钢筋混凝土结构专业课程设计计算报告书.doc

钢筋混凝土构造课程设计计算书题目：某百货商场楼盖设计（两层跨柱网：6.6m6.6m楼面活荷载3.5kN/）院 系： 建筑学院 专业班级： 10级土木工程2班 学生姓名： 学 号： 指引教师： 12月目录1.设计题目与设计条件31.1设计题目：31.2设计条件：31.2.1构造类型：砌体构造31.2.2建筑材料：31.2.2.1楼面做法：（自上而下）32.楼盖构造平面布置：33.板设计43.1楼盖板设计43.1.1荷载43.1.2计算简图53.1.3弯矩计算值53.1.4正截面受弯承载力计算64.次梁设计74.1荷载74.2内力计算74.3承载力计算84.3.1正截面受弯承载力84.3.2斜截面受剪承载力85.主梁设计95.1荷载设计值95.2计算简图95.3内力设计值及包络图105.3.1弯矩设计值105.3.2剪力设计值105.3.3弯矩、剪力包络图105.4承载力计算135.4.1正面受弯承载力135.4.2斜截面受剪承载力136.绘制施工图147.对主梁挠度与裂缝宽度计算157.1对主梁挠度计算157.1.1对支座B配筋面积计算157.1.2对第二跨中配筋面积计算167.2对主梁裂缝宽度计算177.2.1对支座B进行裂缝宽度计算177.2.2对第一跨中进行裂缝计算171.设计题目与设计条件1.1设计题目：某百货商场（两层）楼盖，采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖形式。混凝土采用C30级，梁中纵向受力钢筋采用HRB335，其她钢筋采用HPB300。依照该商场使用规定，楼面活荷为3.5kN/，横向柱网尺寸取为：6.6m，纵向柱网尺寸为：6.6m。1.2设计条件：1.2.1构造类型：砌体构造1.2.2建筑材料：1.2.2.1楼面做法：（自上而下）10mm厚大理石地面（重度28kN/）；现浇钢筋混凝土楼板，20mm厚石灰砂浆抹底 楼盖建筑平面2.楼盖构造平面布置：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板跨度为2.2m，/=6.6/2.2=3，因而按单向板设计。按跨高比条件，规定板厚h2200/40=55mm，对工业建筑楼盖板，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6600/186600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/14/8=6600/146600/8=471825mm，h=650mm.截面宽度为b=300mm楼盖板构造平面布置图3.板设计3.1楼盖板设计已如前述，轴线、板属于端区格单向板；轴线板属于中间区格单向板。3.1.1荷载板永久荷载原则值10mm厚大理石地面 0.0128=0.28kN/80mm现浇钢筋混凝土板 0.0825=2kN/20mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kN/小计 2.62kN/板可变原则荷载值 3.5kN/永久荷载分项系数取1.2或1.35，可变荷载分项系数应取1.4。于是板荷载总计算值g+q=+=1.352.62+0.71.43.5=6.967kN/g+q=+=1.22.62+1.43.5=8.044kN/由于，因此取g+q=8.044kN/，近似取g+q=8kN/3.1.2计算简图次梁截面为200mm500mm，现浇板在墙上支承长度不不大于100mm，取板在墙上支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板计算跨度：边跨=+h/2=2200-100-120+80/2=mm1.025=2030mm，取=mm中间跨=2200-200=mm 板尺寸图 因跨度相差不大于10%，可按等跨持续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如上图所示3.1.3弯矩计算值由表11-1可查得，板弯矩系数分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故:=-=（g+q）/11=8/11=2.97kNm=-（g+q）/14=-8/14=-2.29kNm=（g+q）/16=8/16=2kNm这是对端区单向板而言，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8： =0.8-2.29=-1.83kNm；=0.82=1.6kNm3.1.4正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB300钢筋，=270N/。板配筋计算过程于下表。楼面板配筋计算截 面1B2或3C弯矩设计值（kNm）2.97-2.972-2.29=/（b）0.0580.0580.0390.044=1-0.060.060.040.045轴 线、计算配筋（）=b/190.7190.7127.1143实际配筋（）6/8160=2466/8160=2466/8160=2466/8160=246轴 线计算配筋（）=b/190.7190.7101.7117.6实际配筋（）6/8160=2466/8160=2466/8160=2466/8160=246*对轴线间板带，其跨内截面2、3和支座截面弯矩设计值都可折减20%。为了以便，近似对钢筋面积乘以0.8.计算成果表白，支座截面均不大于0.35，符合塑性内力重分布原则；/bh=246/（100080）=0.308%，此值不不大于0.45/=0.451.43/270=0.238%，同步不不大于0.2%，满足最小配筋率。4.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。依照本车间楼盖实际使用状况，楼盖次梁和主梁可变和在不考虑梁从属面积荷载折减。4.1荷载永久荷载设计值板传来永久荷载 3.12.2=6.82kN/m次梁自重 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52kN/m次梁粉刷 0.02（0.5-0.08）2171.2=0.34kN/m小计 g=9.68kN/m可变荷载设计值 q=4.92.2=10.78kN/m荷载总设计值 g+q=20.46kN/m4.1.2计算简图次梁在砖墙上支承长度为240mm。主梁截面为300mm650mm。 计算跨度：边跨 =+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm1.025=6488mm，取=6450mm中间跨 =6600-300=6300mm因跨度相差不大于10%，可按等跨持续梁计算。次梁计算简图如图所示。 次梁尺寸图4.2内力计算由表1.2.1、表1.2.2可分表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：=-=（g+q）/11=20.46/11=77.38kNm=-（g+q）/14=-20.46/14=-58kNm=（g+q）/16=20.46/16=50.75kNm剪力设计值：=0.45（g+q）=0.4520.466.33=58.28kN=0.60（g+q）=0.6020.466.33=77.7kN=0.55（g+q）=0.5520.466.3=70.89kN4.3承载力计算4.3.1正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘计算宽度为 ： 边跨：=/3=6450/3=2150mm b+=200+=2200。