钢筋混凝土结构课程设计整体式钢筋混凝土单向板类型结构论文.doc

钢筋混凝土结构课程设计黑 龙 江 大 学 钢筋混凝土结构课程设计组 员: 班 级: 学 院: 水利电力学院2016年 12月钢筋混凝土结构课程设计目录钢筋混凝土结构课程设计任务书1楼板板梁结构计算书31.基本资料32.楼盖梁格布置及截面尺寸确定32.1楼盖的结构平面布置32.2估计梁、板尺寸43.板的计算43.1荷载43.2结构尺寸与计算简图43.3内力计算53.4配筋计算（正截面承载力计算）53.5绘制施工图64.次梁设计74.1结构尺寸与计算简图74.2荷载计算74.3内力计算（求最不利内力）84.4截面设计84.5正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）94.6斜截面受剪承载力计算（计算横向抗剪钢筋）105.主梁设计115.1结构尺寸与计算简图115.2荷载计算115.3内力计算125.4截面设计145.5正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）155.6斜截面承载力计算（计算横向抗剪钢筋）165.5主梁的裂缝宽度验算165.6主梁的附加横向钢筋计算175.7抵抗弯矩图186.绘制施工图18钢筋混凝土结构课程设计任务书一、 设计题目整体式钢筋混凝土单向板类型结构二、 基本资料某厂房楼盖，采用现浇混凝土肋形结构，楼盖平面尺寸为19.8m30m，活荷载3kN/mm2。楼盖搁置在370mm的砖墙上（轴线距内墙边缘120mm）。楼层构造为20mm厚水泥砂浆面层，12mm厚石灰砂浆找平及粉刷。采用C20混凝土（或根据实际情况选取），板的受力筋和构造筋、梁的构造钢筋及箍筋用HRB235钢筋，梁的纵向受力钢筋用HRB335钢筋。建筑物的等级为3级，承受基本荷载组合。试设计此楼盖的板、次梁、主梁。楼盖所用材料重力密度（1）钢筋混凝土自重25KN/mm3 （2）水泥砂浆重20KN/mm3 （3）石灰砂浆重16KN/mm3活荷载分八组设计组别12345678活载（kN/mm2）22.52.7533.253.53.754平面尺寸分八组设计组别12345678平面尺寸（m）184519.8302250.422.53623.46028.8483040.531.248三、设计内容及成果1、楼板板梁结构的结构计算书一份，内容包括：（1）结构平面布置（按轴线距离），初拟板、梁的截面尺寸；（2）板的内力计算和截面计算；（3）次梁的内力计算（要求画出内力包络图），截面设计（画出抵抗弯矩图）；（4）主梁的内力计算（应画出内力包络图），截面设计及钢筋布置（要求画出抵抗弯矩图）；裂缝宽度及挠度验算；（5）主梁的附加横向钢筋（吊筋，附加箍筋）计算。2、板梁结构施工图一张（用坐标纸，铅笔图或计算机出图）内容包括：（1）楼盖结构平面布置及板梁的配筋图（参考比例1:1001:200）；（2）主梁配筋图（参考比例1:201:50）；（3）钢筋表；（4）说明。四、设计要求：1、设计书内容完整，成果正确合理。一般包括设计资料，计算方法，结构布置，计算简图，截面设计和钢筋布置等内容。计算书要求条理分明书写清晰。2、设计图纸要求符合建筑结构制图标准图面布置，比例，线形和字体（仿宋体）等达到结构施工图要求。3、内力包络图及抵抗弯矩图要求画在坐标之内，标明尺寸，比例。4、要求依照规范参考有关资料独立完成设计任务。楼板板梁结构计算书1.基本资料C20混凝土的轴心抗压强度设计值fc=9.6N/mm2，轴心抗拉强度设计值ft=1.10N/mm2；HRB235钢筋抗拉强度设计值fy=210 N/mm2，HRB335钢筋抗拉强度设计值fy=300 N/mm2；恒荷载分项系数为1.05，活荷载分项系数为1.2，钢筋混凝土结构构件的承载力安全系数K=1.2；纵向受力钢筋为HRB335时梁的最小配筋率min=0.20%，板的纵向受力钢筋最小配筋率min=0.15%2.楼盖梁格布置及截面尺寸确定2.1楼盖的结构平面布置楼盖尺寸为（19.830）m，采用横墙承重方案，即主梁横向布置，次梁纵向布置，主梁跨度为6600mm，主梁每跨都布置两根次梁，板的跨度为2200mm。板的长短跨之比为6/2.2=2.73.0。但考虑以往工程经验，仍可采用考虑内力重分布方法的连续单向板进行设计。如果粱下不设钢筋砼柱，主梁跨度19.8米，截面尺寸太大，因此在设计中主粱下设置柱子，拟定尺寸（400400）mm。 整体现浇肋形楼盖结构平面布置图如图1所示。