钢筋混凝土课程设计

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2013-7-21

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖

一 设计资料

厂房平面示意图

1.1厂房平面示意图如图所示。 该设计使用年限为50年工业厂房，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格布置如图所示： 1.2建筑构造

生产车间的四周外墙均为370mm承重砖墙，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为300mm300mm，柱高为4.5m.

楼盖面层做法: 20mm厚水泥砂浆面层 20mm厚混合砂浆天棚抹灰 梁侧抹灰做法： 15mm厚混合砂浆抹灰 1.3 荷载参数：

楼面活荷载： qk6.5kN/m2； 水泥砂浆容重： 20kN/m3； 钢筋混凝土容重： 25kN/m3； 混合砂浆容重： 17kN/m3； 恒载分项系数： G1.2； 活载分项系数： Q1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4kN/m2）。

1.4 建筑材料

混凝土： C25

钢 筋：主梁及次梁受力筋采用HRB335级钢筋，板及梁内的其他钢筋采用

HPB235级钢筋.

1.5 建筑尺寸

L  B = 30m  18.9m

1.6 题号 27号

1

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二 楼盖的结构平面图

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梁板结构平面布置

三 板的计算

板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的 l2/l15000mm/2000mm2.53，宜按单向板设计，按沿短边方向的单向板计算，应迎着长边方向布置足够数量的构造钢筋，本设计按单向板设计。

l2100板的厚度按构造要求取h80mm152.5mm.

440次梁截面高度取h450l2/156000/150400mm，截面宽度b200mm。 3.1板尺寸及支承情况图如图所示荷载 板的尺寸

3.2荷载

恒载标准值

25mm水泥砂浆面层 0.02m20kN/m30.4kN/m 80mm钢筋混凝土板 0.08m25kN/m32.0kN/m2 20mm混合砂浆天棚抹灰 0.02m17kN/m30.34kN/m2

gk2.74kN/m2

2线恒载设计值 g1.22.74kN/m3.29kN/m 线活载设计值 q1.37.5kN/m9.75kN/m 合计 13.04kN/m 即每米板宽 gq13.04kN/m

3.3 内力计算

计算跨度

边跨： lnh0.2m0.08m2.1m0.12m1.92m 2224

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lna0.2m0.12m2.1m0.12m1.94m1.92m 222取 l01.92m

中间跨： l0ln2.1m0.20m1.9m

计算跨度差 (1.92m1.9m)/1.9m1.1%10%，说明可按等跨连续板计算内力。 取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示。

板的计算简图

连续板各截面的弯矩计算值如下：

连续板各截面弯矩计算 截面 边跨跨内 离端第二支离端第二跨跨中间支座 座 内中间跨跨内 1111弯矩计算系数   m 11111614 Mm(gq)lo2 4.37 -4.37 2.94 -3.36 /(kNm) 3.4 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如下：

连续板各截面配筋计算 板带部位 截面 边区板带（○1～○2，⑸～⑥轴线间） 5

中间区板带 （○2～⑤轴线间）

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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 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m) M 1fcbh024.37 2.94 -4.37 2.94 -3.36 4.37 -4.37 0.8 =2.35 0.069 0.078 0.102 -0.102 -3.36 0.8 =-2.69 s112s -0.102 -0.100.108 8 0.102 367 Φ8 @140 359 367 Φ8 @140 359 0.055 0.063 0.072 0.081 0.108 0.108 0.057 0.065 245 276 367 367 194 Φ10 @200 393 221 Φ10 @200 393 Asbh01fc/fy/mm2选配钢筋 实配钢筋面积 /mm2 Φ8 Φ8 Φ10 Φ10 @200 @180 @200 @200 251 279 393 393 中间区板带○2~○5轴线间，各区内格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩减低20%。

四 次梁的设计

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。

6300525mm，梁宽b250mm,次梁有关尺取主梁的梁高h650mml31212寸及支承情况如下图所示：

4.1次梁有关尺寸及支承情况见图

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次梁的尺寸

4.2 荷载

恒载设计值：

由板传来 3.29kN/m22.1m6.91kN/m

次梁自重 1.225kN/m30.2m(0.45m0.08m)2.22kN/m 梁侧抹灰 1.217KN/m30.015(0.45m0.08m)20.23KN/m g9.36KN/m

活载设计值 由板传来 q9.75KN/m22.1m20.48KN/m 合计 gq29.84KN/m

4.3 内力计算 计算跨度

边跨 l0.25mn6.6m0.12m25.755m la0.24mn25.755m25.875m

1.025ln1.0255.755m5.8995.875m

取l05.875m

中间跨 l0ln6.0m0.25m5.75m 跨度差 (5.875m5.75m)/5.75m2.2%10% 说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图所示

