钢筋混凝土课程设计.doc

1 工程概况1.1 设计目的了解凝土结构设计的主要过程；锻炼和提高混凝土结构的计算、设计及构造处理、绘制结构施工图的能力。培养正确、熟练运用结构设计规范、手册、各种标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，初步建立结构设计、施工全面协调统一的思想。1.2 设计题目塔里木大学工科楼楼盖设计1.3 设计料及数据资根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：1、墙体厚度 370mm，结构横向长 L136m，结构纵向长 L 230m。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。2、该建筑位于非地震区；3、建筑物安全级别为二级；4、结构环境类别二 a 类；5、建筑材料等级：混凝土强度等级：C30；钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HRB335 级:梁中受力筋 HRB400 级；6、荷载：钢筋混凝土重力密度为 25kNm3，楼面面层为水磨石(25mm 厚水泥砂浆，自重为 20kNm3)；梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm，重力密度为 17kNm3)，楼面活荷载标准值：4.5KN/m2；7、结构平面布置及初估尺寸：板在墙上的支承长度为 120mm；对于单向板：次梁在墙上的支承长度为 240mm；主梁在墙上的支承长度为 370mm；柱子计算高度为 4m，尺寸自行拟定；8、使用要求：梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见规范；9、采用的规范：混凝土结构设计规范(GB50010-2010)，建筑结构荷载规范(GB50092001)。1.4 单向板肋梁楼板结构布置平面结构布置：1. 确定主梁的跨度为 ,次梁的跨度为 ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度10m7.2为 。楼盖结构布置图如下图 1。3.mB1B3B2B1B4B3 B2B123456DCA图 1 单向板肋梁楼板结构布置图 （单位：mm）2. 按高跨比条件，当 时，满足刚度要求，可不验算挠3082.54hlm度。对于工业建筑的楼盖板，要求 ，取板厚 。10hm3. 次梁的截面高度应满足梁高，取h1/281/2764 （ ） （ ） ；取截面宽度 。50m30b4. 主梁的截面高度应该满足梁高，取/5/5100 （ ） （ ） 6；取截面宽度 。4m2 板的设计（按弹性理论计算内力）：2.1 荷载计算：取 1m 宽板带计算板的恒荷载标准值：25mm 厚水泥砂浆面层 320.25/0.5/mkNkm100mm 厚钢筋混凝土板 115mm 厚混合砂浆抹灰 32.7/./kk恒载： 2.6kgN活载： 24.5/kqNm恒荷载分项系数取 1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于 ，mkN/0.4所以活荷载分项系数取 1.3线恒荷载设计值： 221.236/3.91/gkNm线活荷载设计值： 4585qk板的设计值总值： 2223.91/5.8/9.76/gqkNmkk2.2 板的尺寸与计算简图：取板带宽 b1m 为单元计算,次梁截面为 ，现浇板在墙上的支承长度305m不小于 100mm，取板在墙上的支承长度为 120mm。（a）q+g=9.76kN/m320B320C320C320B3(b)图 2 板的尺寸及计算简图 （a）.板的尺寸 （b）.计算简图2.3 板的内力计算板的计算边跨： 010.1.33.1.2.5.222nlhbmm0 0. .4nla 取中间跨： 0033.01nlmml取计算跨度差， 。因此可按等跨连续梁计算。计算(3.2.0)/37.%10统取（ ）。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0.lm相同，且跨差不超过 10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。板的计算简图见上图最不利荷载组合如下图 gq q q 连续板的弯矩计算见表 1。