鋼筋混凝土結構課程設計計算書

《鋼筋混凝土結構》課程設計計算書題目：某百貨商場樓蓋設計（兩層跨柱網(wǎng)：6.6m×6.6m樓面活荷載3.5kN/）院系：建筑學院專業(yè)班級：10級土木工程2班學生姓名：學號：指導教師：2012年12月目錄TOC\o"1-4"\u1.設計題目與設計條件 31.1設計題目： 31.2設計條件： 31.2.1結構類型：砌體結構 31.2.2建筑材料： 31.2.2.1樓面做法：（自上而下） 32.樓蓋的結構平面布置： 33.板的設計 43.1樓蓋板的設計 43.1.1荷載 43.1.2計算簡圖 53.1.3彎矩計算值 53.1.4正截面受彎承載力計算 64.次梁設計 74.1荷載 74.2內力計算 74.3承載力計算 84.3.1正截面受彎承載力 84.3.2斜截面受剪承載力 85.主梁設計 95.1荷載設計值 95.2計算簡圖 95.3內力設計值及包絡圖 105.3.1彎矩設計值 105.3.2剪力設計值 105.3.3彎矩、剪力包絡圖 105.4承載力計算 135.4.1正面受彎承載力 135.4.2斜截面受剪承載力 136.繪制施工圖 147.對主梁撓度與裂縫寬度的計算 157.1對主梁撓度的計算 157.1.1對支座B的配筋面積計算 157.1.2對第二跨中配筋面積計算 167.2對主梁裂縫寬度計算 177.2.1對支座B進行裂縫寬度計算 177.2.2對第一跨中進行裂縫計算 17

1.設計題目與設計條件1.1設計題目：某百貨商場（兩層）樓蓋，采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋形式?；炷敛捎肅30級，梁中的縱向受力鋼筋采用HRB335，其他鋼筋采用HPB300。根據(jù)該商場的使用要求，樓面活荷為3.5kN/，橫向柱網(wǎng)尺寸取為：6.6m，縱向柱網(wǎng)尺寸為：6.6m。1.2設計條件：1.2.1結構類型：砌體結構1.2.2建筑材料：1.2.2.1樓面做法：（自上而下）10mm厚大理石地面（重度28kN/）；現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，20mm厚石灰砂漿抹底樓蓋建筑平面

2.樓蓋的結構平面布置：主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁跨度為6.6m，次梁的跨度為6.6m，主梁每跨內布置兩根次梁，板的跨度為2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按單向板設計。按跨高比條件，要求板厚h2200/40=55mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，取板厚h=80mm。次梁截面高度應滿足h=/18～/12=6600/18～6600/12=367～550mm?？紤]到樓面可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm主梁截面高度應滿足h=/14～/8=6600/14～6600/8=471～825mm,h=650mm.截面寬度為b=300mm樓蓋板結構平面布置圖3.板的設計3.1樓蓋板的設計已如前述，軸線①～②、⑤～⑥的板屬于端區(qū)格單向板；軸線②～⑤的板屬于中間區(qū)格單向板。3.1.1荷載板的永久荷載標準值10mm厚大理石地面0.01×28=0.28kN/80mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.08×25=2kN/20mm厚石灰砂漿抹底0.02×17=0.34kN/小計2.62kN/板的可變標準荷載值3.5kN/永久荷載分項系數(shù)取1.2或1.35，可變荷載分項系數(shù)應取1.4。于是板的荷載總計算值①g+q=+=1.35×2.62+0.7×1.4×3.5=6.967kN/②g+q=+=1.2×2.62+1.4×3.5=8.044kN/由于②>①，所以?、趃+q=8.044kN/，近似取g+q=8kN/3.1.2計算簡圖次梁截面為200mm×500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按塑性內力重分布設計，板的計算跨度：邊跨=+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025=2030mm，取=2020mm中間跨==2200-200=2000mm板的尺寸圖因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如上圖所示3.1.3彎矩計算值由表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。故:=-=（g+q）/11=8×/11=2.97kN·m=-（g+q）/14=-8×/14=-2.29kN·m==（g+q）/16=8×/16=2kN·m這是對端區(qū)單向板而言的，對于中間區(qū)格單向板，其和應乘以0.8:=0.8×-2.29=-1.83kN·m；=0.8×2=1.6kN·m3.1.4正截面受彎承載力計算環(huán)境類別為一級，C30混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板寬b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB300鋼筋，=270N/。板配筋計算的過程于下表。樓面板的配筋計算截面1B2或3C彎矩設計值（kN·m）2.97-2.972-2.29=/（b）0.0580.0580.0390.044=1-0.060.060.040.045軸線①～②、⑤～⑥計算配筋（）=b/190.7190.7127.1143實際配筋（）Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246軸線②～⑤計算配筋（）=b/190.7190.7101.7117.6實際配筋（）Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246Φ6/8@160=246*對軸線②～⑤間的板帶，其跨內截面2、3和支座截面的彎矩設計值都可折減20%。為了方便，近似對鋼筋面積乘以0.8.計算結果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內力重分布的原則；/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值大于0.45/=0.45×1.43/270=0.238%，同時大于0.2%，滿足最小配筋率。4.次梁設計按考慮塑性內力重分布設計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變和在不考慮梁從屬面積的荷載折減。4.1荷載永久荷載設計值板傳來永久荷載3.1×2.2=6.82kN/m次梁自重0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m次梁粉刷0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m小計g=9.68kN/m可變荷載設計值q=4.9×2.2=10.78kN/m荷載總設計值g+q=20.46kN/m4.1.2計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為300mm×650mm。計算跨度：邊跨=+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025=6488mm，取=6450mm中間跨==6600-300=6300mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖如圖所示。