22002200 66002200 2200 2200660022002200220066002200 6000 6000 6000 6000 6000 图12.2 估计梁、板尺寸（1）按高跨比条件，要求连续板的厚度不小于其跨长的1/40，故板厚hL/40=2200/4055mm，对工业建筑的楼板，要求h80mm，所以取板厚h=80mm。（2）次梁截面尺寸：次梁梁高h与跨长L的比值为1/121/18，故梁高h=(1/181/12)L=(1/181/12)6000=(333.3500)mm，取h=500mm；梁截面宽b为高度h的1/21/3，故截面宽b=(l/2l/3)h=(133.3200)mm，取b=200mm。（3）主梁截面尺寸主梁梁高h与跨长L的比值为1/151/10，故梁高h=(1/151/10)L=(1/151/10)6600=(440660)mm，取h=700mm；截面宽b=(l/2l/3)h=(200300)mm，取b=250mm。3.板的计算3.1 荷载在垂直于次梁的方向取1m宽的板作为板的设计单元。恒荷载标准值：20mm厚水泥砂浆抹面：0.021.020 =0.4KN/m 80mm厚钢筋混凝土板：0.081.025 =2kN/m 12mm厚钢筋石灰粉刷：0.0120.116 =0.192KN/m活荷载标准值：3KN/m2恒荷载设计值：g恒 =1.05(0.4+2+0.192) =2.72KN/m活荷载设计值：q活 =1.23 =3.6 KN/m折算永久荷载：g =g恒+q活/2=2.72+3.6/2 =4.52KN/m折算可变荷载：q =q活/2=3.6/2 =1.8 KN/m3.2 结构尺寸与计算简图次梁截面（200500）mm，次梁截面为b=200mm，现浇板在墙上支撑宽度为120mm。板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均按五跨等跨度连续板计算。 按弹性方法计算内力设计值,计算弯矩用的计算跨度l0取支座中心线间的距离lc=2.2m，即l0=2.2m。净跨度ln=2.2-0.2=2.0m。 板的结构尺寸图见图2，计算简图见图3。图2g+q图33.3 内力计算(1) 弯矩活荷载布置图最不利内力最大弯矩(KNm)最小弯矩(KNm) A 1 B 2 C 3 C 2 B 1 AM1=2.58M3=1.76M2=0.32M2=1.41M1=1.48 M3=0.67MB=-3.33MC=-2.70(2)剪力肋形结构中的连续板可不进行受剪承载力计算，即板的剪力由混凝土承受，不需设置腹筋。3.4 配筋计算（正截面承载力计算）板厚80mm，截面有效高度h0=80-35=45mm，取1m宽的板作为板的设计单元，板的宽度b=1000mm，C20混凝土轴心抗压强度设计值fc=9.6N/mm2，HRB235钢筋抗拉强度设计值fy=210N/mm2。板的配筋计算表计算内容钢筋计算点第1跨支座B第2跨支座C第3跨M(KNm)2.583.331.412.701.76KM(KNm)3.104.001.693.242.11s=KM/fcbh00.160.210.090.170.11=1-（1-2s)0.170.240.0940.190.12=fc/fy(%)0.781.100.430.870.55As=bh0（mm2）351495193391247选配钢筋6/82006/8200 8200 8200620062006/82006/82006/82006/8200实配钢筋面积As(mm2)3925022823923923.5绘制施工图板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。分布钢筋按规定选用6200；板面附加钢筋按规定选用8200，设置于主梁顶部和墙边；墙角附加钢筋选用8200，双向配置于四个墙角的板面，构造成钢筋网。板的配筋图详见施工图。4.次梁设计4.1结构尺寸与计算简图按弹性方法计算内力设计值,计算弯矩用的计算跨度l0取支座中心线间的距离lc=6.0m，即l0=6.0m。净跨度ln=6.0-0.25=5.75m。因跨度偏差小于10%，可按等跨连续板计算。次梁的结构尺寸图见图4，计算简图见图5。图4Q+G60006000600060006000图54.2荷载计算活荷载设计值：q = 3.62.2 =7.92KN/m折算可变荷载：Q = 7.923/4 =5.94KN/m恒荷载设计值： 板传来的恒荷载： 2.722.2=5.98 KN/m 次梁自重： 1.05(0.5-0.08)0.2625=13.23KN/m 梁侧抹灰重:1.05(0.5-0.08)20.012616=1.02 KN/m 小计： g=20.23kN/m 折算永久荷载：G = 20.23+7.92/4=22.21KN/m荷载总设计值：Q+G= 5.94+ 22.21 =28.15KN/m4.3内力计算（求最不利内力）剪力的计算跨度取净跨度，即l0=ln。