钢筋混凝土课程设计计算书.doc

混凝土结构设计原理课程设计计算书1、设计资料（1）建设地点：烟台市区（2）楼面做法：水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰沙浆板底抹灰。（3）活荷载：均布活荷载标准值4.0/4.0/4.0（KN/m2）（板，次粱，主梁）。（4）材料：混凝土强度等级C35；梁内受力钢筋为HRB400，板为HPB300。2、楼盖的结构平面布置确定主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为7.2m，主梁每跨内布置2根次梁，次梁的间距为2.2m，l02/l01=7.2/2.2=3.33板为单向板。楼盖结构平面布置见图1。(1)按高跨比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对工业建筑的楼盖板要求h70取h=80mm。(2)次梁截面高度应满足。取。截面宽度满足b=h/3h/2=500/3500/2=167250截面宽度取为。(3)主梁的截面高度应满足，取。截面宽度取为。3、板的设计（1） 荷载板的恒荷载标准值：水磨石地面 钢筋混凝土板 板底石灰沙浆 小计 板的活荷载标准值： 恒荷载分项系数1.2；活荷载分项系数取1.3。于是板的恒荷载设计值 活荷载设计值 荷载总设计值 因为,所以可按塑性内力分布计算。（2） 计算简图次梁截面为，取板在墙上的支承长度为。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨，中间跨因跨度小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图2所示。（3） 弯矩设计值由表可查得，板的弯矩系数分别为：边跨跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中间跨跨中，1/16；中间支座，-1/14。故这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其MC与M2应乘以0.8，分别为：MC=0.8 （-2.39）KNm =-1.91 KNm M2=0.8 （ 2.09）KNm = 1.67KNm （4） 正截面受弯承载力计算环境类别一级，混凝土强度等级C35, 板的最小保护层厚度c=15mm,板厚80mm,h0=80-20=60mm;板宽b=1000mm, 混凝土，钢筋，。板配筋计算的过程列于表1。 截面1B2C弯矩设计值(KN.m)3.18-3.182.09-2.390.050.040.030.040.050.050.030.04轴线计算配筋（mm2）200.4200.4133.6152.2实际配筋（mm2）轴线计算配筋（mm2）200.4200.40.8 133.6=106.9*0.8 152.2=121.8*实际配筋（mm2）对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值可折减 20%。为了方便，近似对钢筋面积乘0.8。计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则，AS/bh=279/(100080)=0.349%,此值大于0.45ft/fy=0.45 1.57/270=0.26%,同时大于0.2%，满足最小配筋率。4、次梁设计按考虑内力重分布设计。根据健身中心楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。（1）荷载设计值恒荷载设计值板传来恒荷载 次梁自重 次梁粉刷 小计 活荷载设计值 荷载总设计值 易知：，所以可用塑性内力重分布理论计算。（2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为250mm。主梁截面为。计算跨度：边跨取，中间跨因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图见图2（3）内力计算由表查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：剪力设计值：（4）承载力计算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，翼缘宽度取，和和中较小值，故。截面纵向钢筋按一排布置。