次梁尺寸圖4.2內力計算由表1.2.1、表1.2.2可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設計值：=-=（g+q）/11=20.46×/11=77.38kN·m=-（g+q）/14=-20.46×/14=-58kN·m=（g+q）/16=20.46×/16=50.75kN·m剪力設計值：=0.45（g+q）=0.45×20.46×6.33=58.28kN=0.60（g+q）=0.60×20.46×6.33=77.7kN==0.55（g+q）=0.55×20.46×6.3=70.89kN4.3承載力計算4.3.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內按T形截面計算，翼緣計算寬度為：邊跨：=/3=6450/3=2150mm<b+=200+2000=2200。第二跨和中間跨：=/3=6300/3=2100mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。環(huán)境類別為一級，C30混凝土，梁的最小保護厚度c=25mm，一排縱向鋼筋=500-35=465mm二排縱向鋼筋=5000-60=440mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，=300N/，箍筋采用HPB300鋼，=270N/。正截面承載力計算過程列于下表。經(jīng)判別跨內截面均屬于第一類T形截面。次梁正截面受彎承載力計算截面1B2C彎矩設計值（kN·m）77.38-77.3850.75-58=/（b）或=/（）0.0110.1520.0080.095=1-0.0110.152〈0.350.0080.095=b/或=/524.2637.6372.4421.1選配鋼筋（）216+114彎=555.9218+114彎=662.9214+112彎=421.1214+116彎=509計算結果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=421.1/（200×500）=0.42%，此值大于0.45/=0.45×1.43/300=0.21%，滿足最小配筋率。4.3.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配筋率驗算。驗算截面尺寸：=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.925＜4，截面按下式驗算：0.25b=0.25×1×14.3×200×465=332.48×N＞=77.7×N，截面滿足要求。驗算是否需要按計算配置箍筋0.7b=0.7×1.43×200×465=93.093×N＞=77.7×N構造配筋，選用Φ6@160===0.17%=0.24×=0.24×=0.13%采用Φ6雙支箍筋，計算支座B左側截面。調幅后受剪承載力應加強梁局部范圍內將計算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調整箍筋間距s=0.8×160=128mm最后取箍筋間距s=130mm。為了方便施工，沿梁長度不變。驗算配筋率下限值：彎矩彎矩調幅時要求的配筋率下限為：0.3=0.3×1.43/270=0.16%。實際配筋率==56.6/（200×130）=0.22%＞0.20%滿足要求。5.主梁設計主梁按彈性方法設計5.1荷載設計值為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載9.68×6.6=63.888kN主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）]×1.2=12.31kN永久荷載設計值G=63.888+12.31=76.198kN取G=76.2kN可變荷載設計值Q=10.78×6.6=71.148kN取Q=71.15kN5.2計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在550mm×550mm的混凝土柱上，其計算跨度邊跨=6600-275-120=6205mm因1.025=155mm＜a/2=185mm，取=1.025+b/2=1.025×6205+550/2=6635mm近似取=6640mm中跨=6600mm主梁的計算簡圖如下，因跨度相差不超過10%，故可利用附表7.2計算內力主梁的尺寸圖5.3內力設計值及包絡圖5.3.1彎矩設計值彎矩M=G+Q式中系數(shù)、由附表7.2相應欄內查得=0.244×76.2×6.64+0.289×71.15×6.64=260kN·m=-0.267×76.2×6.64-0.311×71.15×6.64=282kN·m=0.067×76.2×6.60+0.200×71.15×6.64=128kN·m5.3.2剪力設計值剪力V=G+Q式中系數(shù)、由附表7.2相應欄內查得=0.733×76.2+0.866×71.15=117.47kN=-1.267×76.2-1.311×71.15=202.74kN=1.0×76.2+1.222×71.15=163.15kN5.3.3彎矩、剪力包絡圖彎矩包絡圖：①第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載。由附表6-2知支座B或C的彎矩值為==-0.267×76.2×6.64-0.133×71.15×6.64=-197.93kN·m在第1跨內以支座彎矩=0，=-197.93kN·m的連線為基線。作G=76.2kN，Q=71.15kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-197.93/3=260.16kN·m（與前面計算的=260kN·m接近）（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-2×197.93/3=194.2kN·m在第2跨內以支座彎矩=-197.93kN·m，=-197.93kN·m的連線作為基線，作G=76.2kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：G+=×76.2×6.60-197.93=-30.29kN·m②第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載第1跨內：在第1跨內以支座彎矩=0，=-282kN·m的連線為基線。