混凝土課程設計計算書

1、河南工程學院鋼筋混凝土結構課程設計某工業(yè)廠房現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計學生姓名： _學 院： _專業(yè)班級： _專業(yè)課程： _指導教師： _2015 年 12 月 25 日某工業(yè)廠房現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設計，、設計資料1樓蓋梁格布置樓蓋梁格布置如圖1所示（樓梯間在此平面外），主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁、次梁的跨度見表1。圖1樓蓋梁格布置平面圖表1樓面活荷載、主梁、次梁跨度序號樓面活荷載標準值（kN/m2）次梁跨度（mr）主梁跨度（mn）86600063002.樓面做法水磨石，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm昆合砂漿抹底3樓面荷載均布活荷載標準值見表1h =| 0 / 15 I

2、0/ 10 = 6300/ 15 6300/ 10 = 420 630 mm，取 h = 500 mm 主梁截面 寬度取b =300mm。樓蓋結構平面布置圖如圖2所示。II LsSJawxIjI 二一一F: ，乍，D- U - -莎LKD3MX400一坯LM13(5)3)0 x400MOMfC03bD丁4.材料混凝土強度等級C30梁鋼筋采用HRB40C級鋼筋，板鋼筋采用HPB30C級鋼筋。二、樓蓋的結構平面布置主梁沿著橫向布置，次梁沿著縱向布置。主梁跨度為6.3m,次梁跨度為6.0m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為6.3/3 =2.1m , 102/10=6.0/2.1=2.85, 228

3、50.45ft/fy 二 0.45X1.27/270= 0.212%0.2%，滿足最小 配筋率的要求。四、次梁設計根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減1.荷載設計值永久荷載設計值次梁自重0.2 (0.4-0.08) 25 1.2 = 1.92kN/m可變荷載設計設計值q =7.8 2.1 =16.38kN /m荷載總設計值g q =9.72 16.38 = 26.1kN / m2.計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設計。主梁截面為300mrA 500mm計算跨度:邊跨:101 =ln =6000 -100 -300/2 =5750mm中間跨:102=6000

4、 -300 = 5700mm因跨度相差小于10刑按等跨連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖如圖4所示計 lkX/in圖4次梁計算簡圖3.內(nèi)力計算由混凝土結構-中冊表11-1，表11-3可查得，板的彎矩系數(shù)：m分別為:端支座- 1/24 ;邊跨中1/14 ;離端第二支座-1/11 ;離端第二跨跨中1/16 ;中間 支座-1/14 ;中跨中 1/16。剪力系數(shù)av分別為：A支座內(nèi)側Ain : 0.50;離端第二 支座外側Bex: 0.55 ;離端第二 支座內(nèi)側 Bin : 0.55 ;中間支座外側Cex: 0.55 ;中間支座內(nèi)側Cin : 0.55。故有彎矩設計值：MA =-(g +q)| 012/24

5、=-261 漢 5.752/24 = -360kN mM1 =(g q)l012/14 =261 5.75 2/14A61.64kN m2 2MB =-(g +q)l 01 /11 = -261八5.75 2/11 = 48.45N m2 2M2 =(g+q)l 022/16=261 疋 5.72/16=530kN m2 2Me - -(g q)l 02 /14 - -261 5.7 2/14- -6057kN mM 3 = M 2 = 53.0kN m剪力設計值：VA =0.50(g +q)lm =0.50 疋 261 疋 5.75 = 75 04kNVBl =0.5qg q)l ni =0

6、.55 261 5.75=8254kNVB=0.55(g +q)l n2 =0.55x261 x5.70=81.82kNVe =VBr =81.82kN4. 承載力計算1)正截面受彎承載力 正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按 T 形截面計算，翼緣寬度取bf = 1/3 =6300/3 =2100mm , bf-b sA200 190八2100mm ,bf 二 b 12h f =200 12 80 =1160mm 三者中的較小值，故取 bf = 1160mm 。所有 截面鋼筋均布i=?=i -H 卜置一排。環(huán)境類別一級， C30 混凝土，梁的最小保護層厚度20mm 。假定箍筋直徑10mm縱向鋼筋直徑

