钢筋混凝土课程设计

某设计使用年限为50年工业厂房楼盖，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格布置如图

1.1

所示。

图1.1梁板结构平面布置

（1） 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层，20mm厚混合砂浆天棚

抹灰。

（2） 活荷载：标准值为7.0KN/m2。

1

（3） 横载分项系数为1.2；活荷载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖

楼面活荷载标准值大于4KN/m2）。 （4） 材料选用：

混凝土 采用C25（fc=11.9N/mm2， ft=1.27 N/mm2）。 钢筋 梁中受力纵筋采用HRB335级（fy=300 N/mm2）; 其余采用HPB235级（fy =270 N/mm2）。

2、板的计算

板按考内力重分布方法计算。板的

l16214mm2.573,要求按单l22414mm向板设计。宜按双向板设计，按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。本书按单向板设计。 板的厚度按构造要求取次梁截面高度取h80mm次梁截面 度取h500l12414mm60mm,4040l26214mm414mm宽度b=200mm,板尺寸及支1515承情况如图2.1所示。

(a)

2

图2.1板的尺寸和计算简图

（a）板的尺寸 (b)计算简图

（1）荷载 恒载标准值

20mm 水泥砂浆面层 0.02m×20 KN/m3=0.4 KN/m2 80mm 钢筋混凝土板 0.08m×25 KN/m3=2.0 KN/m2 20mm 混合砂浆天棚抹灰 0.02m×17 KN/m3=0.34 KN/m2 g2 k=2.74 KN/m线恒载设计值 g=1.2×2.74 KN/m=3.29 KN/m 线活载设计值 q=1.3×7.0KN/m=9.1 KN/m 合计 12.39 KN/m 即每米板宽 g+q= 12.39 KN/m

（2）内力计算 计算跨度

边跨 lhn2.414m0.12m0.2m220.08m22.234m la0.2mn22.414m0.12m20.12m22.254m2.234m取lo2.234m。

3

中间跨 lo2414m0.20m2.214m

计算跨度差(2.234m－2.214m）/2.214m=1％<10％,说明可按等跨连续板计算内力（为简化计算起见，统一取lo2.234m)。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图1.1b所示 连续板各截面的弯矩计算见表2.1。

表2.1连续板各截面的弯矩计算 边跨跨截面 内 弯矩计算系数 m 1 11离端第二支座 －1 11离端第二跨跨内 中间支中间跨跨内 1 16座 －1 14M= m（g+q）l02 /(KN·m)

5.62 －5.62 3.86 －4.42 (3)截面承载力计算

b=1000mm. h=80mm ,h0=80mm－20mm=60mm, 1=1.0,连续板各截面的配筋计算见表2.2。

表2.2连续板各截面的配筋计算

4

边区板带（①～②，⑤～⑥轴中间区板带（②～⑤轴线间） 线间） 板带部位截离端面 边跨第二跨内 支座 跨跨内 M/5.62 -5.62 3.86 （(KN·m)） 0.13 离端第离端二跨跨中间边跨第二内、中间支座 跨内 支座 离端第二跨跨内、中间跨跨内 -4.42×0-4.45.62 -5.62 2 0.10=3.09 =-3.54 3.86×0.8 .8 中间支座 Mas= 1fcbh020.131 0.090 1 0.140.141 0.094 1 9 3 0.100.131 0.131 0.072 0.083  0.141 0.141 0.075 0.087 ASbho1fcfy 373 373 249 288 373 373 198 230 /mm2 8/18/18 8 10 8/108 8 0 ﹫﹫170 ﹫170 170 379 296 296 413 339 265 265 ﹫190 ﹫190 ﹫190 ﹫190 0 选配钢筋 ﹫170 实配钢筋面379 积/mm2 5

中间区板带②~⑤轴线间，各内区格板的四周与梁整体连续，故各跨跨内和中间支座考虑板内拱作用，计算弯矩降低20%。

连续板的配筋示意图如图所示2.2

图2.2板的配筋示意图

（a）边区板带（b）中间区板带

3.次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

6

取主梁的梁高h750mml37242mm603.5mm,梁宽b250mm。次梁有1212关尺寸及支撑情况如图3.1所示。 （1）荷载 荷载恒载设计值

由板传来 3.29kN/m22.414m7.94kN/m

次梁自重 1.225kN/m30.2m(0.50.08)2.52kN/m 梁侧抹灰 1.217kN/m30.02m(0.50.08)20.34kN/m g10.80kN/m 活载设计值

