钢筋混凝土结构课程设计

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25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3，石灰砂浆容重17kN/m3，分项系数G1.2。可变荷载，楼面均分布荷载为kN/m3，分项系数K1.3。

材料选用：混凝土采用C30（fc=N/mm2，ft=N/mm2）；

钢筋 主梁、次梁采用HRB335级（fy=300kN/m2）钢筋，其它均用HPB300级（fy=270kN/m3）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,次梁的跨度是。梁每跨内布置两根次梁。其间距是。楼盖的布置如图1-1。

l1900根据构造要求，板厚取h80mm47.5mm

4040ll48004800次梁截面高度应满足h266400mm

18121812取h=400mm，截面宽度取为b=200mm。 ll5700主梁的截面高度应满足h1510155700380~570mm 10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

板的设计

按塑性分析法计算内力。

恒荷载标准值： 20mm水泥砂浆面层 80mm钢筋混凝土板

0.02m20kN/m30.4kN/m2 0.08m25kN/m32.0kN/m2

15mm厚石灰砂浆抹灰 活荷载标准值 横荷载设计值 活荷载设计值

0.015m17kN/m30.255kN/m2

qk7.5kN/m2

g1.22.6553.186kN/m2 q1.37.59.75kN/m2 gq12.936kN/m2

合计

次梁的截面200mm400mm，板在墙上的支撑长度为120mm，则板的计算跨度

为：

边跨l0lnh0.20.081.90.121.72m 222中间跨 l01.90.21.7m

跨度差(1.721.7)/1.71.2001000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 计算跨度l0 截面承载力计算

b1000mm,h80mm,h0802060mm。C30混凝土，fc=N/mm2。HPB300

钢筋，fy=270kN/m2，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

边区板带（1-2，5-6轴线间） 离端第二支跨跨内、中间跨跨内 中间区板带（2-5轴线间） 截面位置 边跨跨内 离端第二支座 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（kN/m2） 选配钢筋   6/8@170 实配钢筋面积 228 6/8@170 228 6@190 6@160 6/8@170 6/8@170 6@200 6@200 149 177 228 228 141 141 支座截面的受压区高度系数均小于，满足弯矩调幅的要求； 所以，As,minminbh0.238%100080190.4mm2

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

''gkqk/22.6557.5/26.405kN/m 式中gk—折算永久荷载标准值，gk''qk/27.5/23.75kN/m qk—折算可变荷载标准值，qk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：

受弯构件的受力特征系数cr1.9，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ftk2.01N/mm2；保护层厚度c=15mm<20mm,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 1 B 2 C 3 deqd/(mm) 228 228 149 149 149 lcr(1.9cs0.08deqte)(mm) wmaxcrlcrsq/Es(mm) 注: te0.01,取te=0.01。 板的挠度验算

截面的短期刚度由下式确定：

式中，EEs/Ec210103/31047，矩形截面'f0，各截面的短周期刚度如下表所示。

截面 1 219 B 219 2 146 C 146 3 146 由上表可见，BB与B1很接近，满足B1''2 其中，M1q(0.078gk0.1qk)l0(0.0787.9650.13)1.7222.725kNm

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gk满布，可

变荷载qk在1，3，5跨布置，又相应表格查的相应的挠度系数分别是0.644102和

0.973102，于是挠度：

次梁的设计

次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。 恒荷载设计值

由板传来 1.9m3.186kN/m36.05kN/m2

次梁自重 1.20.2m(0.4m0.08m)25kN/m31.92kN/m2 梁侧抹灰 1.20.015m(0.4m0.08m)17kN/m320.20kN/m2 活荷载设计值 由板传来 合计

q1.9m9.75kN/m318.5kN/m2

gq26.67kN/m2

内力计算

计算跨度

边跨

ln4.8m0.12ml 取0=

0.25m4.555m2

1.025ln4.669m4.675m

中间跨

l0ln4.8m0.25m4.55m00

跨度差(4.6754.55)/4.552.71000，说明可按等跨连续梁计算内力。计算

简图如图2-2所示。

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 截面 A B 离端第二支座 2 中间跨跨中 C C 中间支座 弯矩计算系数 计算跨度l0 表2-5 连续次梁剪力计算 B（左） B（右） 边支座 剪力计算系数 净跨度ln 正截面承载力计算

l0= 离端第二支座 离端第二支座 l0= 中间支座 l0= l0= 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

11取b'fl=4800=1600mm，又bsn20017001900mm，故取b'f1600mm

33 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

h0=365mm。

判别T型截面类型：

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） 弯矩设计值（kNm） 选配钢筋 实际配筋 512 As=565 中间支座（C） 1044 322 As=1140 312 As=339 383 412 As=452 计算结果表明均小于，符合塑性内力重分布的条件。 As/(bh)339/(200400)0.42%min(0.2%,45ft/fy)max45ft/fy451.43/3000.22%

