《钢筋混凝土结构》课程设计.doc

钢筋混凝土结构课程设计专 业： 土木工程 年 级：2012级 班次 2班姓 名： 吴浩 指导教师： 鲍安红 完成时间： 2015.1.8 成 绩： 西南大学工程技术学院钢筋混凝土结构课程设计计算书某多层厂房楼盖设计1、 建筑方案某四层厂房为钢筋混凝土框架结构，建筑平面尺寸为L1L22419.8m，该厂房平面柱网尺寸见下图，其二层和三层使用相同，设计一、二层楼盖。 图1 平面柱网图2、 设计资料（1） 楼面活荷载：9KN/m2。（2） 楼面做法：20mm水泥砂浆面层，密度20 KN/m3。楼板自重：25 KN/m3。（3） 楼板底面采用15mm厚混合砂浆抹灰，密度17KN/m3。（4） 混凝土C30，梁内纵筋用级钢筋，梁内其他钢筋和板内钢筋采用级钢筋3、 梁格布置（1）按照单向板肋形楼盖进行楼盖设计：主梁支承在柱上梁格布置必须考虑以下四个原则：承重需要；刚度需要（舒适度）；支点避开洞口；经济跨度。（2）主梁方向确定：次梁经济跨度46米图2 主梁布置图（3）次梁布置：单向板经济跨度1.53米。图3 次梁布置图 图4 梁格布置图（3）板、次梁、主梁截面尺寸初步确定（表14-1）板：按照新规范要求（上表），板跨2200mm，板厚h应72mm，取h=100(10mm倍数)次梁：按照上表，次梁跨度6000mm，次梁高度应在350500之间，取次梁高度hc=400mm，按照高度的1/21/3取截面宽度，取高度的1/2为次梁宽度bc=200mm（次梁高和宽均为50mm倍数）主梁：按照上表，主梁跨度6600mm，主梁高度应在400550之间，取主梁高度hz=500mm（主梁高度应大于或等于次梁高度，一般大于次梁高度），按照高度的1/21/3取截面宽度，主梁宽度bz=250mm（次梁高和宽均为50mm倍数）4、 单向板的计算和配筋（1） 单向板的计算简图：单向板取单位板宽为计算单元，按连续板计算内力。板的计算跨度取值按：净跨ln+支座计算长度；其中当支撑在梁上，支座计算长度=0；当支撑在墙上，支座计算长度=墙厚/2；边跨计算跨度1.1ln，中间跨计算跨度1.05ln。当连续板在五跨以内时，按实际跨数计算内力；当连续板超过五跨时，可以简化为5跨计算，即所有中间跨的内力取与第3跨一样。即图中的计算简图，将中间四跨去掉。计算简图图5 楼板选取单元图(2)荷载计算板厚确定：确定的板厚即要满足高跨比的最小要求，还要满足板厚的最小要求。表14-1。恒载g计算：楼面做法：1.2200.02=0.4 KN/m楼板自重：1.2250.1=3kN/m板底抹灰：1.2170.015= 0.306kN/m 合计：g=0.4+3+0.306=3.706kN/m活载q计算：q=1.39=11.7 KN/m（4）塑性内力重分布计算弯矩考虑塑性内力重分布，板的弯矩按下式计算：其中系数取值按图14-23。（教材图14-23 P357）图7 （教材图14-23） 板的弯矩系数由图中可以看出两边跨跨中弯矩值为负最大，B点处为正最大，因此选择边跨跨中截面为负弯矩控制截面。B点处为正弯矩控制截面。边跨l=2200mm+200/2=2300mmM1：2.32.3=7.406kNm2M2：M=1/14（3.706+11.7）2.32.3=5.819kNm2截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间跨跨内第三支座中间支座弯矩计算系数-/(KNm)7.406-5.819 5.09-5.09 （5）板的设计板的混凝土：混凝土的强度等级取C30、保护层厚度取c=20mm,纵向钢筋直径取10mm，所以有效高度h0=75mm钢筋设计：取1米宽的板进行配筋设计，由于板较薄，所以按照单筋矩形截面进行配筋计算。按照边跨跨中弯矩计算：1.单筋矩形截面配筋计算：即M=7.046kN/ m2混凝土等级为C30,纵向钢筋为一级钢筋，查表fc=14.3N/ m2 ,fy=270kN/ m2为,混凝土等级小于C50, =1.0。 