环境类别一级，梁的最小保护层厚度c=20mm ，h0=500-40=460mm,C35混凝土， ，纵向钢筋采用，箍筋采用，。正截面承载力计算过程列于表2。经判别式，断跨内截面均属于第一类T性截面。截面1B2C弯矩设计值(KN.m)103.39-103.39 67.99-77.710.0240.1220.0160.0880.0240.1170.30.0160092，满足要求。5.主梁设计主梁按弹性理论设计,主梁的计算单元宽度为6.6m。（1） 荷载设计值 为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来恒荷载 11.417.2=82.15kN主梁自重（含粉刷）（0.60.08）0.32.225 +2(0.6 0.08)0.02 2.2171.2=11.23kN恒荷载 G= 82.15+11.23=93.38KN 活荷载 Q= 4.02.21.37.2=82.37KN （2） 计算简图主梁端部支撑在带壁柱墙上，支撑长度为370mm ，中间支撑在400mm 400mm 的混凝土柱上。主梁按连续梁计算。其计算跨度取边跨, 因 0.025 近似取中跨 主梁的计算简图见图 6640 6600 6640因跨度相差不超过10%,故可利用附录7中的附表计算内力。（3） 内力设计值及包络图。弯矩 式中的系数k1,k2由附录7附表7-2中相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表1主梁的弯矩计算项次荷载简图1234+126.68+-335.65+-31.04+-214.23+309.35+149.992）剪力设计值剪力 式中的系数k3,k4由附录7附表7-2中相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的剪力计算结果见表2主梁的剪力计算项次荷载简图124+139.78+-226.21+194.043)弯矩剪力包络图荷载组合+时，出现第一跨内最大弯矩和第二跨内最小弯矩。此时 ,以这两个支座弯矩值的连线为基线，叠加边跨在集中荷载G+Q=93.38+82.37=175.75kN 作用下的简支梁弯矩图，侧第一个集中荷载下的弯矩值为，第二个集中荷载下的弯矩值为;荷载组合+时，支座最大负弯矩，其他两个支座的弯矩位为，在这三个支座弯矩间连直线，以此连线为基线，与第一跨、第二跨分别叠加集中荷载G+Q时的简支梁弯矩图，则集中荷载处的弯矩值依次为277.11kN.m,165.23kN.m,93.82kN.m,134.29kN.m 。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为127.25kN.m,47.82kN.m，第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为149.99kN.m同理，当最大值时，集中荷载下的弯矩到位排列。主梁的弯矩包络图见下图： 弯矩包络图根据表2的数据可画出剪力包络图。 剪力包络图荷载组合+时，至第一集中荷载处剪力降为-35.97kN，至第二荷载处剪力降为-211.72kN，荷载组合+时，VB最大，其中，其余剪力值可照此计算。主要的剪力图见图。（4） 承载力计算C35混凝土，；纵向钢筋采用HRB400,。箍筋采用HPB335，；1） 正截面受弯计算跨内按T形截 面计算，因翼缘计算宽度按 和b+和中较小值较小值确定，取B支座的弯矩值设计值。纵向受力钢筋除截面布置均为一排。跨内界面经判别为属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程列于表。主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）309.56-309.29149.99-31.040.0470.2200.0230.0200.9760.8740.9880.9901573.31854.7753.0155.5 选配钢筋（）422As=1520420+222As=2016320As=942214As=308主梁纵向钢筋的弯矩和切断按弯矩包络图确定2)斜截面受剪承载力验算截面尺寸：，因，截面尺寸按下试验算：知截面尺寸符合要求。计算所需腹筋，采用8180mm 双肢箍筋，截面不需配置弯曲钢筋。验算最小配筋率 满足要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力 取附加箍筋布置范围。