由板传来 q9.1kN/2m2.41m421k.N 97m/合计 gq32.77kN/m 2）内力计算

计算跨度 l0.25mn6.214m0.12m25.969m 边跨 la0.24mn25.969m26.089m 1.025ln1.0255.969m6.118m6.089m 取 l06.08m9 中间跨 l0ln6.214m0.25m5.964m 跨度差 (6.089m5.969m)/5.969m2.01%10% 说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图3.1所示

7

图3.1次梁的尺寸和计算简图 （a）次梁尺寸（b）计算简图 连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表3.1和表3.2

表3.2.1连续次梁弯矩计算

离端第二离端第二截面 边跨跨内 支座 中间跨夸内 弯矩计算系数 m Mm(gq)l0/(kNm) 2跨跨内，中间支座 1 11 1 11 1 16 －1 14 -110.45 72.85 -83.26 110.45 表3.2.2连续次梁剪力计算

8

端支座内离端第二离端第二中间支座截面 侧 剪力计算系数 v vv(gq)ln/kN 支座外侧 支座内侧 外侧，内侧 0.45. 0.6 0.55 0.55 89.80 117.26 107.49 107.49

（3）截面承载力计算

次梁跨内截面按T型截面计算，翼缘计算宽度为：

边跨bf'l06089mm2030mmbs0200mm2214m2414mm 离端第二跨、中间跨 bf'5964mm1988mm

梁高 h500mm,h0500mm35mm465mm 翼缘厚 hf'80mm 判别T型截面类型：按第一类T型截面试算。 跨内截面0.021hf'h080mm465mm0.1720.1,故各跨内截面均131313属于第一类T型截面。

支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取

h0500mm60mm440mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0465mm。

连续次梁正截面及斜面承载力计算分别见表3.1及3.2

9

表3.1 连续次梁正截面承载力计算 截 面 MkNｍ 2aｓMa1fcbf'h0边跨跨内 110.45 离端第二支座 -110.45 0.218 0.249<0.35 asMa1fcbh0 2 0.021 0.021 786 Asbf'h0a1fcfyAsbh0a1fcfymm2 869 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2

220+116 828 218+216 911 离端第二跨跨内、中截面 间跨跨内 MkNｍ 2aｓMa1fcbf'h0中间支座 72.85 -83.26 0.162 0.178 asMa1fcbh02 0.014 0.014 Asbf'h0a1fcfyAsbh0a1fcfy513 657 /mm2 选配钢筋 实配钢筋面积/mm2 216+116 602 214+216 710 10

表3.2 连续次梁斜截面承载力计算

截面 VkN 端支座内侧 89.80 276675>V 88582>V 28 101 离端第二支座外侧 117.26 261800>V 78232>V 28 101 0.25cfcbh0N 0.7ftbh0N 选用箍筋 AsvnAsv1mm2 sV0.7ftbh0 1.25fyvAsvh0 /mm 实配箍筋间距s /mm

截面 VkN 200 200 离端第二支座内侧 89.80 261800>V 782232>V 28 101 按构造配筋 中间支座外侧、内侧 107.49 276675>V 82677>V 28 101 639 11

0.25cfcbh0N 0.7ftbh0N 选用箍筋 AsvnAsv1mm2 sV0.7ftbh0 1.25fyvAsvh0

/mm 实配箍筋间距s /mm

次梁配筋示意图如图3.1所示。

200 200

图3.1连续次梁配筋示意图

4、主梁计算

主梁按弹性理论计算。

柱高H=4.5m,设柱截面尺寸为300mm×300mm。主梁的有关尺寸及支承情况如图4.1所示i。 （1） 荷载 恒载设计值

由次梁传来 10.80kN/m6.214m67.11kN

主梁自重（折算成集中荷载）1.2×25 KN/m3×0.25m×(0.75m－

12

0.08m)×2.414m=12.13KN

梁侧抹灰（折算成集中荷载）1.2×17 KN/m3×0.02m×(0.75m－0.08m)×2×2.414m=1.32 KN

G=80.56KN 活载设计值

由次梁传来 Q= 21.97kN/m3.214m136.52kN 合计 G+Q=217.08KN

(b)

13

图4.1主梁的尺寸及计算简图

（a）主梁的尺寸(b) 计算简图

(2)内力计算

边跨 ln7242m0.12mlo1.025ln0.3m6.972m 2b0.3m1.0256.972m7.296m22

L0=Ln+b=6.942m+0.3m=7.242m

跨度差（7.296m－7.242m）/7.242m=0.73％<10％，则可按等跨连续梁计算。

由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多（i梁/i柱= 5.8>4）,故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图1.5b所示。

在各种不同分布的荷载的作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则 M=KGl0 +KQl0 V= KG+KQ

式中系数K值由附录7中查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表4.1、表4.2。将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图和剪力包络图，如附录1所示。