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次梁的计算简图

连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表：

连续次梁弯矩计算 截面 弯矩计算系数m Mm(gq)l02/(kNm)边跨跨内 离端第二支座 1 111 11离端第二跨跨内、中间跨跨内 1 1689.69 中间支座 1 14 93.63 -93.63 -70.47

截面 剪力计算系数V VV(gq)ln连续次梁剪力计算 离端第二支座离端第二支座端支座内侧 外侧 内侧 0.45 0.6 0.55 中间支座外侧、内侧 0.55 77.28 103.04 94.37 94.37 /kN4.4 截面承载力计算 次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：

l5875mm边跨 ：bf01960mmv335750mm离端第二跨、中间跨 bf1920mmbSn2200mm

3梁高 h450mm，h0450mm35mm415mm 翼缘厚h'f80mm

判断T形截面的类型： 边跨：

h'f0.08m'1fcbf(h0)111.9103KN/m21.96m0.08(0.415m)699.72KN.m80.77KN.m228

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所以边跨截面属于第一类T形截面。 离端第二跨、中间跨：

h'f0.08m'1fcbf(h0)111.9103KN/m21.92m0.08(0.415m)685.44KN.m53.19KN.m22属于第一类T形截面。

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450mm60mm390mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，

h0450mm35mm415mm。

连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见下表。

连续次梁正截面承载力计算 截面 M/(kNm) 边跨跨内 93.63 2离端第二支座 -93.63 0.259 0.306<0.35 离端第二跨跨内、中间跨跨内 89.69 0.023 0.023 中间支座 -70.47 0.172 0.19 sM/1fcbf'h02(sM/1fcbh0) AsAs 0.024 0.024 bf'h01fcfybh01fcfy 775 747 727 626 选配钢筋 实配钢筋面积 4Φ18 1017 4Φ18 1017

3Φ18 763 4Φ16 804 连续次梁斜截面承载力计算

截面 V/kN 端支座内侧 77.28 离端第二支座离端第二支座外侧 内侧 103.04 94.37 中间支座外侧、内侧 94.37 9

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hw=1.675<4 0.25cfcbh0/N b246900V 0.7ftbh0/N hw=1.55<4 b232000V hw=1.55<4 b232000V hw=1.55<4 b246900V 选用箍筋 AsvnAsv1 s1.25fyvAsvh0V0.7ftbh073800V 28 101 69300V 28 101 69300V 28 101 73787V 28 101 按构造配筋 200 307 200 413 200 535 200 实配间距s 五、 主梁计算

主梁按弹性理论计算

柱高H4.5m，柱截面尺寸为350mm350mm， 5.1 主梁的有关尺寸及支撑情况如图所示：

主梁的有关尺寸5.2荷载

恒载设计值

由次梁传来 9.36KN/m6.0m56.16kN 主梁自重（折算为集中荷载）

1.225KN/m30.25m(0.65m0.08m)2.1m8.98KN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）

1.217KN/m0.015(0.65m0.08m)22.1m0.74KN G65.88KN66KN 活载设计值

Q16.38KN/m6.0m98.28KN99KN由次梁传来

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合计 GQ165KN 5.3 内力计算

0.35m边跨ln6.3m0.12m6.01m

2b0.35ml01.025ln1.0256.01m6.34m

22中间跨：

ln6.30m0.35m5.95m

l01.05ln6.25m跨度差(6.34m6.3m)6.3m5.6001000，说明可按等跨连续梁计算。 主梁的线刚度 i梁=EI梁/lo梁=E*b*h3/(12*l0梁) 柱的线刚度 i柱= EI柱/lo柱=E*b*ho柱3/(12*l0柱)

i梁/ i柱=4.98>4, 故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。 计算简图如图所示：

在各种不同的分布的何载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、表。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及剪力包络图，见下图。

主梁弯矩计算

项次 计算简图 KM1 K MaKMB KM2 KMb KMc 11

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①恒载 1AB2C3D0.244 102.10.1550.2670.067 64.86111.0227.63 0.063 27.630.267111.02 ②活载 0.2890.2440.133 181.25153.1582.95 0.13885.39 0.13385.39 0.13382.95 ③活载 ④活载 0.0440.0890.133 27.6255.8682.95 0.2000.2000.133123.75123.7582.95 0.1260.170.3110.0960.0890.229 143.7379.09193.9759.4105.1955.09 0.089⑤活载 内 力 组合 ①+② ①+③ ①+④ ①+⑤ 0.0590.089318.1237.0355.51 0.17 105.190.096 59.40.311194.59 283.35 74.48 245.83 83.48 ①+③ 74.48 ①+② 283.35 218.01 9 143.95 27.83 ①+③ 9 ①+② 218.01 -193.97 -193.97 -304.99 -165.53 ①+④ -304.99 ①+⑤ -165.53 -57.76 151.38 87.03 132.82 ①+② -57.76 ①+③ 87.03 -57.76 -151.38 132.82 87.03 ①+② -57.76 ①+③ 132.82 -193.97 -193.97 -166.11 -305.61 ①+⑤ -305.61 ①+④ -166.11 组合项次 最MKN.m min不利组合项次 内力 MmaxKN.m