取附加箍筋8150mm双肢, 则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=950/150+1=8排，次梁两侧各布置4排。mn =8 2 270 50.3=217kN满足要求。6.楼梯的设计 层高4.5m,踏步尺寸160mm270mm,采用C35混凝土，板采用HPB300钢筋，梁纵筋采用HRB400钢筋。楼梯上均布活荷载标准值为(1)梯段板的设计 取板厚h=140mm,约为板斜长的1/25，板的倾斜角取1m宽的板带计算 1） 荷载计算。其自重重力荷载计算如下：踏步板自重 混凝土斜板 0.1425/0.860=4.07KN/m 水磨石面层 底面抹灰重 _恒载 7.51KN/m活荷载 3.5KN/m总荷载设计值 p=1.27.51+1.43.5=13.912 KN/m所以取总荷载的设计值为13.912N/m进行内力计算。2） 内力计算。楼梯斜梁的截面尺寸为160mm*3 0mm，则踏步板的计算跨度和跨中界面弯矩分别为 3） 受弯承载力计算。踏步板的折算高度则选85 。分布钢筋每级踏步1根8 （2）平台板计算 厚80mm, 取1m宽的板带计算1）荷载计算 水磨石面层 0.65 80mm厚混凝土板 0.08 25=1.75 板底抹灰 0.0217=0.34恒荷载 2.99活荷载 3.5设计值 取选用（3）平台梁计算。设平台梁截面尺寸为200mm400mm平台梁计算跨度为1） 荷载计算梁自重 0.2（0.4-0.08）25=1.6KN/M梁侧粉刷 0.02（0.4-0.08）217=0.22 KN/M平台板传来 2.992.1/2=3.14KN/M梯段板传来 7.513.51/2=13.18KN/M小计 18.14KN/M活荷载 3.5（3.51/2+2.1/2）=9.82荷载设计值2） 内力计算。 弯矩设计值弯矩剪力设计值V为3）正截面受弯承载力计算：截面按倒L形计算，梁的有效高度 应按第一类T型截面计算，则所以应选用2 18，As=509mm2 配置 8200箍筋,则斜截面受弯承载力满足要求 7.雨篷设计(1)雨篷板的设计取1米板宽为计算单元，按悬壁板进行承载力计算,设悬挑长度=1.2m,根部高120m,端部高60m1 荷载及内力计算恒荷载标准值20mm防水砂浆 0.02 20=0.4 k20mm水泥砂浆 0.02 20=0.4 k钢筋混凝土板 (0.12+0.06) 0.525=2.250.4 k小计 3.05 k活荷载标准值 对50年设计基准期二类建筑烟台地区雪荷载为0.4 k 屋面均布活荷载 0.7 k 施工集中荷载 1 kN（每隔一米一个）由于活荷载不同时考虑，选择最不利组合，所以选取施工集中荷载1kN弯距设计值为 故取M=4.32kNm2正截面受弯承载力计算环境类别二级，C35混凝土，梁的最小保护层厚度c=20mm ，板厚120mm，h0=120-30=90mm, ， 选用，实际的验算最小配筋率：/bh=335/(1000120)=0.279%,同时大于0.2%，满足要求。雨篷梁的设计梁截面尺寸为支承长度500mm荷载及内力计算hw=4.5-3.0-0.4=1.1m/3=1.1m 所以按1.1m墙体均布自重采用。370mm砖墙自重为7.37khw =1.1m3.3m 考虑梁板传来的荷载恒荷载标准值墙体荷载 1.17.37=8.1kN/m楼盖板荷载 2.992.2/2=3.29 kN/m过梁自重（含粉刷） 250.370.4+0.40.02220=4.02 kN/m 雨棚板 3.05 kN/m小计 18.46 kN/m 活荷载标准值 楼盖板传来（按次梁考虑） 雨篷板传来的集中荷载 1kN荷载设计值：基本组合1： 1.2 18.46+1.4 4.4+1.4 0.7 1=29.29 kN/m基本组合2： 1.:35 18.46+1.4 0.7 （4.4+1）=30.21 kN/m 按第二种组合计算2 截面承载力计算：雨篷梁的计算跨度取=3.3+20.5=4.3剪力： 扭矩设计值 kN.m/m验算其截面尺寸及是否需按计算配置抗扭钢筋： 所以截面尺寸符合要求。故不需按构造配置钢筋。受弯构件的纵向钢筋弯剪扭构件受扭纵向受力钢筋的最小配筋率可取且钢筋的间距不应大于200mm和截面宽度底部纵向钢筋 配置316受压区钢筋 配置 212两侧钢筋配置 212按构造配箍筋选配三, 雨篷抗倾覆验算1， 倾覆力矩由图可知，雨篷总长度为4300mm。荷载设计值对计算倾覆点O产生的倾覆力矩按式计算，其中取：。 2,抗倾覆力矩: 雨篷梁（包括粉刷）自重标准值： 雨蓬梁上砌体自重标准值：（ 恒荷载标准值总和： 雨篷的抗倾覆力矩设计值为： 所以满足要求。