钢筋砼现浇主次梁结构设计混凝土结构课程设计计算书.doc

混凝土结构设计原理课程设计钢筋砼现浇主次梁结构设计计算说明书指导教师： 班 级： 土木道桥 学生姓名： 学 号： 设计时间： 南昌大学建筑工程学院土木工程系 目录1、 设计资料3二、板的设计4三、次梁设计7四、主梁设计15一、设计资料某多层房屋采用钢筋砼现浇单向板肋梁楼盖，其三楼楼面（建筑标高+9.00）结构布置图如附图所示，板深入墙内120mm，次梁深入墙内240mm，主梁伸入墙柱内370mm，楼面面层为20mm厚水泥砂浆面层（容重为20 ），板底及梁用20mm厚石灰砂浆粉刷（容重17 ）楼面可变荷载标准值=5.5）。砼强度等级为C45。主次梁受力钢筋采用HRB400钢筋，板采用R235级钢筋。板厚取90mm，次梁尺寸为200400mm，主梁尺寸为250600mm。 主梁的跨度为6600mm，次梁的跨度为6900mm，主梁每跨内设置两根次梁，板的跨度为2200mm。结构平面布置图如下：二、板的设计（1）荷载板的恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层 0.0220=0.4 KN90mm钢筋混凝土板 0.0925=2.25 KN20mm板底石灰砂浆 0.0217=0.34 KN-小计 2.99 KN板活荷载标准值： 5.5 KN KN永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4，故板的永久荷载设计值 g=2.991.2=3.588 KN可变荷载设计值 q=5.51.4=7.7 KN荷载总设计值 g+q=3.588+7.7=11.288 KN近似取为： g+q=11.32（2）计算简图及弯矩的计算边跨板净跨度： =2200-120-100=1980mm 计算跨度：=+=1980+=2140mm=+=1980+=2085mm取较小值，边跨的计算跨度为L=2085mm。中跨板净跨度：=2200-100-100=2000mm计算跨度：= +b =2000+200=2200mm=+t =2000+90=2090mm取较小值，中跨的计算跨度为L=2090mm。计算简图取五跨，板宽取1m作为计算单元，g+q=11.31=11.3如下图所示，按考虑塑性内力重分布方法计算弯矩=0 =( g+q )lo1/11=11.32.0852/11=4.47=-( g+q )lo1/11=-11.32.0852/11=-4.47=( g+q )lo2/16=11.32.092/16=3.08=-( g+q )lo2/14=-11.32.092/14=-3.53=( g+q )lo2/16=11.32.092/16=3.08（3）板的配筋计算板厚h=90mm，b=1000mm,取=35mm，=55mm。C45混凝土， =20.5MPa，=1.74MPa， R235级钢筋,=195MPa。 板的配筋计算截面1B2C4.47-4.473.08-3.530.07210.07210.04970.05690.07490.07490.05100.0586=433.08433.08294.88338.83选用钢筋8110811081408140457457359359最小配筋量注：表中 三、次梁设计（1）荷载 永久荷载设计值板传来的恒载 3.5882.2=7.89 次梁自重 0.2（0.4-0.09）251.2=1.86次梁粉刷 0.02（0.4-0.09）2171.2=0.25小计 g=7.89+1.86+0.25=10.00 可变荷载设计值 q=7.72.2=16.94荷载总设计值 g+q=10.00+16.94=26.94 （2）计算简图及内力计算次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁的截面为250600mm。次梁净跨度边跨：=6900-120-125=6655mm中跨：=6900-125-125=6650mm计算跨度边跨：=+0.5a=6655+0.5240=6775mm=1.025=1.0256655=6821mm取较小值，边跨的计算跨度为L=6775mm。中跨：= +b=6650+250=6900mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁的计算简图如下按考虑塑性内力重分布方法计算弯矩=0 =( g+q )lo1/11=26.946.7752/11=112.41=-( g+q )lo1/11=-26.946.7752/11=-112.41=( g+q )lo2/16=26.946.92/16=80.16=-( g+q )lo2/14=-26.946.92/14=-91.62=( g+q )lo2/16=26.946.92/16=80.16由此画出次梁弯矩图如下根据以上计算的杆端弯矩值，取各跨梁为隔离体建立静力平衡条件，可求得各跨梁的杆端剪力值，从而作出次梁剪力图剪力设计值：=74.67KN， =-107.85KN， =95.96KN, =-89.93KN, =92.94KN（3）配筋计算1）正截面抗弯承载能力计算次梁尺寸200400mm,正截面受弯承载力计算时，跨内正弯矩区段按T形截面计算，有效翼缘宽度按以下公式取最小值： 正弯矩中跨：0.26900=1380mm正弯矩边跨：0.276775=1829mm 2200mm 200+0+1290=1280mm取1280mm, =90mm，设=30+0.07400=58mm，=400-58=342mm。知截面均属于第一类T形截面。跨内负弯矩区段按矩形截面计算，设=40mm，=400-40=360mmC45混凝土， =20.5MPa，HRB400钢筋, =330MPa。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C112.41-112.4180.16-91.6212802001280200截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形0.21160.17240.03660.02610.03730.24050.02640.1906计算=1014.341075.69717.93852.50选用钢筋32232231832011401140763942最小配筋量注：1.表中2）斜截面抗剪承载能力计算=30+=42.55mm，=400-42.55=357.45mm验算上限值、下限值：上限值：=（0.51）200357.45=244.58KN Vmax=107.85KN，符合上限值。下限值： =11.74200357.45=62.20KN Vmax=107.85KN在462.885080.56、8028.1312645.69和14816.0914875段：按照构造要求配置钢筋，H/2=200mm且不大于400mm，取为180mm。 