课程设计

大连理工大学工程管理专业

《钢筋混凝土结构》课程设计

姓名：*** 学习中心：****** 专业：**工程** 层次：专升本 院校学号：*****

第 1 页 共 16 页

大连理工大学工程管理专业 《钢筋混凝土结构》课程设计

一、

基本情况说明

1、楼盖整体尺寸为33500*20300mm，纵横轴线间距均为6600mm。墙厚370mm，内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为400mm×400mm

2、楼面做法为：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，γ = 20kN/m3 ，板底及梁用20mm厚混合砂浆天棚抹底，γ = 17kN/m3。 3、楼面均布活荷载标准值为：6kN/m。 二、

材料选择

2

混凝土：采用C25 fc =11.9N/mm2 ft= 1.27N/mm2 钢 筋：梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋； fy=210 N/mm2

板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB235级。fy=300 N/mm2 三、

截面尺寸选择

因本楼盖在使用上无特殊要求，故结构布置应满足实用经济的原则，并注意以下原则：

1、跨度选择：板跨一般为1.7～2.7m，次梁跨度一般是4.0～6.0m，主梁跨度则为5.0～8.0m，同时宜为板跨的3倍（二道次梁）。根据以上原则，次梁布置沿纵轴方向，间距2200mm。

2、截面尺寸选择：构件厚度按不需作挠度验算的条件考虑。

板：h≥L/40 板厚选择h=80mm>L/40=2200/40=55mm（当h≥L/40时，满足刚度要求，可不验算挠度）。

次梁：h=（1/18 ~1/12）L 梁高选择h=6600/15=440mm，取450mm。 b=（1/2 ~1/3）h 梁宽选择b=450/3=150mm，取200mm。 主梁：h=（1/14 ~1/8）L 梁高选择h=6600/10=660mm，取700mm。

b=（1/2 ~1/3）h 梁宽选择b=700/3=233mm，取250mm。 四、

板的计算

1、计算简图

第 2 页 共 16 页

hBaLnbLn

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，均可按五跨等跨度连续板计算。 当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： Lo=Ln =2000mm

边跨： Lo=Ln+ hB/2=2200-100-120+40=2020mm ≤Ln+a/2 =2040 mm(a=120mm) 2、荷载计算： 取1m宽板带计算：

水泥砂浆面层 20×0.02×1 = 0.40 KN/m 板自重 25×0.080×1 = 2.00 KN/m 平顶粉刷 17×0.02×1 = 0.34 KN/m 恒载：gk = 2.74 KN/m 活载：pk = 6×1= 6.0 KN/m

设计值总值：γ0（1.2gk +1.4pk ）=1*（1.2*2.74+1.4*6） = 11.688 KN/m 3、计算简图

A4、内力计算

BCCBA

用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下：

第 3 页 共 16 页

-114-116116-116116-114116A

111BC2

CB111A

则边跨M1=α（1.2 gk +1.4pk ）Lo

= 1/11*(1.2*2.74+1.4*6)*2.04*2.04=4.422 KNm

支座B处MB=α（1.2 gk +1.4pk ）Lo

= -1/14*(1.2*2.74+1.4*6) 2.04*2.04=-3.474KNm

中跨跨中M2=α（1.2 gk +1.4pk ）Lo2 = 1/16*(1.2*2.74+1.4*6)*2*2=2.922 KNm 支座C处Mc=-2.922 KNm 5、配筋计算：

B=1000mm,h=80mm,ho=80-20=60mm

位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面M2和中间支座Mc计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：

截面 1 B 中间跨中 C 2

M(KN·m) α1fc*bh02 M1 4.422 MB -3.474 M2 2.922 0.8M2 2.338 Mc -2.922 0.8Mc -2.338 42840000 42840000 42840000 42840000 42840000 42840000 sM 21fcbh00.1032 0.0811 0.0682 0.0546 0.0682 0.0546 ξ (b) 0.1092 0.9454 0.0847 0.9577 0.0707 0.9646 0.0562 0.9719 0.0707 0.9646 0.0562 0.9719 s AsM/sfyh0 371.2174 287.9038 240.4039 190.9157 240.4039 190.9157 选 钢 筋 φ8@130 φ8@170 φ8@200 φ6@140 φ8@200 φ8@250 第 4 页 共 16 页

