钢筋混凝土结构专业课程设计计算报告书.doc

《钢筋混凝土构造》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3.5kN/）

院 系： 建筑学院
专业班级： 10级土木工程2班
学生姓名：
学 号：
指引教师：

12月

目录
1.设计题目与设计条件 3
1.1设计题目： 3
1.2设计条件： 3
1.2.1构造类型：砌体构造 3
1.2.2建筑材料： 3
1.2.2.1楼面做法：（自上而下） 3
2.楼盖构造平面布置： 3
3.板设计 4
3.1楼盖板设计 4
3.1.1荷载 4
3.1.2计算简图 5
3.1.3弯矩计算值 5
3.1.4正截面受弯承载力计算 6
4.次梁设计 7
4.1荷载 7
4.2内力计算 7
4.3承载力计算 8
4.3.1正截面受弯承载力 8
4.3.2斜截面受剪承载力 8
5.主梁设计 9
5.1荷载设计值 9
5.2计算简图 9
5.3内力设计值及包络图 10
5.3.1弯矩设计值 10
5.3.2剪力设计值 10
5.3.3弯矩、剪力包络图 10
5.4承载力计算 13
5.4.1正面受弯承载力 13
5.4.2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计算 15
7.1对主梁挠度计算 15
7.1.1对支座B配筋面积计算 15
7.1.2对第二跨中配筋面积计算 16
7.2对主梁裂缝宽度计算 17
7.2.1对支座B进行裂缝宽度计算 17
7.2.2对第一跨中进行裂缝计算 17
1.设计题目与设计条件
1.1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，梁中纵向受力钢筋采用HRB335，其她钢筋采用HPB300。
依照该商场使用规定，楼面活荷为3.5kN/，横向柱网尺寸取为：6.6m，纵向柱网尺寸为：6.6m。
1.2设计条件：
1.2.1构造类型：砌体构造
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/）；
现浇钢筋混凝土楼板，20mm厚石灰砂浆抹底

楼盖建筑平面

2.楼盖构造平面布置：
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板跨度为2.2m，/=6.6/2.2=3，因而按单向板设计。
按跨高比条件，规定板厚h2200/40=55mm，对工业建筑楼盖板，取板厚h=80mm。
次梁截面高度应满足h=/18～/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=/14～/8=6600/14～6600/8=471～825mm，h=650mm.截面宽度为b=300mm

楼盖板构造平面布置图

3.板设计
3.1楼盖板设计
已如前述，轴线①～②、⑤～⑥板属于端区格单向板；轴线②～⑤板属于中间区格单向板。
3.1.1荷载
板永久荷载原则值
10mm厚大理石地面 0.01×28=0.28kN/
80mm现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/
20mm厚石灰砂浆抹底 0.02×17=0.34kN/

小计 2.62kN/
板可变原则荷载值 3.5kN/
永久荷载分项系数取1.2或1.35，可变荷载分项系数应取1.4。于是板
荷载总计算值
①g+q=+=1.35×2.62+0.7×1.4×3.5=6.967kN/
②g+q=+=1.2×2.62+1.4×3.5=8.044kN/
由于②>①，因此取②g+q=8.044kN/，近似取g+q=8kN/
3.1.2计算简图
次梁截面为200mm×500mm，现浇板在墙上支承长度不不大于100mm，取板在墙上支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板计算跨度：
边跨=+h/2=2200-100-120+80/2=mm<1.025=2030mm，取=mm
中间跨==2200-200=mm

板尺寸图

因跨度相差不大于10%，可按等跨持续板计算。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，板弯矩系数分别为：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:
=-=（g+q）/11=8×/11=2.97kN·m
=-（g+q）/14=-8×/14=-2.29kN·m
==（g+q）/16=8×/16=2kN·m
这是对端区单向板而言，对于中间区格单向板，其和应乘以0.8： =0.8×-2.29=-1.83kN·m；=0.8×2=1.6kN·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，板最小保护层厚度c=15mm。板厚80mm，=80-20=60mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，=14.3kN/；HPB300钢筋，=270N/。板配筋计算过程于下表。

楼面板配筋计算

截 面
1
B
2或3
C
弯矩设计值（kN·m）
2.97
-2.97
2
-2.29
=/（b）
0.058
0.058
0.039
0.044
=1-
0.06
0.06
0.04
0.045
轴 线
①～②、
⑤～⑥
计算配筋（）
=b/
190.7
190.7
127.1
143
实际配筋（）
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
轴 线
②～⑤
计算配筋（）
=b/
190.7
190.7
101.7
117.6
实际配筋（）
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
Φ6/8@160
=246
*对轴线②～⑤间板带，其跨内截面2、3和支座截面弯矩设计值都可折减20%。为了以便，近似对钢筋面积乘以0.8.