其中边跨l0=5.755m，中间跨l0=5.750m五跨连续梁求最不利内力活荷载布置图最不利内力最大弯矩(KNm)最小弯矩(KNm)最大剪力(KN) A 1 B 2 C 3 C 2 B 1 AM1=83.83M3=55.22M2=16.61VA=65.64M2=43.29M1=56.82M3=28.49MB=-109.40VBL=-98.65VBR=87.60MC=-86.90VCL=-80.21VCR=84.04求得的支座弯矩Mc为支座中心处的弯矩值，当连续梁（次梁）与支座（主梁）整体浇筑时，在支座范围内的截面高度很大，梁在支座内破坏的可能性较小，故其最危险截面应在支座边缘处。因此，可取支座边缘处的弯矩M作为配筋计算的依据。弯矩计算时计算跨度l0=lc，则支座边缘截面的弯矩的绝对值为：M=|MC|-|V0|b/2 ，式中V0为支座边缘处的剪力，b为支承宽度。可求得支座边缘弯矩： MB=|MB|-|V0|b/2=-(215.01-628.150.251/2)=-88.29KNm MC=|MC|-|V0|b/2=-(166.36-628.150.251/2)=-65.79KNm4.4截面设计整体式肋形结构中，次梁和主梁是以板为翼缘的连续T形梁。支座截面承受负弯矩，上侧受拉，下侧受压，受压区在梁肋内，因此按矩形截面进行设计；跨中截面大多承受正弯矩，故按T型截面设计。其中截面高度h=500mm，肋宽b=200mm，翼缘厚度hf=80mm，截面有效高度h0=h-a=500-35=465mm。判别跨中T型截面的类型： bf=l0/3= 6000/3=2000mm 取较小值，可得翼缘宽度bf=2000mm bf=b+sn=200+2000=2200mm 由于 fcbfhf(h0-hf/2)=9.6200080(465-80/2)=652.8KNm KMmax=1.283.83=100.60KNm ，因此属于第一类T形截面。4.5正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取h0=500-60=440mm，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取h0=500-35=465mm。次梁正截面受弯承载力及配筋计算表 计算内容 钢筋计算点第1跨支座B第2跨支座C第3跨M(KNm)83.8388.2943.2965.7955.22KM(KNm)100.60105.9551.9578.9566.26fcbfh0(KNm)4151.52-4151.52-4151.52s=KM/fcbfh00.0242-0.0125-0.0160=1-（1-2s)0.0245-0.0126-0.0161As=fcbfh0/fy(mm2)729-375-479=As/bh0(%)0.784-0.403-0.515fcbh0(KNm)-371.71-415.15-s=KM/fcbh0-0.285-0.190-=1-（1-2s)-0.344-0.213-=fc/fy(%)-1.100-0.682-As=bh0(mm2)-968-634-选配钢筋416516416416416实配钢筋面积As(mm2)80410058048048044.6斜截面受剪承载力计算（计算横向抗剪钢筋）截面腹板高度与腹板宽度之比hw/b=(465-80)/200=1.9254，为防止发生斜压破坏和避免在使用阶段过早地出现斜裂缝构件尺寸应满足要求：KV0.25fcbh0次梁斜截面受剪承载力及配筋计算表 计算内容 钢筋计算点A支座C支座左侧C支座右侧B支座左侧B支座右侧V(KN)65.6480.2184.0498.6587.60KV(KN)78.7796.25100.85118.38105.120.25fcbh0(KN)223.2KV截面尺寸满足抗剪要求211.2KV截面尺寸满足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)71.61KV需配置箍筋67.76KV需配置箍筋选配箍筋6180Asv(mm2)57配箍率sv=Asv/bs(%)0.16svmin=0.10满足最小配箍率要求Vc+Vsv102.53KV满足97.02KV不满足，需加配弯筋帮助抗剪Asb(mm2)-100.71选配弯筋116116116116116实配钢筋面积(mm2)201.1201.1201.1201.1201.15.