连续板各截面配筋计算截面位置边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间跨跨内第三支座及中间支座M / KNm7.406-5.825.09-5.090.0920.0720.0630.0630.0970.0740.0650.065/385293258258选配钢筋88120681605820058200实配钢筋面积/4003002502505、次梁的计算和配筋（1）次梁的计算简图：次梁的计算简图同板，但次梁的恒载包括梁及其支撑板的自重，次梁的活载为楼板传递来的使用荷载。次梁的计算跨度见图14-31（2）荷载计算次梁确定：确定梁截面的宽和高：b=200mm，h=400mm，恒载gc计算：楼板传递下自重：g板跨=3.7062.2=8.1532kN/m次梁自重：1.225梁截面积=1.2250.20.4=2.4kN/m梁底抹灰：1.2170.015梁宽= 0.0612kN/m 合计：g=10.6144kN/m活载qc计算：qc= q板跨KN/m=11.7kN/m22.2=25.74kN/m（4）次梁的塑性内力重分布计算考虑塑性内力重分布，次梁的弯矩和剪力按下式计算：式中和可按图10查值（教材图14-24P357）图10（教材图14-24） 次梁的弯矩及剪力系数式中（计算跨度）按照（净跨）取。连续次梁弯矩计算表截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内及中间跨跨内中间支座弯矩计算系数-/(KNm)118.98-118.9881.80-81.80连续次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧弯矩计算系数0.40.60.50.5/KN87.25130.88109.06109.06（5）次梁的配筋设计梁的混凝土强度等级为C30，保护层厚度次梁抗弯计算（纵筋确定）： 边跨跨中： 满足条件 选用，则实际配筋面积，上部按构造配筋。，满足条件。 中间跨中： 选用，则实际配筋面积，上部按构造配筋。，满足条件。 第一跨支座： 满足条件 选用，则实际配筋面积，下部按构造配筋。，满足条件。 中间支座： 选用，则实际配筋面积，上部按构造配筋。，满足条件。次梁抗剪计算（箍筋确定）不考虑弯起钢筋边跨支座内侧：所以采用双肢箍，n=2，钢筋，实际配筋间距S=200mm。第二支座外侧： 采用双肢箍，n=2，钢筋，。 ，实际配筋间距S=200mm。第二跨支座内侧： 按构造配筋，采用双肢箍，n=2，钢筋，实际配筋间距S=200mm。中间支座： 按构造配筋，采用双肢箍，n=2，钢筋，实际配筋间距S=200mm。6、主梁的设计和配筋（1）计算简图主梁的计算简图同次梁，但主梁的均布荷载为梁的自重，主梁的集中荷载为次梁传递来的荷载。主梁计算跨度见图14-33（由于支撑在柱上，柱尺寸未知，按照6600mm计）（2）荷载计算梁截面的宽和高为150450mm,主梁高度次梁高度主梁均布荷载gz计算：主梁自重：1.2250.30.6=5.4 KN/m梁底抹灰：1.2170.0150.3=0.092 KN/m 合计：gz=5.992 KN/m主梁集中荷载P计算：P=(13.476 +25.74c) 6=235.3KN（3）内力计算主梁的只弹性理论计算内力（包括弯矩和剪力），不考虑荷载最不利情况。 均布荷载作用下弯矩和剪力计算图11 均布荷载作用下主梁计算见图按照图计算均布荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力。 集中荷载作用下弯矩和剪力计算图12 集中荷载作用下主梁计算简图按照图计算集中荷载作用下跨中和支座的弯矩和剪力。 座跨中弯矩和剪力计算把均布荷载作用下弯矩和剪力与集中荷载作用下的弯矩和剪力叠加。 