 截面符合條件。3