14

表4.1主梁弯矩计算

序荷载简图 号 ① ② K M10.244 143.41K Ma0.155 91.100.244 243.030.089 88.650.126 125.50K MBK M2K MbK MC0.267 156.200.133 131.860.133 131.860.089 88.240.267 156.200.06739.09 0.06739.09 0.289 287.86 0.044 43.95 0.229 228.100.133 131.860.133 131.860.200 197.740.133 131.86③ 0.133 131.860.200 197.740.170 168.08④ 0.311 308.330.096 94.91⑤ 最①+② 不利①+③ 荷载①+④ 组0.089/329.41 0.059 58.770.089 88.240.170 168.080.096 94.910.311 308.33－431.27 334.13 288.06 －99.46 2.45 288.06 －371.51 216.6 464.53 1 134.00207.17 －244.44 236.83 236.83 －288.06 －92.77 －92.77 －288.06 15

合 ①+⑤ 114 32.33 －207.17 244.44 注：表中序号④与⑤的M2并非同一截面弯矩值。

表4.2主梁剪力计算

端支座 序号 计算简图 K VAin0.733 59.05134.00 －464.53 中间支座 K VBex(VCex)K VBin① 1.267(1.000) 102.07(80.56)1.000(1.267) 80.56(102.07)② 0.866 118.231.134 154.810 ③ 0.689 94.061.311(0.778)186.11(106.21)1.222(0.089) 166.83(12.15) 0.089 12.15④ ①+② 0.089(1.222) 12.15(166.83)0.778(1.311) 106.21(178.98)177.28 149.10 7) -257.51 -281.05(-186.780.56 247.39(114.22) 最不利荷载组合 ①+④ 45.44 9) 16

①+③ -114.22(-247.3186.77(281.50)

(3) 截面承载力计算

主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：

11bf'l07242mm2414mmbs0300mm5914mm6214mm

33并取h0750mm35mm715mm

判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。

跨内截面0.060hf'/ho80故各跨内截面均mm/715mm0.120.1属于第一类T形截面，故取bf'2414mm。

支座截面按矩形截面计算，取h0750mm80mm670mm(因支座弯矩较大考虑不知两排纵筋，并布置在次梁主筋下面)。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h0750mm60mm690mm。 主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表4.3及4.4

表4.3主梁正截面承载力计算

截面 M/(kN.m) b/(kN.m) 2b(MV0)/(kN.m) 2V0边跨跨内 432.27 0029 0.029 1985 中间支座 －464.53 32.56 431.97 0.347 0.447 2969 17

sM/1fcbfh02sM/1fcbch02 /mm2 Asbf'h01fc/fyAsbfh01fc/f

选配钢筋 实配钢筋面积/mm2

截面 M/(kN.m) b/(kN.m) 2b(MV0)/(kN.m) 2V0222228 228222225 1992 2974 中间跨跨内 236.83 0.016 0.016 1095 －92.77 0.065 0.067 458 sM/1fcbfh02sM/1fcbch02 /mm2 Asbf'h01fc/fyAsbfh01fc/f选配钢筋 216222 222 实配钢筋面积/mm2 1162

4.4主梁斜截面承载力计算

760 离端第二支离端第二支截面 V/kN

端支座内侧 座外侧 177.28 281.05 座内侧 247.39 18

0.25cfcbh0/N 531781>V 158909>V 513187>V 153352>V 531187>V 153352>V 0.7ftbh0/N 选用箍筋 /mm2 28 28 28 Asv(nAsv1)/mm2 101 101 101 s1.25fyvAavh0 V0.7ftbh01326 200 191 200 259 200 实配箍筋间距s/mm Vas(0.7ftbh01.25fyvAavh0)/N263101 263101 VVcsAsb/mm2 0.8fsiny 106 128 <0 122 选配弯筋 实配弯筋面积(4)主梁吊筋计算

/mm2 615.8 380.1 由次梁传至主梁的全部集中力为： G+Q=67.11kN+136.52kN=203.63kN

19

GQ203.63103N2则As 480mm22fysin452300N/mm0.707选2 18(As=509mm²)

主梁的配筋示意图如图1.7所示。

图1.7主梁的配筋示意图

5、施工图

板、次梁配筋图和主梁配筋及材料表见图5.1，附录2、附录3、和表5.1

总长编号 简图 直径 长度/mm ф10 ф8 3422 2590 根数 /m ②

钢筋用量/kg 451 92 20

216 91 739.2 235.7 ③ ф10 2590 125 323.8 2561.200 ④ ф8 3370 760 1012 2 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ [

ф8 ф8 ф8 ф8 850 1630 600 6980 32 470 452 465 27.2 766.1 271.2 3245.11 303 107 1283 7 21