在0400段：按要求，取100mm在5080.566775段：=（6775-2771.69-）=102.46 KN 在67758028.13段: =在12645.6913675段：=在1367514816.09段：=区段5080.56677567758027.131265.69136751367514816.09102.4680.6484.4976.65箍筋肢数，直径28 28 28 281011011011011.5901.3251.1851.185357.45358.60359.20359.200.00270.00170.00200.0016是否满足要求是否是否实际配筋间距（mm）180180180180实际配筋量0.0028 0.0028 0.00280.0028 是否满足要求是是是是是否需配弯起钢筋否否否否为施工方便并满足构造要求，在离支座距离大于400mm处箍筋间距均取180mm，小于400mm处箍筋间距均取100mm。四、主梁设计（1）荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来恒载 10.006.9=69.00KN主梁自重（含粉刷）(0.60-0.09)0.252.225+2(0.65-0.09)0.022.2171.2=9.33KN-恒永久荷载设计值 G=69.00+9.33=78.33KN可变荷载设计值 Q=16.946.9=116.89KN(2) 计算简图主梁端部支撑在带壁柱墙上，支承长度为370mm，中间支承在300mm300mm的混凝土柱上。按连续梁计算主梁净跨度边跨：=6600-250-150=6200mm中跨：=6600-150-150=6300mm主梁计算跨度边跨：=+0.5a+0.5b=6200+0.5370+0.5300=6535mm =1.025+0.5b=1.0256200+0.5300=6505mm ，取小值 =6505mm中跨：=+b=6300+300=6600mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，可利用附表计算内力（3）内力设计值及包络图1）弯矩设计值弯矩 M=Gl+Ql式中系数、由附表相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见主梁的弯矩计算表2）剪力设计值剪力 V=G+Q式中系数、由附表相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见主梁的剪力计算表 主梁的弯矩计算（KNm）项次荷载及其位置1第一、二、三跨永久荷载作用2第一、三跨可变荷载作用3第二跨可变荷载作用4第一、二跨可变荷载作用 +91.63+-377.93+-67.97+-240.64 +344.08 +188.93主梁的剪力计算（KN）项次荷载及其位置 1第一、二、三跨永久荷载作用2第一、三跨可变荷载作用3第二跨可变荷载作用4第一、二跨可变荷载作用 +158.64+-252.48+221.17 3）弯矩、剪力包络图弯矩包络图绘制荷载组合+时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩。此时=0, =-240.64KNm,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=78.33+116.89=195.22KN作用下的简支梁弯矩图,则第一个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)+=343.09 KNm；第二个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)+ =262.88KNm。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为-240.64 KNm，以此支座弯矩连线为基线叠加中间荷载G=78.33KN作用下的简支梁弯矩图，则集中荷载处的弯矩值为G+=-68.31KNm。荷载组合+时，支座最大负弯矩=-377.96 KNm,其他两个支座的弯矩为=0，=-206.69KNm，在这三个支座弯矩间连直线，以此连续为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷载为G+Q时的简支梁弯矩图，则集中荷载处的弯矩值顺次为(G+Q)+ =297.31KNm、(G+Q)+ =171.33KNm、(G+Q)+ =108.61KNm、(G+Q)+=165.70KNm。荷载组合+时，出现边跨跨内最小弯矩和中跨跨内最大弯矩。=-240.64 KNm,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为89.63KNm、9.42KNm；第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为188.84KNm。剪力包络图绘制荷载组合+时, =158.64KN,至第一集中荷载处剪力降为158.64-195.22=-36.58KN,至第二集中点荷载处剪力降至-36.58-195.22=-231.80KN；组合+时，最大，=-252.48KN。弯矩和剪力的包络图如下 （4）主梁配筋计算1）主梁正截面计算跨内正弯矩区段按T形截面计算，有效翼缘宽度按以下公式取最小值： 正弯矩中跨：0.26600=1320mm正弯矩边跨：0.276505=1756mm6900mm250+0+1270=1090mm取小值 =1090mm1、B和C点采用两排受拉钢筋，取，=535mm。2点采用一排受拉钢筋，取=40mm，=560mm。C45混凝土， =20.5MPa。采用HRB400钢筋，钢筋抗拉强度=330MPa。 主梁正截面承载力计算截面1B2C343.09-377.96188.84-240.64截面类型第一类T型矩形第一类T型矩形535535560535109025010902500.23630.16400.05360.02690.05510.27380.02730.1802计算=1996.052274.931035.181497.23选用钢筋622625322422最小配筋量注：1.表中（2） 斜截面受剪承载力本设计按照箍筋分担100%，不设弯起钢筋计算。箍筋设计：上、下限值验算ho=600-30-15-28.4=526.6mm上限值：=250=450.40KNVmax=252.48 KN 上限值符合。下限值 =11.74250526.6=114.54KN Vmax=252.48 KN 应按计算设计箍筋在0600mm，21684337和87059805段，按照构造要求设置箍筋