配 筋 面 积 调 整 配 筋 实 际 配 筋 387 φ8@130 387 296 φ8@170 296 251 φ8@200 251 202 φ6@130 218 251 φ8@200 251 201 φ8@220 229 验算适用条件：

（1）ξb=0.614,满足要求。

（2）ρ=201/1000*60=0.335% <0.45*1.27/210*80/60=0.363% 不满足最小配筋率要求。需要进行调整，由此式推算出As=217，调整后配筋见上表。 配筋原则：

（1）受力筋：为了便于施工，在同一板中，同一板内钢筋直径不宜超过两种，且至少相差2mm；板中受力钢筋直径d宜选用6～12 mm，间距s在70~200mm之间。选筋时，相邻两跨跨中和支座受力钢筋的间距必须相等或成倍数关系。为便于施工时架立，支座负钢筋直径不宜太细。鉴于以上原则，板的负弯矩钢筋选用φ8 @250。

板的受力钢筋的配置方法有弯起式和分离式两种，考虑到施工现场的控制，采用分离式，钢筋切断位置见图，当p/g≤3时，a=ln/4；当p/g＞3时，a=ln/3。ln为板的净跨。 见下图。

L/7Ln/4Ln/4hBaLnbLn

（2）构造钢筋

分布钢筋其间距不应大于250mm，放在受力钢筋内侧；嵌入墙内及板面附加钢筋要求板上部钢筋伸出墙边长度不应小于L1/7（L1为单向板跨度）；对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边长度不应小于L1/4。垂直于主梁梁肋的板面附加钢筋，直径不应小于8mm，伸入板中的长度从肋边算

第 5 页 共 16 页

起每边不应小于L0/4（L0为板计算跨度）。其余分布筋采用φ6 @250。 详见板配筋图。 五、

次梁设计

1、确定计算跨度及计算简图。

次梁h主梁aLnbLn

当按塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： Lo=Ln =6600-250=6350mm

边跨： Lo= Ln+a/2 =6600-125-120+120=6475mm≤1.025×Ln=6509mm (a=240mm) 取6475mm

跨度差=（6475-6350）/6350=2%<10%，当跨差不超过10%时，按等跨连续梁计算。 2、荷载计算：

由板传来： 板恒载×2.2 = 2.74 ×2.2 = 6.028 KN/m 次梁肋自重： b(hchB)×25 = 0.2×(0.45-0.08)×25 = 1.85 KN/m 次梁粉刷重 2(hchB)×17×0.02 =2×0.37×17×0.02 = 0.252 KN/m 恒载：gk =8.13 KN/m 活载：pk= 活载标准值×次梁间距 =6×2.2 = 13.2 KN/m

设计值总值：γ0（1.2gk +1.4pk ）=1*（1.2*8.13+1.4*13.2）= 28.236 KN/m 3、计算简图

根据结构平面布置．次梁的跨数多于五跨时，可简化成五跨等跨（跨度相差≯l0％）连续梁进行计算。

第 6 页 共 16 页

A

BCCBA4、内力计算（按考虑塑性内力重分布的方法计算）

用公式M=α(g+q)L20和V（gq）Ln分别计算各跨中截面和各支座截面的弯矩、剪力。求支座弯矩时，L0取相邻两计算跨度的较大值；求各跨跨中弯矩时，L0取各跨的计算跨度。

-111-116116-116116-111116A111BCCB111A

则边跨M1=α（1.2gk+1.4pk）Lo2 = 1*28.236*6.475*6.475/11=107.62 KNm 支座B处MB=α（1.2gk +1.4pk ）Lo2 = -107.62 KNm

