钢混设计结果

    本设计是水工钢筋混凝土结构学课程学习的最后一个实践环节，是对课程作业的综合补充，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。此次课程设计目的是为了加强我对钢筋混凝土结构设计知识的进一步了解，学习钢筋混凝土结构设计的主要过程。提高钢筋混凝土结构的计算，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。我的设计任务是根据已有的资料对某建筑物的楼盖进行设计。本设计由板的设计、次梁的设计、主梁的设计及其柱与地下单独基础的设计几部分组成，并按照设计指导的要求进行初步设计。由于初次设计，经验不足，难免有错误和不妥之处,请老师批评指正。

目    录

1工程概况    1

1.1设计资料    1

1.2楼盖的结构平面布置    2

2板的计算    2

2.1荷载    3

2.2内力计算    3

2.3截面承载力计算    4

3次梁计算    5

3.1荷载    5

3.2内力计算    5

3.3截面承载力计算    6

4主梁的计算    8

4.1荷载    8

4.2内力计算    8

4.3主梁配筋计算及承载力计算    11

4.4确定最大裂缝宽度    13

4.5主梁的变形验算    14

致    谢    19

参考文献    20

1工程概况

1.1设计资料

1．墙体厚度，结构横向长，结构纵向长。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用单向板肋形结构；某建筑钢筋混凝土楼盖梁板1、2所示：   

                图１ 楼盖平面图（单位：mm) 

图2 楼盖梁格布置图（单位：mm)

2．该建筑位于非地震区，所以不考虑地震荷载；

3．建筑物安全级别为二级，则结构重要性系数；

4．结构环境类别二类。

5．荷载：

钢筋混凝土重力密度为，楼面面层为水磨石（底层厚水泥沙浆，重力密度为，面层，重力密度为，）自重为0.65 kN /m2；梁板天花为混合沙浆抹灰（重力密度为），布置活荷载标准值。

6．建筑材料强度等级：

混凝土强度等级；梁内受力纵筋为Ⅱ级，板中钢筋，梁中箍筋及构造钢筋均采用Ⅰ级。

7．使用要求:  梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见《水工钢筋混凝土结构学》课本附录Ⅰ中五。

采用的规范:水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96）。

8．楼面做法:楼面面层为水磨石，底层厚水泥沙浆，面层厚，钢筋混凝土现浇板，梁板天花为混合沙浆抹灰。

9．设计过程：

a.进行板、次梁、主梁和柱子的计算；

b.绘出结构平面布置图，板、次梁和主梁的模板及配筋图。

c.进行钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计主要解决的问题有： 1）计算简图； 2）内力分析； 3）截面配筋计算； 4）构造要求； 5）施工图绘制。

1.2楼盖的结构平面布置

确定主梁跨每跨为，梁每跨内布置两根次梁，板宽为。次梁跨每跨为，主

所以采用单向板计算。（见图1， 楼盖平面图）

结构平面布置及初估尺寸：

板的支承长度为，次梁的支承长度为。主梁的支承长度为。

柱:，柱网尺寸为。柱高为。

板：按高跨比条件，连续板要求板厚

对于民用建筑模板要求，则取板厚。

次梁：截面高度应满足

考虑到面活荷载较大，取 h＝450mm，截面宽度取b＝200mm。

主梁的截面高度应满足 

取，截面宽度取为。

2板的计算

板按塑性内力重分布方法计算。板的  按单向板设计。

图2 a

                                       图2 b

2.1荷载

恒栽标准值

水泥砂浆面层                   

钢筋混凝土板                 

20mm混合砂浆天棚抹灰面层              

线恒荷载设计值                     

线活荷载设计值                     

合计   即每米板宽                                                                                               

2.2内力计算                                               

计算跨度                           

边跨                        

取

中间跨                             

计算跨度差，说明可按等跨连续板计算内力(为简化计算起见，统一取)。取1m宽板带作为计算单元,计算简图如图1.b。

连续板各截面的弯矩计算见表1。

表1 连续板各截面弯矩计算

，连续板各截面的配筋计算见表2

表2 连续板各截面配筋计算

中间区板带～轴线区，各内区格板的周围与梁整体连接，故各跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。

3次梁计算

次梁应按塑性内力重分布方法计算。

3.1荷载

恒荷载设计值

由板传来：                 

次梁自重：                 

梁侧抹灰：                 

活荷载设计值

由板传来：                 

合计                       

3.2内力计算

 计算跨度                                                                  

边跨                      

取                                                            

中间跨                     

跨度差                     

说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图3 所示

      图3 a

                                                                                   图3 b

连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表

表3 弯矩计算表

表4 剪力计算表

次梁跨内截面按T型截面计算，翼缘计算宽度为：

边跨        

离端第二跨、中间跨                    

梁高                                  

翼缘厚                                

判别T型截面类型、按第一类T型截面试算

跨内截面，故各跨内截面均属第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算。

连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5和表6。

表5 次梁正截面承载力计算

所以，不必增设弯起钢筋

4主梁的计算    

主梁按弹性理论计算

柱高H=，设柱截面尺寸为。主梁的有关尺寸及支承情况入图所示。

                              图4 a

                              图4 b

4.1荷载

恒载标准值

由次梁传来                 

主梁自重(折算为集中荷载)    