计算成果表白，支座截面均不大于0.35，符合塑性内力重分布原则；/bh=246/（1000×80）=0.308%，此值不不大于0.45/=0.45×1.43/270=0.238%，同步不不大于0.2%，满足最小配筋率。

4.次梁设计
按考虑塑性内力重分布设计。依照本车间楼盖实际使用状况，楼盖次梁和主梁可变和在不考虑梁从属面积荷载折减。
4.1荷载
永久荷载设计值
板传来永久荷载 3.1×2.2=6.82kN/m
次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52kN/m
次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34kN/m

小计 g=9.68kN/m
可变荷载设计值 q=4.9×2.2=10.78kN/m
荷载总设计值 g+q=20.46kN/m
4.1.2计算简图
次梁在砖墙上支承长度为240mm。主梁截面为300mm×650mm。 计算跨度：
边跨 =+a/2=6600-120-300/2+240/2=6450mm<1.025=6488mm，取=6450mm
中间跨 ==6600-300=6300mm
因跨度相差不大于10%，可按等跨持续梁计算。次梁计算简图如图所示。

次梁尺寸图
4.2内力计算
由表1.2.1、表1.2.2可分表查得弯矩系数和剪力系数。
弯矩设计值：
=-=（g+q）/11=20.46×/11=77.38kN·m
=-（g+q）/14=-20.46×/14=-58kN·m
=（g+q）/16=20.46×/16=50.75kN·m

剪力设计值：
=0.45（g+q）=0.45×20.46×6.33=58.28kN
=0.60（g+q）=0.60×20.46×6.33=77.7kN
==0.55（g+q）=0.55×20.46×6.3=70.89kN

4.3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：=/3=6450/3=2150mm <b+=200+=2200。
第二跨和中间跨：=/3=6300/3=2100mm。
除B截面纵向钢筋排两排布置外。别的截面均布置一排。
环境类别为一级，C30混凝土，梁最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋=500-35=465mm二排纵向钢筋=5000-60=440mm。
C30混凝土，=1.0，=14.3N/，=1.43N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB300钢，=270N/。正截面承载力计算过程列于下表。经鉴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
1
B
2
C
弯矩设计值（kN·m）
77.38
-77.38
50.75
-58
=/（b）或
=/（）
0.011
0.152
0.008
0.095
=1-
0.011
0.152〈0.35
0.008
0.095
=b/或=/
524.2
637.6
372.4
421.1
选配钢筋
（）
216+114弯
=555.9
218+114弯
=662.9
214+112弯
=421.1
214+116弯
=509

计算成果表白，支座截面均不大于0.35；/bh=421.1/（200×500）=0.42%，此值不不大于0.45/=0.45×1.43/300=0.21%，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涉及：截面尺寸复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：
=-=465-80=385mm，因/b=385/200=1.925＜4，截面按下式验算：
0.25b=0.25×1×14.3×200×465=332.48×N＞=77.7×N，截面满足规定。
验算与否需要按计算配备箍筋
0.7b=0.7×1.43×200×465=93.093×N＞=77.7×N构造配筋，选用Φ6@160
===0.17% =0.24×=0.24×=0.13%
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畴内将计算箍筋面积增长20%或箍筋间距减小20%。现调节箍筋间距s=0.8×160=128mm最后取箍筋间距s=130mm。为了以便施工，沿梁长度不变。

验算配筋率下限值：
弯矩弯矩调幅时规定配筋率下限为：0.3=0.3×1.43/270=0.16%。实际配筋率==56.6/（200×130）=0.22%＞0.20%满足规定。

5.主梁设计
主梁按弹性办法设计
5.1荷载设计值
为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来永久荷载 9.68×6.6=63.888kN
主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）]×1.2=12.31kN
永久荷载设计值 G=63.888+12.31=76.198kN 取G=76.2kN
可变荷载设计值 Q=10.78×6.6=71.148kN 取Q=71.15kN
5.2计算简图
主梁按持续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在550mm×550mm混凝土柱上，其计算跨度
边跨 =6600-275-120=6205mm因1.025=155mm＜a/2=185mm，
取=1.025+b/2=1.025×6205+550/2=6635mm近似取=6640mm
中跨 =6600mm
主梁计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可运用附表7.2计算内力