中跨跨中M2=α（1.2 gk +1.4pk ）Lo2 = 1/16*28.236 *6.35*6.35=71.12 KNm 支座C处Mc=-71.12 KNm 5、正截面配筋计算

b=200mm,h=450mm,ho=450-35=415mm 次梁跨中截面按T形截面计算

bS0=0.2+1.98=2.18m 边跨：b｀f=Lo/3=6.475/3=2.16m bf取bf=2.16m

中间跨：bfl3=6.35/3=2.12m bfbS0=0.2+2.0=2.2m 取bf=2.12m

支座截面按矩形截面计算 判断截面类型

h0＝h－35＝450－35＝415mm， fy＝300 N/mm2

1fcbfhf(h0hf2)=1.0×11.9×2160×80×(415-80/2)

第 7 页 共 16 页

=771.12 kN·m＞107.62kN·m(71.12 kN·m) 属于第一类T形截面 次梁正截面强度计算见下表

根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：

截面 边跨跨中 支座B 中跨跨中 中跨支座 M(KN·m) bf或b(mm) M1 107.62 2160 4426871400 MB -107.62 200 409895500 M2 71.12 2120 4344892300 Mc -71.12 200 409895500 α1fc*bh02 sM 21fcbh00.0243 0.2626 0.0164 0.1735 ξ (b) 0.0246 0.9877 875.1884 3φ20 941 0.3109 0.8446 1023.5106 3φ22 1140 0.0165 0.9917 575.9984 3φ16 603 0.1919 0.9040 631.8821 3φ18 763 s AsM/sfyh0 选 钢 筋 实 际 配 筋 验算适用条件：

（1）ξb=0.614,满足要求。

（2）ρ=603/415/200=0.72% >0.45*1.27/300*450/415=0.207%

同时满足>0.2%*450/415=0.22%，所以满足最小配筋率要求。

选配钢筋原则：纵筋直径用10～25mm．最大不宜超过28mm；同一梁内纵筋不宜超过两种，直径至少相差2mm，不大于4mm；每排宜用3～4根；根据计算出的纵筋截面面积，选择配筋。为方便施工，构造架立筋选用2φ18。

6、斜截面承载力计算 剪力值计算：按内力重分布

梁剪力系数β 截面 端支座内侧 支承条件 搁置在墙上 与梁或柱整浇 第 8 页 共 16 页

梁 0．45 0．5 第一支内座外测 第一支内座内测 中间支座两侧 截面 剪力系数 A支座 0.45 搁置在墙上 与梁或柱整浇 B支座左 0.55 B支座右 0.55 0．6 0．55 0．55 0．55 c支座 0.55 次梁的剪力计算 Vql0 (kN)

0.45×29.916× 0.55×29.916× 0.55×29.916× 0.55×29.916× 6.509=87.625 6.509=107.0986.35=104.482 6.35=104.482 （1） 验算截面尺寸：hw=ho=415mm，hw/b=415/200=2.075<4，属厚腹梁。 砼强度为C25，fcuk=30<50N/mm2，取βc=1.0

0.25βcfcbho=0.25*1*11.9*200*415=246.925KN>Vmax，截面满足要求。 （2）验算是否需要按计算配制箍筋

0.7ft*b*ho=0.7*1.27*200*415=73.787KNn*Asv/s=(107.098-73.787)/(1.25*210*415)=0.306mm2/mm,采用φ8@250， 实有2*50.3/250=0.402>0.306mm2/mm,满足。

配箍率=2*50.3/200*250=0.201%>0.24*1.27/210=0.145%,满足要求。 为施工方便，建议沿梁全长采用相同直径及间距的箍筋，取支座最大剪力值进行计算。