梁侧抹灰(折算为集中荷载)    

活荷载设计值

由次梁传来                  

合计                        

4.2内力计算

边跨                                

中间跨                              

跨度差       ，可按等跨连续梁计算。

由于主梁线刚度较柱的线刚度大（i梁/i柱=），故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图4所示。 

 在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采取等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则

式中系数K值由附录7中查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表表7。将以上最不利荷载组合下的三种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图5所示。

（1）弯矩设计值

弯矩M＝k1GL＋k2QL式中系数k1、k2由查7表可得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结下表。

表7 主梁的弯矩设计值计算（kN.m）

剪力 V=β1G+β2Q系数β1、β2由查表8可得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见下表。 

表8 主梁的剪力设计值计算（kN）

最不    利

其主梁弯距包络图主梁剪力包络图见下图：

      图4 主梁的弯距包络图a（单位：kN﹒m）

剪力包络图b（单位：kN)

4.3主梁配筋计算及承载力计算

混凝土，，纵筋采用Ⅱ级钢筋，，箍筋采用Ⅰ级钢筋，。

（1）正截面受弯承载力计算及纵筋的计算

跨内按T形截面计算，其翼缘的计算宽度b/f按下列各项中的最小值取用，即         

         ＝

与翼缘宽度b/f与h/f无关。

故取，并取。

判别T形截面类型：

主梁支座截面按矩形截面计算，取h0＝650－80＝570mm。

B支座边的弯矩设计值 ，受力钢筋B支座截面配置二排  

＝－113.73-0.025×6×114.97

＝－130.98kNm

纵向受力钢筋除B支座截面为二排外，其余均为一排。正截面受弯承载力计算过程如下表9：

表9 主梁正截面承载力计算

由次梁传至主梁的全部集中力为：

则                  

选2Φ14（）

主梁的配筋示意图如图施工所示

4.4确定最大裂缝宽度

由于影响结构耐久性和建筑感官的是裂缝的最大开展宽度，因此应对它进行验算，要求最大裂缝宽度的计算值不超过《规范》规定的允许值。根据试验结果，《水工混凝土设计规范》规定对矩形受弯构件，按荷载的标准组合并考虑长期作用的影响，查表附录五表一，长期组合最大裂缝开度[ωmax]=0.25，短期组合[ωmax]=0.30，可变荷载长期组合系数ρ=0.5。其最大裂缝宽度可按下表10计算：

表11  最大裂缝开展宽度验算

经验算，主梁各截面均满足裂缝最大宽度[ωmax]。

4.5主梁的变形验算（挠度验算）

表12  变形验算表                 

该主梁满足要求，即变形验算符合要求。 

致    谢

对钢筋混凝土的初步学习即将结束，我们在李林老师的悉心指导和耐心讲解下，基本上按要求完成了根据教学安排布置的钢筋混凝土课程设计。通过本次的设计，使我们对所学的基本理论知识有了进一步的认识和体会，基本上能将所学的课程进行综合利用，提高了自身的理论知识水平。这期间得到了李林老师的教导与教诲，在此向他深表感谢。

踏着教与学互动的脚步,顺着李林老师引导的正确方向,使我从学期的开始到现在课程的结束进程中,认识了水工钢筋混凝土这门虽复杂但有实用价值的专业课程。在紧张的学习中，通过认真学习书本知识来体验生活的快乐，但理论知识与实际有一定的距离，为了弥补这个不足，学校开设了钢筋混凝土课程设计。在这次课程设计中，使我对所学的基本理论知识有了进一步的提高，能将所学的课程进行综合利用，做到理论知识与实际的统一，从而以提高自身的理论知识水平。

在做课程设计期间，我受到李林老师的亲切指导和同学们的热心帮助，在此向李林老师和给过我帮助的同学表示感谢，谢谢你们的关怀和帮助。通过此次的课程设计的学习使我真正的从中学到了课堂上是学不到的知识，我深知只有把课堂上所学的知识运用到实践中才能把知识系统化、理论化，才会对所学的知识掌握的更牢固。

由于是第一次做课程设计，对所学的知识掌握的还不是很扎实，对课程设计的步骤和要求了解的还不是很透彻，所以不足之处和错误在所难免，还望老师能给予批评和指导。

参考文献

[1]王传志，腾智明主编.钢筋混凝土结构理论.北京：中国建筑工业出版社，1995.

[2]江见鲸主编.混凝土结构工程学.北京：中国建筑工业出版社，1998.

[3]海南大学，大连理工大学，西安理工大学，清华大学.水工钢筋混凝土结构学（第三版）.北京：中国水利水电出版社，1996.