钢筋混凝土结构课程设计计算书doc.docx
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钢筋混凝土结构课程设计计算书doc
《钢筋混凝土结构》课程设计计算书
题目:
某百货商场楼盖设计
(两层跨柱网:
6.6m×6.6m楼面活荷载m2)
院系:
建筑学院
专业班级:
10级土木工程2班
学生姓名:
学号:
指导教师:
2012年12月
1.设计题目与设计条件3
设计题目:
3
设计条件:
3
结构类型:
砌体结构3
建筑材料:
3
楼面做法:
(自上而下)3
2.楼盖的结构平面布置:
3
3.板的设计4
楼盖板的设计4
荷载4
计算简图5
弯矩计算值5
正截面受弯承载力计算6
4.次梁设计7
荷载7
内力计算7
承载力计算8
正截面受弯承载力8
斜截面受剪承载力8
5.主梁设计9
荷载设计值9
计算简图9
内力设计值及包络图10
弯矩设计值10
剪力设计值10
弯矩、剪力包络图10
承载力计算13
正面受弯承载力13
斜截面受剪承载力13
6.绘制施工图14
7.对主梁挠度与裂缝宽度的计算15
对主梁挠度的计算15
对支座B的配筋面积计算错误!
未定义书签。
对第二跨中配筋面积计算错误!
未定义书签。
对主梁裂缝宽度计算17
对支座B进行裂缝宽度计算错误!
未定义书签。
对第一跨中进行裂缝计算错误!
未定义书签。
1.设计题目与设计条件设计题目:
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,梁中的纵向受力钢筋采用HRB335,其他钢筋采用HPB300。
根据该商场的使用要求,楼面活荷为m2,横向柱网尺寸取为:
6.6m,纵向
柱网尺寸为:
6.6m。
设计条件:
1.2.1结构类型:
砌体结构
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/m3);
现浇钢筋混凝土楼板,20mm厚石灰砂浆抹底
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楼盖建筑平面
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2.楼盖的结构平面布置:
主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。
主梁跨度为6.6m,次梁的跨度为6.6m,
主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.2m,lo2/lo1==3,因此按单向板设计。
按跨高比条件,要求板厚h2200/40=55mm,对工业建筑的楼盖板,取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=lo/18~lo/12=6600/18~6600/12=367~550mm。
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=lo/14~lo/8=6600/14~6600/8=471~825mm,
h=650mm截.面宽度为b=300mm
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200×500
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6600
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楼盖板结构平面布置图
3.板的设计楼盖板的设计
已如前述,轴线①~②、⑤~⑥的板属于端区格单向板;轴线②~⑤的板属于中间区格单向板。
荷载
板的永久荷载标准值
10mm厚大理石地面
×28=m2
80mm现浇钢筋混凝土板×25=2kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底×17=m2
小计
m2
板的可变标准荷载值
m2
永久荷载分项系数取或,可变荷载分项系数应取。
于是板的荷载总计算值
①g+q=Ggk+
Qqk=×+××=m2
②g+q=Ggk+
Qqk=×+×=m2
由于②>①,所以取②g+q=m2,近似取g+q=8kN/m2
3.1.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。
按塑性内力重分布设计,板的计算跨度:
边跨lo=ln+h/2=2200-100-120+80/2=2020mm 中间跨lo=ln=2200-200=2000mm 0 8 0 0 5 120 1980 100 100 2000 100 2200 2200 ABC 板的尺寸图 2 g+q=8kN/m A1 B2 C3 C2 B1 A 2020 2000 2000 2000 2020 楼盖板的计算简图 因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。 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,板的弯矩系数am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: M1=-MB=(g+q)l012/11=8×2.022/11=·m MC=-(g+q)l012/14=-8×2.02/14=·m M3=M2=(g+q)l012/16=8×2.02/16=2kN·m 这是对端区单向板而言的,对于中间区格单向板,其MC和M2应乘以: MC=×=·m;M2=×2=·m 3.1.4正截面受弯承载力计算 环境类别为一级,C30混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm。 板厚80mm, ho=80-20=60mm;板宽b=1000mm。 