跨中与支座的剪力、弯矩1跨中23（跨中）4跨中5弯矩011.03-13.793.45-13.7911.030剪力9.19025.28025.280-9.19支座与跨中的弯矩、剪力1跨中2跨中4跨中5弯矩0275-323.5670.1-452.98428.710剪力164.47-53.93469.16-21.57606.67148.30-288.5均布荷载作用下弯矩和剪力与集中荷载作用下的弯矩和剪力叠加1跨中2跨中4跨中5叠加弯矩0286.03-337.3373.55-466.77439.740叠加剪力173.66-63.93495.44-21.57631.95148.3-297.69（4）配筋设计 纵筋设计：只取最大跨中弯矩和最大支座弯矩进行计算。截面按照双筋矩形截面设计。（1）跨中配筋为：基本参数如下：h0=435mm b=250mm fc=14.3 fy=3601)计算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2)计算相对界限受压区高度b=1/(1+fy/(Es*cu)=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183)确定计算系数s=o*M/(1*fc*b*ho*ho)=1.0*439.74*106/(1.0*14.3*250*435*435)=0.344)计算相对受压区高度=1-sqrt(1-2s)=1-sqrt(1-2*0.34)=0.436b=0.518 满足要求。由于=b，因此按构造配筋As=min*b*h=0.200*250*435=217.5mm25)计算纵向受拉筋面积As1*fc*b*ho*/fy=1.0*14.3*250*435*0.436/360=1883mm26)验算受拉钢筋最大、最小配筋率=As/(b*h)=1883/(250*435)=1.73max=b*1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*435/500=1.79=1.73min=0.200,满足最小配筋率要求。=1.73max=1.79,满足最大配筋率要求。（2）支座处弯矩：基本参数如下：h0=435mm b=250mm fc=14.3 fy=3601)计算截面有效高度ho=h-as=500-65=435mm2)计算相对界限受压区高度b=1/(1+fy/(Es*cu)=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033)=0.5183)确定计算系数s=o*M/(1*fc*b*ho*ho)=1.0*466.77*106/(1.0*14.3*250*435*435)=0.164)计算相对受压区高度=1-sqrt(1-2s)=1-sqrt(1-2*0.16)=0.175b=0.518 满足要求。由于=b，因此按构造配筋As=min*b*h=0.200*250*435=217.5mm25)计算纵向受拉筋面积As1*fc*b*ho*/fy=1.0*14.3*250*435*0.175/360=756mm26)验算受拉钢筋最大、最小配筋率=As/(b*h)=756/(250*435)=0.785max=b*1*Fc/Fy*ho/h=0.518*1*14.3/360.0*435/500=1.89=0.79min=0.200,满足最小配筋率要求。=0.79max=1.79,满足最大配筋率要求。箍筋设计：可以考虑弯起钢筋。按照集中荷载作用下的独立梁进行计算。1）计算截面有效高度和腹板高度ho=h-as=500-65=435mmhw=ho=435mm2）确定受剪面是否符合条件当hw/b=435/250=2.404时V0.25*c*fc*b*ho/o =0.25*1.0*14.3*250*435/1.0=388.78kN 截面符合条件。3）确定是否需要按构造箍筋=a/ho=200/435=0.461.5，取=1.51.75/(+1)*ft*b*ho/o=1.75/(1.5+1)*1.43*250*435/1.0=105.75kNV=366kN所以需按构造要求配置箍筋。4）计算箍筋面积Asv/S=(V-Vcs)/Fyv*Ho=1.65）验算最小配箍率=Asv/(b*s)=260/(250*100)=1.56=1.44min=0.200,不满足最小配箍率要求。取As=*b*s=1.04*266*150=340mm2。