主梁剪力计算

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相次 荷载简图 KVA KVBl KVBr ① A1B2C3D 0.733 48.380.86685.73 1.267 83.62112.271.000 6600 ② ④ ⑤ ①+② 最 不利 荷载 组合 ①+④ ①+⑤ 组合相次 |V|maxKN|V| 0.689 68.211.131 129.791.222 120.980.089 8.81134.11 116.59 39.57 ①+② 134.11 0.089 8.81-195.89 -213.41 -92.43 ①+④ 213.41 0.778 77.02 66 186.98 143.02 ①+④ 186.98

主梁的弯矩包络图和剪力包络图

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5.4 截面承载力计算

主梁跨内按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：

l6300mmbf02100mmbsn6000mm，

33判别T形截面的类型：

hfbfhfa1fc(h0)21.011.9N/mm22100mm80mm(615mm

所以：

80mm)1149.5KNmM1maxM2max2属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，取h0650mm80mm590mm（因支座弯矩较大考

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虑布置两排纵筋，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650mm60mm590mm。

主梁正截面及斜截面承载力计算如下表：

主梁正截面承载力计算 截面 边跨跨内 中间支座 M/(kNm) 283.35 -304.99 b 28.87 V0/(kNm) 2b -276.12 MV0/(kNm) 20.03 0.286 sM/1fcbf'h02 中间跨跨内 151.38 -57.76 0.016 0.055 (sM/1fcbh02)  AsAs0.03 0.03210061511.9 3001537mm2 2Φ22+2Φ25 1742 bf'h01fcfybh01fcfy 0.346 0.015 0346250mm 570mm11.9N/mm2 300N/mm2 22805mm 1956mm 6Φ22 2281 2Φ16+2Φ18 911 0.057 317mm2 2Φ22 760 选配钢筋 实配钢筋面积/ 2mm 主梁斜截面承载力计算

截面 端支座内侧 离端第二支座外侧 134.11 213.41 V/kN 0.25cfcbh0/N 45710V 423940V 0.7ftbh0/N 136680V 126680V 选用箍筋 AsvnAsv1 s1.25fyvAsvh0V0.7ftbh0离端第二支座内侧 186.98 423940V 28 101 28 101 126680V 28 101 270 200 按构造配筋 200 188 150 实配箍筋间距s/mm

5.5 主筋吊筋计算

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由次梁传至主梁的全部集中力为： GQ66kN99kN165kN

GQ165103N2389mm则As 22fysin2300N/mm0.707选用216 (As402mm2)

六、施工图绘制

板、次梁配筋图和主梁配筋分别见图、图、和表。

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致谢

为期两周的课程设计已经结束，在王成老师的悉心指导、耐心讲解下，我基本按要求

圆满完成了根据教学安排布置的《钢筋混泥土》课程设计，也达到了预期的目的。但在设 计当中还有诸多不足之处望老师批评指正。

通过这次课程设计我学会了很多的课外知识，理论的书本知识，结合实践的课程设计让我更进一步的对该专业的了解。通过这次课程设计，我了解了设计的一般方法，在设计中遇到很多困难，通过老师的讲解和同学的交流得到了解决，在此王老师表示感谢。

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参考文献

[1] 沈蒲生主编.《混凝土结构设计》.北京：高等教育出版社，2005.6 [2] 沈蒲坤 编著．《楼盖结构设计原理》．北京：科学出版社，2003 [3] 丁大钧主编．《钢筋混凝土结构学》．上海：上海科技出版社，1985 [4] 廉晓飞主编．《钢筋混凝土及砌体结构》．北京：中国建筑工业出版社，1997 [5] 叶锦秋主编.《混凝土结构与砌体结构》. 中国建材工业出版社，2004 [6] 腾智明等.《钢筋混凝土基本构件（二版）》.北京：清华大学出版社，1987 [7] 江见鲸主编.《混凝土结构工程学》.北京：中国建筑工业出版社，1998 [8] 沈蒲生，梁兴文主编．《混凝土结构设计原理》．第2版．北京：高等教育出版社，2005.6 [10] 沈蒲生，梁兴文主编．《混凝土结构设》．第2版．北京：高等教育出版社，2005.6

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