第二跨和中间跨：=/3=6300/3=2100mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。别的截面均布置一排。环境类别为一级，C30混凝土，梁最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-35=465mm二排纵向钢筋=5000-60=440mm。C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB300钢，=270N/。正截面承载力计算过程列于下表。经鉴别跨内截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kNm）77.38-77.3850.75-58=/（b）或=/（）0.011 0.152 0.008 0.095=1-0.0110.1520.350.0080.095=b/或=/524.2637.6372.4421.1选配钢筋（）216+114弯=555.9218+114弯=662.9214+112弯=421.1214+116弯=509计算成果表白，支座截面均不大于0.35；/bh=421.1/（200500）=0.42%，此值不不大于0.45/=0.451.43/300=0.21%，满足最小配筋率。4.3.2斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算涉及：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.9254，截面按下式验算：0.25b=0.25114.3200465=332.48N=77.7N，截面满足规定。验算与否需要按计算配备箍筋0.7b=0.71.43200465=93.093N=77.7N构造配筋，选用6160=0.17% =0.24=0.24=0.13%采用6双支箍筋，计算支座B左侧截面。调幅后受剪承载力应加强梁局部范畴内将计算箍筋面积增长20%或箍筋间距减小20%。现调节箍筋间距s=0.8160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。为了以便施工，沿梁长度不变。验算配筋率下限值：弯矩弯矩调幅时规定配筋率下限为：0.3=0.31.43/270=0.16%。实际配筋率=56.6/（200130）=0.22%0.20%满足规定。5.主梁设计主梁按弹性办法设计5.1荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来永久荷载 9.686.6=63.888kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kN永久荷载设计值 G=63.888+12.31=76.198kN 取G=76.2kN可变荷载设计值 Q=10.786.6=71.148kN 取Q=71.15kN5.2计算简图主梁按持续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在550mm550mm混凝土柱上，其计算跨度边跨 =6600-275-120=6205mm因1.025=155mma/2=185mm，取=1.025+b/2=1.0256205+550/2=6635mm近似取=6640mm中跨 =6600mm主梁计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可运用附表7.2计算内力 主梁尺寸图5.3内力设计值及包络图5.3.1弯矩设计值弯矩M=G+Q式中系数、由附表7.2相应栏内查得=0.24476.26.64+0.28971.156.64=260kNm=-0.26776.26.64-0.31171.156.64=282kNm=0.06776.26.60+0.20071.156.64=128kNm5.3.2剪力设计值剪力V=G+Q式中系数、由附表7.2相应栏内查得=0.73376.2+0.86671.15=117.47kN=-1.26776.2-1.31171.15=202.74kN=1.076.2+1.22271.15=163.15kN5.3.3弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座B或C弯矩值为=-0.26776.26.64-0.13371.156.64=-197.93kNm在第1跨内以支座弯矩=0，=-197.93kNm连线为基线。作G=76.2kN，Q=71.15kN简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（76.2+71.15）6.64-197.93/3=260.16kNm（与前面计算=260kNm接近）（G+Q）+=（76.2+71.15）6.64-2197.93/3=194.2kNm在第2跨内以支座弯矩=-197.93kNm，=-197.93kNm连线作为基线，作G=76.2kN，Q=0简支弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值：G+=76.26.60-197.93=-30.29kNm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-282kNm连线为基线。作G=76.2kN，Q=71.15kN简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（76.2+71.15）6.64-282/3=232.13kNm（76.2+71.15）6.64-2282/3=138.14kNm在第2跨内：=-0.26776.26.64-0.08971.156.64=-177.14kNm以支座弯矩=-282kNm，=-177.14kNm连线为基线，作G=76.2kN，Q=81.151kN简支梁弯矩图，得（G+Q）+（-）=（76.2+71.15）6.64-177.14+（-282+177.14）=79.09kNm（G+Q）+（-）=（76.2+71.15）6.64-177.14+（-282+177.14）=114.04kNm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.26776.26.64-0.13371.156.64=-197.93kNm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（G+Q）+=（76.2+71.15）6.64-197.93=128.21kNm（与前面计算=128kNm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处弯矩分别为：G+=76.26.64-197.93=102.68kNmG+=76.26.64-197.93=