主梁尺寸图

5.3内力设计值及包络图
5.3.1弯矩设计值
弯矩M=G+Q式中系数、由附表7.2相应栏内查得
=0.244×76.2×6.64+0.289×71.15×6.64=260kN·m
=-0.267×76.2×6.64-0.311×71.15×6.64=282kN·m
=0.067×76.2×6.60+0.200×71.15×6.64=128kN·m
5.3.2剪力设计值
剪力V=G+Q式中系数、由附表7.2相应栏内查得
=0.733×76.2+0.866×71.15=117.47kN
=-1.267×76.2-1.311×71.15=202.74kN
=1.0×76.2+1.222×71.15=163.15kN

5.3.3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弯矩值为
==-0.267×76.2×6.64-0.133×71.15×6.64=-197.93kN·m在第1跨内以支座弯矩=0，=-197.93kN·m连线为基线。作G=76.2kN，Q=71.15kN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：
（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-197.93/3=260.16kN·m（与前面计算=260kN·m接近）
（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-2×197.93/3=194.2kN·m
在第2跨内以支座弯矩=-197.93kN·m，=-197.93kN·m连线作为基线，作G=76.2kN，Q=0简支弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值：
G+=×76.2×6.60-197.93=-30.29kN·m
②第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载
第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-282kN·m连线为基线。作G=76.2kN，Q=71.15kN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：
（76.2+71.15）×6.64-282/3=232.13kN·m
（76.2+71.15）×6.64-2×282/3=138.14kN·m
在第2跨内：=-0.267×76.2×6.64-0.089×71.15×6.64=-177.14kN·m以支座弯矩=-282kN·m，=-177.14kN·m连线为基线，作G=76.2kN，Q=81.151kN简支梁弯矩图，得
（G+Q）++（-）=（76.2+71.15）×6.64-177.14+（-282+177.14）=79.09kN·m
（G+Q）++（-）=（76.2+71.15）×6.64-177.14+（-282+177.14）=114.04kN·m
③第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
==-0.267×76.2×6.64-0.133×71.15×6.64=-197.93kN·m
第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：
（G+Q）+=（76.2+71.15）×6.64-197.93=128.21kN·m（与前面计算=128kN·m接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处弯矩分别为：
G+=×76.2×6.64-×197.93=102.68kN·m
G+=×76.2×6.64-×197.93=36.7kN·m
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弯矩值
=-0.267×76.2×6.64-0.178×71.15×6.64=-219.19kN·m
=-0.267×76.2×6.64+0.044×71.15×6.64=-114.31kN·m
在第2跨内以支座弯矩=0，=-219.19kN·m连线为基线，作G=76.2kN，Q=75.15kN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：
（G+Q）+=×（76.2+71.15）×6.64-×197.93=260.16kN·m
（G+Q）+=×（76.2+71.15）×6.64-×197.93=194.18kN·m
在第2跨内以支座弯矩=-219.19kN·m，=-114.13kN·m连线作为基线，作G=76.2kN，Q=0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：
G+（-）+=×76.2×6.6+（-219.19+144.13）-144.13=-26.53kN·m
G+（-）+=×76.2×6.6+（-219.19+144.13）-144.13=-1.51kN·m
弯矩包络图如下（a）所示。

剪力包络图：
①第1跨
=117.47kN；过第1个集中荷载后为117.47-76.2-71.15=-29.88kN； 过第2个集中荷载后为-29.88-76.2-71.15=-177.23kN
=-202.74kN；过第1个集中荷载后为-202.74+76.2+71.15=-55.39kN； 过第2个集中荷载后为-55.39+76.2+71.15=91.96kN
②第2跨
=163.15kN；过第1个集中荷载后为163.15-76.2=86.95kN。
当可变荷载仅作用在第2跨时
=1.0×76.2+1.0×71.15=147.35kN；过第1个集中荷载后为147.35-76.2-71.15=0。
剪力包络图如下（b）所示

(a)