7、绘制次梁配筋草图

第 9 页 共 16 页

1②⑥23②451①2③3主梁④4⑤52406600125125Ln6600次梁配筋图②HRB 2φ18⑥HPBφ8@250①HRB 3φ20③HRB 3φ22⑥HPBφ8@250①HRB 3φ20②HRB 2φ18⑥HPBφ8@250④HRB 3φ16②+⑤HRB 3φ18⑥HPBφ8@250④HRB 3φ161-1、2-2

3-34-45-5六、主梁的计算（按弹性理论计算） 1、荷载计算:

次梁传来的恒载： 8.13×6.6=53.658 kN 主梁自重： 25×0.25×（0.7－0.08）×2.2=8.525 kN 梁侧抹灰： 17×0.02×（0.7－0.08）×2×2.2=0.928 kN 恒载标准值: Gk=53.658+8.525+0.928=63.111 kN 活载标准值:

pk=

13.2×6.6=87.12 kN

恒载设计值: 1.2gk=1.2×63.111=75.73 kN

第 10 页 共 16 页

450活载设计值: 1.42、计算简图

pk=1.4×87.12=121.97 kN

各跨的计算跨度为:

中间跨: l0=lnb=6600-400+400=6600mm

边跨: l0lna2b2=6600－120－200+370/2+400/2=6665mm

l0≤1.025ln+b/2=1.025×（6600－120－200）+400/2＝6637mm,

取小值6637mm

平均跨度: l=(6637+6600)/2=6619mm 跨度差: (6637-6600)/6600=0.56%<10% 主梁的计算简图见下图。

板次梁主梁柱A

B

G+P121ABCD3、内力计算 (1) 弯距计算

Mk1Glk2Pl (k值由表查得) L计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。

第 11 页 共 16 页

边 跨: Gl=75.73×6.637 =502.62 kN

Pl=121.97×6.637=809.51 kN

中 跨:Gl= 75.73×6.6= 499.82kN

Pl=121.97×6.6= 805kN

平均跨: Gl=75.73×6.619=501.26kN

Pl=121.97×6.619=807.32kN

主梁弯矩计算见下表。

项次 荷载简图 K/M11 0.244 M12 K/MB -0.267 M21 0.067 K/M22 0.067 K/Mc 0.267 GGGGGG① A1PPB2C1PPD122.64 79.69 -133.84 33.49 33.49 133.84 0.289 -0.133 / -0.133 ② A③ 1B2C1D233.95 200.33 -107.37 -107.37 -107.37 -107.37 / -71.58 -0.133 -107.37 -0.311 0.2 161 0.2 161 0.17 -0.133 -107.37 -0.089 PPA④ 1B2C1D-35.79 0.229 PPPPA⑤ 1B2C1D185.38 104.54 -251.08 77.14 136.85 -71.85 -0.089 0.17 -0.311 PPA内力 组合 PPC1D 1B2-23.95 -47.9 -71.85 136.85 77.14 -251.08 ①+② ①+③ ①+④ ①+⑤ 组合项次 组合值 356.59 86.85 308.02 98.69 280.02 8.11 184.23 31.79 -241.21 -241.21 -384.92 -205.69 -73.88 194.49 110.63 170.34 -73.88 194.49 170.34 110.63 26.47 26.47 61.99 -117.24 Mmin (KNm) ①+③ 86.85 ①+③ 8.11 ①+④ -384.92 ①+② -73.88 ①+② -73.88 ①+⑤ -117.24 第 12 页 共 16 页

Mmax 组合项次 ①+② 356.59 ①+② 280.02 ①+⑤ -205.69 ①+③ 194.49 ①+③ 194.49 ①+④ 61.99 (KNm) 组合值 (2) 剪力计算