36.7kNm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座B或C弯矩值=-0.26776.26.64-0.17871.156.64=-219.19kNm=-0.26776.26.64+0.04471.156.64=-114.31kNm在第2跨内以支座弯矩=0，=-219.19kNm连线为基线，作G=76.2kN，Q=75.15kN简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（G+Q）+=（76.2+71.15）6.64-197.93=260.16kNm（G+Q）+=（76.2+71.15）6.64-197.93=194.18kNm在第2跨内以支座弯矩=-219.19kNm，=-114.13kNm连线作为基线，作G=76.2kN，Q=0简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：G+（-）+=76.26.6+（-219.19+144.13）-144.13=-26.53kNmG+（-）+=76.26.6+（-219.19+144.13）-144.13=-1.51kNm弯矩包络图如下（a）所示。剪力包络图：第1跨=117.47kN；过第1个集中荷载后为117.47-76.2-71.15=-29.88kN； 过第2个集中荷载后为-29.88-76.2-71.15=-177.23kN=-202.74kN；过第1个集中荷载后为-202.74+76.2+71.15=-55.39kN； 过第2个集中荷载后为-55.39+76.2+71.15=91.96kN第2跨=163.15kN；过第1个集中荷载后为163.15-76.2=86.95kN。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.076.2+1.071.15=147.35kN；过第1个集中荷载后为147.35-76.2-71.15=0。剪力包络图如下（b）所示(a)（b）主梁内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算，因=0.130.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值拟定取=2.2mB支座边弯矩设计值=-b/2=-282-147.350.55/2=-322.52kNm。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，别的均1排。跨内截面经鉴别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力计算过程列于下表。正截面受弯承载力计算截 面1B2弯矩设计值（kNm）260-282128-30.29=/（b）或=/（） 0.022 0.027 0.011 0.019=（1+）/20.9890.9860.9950.99=/1424.91643.7697.3165.8选配钢筋（）225+220=1610220+22+218=1897216+218=911222=760主梁纵向钢筋弯起和切断按弯矩包络图拟定。5.4.2斜截面受剪承载力验算截面尺寸：=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.674截面尺寸按下式验算：0.25b=0.25114.3300580=622.05kN=202.74kN，截面尺寸满足规定。计算所需腹筋：采用8200双肢箍筋，=0.71.43300500+1.25270100.6580/200=272640N=272.64KN202.74Vcs，因而支座B截面左右不需配备弯起钢筋。验算最小配箍率：=0.17%0.24=0.13%，满足规定。次梁两侧附加横向钢筋计算：次梁传来集中力=63.888+71.148135kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范畴s=2+3b=2150+3200=900mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋118，=254.5，由式2sin+mn=2270254.50.707+6227050.3=260.135kN，满足规定。因主梁腹板高度不不大于450mm，需在梁侧设立纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋截面面积不不大于腹板面积0.1%，且其间距不不不大于200mm。现每侧配备214，308/（300570）=0.18%0.1%，满足规定6.绘制施工图 板配筋图 主梁配筋图 次梁配筋图7.对主梁挠度与裂缝宽度计算7.1对主梁挠度计算简化将梁为简支梁来计算，综合其有矩形截面与T型截面计算，故有7.1.1对支座B配筋面积计算由已知可得=1897，按矩形截面进行计算，=0.5为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来永久荷载 9.686.6=63.888kN主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08）0.32.225+0.02（0.65-0.08）22.217）1.2=12.31kN永久荷载设计值 G=63.888+12.31=76.198kN 取G=76.2kN可变荷载设计值 Q=10.786.6=71.148kN 取Q=71.15kN由计算可求得=12.5kN/m，=7.7kN/m求和=+=12.5+7.7=111.33kNm =+=12.5+0.57.76.64=72.09kNm计算关于系数=0.07=0.0190.01=116 =1.1-0.65=1.1-0.65=0.52 计算=1.05N 计算B B=1.05=6.4N变形验算=8mm查附表5-1知，=1/200=0.005=8/6640=0.00120.005变形满足规定。7.1.2对第二跨中配筋面积计算由已知可得=911，按T型截面进行计算求和=+=12.5+7.7=110kNm=+=12.5+7.7=74.4kNm计算关于系数=0.033=4.6故=0.01=226=1.1-0.65=1.1-0.65=0.52计算=8N计算BB=8=4.77N变形验算=10.46mm查附表5-1知，=1/200=0.005=10.46/6600=0.00160.005变形满足规定。第一跨中，=1610，也满足规定。7.2对主梁裂缝宽度计算对于受弯构件=2.17.2.1对支座B进行裂缝宽度计算（由于最大因此对B截面进行计算）已知=1897=0.019/=25/0.019=1316=116=1.1-0.65=1.1-0.65=0.5073=（1.9c+0.08/）=2.10.5073（1.925+0.081316）=0.09mm=0.1mm=0.3mm满足规定。7.2.2对第一跨中进行裂缝计算已知=1610=0.0060.01故取=0.01/=20/0.01=129=1.1-0.65=1.1-0.65=0.09=（1.9c+0.08/）=2.10.09（1.925+0.08）=0.025=0.3mm满足规定。第一跨中，=1610，也满足规定。