作G=76.2kN，Q=71.15kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（76.2+71.15）×6.64-282/3=232.13kN·m（76.2+71.15）×6.64-2×282/3=138.14kN·m在第2跨內：=-0.267×76.2×6.64-0.089×71.15×6.64=-177.14kN·m以支座彎矩=-282kN·m，=-177.14kN·m的連線為基線，作G=76.2kN，Q=81.151kN的簡支梁彎矩圖，得（G+Q）++（-）=（76.2+71.15）×6.64-177.14+（-282+177.14）=79.09kN·m（G+Q）++（-）=（76.2+71.15）×6.64-177.14+（-282+177.14）=114.04kN·m③第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載==-0.267×76.2×6.64-0.133×71.15×6.64=-197.93kN·m第2跨兩集中荷載作用點處可變彎矩分別為：（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-197.93=128.21kN·m（與前面計算的=128kN·m接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為：G+=×76.2×6.64-×197.93=102.68kN·mG+=×76.2×6.64-×197.93=36.7kN·m④在第1跨內有可變荷載，在第2、3跨內沒有可變荷載由附表6-2知支座B或C的彎矩值=-0.267×76.2×6.64-0.178×71.15×6.64=-219.19kN·m=-0.267×76.2×6.64+0.044×71.15×6.64=-114.31kN·m在第2跨內以支座彎矩=0，=-219.19kN·m的連線為基線，作G=76.2kN，Q=75.15kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為：（G+Q）+=×（76.2+71.15）×6.64-×197.93=260.16kN·m（G+Q）+=×（76.2+71.15）×6.64-×197.93=194.18kN·m在第2跨內以支座彎矩=-219.19kN·m，=-114.13kN·m的連線作為基線，作G=76.2kN，Q=0的簡支梁彎矩圖，得第1個和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：G+（-）+=×76.2×6.6+（-219.19+144.13）-144.13=-26.53kN·mG+（-）+=×76.2×6.6+（-219.19+144.13）-144.13=-1.51kN·m彎矩包絡圖如下（a）所示。剪力包絡圖：①第1跨=117.47kN；過第1個集中荷載后為117.47-76.2-71.15=-29.88kN；過第2個集中荷載后為-29.88-76.2-71.15=-177.23kN=-202.74kN；過第1個集中荷載后為-202.74+76.2+71.15=-55.39kN；過第2個集中荷載后為-55.39+76.2+71.15=91.96kN②第2跨=163.15kN；過第1個集中荷載后為163.15-76.2=86.95kN。當可變荷載僅作用在第2跨時=1.0×76.2+1.0×71.15=147.35kN；過第1個集中荷載后為147.35-76.2-71.15=0。剪力包絡圖如下（b）所示(a)（b）主梁的內力包絡圖（a）彎矩包絡圖；（b）剪力包絡圖5.4承載力計算5.4.1正面受彎承載力跨內按T形截面計算，因==0.13＞0.1。翼緣計算寬度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中較小值確定取=2.2mB支座邊的彎矩設計值=-b/2=-282-147.35×0.55/2=-322.52kN·m。縱向受力鋼筋除B支座截面為2排外，其余均1排?？鐑冉孛娼?jīng)判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表。正截面受彎承載力計算截面1B2彎矩設計值（kN·m）260-282128-30.29=/（b）或=/（）0.0220.0270.0110.019=（1+）/20.9890.9860.9950.99=/1424.91643.7697.3165.8選配鋼筋（）225+220=1610220+22+218=1897216+218=911222=760主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡圖確定。5.4.2斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.67＜4截面尺寸按下式驗算：0.25b=0.25×1×14.3×300×580=622.05×kN＞=202.74kN，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用Φ8@200雙肢箍筋，=0.7×1.43×300×500+1.25×270×100.6×580/200=272640N=272.64KN202.74<Vcs，因此支座B截面左右不需配置彎起鋼筋。驗算最小配箍率：===0.17%＞0.24=0.13%，滿足要求。次梁兩側附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來集中力=63.888+71.148135kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范圍s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ8@200雙肢，則在長度s內可布置附加箍筋的排數(shù)，m=900/200+1=6排，次梁兩側各布置3排。另加吊筋1Φ18，=254.5，由式2sin+mn=2×270×254.5×0.707+6×2×270×50.3=260.135×kN＞，滿足要求。因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁側設置縱向構造筋，每側縱向構造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%，且其間距不大于200mm?，F(xiàn)每側配置2Φ14，308/（300×570）=0.18%＞0.1%，滿足要求6.繪制施工圖板的配筋圖主梁配筋圖次梁配筋圖7.對主梁撓度與裂縫寬度的計算7.1對主梁撓度的計算簡化將梁為簡支梁來計算，綜合其有矩形截面與T型截面的計算，故有7.1.1對支座B的配筋面積計算由已知可得=1897，按矩形截面進行計算，=0.5為了簡化計算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載9.68×6.6=63.888kN主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）]×1.2=12.31kN永久荷載設計值G=63.888+12.31=76.198kN取G=76.2kN可變荷載設計值Q