主梁设计5.1结构尺寸与计算简图主梁端部支撑在带壁柱砖墙上，搁置长度为墙厚（370mm）。中间支撑在400400（mm）混凝土柱上，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大得多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。支座中心线间的距离lc=6.6m，净跨度ln=6.6-0.4=6.2m，由于支座宽度b=400mm0.05 lc=330mm，故计算弯矩用的计算跨度l0=1.05 ln=6.51m。主梁按三跨连续梁计算。主梁内力按弹性理论设计，内力可按三跨连续梁内力系数表来计算。结构尺寸如图6所示，计算简图如图7所示。图6651065106510图75.2荷载计算为了简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载设计值： 次梁传来的恒荷载： 20.236=121.40KN 主梁自重： 1.05(0.7-0.08)0.252.225= 8.96KN 梁侧抹灰重：1.05(0.7-0.08)0.0122.2162= 0.50KN小计 GK =130.76kN活荷载设计值：QK =7.926 =47.52KN总荷载设计值：GK+QK=130.76+47.52=178.28KN 5.3内力计算1）支座弯矩及剪力可变荷载的最不利组合见图8图8按弹性方法计算，集中荷载作用下连续梁的内力计算式： 式中1、2、1、2为弯矩系数和剪力系数，可查表得到。L为计算跨度。弯矩计算及主梁剪力计算结果见下表。弯矩计算表(单位：KNm)项次M1MBM2a207.71-227.2857.03b89.4141.14-c-41.1461.87d70.84-96.2152.60Mmin（组合值）207.71-323.4957.03Mmax（组合值）297.11-186.13118.90剪力计算表（单位：KN）项次VAVBLVBRa95.85-165.67130.76b41.15-53.890c-6.32-6.3247.52d32.74-62.3058.07Vmin（组合值）128.59-227.97130.76Vmax（组合值）137.00-219.56188.83弯矩计算时计算跨度l0=1.05ln，则支座边缘截面的弯矩的绝对值为：M=|MC|-0.025|V0|ln ，式中V0为支座边缘处的剪力，ln为净跨度。可求得支座边缘弯矩： MB=|MB|-0.025|V0|ln=-(323.49-227.976.20.025)=-288.15KNm 2） 内力包络图图9：剪力包络图，比例1:50；剪力单位KN，尺寸单位：mm图10：弯矩包络图，比例1:50；弯矩单位KNm ，尺寸单位：mm图9图105.4截面设计采用C20混凝土，fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2；纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2，箍筋采用HRB235钢筋，fy=210N/mm2。支座截面按矩形截面进行设计，跨中截面按T型截面设计。其中跨中截面高度h=700mm，肋宽b=250mm，翼缘厚度hf=80mm，钢筋按两排布置，截面有效高度h0=h-a=700-90=610mm。判别跨中T型截面的类型： bf=l0/3= 6510/3=2170mm 取较小值，可得翼缘宽度bf=2170mm bf=b+sn=400+6200=6600mm 由于 fcbfhf(h0-hf/2)=9.6217080(610-80/2)=949.94KNm KMmax=1.2=KNm ，因此属于第一类T形截面。5.5正截面承载力计算（计算纵向受拉钢筋）主梁正截面弯矩承载力计算 计算内容 