Vk3Gk4P (k值由附表查得)剪力计算见下表。

主梁剪力计算

项次 荷载简图 k VA0.733 V11 k VBL-1.267 k VBR1.000 V21 GGGGGG① A1PPB2C1PPD55.510 0.866 -20.22 -95.950 75.730 0 -1.134 0.000 ② A③ 1B2C1D105.626 -0.133 -16.344 -138.314 0.000 0 PPA④ -16.222 -0.133 -16.222 -1.311 1.000 121.970 1.222 0 1B2C1D-16.222 0.689 PPPPA⑤ 1B2C1D84.037 -0.089 -37.933 -159.903 149.047 27．077 PPA内力 组合 PPC1D -0.089 0.778 1B2-10.855 161.136 39.288 139.547 44.655 ①+③ 39.288 -10.855 -10.855 94.893 75.73 197.7 -27.077 0 0 27．077 ①+⑤ -27.077 ①+② ①+③ ①+④ ①+⑤ 组合项次 组合值 -36.564 -234.264 -36.564 -112.172 -58.153 -255.853 224.777 ①+④ ①+④ ①+② 75.730 -31.075 -106.805 170.6227 -27.077 Vmin (KN) -58.153 -255.853 第 13 页 共 16 页

Vmax (KN) 组合项次 组合值 ①+② 161.136 ①+⑤ ①+⑤ ①+④ ①+④ 27．077 -31.075 -106.805 224.777 4、正截面强度计算 (1) 确定翼缘宽度 主梁跨中按T形截面计算

边 跨：bfl3=6.637/3=2.2123m  bfbS0=0.25+6.28=6.53m

 取 bf=2.2123m

中间跨：bfl3=6.6/3=2.2m  bfbS0=0.25+6.35=6.6m

 取 bf=2.2m

支座截面仍按矩形截面计算 (2) 判断截面类型

取h0=640mm（跨中），h0=610mm（支座）

1fcbfhf(h0hf2)=1.0×11.9×2212.3×80×(640-80/2) =1263.66 kN·m＞356.59 kN·m(194.49 kN·m) 属于第一类T形截面 (3) 截面强度计算

主梁正截面强度计算见下表

表中 V0＝G+P=75.73+121.97=197.7 KN

主梁正截面强度计算 截面 M(kN·m) 边跨中 356.59 ___ B支座 -384.92 197.7×中间跨中 194.49 ___ -73.88 ___ bV0(kN) 20.42＝39.54 356.59 -345.38 194.49 -73.88 MV0b2(kN·m) 第 14 页 共 16 页

sM1fcb(bf)h20 0.0331 0.3120 0.0181 0.0069 s0.5(112s) AsMfysh0(mm) 20.9832 0.8066 0.9908 0.9965 1889.0119 4φ25 2339.8592 3φ32 2418 1022.3254 3φ22 1140 386.1264 2φ16 402 选用钢筋 实际配筋面积 (mm) 21964 5、斜截面强度计算：

主梁斜截面强度计算见表15

主梁斜截面强度计算 表15 截面 A支座 161.14 B支座左 255.85 B支座右 244.78 V(kN) 0.25cfcbh0(kN) 0.7ftbh0(kN) 箍筋直径和肢数 0.25×1.0×11.9×300×610=544.43kN>V 截面满足要求 0.7×1.27×300×610=162.69kN由次梁传给主梁的集中荷载为:

F=1.2×53.658+1.0×1.4×87.12=186.36kN

F186.361032

=439.32mmAs2fysin45023000.707选用2φ18(509 mm2)

7、 根据计算结果及主梁的构造要求，绘主梁配筋图, 见下图。 根据构造要求，梁高超过450mm，需要增加腰筋，采用结构配筋4φ12。

第 15 页 共 16 页

板1次梁主梁2φ18柱23123AB2②1⑥⑤④②3①12③3A

B②HRB 2φ16⑤G4HRBφ12⑥HPBφ8@150①HRB 4φ25④HRB 3φ32⑤G4HRBφ12⑥HPBφ8@150③HRB 3φ22②HRB 2φ16⑤G4HRBφ12⑥HPBφ8@150③HRB 3φ221-1

2-23-3第 16 页 共 16 页