表 1 连续板各截面弯矩计算荷载组合 弯矩值 跨内最大弯矩/ k/Nm支座弯矩 k/Nm1M23BMCDEM 5.57 2.35 3.28 -7.49 -5.64 -5.64 -7.49 3.06 2.60 -1.62 -1.22 -1.22 -1.62+ 8.63 2.35 5.88 -9.11 -6.86 -6.86 -9.11 5.57 2.35 3.28 -7.49 -5.64 -5.64 -7.49 2.41 -1.62 -1.22 -1.22 -1.62+ 5.57 4.76 3.28 -9.11 -6.86 -6.86 -9.11 5.57 2.35 3.28 -7.49 -5.64 -5.64 -7.49 2.23 2.38 -3.64 -0.67 -1.35 -1.56+ 7.80 4.73 3.28 -11.13 -6.31 -6.99 -9.05 5.57 2.35 3.28 -7.49 -5.64 -5.64 -7.49 3.00 1.68 1.96 -1.07 -3.39 -0.61 -1.74+ 8.57 4.03 5.24 -8.56 -9.03 -6.25 -9.23 + + + +8.631.39.035.84.76单 位 ： KN.mA B C图 3 板的弯矩包络图 M(单位：KNm)2.4 截面承载力计算1000 ， 100 ， 100 -20 80 ， 1.0，连续版各截面的bmh0hm1配筋计算见表 2。表 2 连续板各截面配筋计算边跨板带（，轴线间） 中间区板带（轴线间）板带部位截面边跨跨内 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/(MkNm) 8.63 -11.13 4.76 -9.03 8.63 -11.134.76 0.8=3.81-9.03 0.8=-7.22210=scfbh0.094 0.122 0.052 0.099 0.094 0.122 0.042 0.079*0.0989 0.1305 0.0534 0.1045 0.0989 0.1305 0.0429 0.0824/01=/scyAbhf2m377 498 204 398 377 498 164 314选配钢筋6/8100810061006/81006/8100810061006/8100实配钢筋面积/ 2m395 503 283 393 393 503 283 393注：b=1000mm,h=100mm,h0=100mm-20mm=80mm,；1. 中间板带 轴线内，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支承 2. 考虑板的内拱 作用，计算弯矩降低 20%。2.5 连续板的配筋 6/810 810 610 6/810计 算 37m2实 配 9 计 算 39m2实 配计 算 49m2实 配 53计 算 24m实 配 83(a) 810 6/810 610 6/810计 算 49m2实 配 53计 算 34m2实 配 9计 算 37m2实 配 9计 算 4m2实 配 83（b）图 4 板的配筋图 （a）边区板带；（b）中间区板带3 次梁设计（按塑性内力重分布计算）3.1 次梁荷载计算恒载设计值由板传来 3.91 3.3 =12.903kNmkNm次梁自重 1.2 25 0.3 (0.5 -0.1 )=3.6梁侧抹灰 1.2 17 0.015 (0.5 -0.1 ) 2=0.24 3kkg=6.576+2.22+0.226=9.002 Nm活载设计值 由板传来 q=5.85 3.3 =19.312kNk合计 g+q=36.05 Nm3.2 次梁的计算尺寸及计算简图次梁按考虑塑性内力重分布方法计算，取主梁的梁高，梁宽，次梁有关尺寸及支承情况如图 3（a）所示；计算简图如图 3（b）所示。（a）（b）图 5 次梁的尺寸及计算简图 （a）.次梁尺寸 （b）.计算简图3.3 次梁内力计算计算跨度 边跨 =7.2 -0.12 - =6.88nlm0.42m+ =6.88 + =7.02a.1.025 =1.025 6.88 =7.05 7.0nl取边跨 =7.00lm中间跨 = =7.2 -0.4 =6.80lnm跨度差 （7.0 -6.8 ）/6.8 =2.9%V1072500V1072500V（ ）.7t 326326 308308 308308选用箍筋 2 82 82 8（ ）1svAn2m101 101 101/0.57ysvtfhVb构造配筋 373 175实配箍筋间距/ 200 100 20000.71.25svcstyAfbhfh/ N442981 497993 4317814.5 主梁吊筋计算有次梁传至主梁全部集中力为：G+Q=120.53 +139.03 =259.56kkkN= =509.902sinsyGQAf259603/.7m22m选配 2 20（ =628 ）s4.6 主梁配筋 计 算 2703 m2实 配 9815 +6 计 算 317 m2实 配 49 6+ 8计 算 1293 m实 配 6 + 882080图 9 主梁配筋图5 柱的设计5.1 柱的荷载设计柱子初选尺寸为 为轴心受压构件。m50hb主梁传来荷载（取一半计算） 290.7GQKN主梁自重 35.42.1柱子的抹灰 48750.小计 .根据构造要求，先假定柱截面尺寸为 ， ,查表：mH查表（内差法）85.04bL.10360.9540348y9.c ANAs所以，仅需要按构造配筋。选用 ， 128205sm 2min0.%1375sbhm故受压纵筋最小配筋率满足要求选用 （ ） 排列于柱子四角。1282354sA钢筋受压时箍筋间距不应大于 15d 且不大于 400mm，则 15d=15 20mm=300mm柱中箍筋按构造配筋选用。 （ ） 502sv柱的尺寸见图 10图 10 柱的尺寸及配筋6 裂缝验算 6.1 主梁的裂缝宽度验算荷载标准值 15.7426.5.2kGkNk3909.Q荷载的准永久值 15.7426.5.2GkSkNk1 1390.42.78.nqiQkqiki SkN按准永久值计算主梁弯矩见表 12。表 11 主梁准永久值弯矩计算截面位置 边跨跨内 中间支座 中间跨跨内系数 1m0.244 -0.267 0.067系数 20.289 -0.311 0.2maxqM435.20 -473.96 170.28边跨最大裂缝验算由附表 1-1 和附表 2-6 查得 As=39812.01/tkfNm25210/sENm2mCs=25mm+6mm=31mm 0838h(.246.51.794.7.)435.20qMkkNAA 205016teffAbh3980.746Stet62205.21/154.8/.87839qssMNmmhA2226.7651iepnd0.1.06. 0.12854.tkesfmax 54.821.76.996930.80.482epscrstdC mE所以满足最大裂缝宽度要求。中间支座最大裂缝验算 (0.2671.450.73142.780.)473.96qMkNmkAAAs=449985hmm222231.3648iepndCs=25mm+6mm=31mm 90.250.5.84steAbh6220473.910/157.6/.8qssMNmmhA.51.65. 0.86.tkesfmax 5ax 17.26319.0.81.990.82650172epsstdC mEm所以满足裂缝宽度要求。7 变形验算7.1 主梁变形验算主梁边跨变形验算 220.50.54830410460teffAbh mAs=398143.2qMkNmA221/tkf 25/sEN085815h4231/cENm6.7sEc980.76StetA031.245sbh 00.8961fff6220435.2/154./.8789qssMNmmhA0.1.61. 0.67.8tkesf2 3220142201985/66.701.55. 63.96/ss EfAhB NmNm2.0142142/.80/sBNm262014535.79.548qfMlA0lim17.3f mliff主梁边跨满足最大变形要求。中间支座变形验算As=4499 2q473.96/MkNm2m08507h0.146steAb90.25.5.8steh6 20473.1/17.6/.qssMNmmA0.521.65. 0.856.tkesf2322014 1497/.52.6.1436/ss EhB NmNm.1421420/.580/2sBN2620 0145478.90731.684853.7qfMl lmmBm A所以中间支座的变形满足要求。7.2 次梁变形验算荷载标准值 16.74/13.95/.2kGkNmk9./.8/.3kQ荷载的准永久值 16.74/1.95/.2GkSkNm1 30./.94/nqiQkqiki SkkNm由附表 1-1 和附表 2-6 查得 2.0/tkfNm25210/sE42310/cENm6.7sEc03465hm弯矩准永久值为：边跨跨内 2 2013.9547.0/8.6/qmkMgl kNkm离端第二跨跨内，中间跨跨内 2 20.6./57.4/6qkl中间支座 2 2013.954.8/6.9/qmkgl kNmk按准永久值计算次梁弯矩见表 13。表 12 次梁准永久值弯矩计算截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内 中间跨跨内 中间支座弯矩计算系数 m11161420()Mgql/（ ）kN88.6 88.6 57.48 -65.69边跨跨内变形验算 220.50.5303103750teffAbh m1432.87Stet6220.10/15.94/.8453qssMNmhA.1.65. .80.8.=2tkesf取0430.165sAbh01.293.93ffmm取 002.465fffbh2 32214210465/.7013.5.3.2860/ss EfAB NmNm.142132/6.40/sBNm26201358.07.0484qfMl mBA0lim7f liff主梁边跨满足最大变形要求。离端第二跨跨内，中间跨跨内变形验算 09420.68653steAbh.12ste 6 207480/50.83/.8.59qssMNmmhA.211.651. .46.tkesf2 3220130965/.517084/ss EhB NmNm.13213220/.60/sBN2 20 013557.48.848 57.qfMl lmmmA所以满足变形要求。中间支座变形验算 0170.3465steAbh107.1360.5.465steAbh220.9/59.6/.87qssMNmm0.6511.651. 0.4833.tkesf2 3220132765/.5904/ss EAhB NmNm.1321320/.06/2sBNm2 20 01355.985.6487.qfMl lmmA所以中间支座满足变形要求。