（b）

主梁内力包络图
（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图
5.4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==0.13＞0.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值拟定取=2.2m
B支座边弯矩设计值=-b/2=-282-147.35×0.55/2=-322.52kN·m。纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，别的均1排。跨内截面经鉴别都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力计算过程列于下表。
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
-30.29
=/（b）或
=/（）
0.022
0.027
0.011
0.019
=（1+）/2
0.989
0.986
0.995
0.99
=/
1424.9
1643.7
697.3
165.8
选配钢筋
（）
225+220
=1610
220+22+218
=1897
216+218
=911
222
=760
主梁纵向钢筋弯起和切断按弯矩包络图拟定。
5.4.2斜截面受剪承载力
验算截面尺寸：
=-=580-80=500mm，因/b=500/300=1.67＜4截面尺寸按下式验算：
0.25b=0.25×1×14.3×300×580=622.05×kN＞=202.74kN，截面尺寸满足规定。
计算所需腹筋：
采用Φ8@200双肢箍筋，
=0.7×1.43×300×500+1.25×270×100.6×580/200
=272640N=272.64KN
202.74<Vcs，因而支座B截面左右不需配备弯起钢筋。
验算最小配箍率：
===0.17%＞0.24=0.13%，满足规定。
次梁两侧附加横向钢筋计算：
次梁传来集中力=63.888+71.148135kN，=650-500=150mm，附加箍筋布置范畴s=2+3b=2×150+3×200=900mm。取附加箍筋Φ8@200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。另加吊筋1Φ18，=254.5，由式2sin+mn=2×270×254.5×0.707+6×2×270×50.3=260.135×kN＞，满足规定。
因主梁腹板高度不不大于450mm，需在梁侧设立纵向构造筋，每侧纵向构造钢筋截面面积不不大于腹板面积0.1%，且其间距不不不大于200mm。现每侧配备2Φ14，308/（300×570）=0.18%＞0.1%，满足规定
6.绘制施工图
板配筋图

主梁配筋图

次梁配筋图

7.对主梁挠度与裂缝宽度计算
7.1对主梁挠度计算
简化将梁为简支梁来计算，综合其有矩形截面与T型截面计算，故有
7.1.1对支座B配筋面积计算
由已知可得=1897，按矩形截面进行计算，=0.5
为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来永久荷载 9.68×6.6=63.888kN
主梁自重（含粉刷）[（0.65-0.08）×0.3×2.2×25+0.02×（0.65-0.08）×2×2.2×17）]×1.2=12.31kN
永久荷载设计值 G=63.888+12.31=76.198kN 取G=76.2kN
可变荷载设计值 Q=10.78×6.6=71.148kN 取Q=71.15kN
由计算可求得=12.5kN/m，=7.7kN/m
⑴求和
=+=×12.5×+×7.7×=111.33kN·m =+=×12.5×+×0.5×7.7×6.64=72.09kN·m

⑵计算关于系数
==×=0.07
===0.019＞0.01
===116
=1.1-0.65×=1.1-0.65×=0.52
⑶计算
===1.05×N·

⑷计算B
B==×1.05×=6.4×N·
⑸变形验算
==×=8mm
查附表5-1知，=1/200=0.005
=8/6640=0.0012＜0.005变形满足规定。
7.1.2对第二跨中配筋面积计算
由已知可得=911，按T型截面进行计算
⑴求和
=+=×12.5×+×7.7×=110kN·m
=+=×12.5×+×7.7×=74.4kN·m
⑵计算关于系数
==×=0.033
===4.6×
故=0.01
===226
=1.1-0.65×=1.1-0.65×=0.52
⑶计算
===8×N·
⑷计算B
B==×8×=4.77×N·
⑸变形验算
==×=10.46mm
查附表5-1知，=1/200=0.005
=10.46/6600=0.0016＜0.005变形满足规定。
∴第一跨中，=1610，也满足规定。
7.2对主梁裂缝宽度计算
对于受弯构件=2.1
7.2.1对支座B进行裂缝宽度计算
（由于最大因此对B截面进行计算）
已知=1897
===0.019
/=25/0.019=1316
===116
=1.1-0.65×=1.1-0.65×=0.5073
=（1.9c+0.08×/）=2.1×0.5073×（1.9×25+0.08×1316）=0.09mm
∴=0.1mm＜=0.3mm满足规定。
7.2.2对第一跨中进行裂缝计算
已知=1610
===0.006＜0.01故取=0.01
/=20/0.01=
===129
=1.1-0.65×=1.1-0.65×=0.09
=（1.9c+0.08×/）=2.1×0.09×（1.9×25+0.08×）=0.025＜=0.3mm满足规定。
∴第一跨中，=1610，也满足规定。