C30混凝土,a1=,fc=m2;HPB300钢筋, fy=270N/m2。 板配筋计算的过程于下表。 楼面板的配筋计算 截面 1 B 2或3 C 弯矩设计值(kN·m) 2 as=M/(a1fcbh02) =1-1-2as 轴线 计算配筋( mm2 ) ①~②、 143 ⑤~⑥ As=bhoa1 fc/ fy 实际配筋(mm2) Φ6/8@160 Φ6/8@160 Φ6/8@160 Φ6/8@160 As=246 As=246 As=246 As=246 轴线 计算配筋( mm2 ) ②~⑤ As=bhoa1fc/fy Φ6/8@160 Φ6/8@160 Φ6/8@160 Φ6/8@160 实际配筋(mm2) As=246 As=246 As=246 As=246 *对轴线②~⑤间的板带,其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。 为了方 便,近似对钢筋面积乘以. 计算结果表明,支座截面的均小于,符合塑性内力重分布的原则; As/bh=246/(1000×80)=%,此值大于ftfy=×270=%,同时大于%,满足最小配 筋率。 4.次梁设计 按考虑塑性内力重分布设计。 根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的可变和在不考虑梁从属面积的荷载折减。 荷载 永久荷载设计值 板传来永久荷载×=m 次梁自重×()×25×=m 次梁粉刷×()×2×17×=m 小计 g=m 可变荷载设计值 q= ×=m 荷载总设计值 g+q=m 4.1.2计算简图 次梁在砖墙上的支承长度为240mm。 主梁截面为300mm×650mm。 计算跨度: 边跨lo=ln+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm lo=6450mm 中间跨lo=ln=6600-300=6300mm 因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。 次梁计算简图如图所示。 g+q=20.46kN/m A1B2C3C2B1A 64506300630063006450 次梁计算简图 0 80 0 5 200 120120 6330 150 150 6300 150 150 6600 6600 次梁尺寸图 内力计算 由表、表可分表查得弯矩系数和剪力系数。 弯矩设计值: M1=-MB=(g+q)l02/11=×6.452/11=·m MC=-(g+q)l02/14=×6.32/14=-58kN·m M2=(g+q)l02/16=×6.32/16=·m 剪力设计值: VA=(g+q)ln1=××= VBl=(g+q)ln1=××= VBr=VC=(g+q)ln2=××= 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: b'f=lo/3=6450/3=2150mm 第二跨和中间跨: b'f=lo/3=6300/3=2100mm。 除B截面纵向钢筋排两排布置外。 其余截面均布置一排。 环境类别为一级,C30混凝土,梁的最小保护厚度c=25mm,一排纵向钢筋 ho=500-35=465mm二排纵向钢筋ho=5000-60=440mm。 C30混凝土,a1=,fc=mm2,ft=mm2;纵向钢筋采用HRB335钢,fy=300N/mm2,箍筋采用HPB300钢,fyv=270N/mm2。 正截面承载力计算过程 列于下表。 经判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 弯矩设计值(kN·m) as=M/(a1fcbh20)或 as=M/(a1fcb'fh20) =1-1-2as As=bhoa1fc/fy或 As=b'fhoa1fc/fy 选配钢筋 2 (mm) 1B2C -58 〈 216+114弯218+114弯214+112弯214+116弯 As=As=As=As=509 计算结果表明,支座截面的均小于;As/bh=(200×500)=%,此值大于ftfy= ×300=%,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包括: 截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。 验算截面尺寸: hw=ho-h'f=465-80=385mm,因hw/b=385/200=<4,截面按下式验算: βcfcho=×1××200×465=×103N>Vmax=×103N,截面满足要求。 验算是否需要按计算配置箍筋 ftho=××200×465=×103N>Vc=×103N构造配筋,选用Φ6@160 ρsv=nAsv1bs=2 28.3=% ρsv,min=×ft =×1.43=% 200 160 fyv 270 采用Φ6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围内将计算的箍筋面积增加 20%或箍筋间 距减小20%。 现调整箍筋间距s=×160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。 为了方便施工,沿梁长度不变。 验算配筋率下限值: 弯矩弯矩调幅时要求的配筋率下限为: ftfyv=×270=%。 实际配筋率 sv=nAsv1bs=(200×130)=%>%满足要求。 5.主梁设计 主梁按弹性方法设计 荷载设计值 为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。 