钢筋计算点第1跨支座B第2跨M(KNm)297.11288.15118.90KM(KNm)356.53345.78142.68fcbfh0(KNm)7751.59-7751.59s=KM/fcbfh00.046-0.0184=1-（1-2s)0.047-0.0186As=fcbfh0/fy(mm2)1991-787=As/bh0(%)1.30-0.52fcbh0(KNm)-893.04-s=KM/fcbh0-0.387-=1-（1-2s)-0.525-=fc/fy(%)-1.68-As=bh0(mm2)-2562-选配钢筋422+218222+425218+312实配钢筋面积As(mm2)202927248485.6斜截面承载力计算（计算横向抗剪钢筋）截面腹板高度与腹板宽度之比hw/b=(610-80)/250=2.124，为防止发生斜压破坏和避免在使用阶段过早地出现斜裂缝构件尺寸应满足要求：KV0.25fcbh0主梁斜截面受剪承载力计算计算内容钢筋计算点A支座B支座左侧B支座右侧V(KN)137.00227.97188.83KV(KN)164.40273.56226.600.25fcbh0(KN)366KNKV截面尺寸满足抗剪要求Vc=0.7ftbh0(KN)117.42KNKV需配置箍筋选配箍筋6220Asv(mm2)57配箍率sv=Asv/bs(%)0.1036svmin=0.10满足最小配箍率要求Vc+Vsv164.83KV满足164.83KV不满足，需加配弯筋帮助抗剪Asb(mm2)-513291选配弯筋222222222实配钢筋面积(mm2)760760760理论上不需配置弯筋，但考虑加强支座边缘受剪承载力，故在支座边缘按构造要求布置两排弯筋，来加强支座边缘受剪承载力。5.5主梁的裂缝宽度验算1） 由荷载标准值计算主梁的内力恒荷载标准值G =124.53kN，活荷载标准值Q=39.6KN，计算如下表所示。荷载标准值作用下主梁的内力计算表控制截面组合值M=1Gl0+2Ql00.025V0lnM（考虑支座影响）第1跨272.31-272.31B支座-296.6335.33-261.29第2跨105.87-105.872）主梁的裂缝宽度验算主梁的裂缝宽度验算表项次第1跨B支座第2跨M(KN)272.31261.29105.87AS(mm2)20292724848d=4AS/u(mm)20.8424.1015.00Ate=2ab(mm2)450004500045000te=AS/Ate (%)4.56.01.8SK=M/0.87ASh0252.89180.74235.25max=2.1SK(30+c+0.07d/te)/ES0.340.230.38由表可知maxlim=0.40，符合要求5.6主梁的附加横向钢筋计算1)吊筋由次梁传至主梁的全部集中力：F=G+QK=121.40+47.52=168.92KN，则AS=F/2fysin=398mm2，因此吊筋选用216（AS=402mm2）。2）附加箍筋hl=700-500=200mm，附加箍筋布置范围：s=2hl+3b=2200+3200=1000mm，取附加箍筋8200mm，则在长度范围内可以布置箍筋的排数：m=(1000/200)+1=6排，次梁两侧各布置三排。5.7抵抗弯矩图通过抵抗弯矩图（图11）查出钢筋弯起点及钢筋截断点并进行钢筋编号，为绘制施工图做准备工作。图116.绘制施工图施工图使用CAD绘制，采用A2图（420594）。施工图包括：楼盖板平面布置（比例1：200）板梁的配筋图 （比例1：100） 次梁配筋图 （比例1：50） 主梁配筋图 （比例1：50） 板的钢筋表 说明目 录第一章 总论1一、项目概况1二、项目提出的理由与过程6三、项目建设的必要性8四、项目的可行性12第二章 市场预测15一、市场分析15二、市场预测16三、产品市场竞争力分析19第三章 建设规模与产品方案22一、建设规模22二、产品方案22三、质量标准22第四章 项目建设地点25一、项目建设地点选择25二、项目建设地条件25第五章 技术方案、设备方案和工程方案28一、技术方案28二、产品特点30三、主要设备方案32四、工程方案32第六章 原材料与原料供应35一、原料来源及运输方式35二、燃料供应与运输方式35第七章 总图布置、运输、总体布局与公用辅助工程37一、总图布置37二、 运输38三、总体布局38四、公用辅助工程39第八章 节能、节水与安全措施44一、主要依据及标准44二、节能44三、节水45四、消防与安全45第九章 环境影响与评价47一、法规依据47二、项目建设对环境影响48三、环境保护措施48四、环境影响评价49第十章 项目组织管理与运行50一、项目建设期管理50二、项目运行期组织管理52第十一章 项目实施进度55第十二章 投资估算和资金筹措56一、投资估算56二、资金筹措58第十三章 财务评价与效益分析61一、项目财务评价61二、财务评价结论65三、社会效益68四、生态效益68第十四章 风险分析70一、主要风险分析识别70二、风险程度分析及防范风险的措施70第十五章 招标方案72一、招标范围72二、招标组织形式72三、招标方式72第十六章 结论与建议74一、可行性研究结论74二、建议75附 件77一、附表77二、附件77三、附图77第 22 页