，满足最小配筋率的要求。 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

hwh0h'f36580265mm,hw/b265/2001.24，截面尺寸按下式验

算：

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，VBl72.89kN。由斜截面受剪承载力计

算公式确定箍筋间距s:

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%。先调幅整箍筋间距，s0.85725.74580.56mm，大于箍筋最大间距200mm，最后取s=200mm。 （3）验算最小配箍率

弯矩调幅时要求的配箍率下限为0.3ft/fyv0.31.43/2701.58103，实际配

箍率svAsv/(bs)100.48/(200250)2.50103，满足最小配箍率的要求。 次梁的裂缝宽度验算

'6.80814.23/410.37kN/m；折算可变荷载次梁的折算永久荷载gk'qk14.23310.67kN/m。变形钢筋的相对粘度特征系数1.0，混凝土的保护4层厚度c=25mm。

荷载标准值下弹性分析的荷载弯矩系数cr1.9，裂缝宽度的计算过程见表2-7，各截面的裂缝宽度均满足要求。

表2-7 次梁的裂缝宽度验算

截面 deqd/(mm) 1 565 12 B 565 12 2 339 12 C 402 12 3 339 12 lcr(1.9cs0.08deqte)(mm) wmaxcrlcrsq/Es(mm) 由荷载标准组合产生的跨中和支座弯矩： 次梁的挠度验算

按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度：

其中，As/bh0565/(200365)8.3103；

EEs/Ec2.01052.81047.14； 'f(b'fb)h'fbh0(1600200)801.647。

200365长期刚度：

其中，M1q(0.0789.6540.18.538)4.675235.12kNm 挠度系数与板相同，挠度：

主梁的设计

主梁按弹性理论设计。 荷载

为简化计算，将主梁自重及梁侧抹灰重量等效为集中荷载。

荷载设计值：

由次梁传来 kN主梁自重 （）=kN 梁侧抹灰 （）=kN G=kN

活荷载设计值：

由次梁传来Q=kNkN计算简图

主梁端部支承在砖墙上，支承长度为370mm；中间支承在柱上，钢筋混凝土柱

截面为350mm350mm；墙、柱为主梁的铰支座，主梁连续梁计算。

图2-3 计算数

计算跨度： 边跨ln5.70.120.355.405m 2取最小值 l05.715m

中间跨：ln5.70.355.35m

跨度差 （）/=%<10%，则可以按等跨连续梁计算。 主梁的计算简图见图2-3。 内力计算及包络图

内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行计算，跨中和支座截面最大弯矩及

剪力按下式计算：

不同截面下的弯矩及剪力的计算见表2-8、表2-9。

表2-8主梁弯矩计算

项次 荷载简图 ① ② ③ ④ ⑤ 基本不利内力 ①+⑤ ①+② ①+③ ①+④ 表2-9 主梁剪力值计算 序号 ① ② ③ ④ 最不利内力 主梁正截面受弯承载力计算

跨内按T形截面计算，其翼缘宽度为：

①+④ ①+② ①+③ 计算简图 取bf'=1210mm，取h050060440mm。

判别T形截面类型：

故属于第一类T形截面。

主梁正截面承载力的计算

截面 弯矩设计值（kNm） 选配钢筋 实配钢筋面积（mm2） 1 620 1884 B 620 1884 320 942 2 220 628 主梁斜截面受剪承载力的计算 （1）验算截面尺寸

hwh0h'f44080360mm,hw/b360/3001.24，截面尺寸按下式验

算：

截面尺寸满足要求。 （2）计算所需腹筋

采用6@150双箍

Asvh00.71.432504401.0270440100.48/150189.69kNsVA112.1kNVcs,VBl177.26kNVcs,VBr156.33kNVcs,可知B截面上的剪力与Vcs0.7ftbh01.0fyvVcs刚好，现配两根弯起，220，面积为628mm2。

验算最小配箍率

svAsv/(bs)100.48/(250200)2.00103> 0.24ft/fyv0.241.43/2701.27103，满足要求。 主梁裂缝宽度验算

受弯构件的受力特征系数cr1.9，变形钢筋的相对粘结特征系数1.0，C30

混凝土抗拉强度标准值ftk2.01N/mm2；保护层厚度c=25mm。主梁各截面的裂缝宽度验算过程见表2-10，各截面的裂缝宽度均满足要求。

表中B支座边缘弯矩标准值：

表2-10 主梁各截面的裂缝宽度验算过程

截面 1 B 2 deqd/(mm) 1884 20 1884 20 942 20 628 20 lcr(1.9c0.08deqte)(mm) wmaxcrlcrsq/Es(mm) 主梁的挠度验算

按等刚度跨度连续梁计算边跨跨中挠度。短期刚度：

其中，As/bh01884/(250440)0.0173；

EEs/Ec2.01052.81047.14； 'f(b'fb)h'fbh0(1220300)800.9556。

175440其中，M1k55.80.8112.8146.04kNm 挠度系数与板相同，挠度：

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