次梁传来的永久荷载主梁自重(含粉刷)永久荷载设计值可变荷载设计值 ×= [()×××25+×()×2××17)]×= G=+=取G= Q=×=取Q= 计算简图 主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm,中间支承在550mm×550mm的混凝土柱上,其计算跨度 边跨ln=6600-275-120=6205mm因ln=155mm<a/2=185mm, 取l0=ln+b/2=×6205+550/2=6635mm近似取l0=6640mm 中跨l0=6600mm 主梁的计算简图如下,因跨度相差不超过10%,故可利用附表计算内力 0 80 5 6 300 240 120 6205 275 275 6100 275 275 6600 6600 主梁的尺寸图 GGGGGG A 1 B 2 C 3 D 6640 6600 6640 主梁的计算简图 内力设计值及包络图 5.3.1弯矩设计值 弯矩M=k1Gl0+k2Ql0式中系数k1、k2由附表相应栏内查得 M1,max=××+××=260kN·m MB,max=××M2,max5.3.2剪力设计值 剪力V=k3G+k4Q式中系数k3、k4由附表相应栏内查得 VA,max=×+×= VBl,max=×VBr,max5.3.3弯矩、剪力包络图 弯矩包络图: ①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的弯矩值为 MB=MC=××在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=·m的连线为基线。 作G=, Q=的简支梁弯矩图,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: 1 (G+Q) MB = 1 (+)×(与前面计算的 M ·接近) 3 l0+ 3 3 1,max=260kNm 1 (G+Q)l0+ 2M B=1 (+)××3=·m 3 3 3 在第2跨内以支座弯矩MB=·m,MC=·m的连线作为基线,作G=,Q=0的 简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值: 1Gl0+MB=1××第1、2跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载 33 第1跨内: 在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-282kN·m的连线为基线。 作G=,Q=的简支梁弯矩图,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: 1(+)×3=·m 3 1(+)××282/3=·m 3 在第2跨内: MC=××以支座弯矩MB=-282kN·m,MC=·m的连线为基线, 作G=,Q=的简支梁弯矩图,得 1(G+Q)l0+MC +2(MB-MC)=1(+)×2 (-282+)=·m 3 3 3 3 1(G+Q)l0 +MC+1 (MB-MC)=1 (+)×1 (-282+)=·m 3 3 3 3 ③第2跨有可变荷载,第 1、3跨没有可变荷载 MB=MC=××第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为: 1(G+Q)l0+MB=1(+)×(与前面计算的M2,max=128kN·m接近) 33 第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为: 1G + 1 MB= 1 ××1 ×=·m l0 3 3 3 3 1G + 2 MB= 1××2 ×=·m 3l0 3 3 3 ④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的弯矩值 MB=××Mc在第2跨内以支座弯矩MA=0,MB=·m的连线为基线,作G=, Q=的简支梁弯矩图,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: 1(G+Q)l 0+1M B=1×(+)×1×=·m 3 3 3 3 1(G+Q)l 0+ 2 M B = 1×(+)×2×=·m 3 3 3 3 在第 2跨内以支座弯矩MB=·m,Mc=·m的连线作为基线,作G=,Q=0的 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: 1G 2( MB-Mc ) 1××+2(+)=·m 3 l0 +3 +Mc=3 3 1G0 1( M B -M c ) c 1 ××+1(+)=·m 3 l + +M = 3 3 3 弯矩包络图如下(a)所示。 剪力包络图: ①第1跨 VA,max =;过第1个集中荷载后为; 过第1个集中荷载后为 ++=; 过第2个集中荷载后为VBl,max; 过第2个集中荷载后为++= ②第 2跨 VBr,max=;过第1个集中荷载后为。 当可变荷载仅作用在第2跨时 VBr =×+×=;过第 1个集中荷载后为。 剪力包络图如下( b)所示 (a) (b) 117.47 163.15 86.95 91.96 147.35 -29.88 A B -55.39 -177.23 -202.74 主梁的内力包络图 (a)弯矩包络图;(b)剪力包络图 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b'fh0=80615=>。 翼缘计算宽度按l3=3=2.2mm 和b+sn=6m中较小值确定取b'f=2.2m B支座边的弯矩设计值MB=MB,max-V0b/2=×2=·m。 纵向受力钢筋除B支座 截面为2排外,其余均1排。 跨内截面经判别都属于第一类T形截面。 正截面受弯承载力的计算过程列于下表。 正截面受弯承载力计算 截 面 1 B 2 弯矩设计值(kN·m) 260 -282 128 as=M /(a1 fcbh02)或 as=M /(a1 fcbf'h02) s=(1+ 1-2as)/2
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