7、20mm則一排縱向鋼筋h。=400-20-10-20/2 = 360mm。C30 混凝土， =1.0，九=1 ， fc =14.3N/mm 2， ft=1.43N/mm 2 ; 縱向鋼 筋采用 HRB4O0I岡， fy =360N/mnf ， fyv = 360N/mm 2。:jfcbfhf (h。 hf/) =1.0 14.3 1160 80(360 80/2) = 265kN ? m M max = 78kN ? m截面均屬于第一類 T 形截面。正截面承載力計算過程見表 3表3次梁正截面受彎承載力計算截面A1B2C彎矩設計值(kN *m)-3661.64-78.4553.0-60.5720

8、$/(Offcbh。)36 X1061.64 工 10678 45 疋 106 =053.0 x106Q 57X10 6或1 x14. 3 x200 X36021 y14.3 X116O ； X ； 3601 x14. 3 X200X3601X14 3x1160(X360 2： 14 3x200 x366a/(afcbh2)=0.097=0.029.212=0.025=0.163?= 1*1-2%0.102 c0.029Q241c 0.350.0250.173V max = 82.54kN。應配箍筋：驗算截面尺寸：hw-hf =3680=280nm,因 g/b =280200=1.4 : :

9、4,故截面尺寸按照下式驗截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用C6雙肢箍筋，計算B支座左側截面因 Vcs=0.7f tbh fyvAsv*%/s，得到箍筋間距。S=fyvAsv h o/(Vbc- 0.7 ftbho)=700mm調(diào)幅后受剪承載力應加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或者箍 筋的間距減小20%現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，s = 0 8 x 700= 560n m由混凝土結構-上冊表4-1查得， 當0.7ftbhfc Vmax，梁高300 : : h乞500時，梁中箍筋最大間距 為200mm最后取箍筋 間距 s = 200 mm驗算配箍率下限值：上面已經(jīng)算出配箍率的下限值 1v,min

10、二0.3 ft / fyv二0.12%，而次梁中實際配箍率 ？二 Asv/(bs) =56.6/(200 200)=0.14% 0.12%，配箍率下限值滿足要求。五、主梁設計 主梁按彈性方法設計1.荷載設計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載9.72 6.0=58.32kN主梁重(0.5-0.08 ) 0.3 2.1 25 1.2 = 9.828kN主梁粉刷0.02 (0.50 -0.08) 2 2.1 17 1.2= 0.89kN永久何載設計值G=58.32 9.828 0.89 二 69.04kN可變何載設計值Q = 16.38 6.0 =10320kN2.計算簡圖按

11、彈性理論設計，計算跨度取支承中心線之間的距離，I八 6600mm。因主梁的線性剛度與柱線剛度之比大于 5，豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù) 梁計算，主梁的計算簡圖如圖5所示?？衫没炷两Y構-中冊表6-2計算內(nèi)力片 * - W HA 1 B2AAC34 6300d6300d6300I主梁計算簡圖3.內(nèi)力設計值及包絡圖1)彎矩設計值彎矩M = kiGI。kzQI。，式中系數(shù)匕出由混凝土結構-中冊表6-2相應欄內(nèi)查得。MAmax =0.244x69.04x6.3+0.289xi03.20 x6.3 = 294.02kN *mM B,max = -0.267 漢 6904 漢 6.3 + ( -0.31

12、 徑 103.20 汽 6.3)= 31833kN ? mM2,max =0.067 住 9.04 漢 6.3+0.200 勺 0320 漢 6.3 =159.17kN *m2)剪力設計值剪力V二ksG ? k4Q，式中系數(shù)k3, k4由混凝土結構-中冊表6-2相應欄內(nèi)查得。VA,max=0.733A69.04 +0.866A103.20=139.98kNVBi,max = -1.267 江 69.04 + (1.311) 003.20 = -22277kNVBr,max -169.041.222103 .20 =195 .15 kN3)彎矩包絡圖第1、3跨有可變荷載，第二跨沒有可變荷載由混凝

13、土結構-中冊表6-2可知，支座B或者支座C的彎矩值為：MB =Mc =-0.267 疋 6904 漢 6.3-0.13310320 漢 6.3 = -202.60kN ? m在第1跨內(nèi)：以支座彎矩 MA = 0, MB = r202.60 kN ? m的連線為基線，作G =69.04kN,Q =103.20kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷 載作用點處彎矩值分別為：】(G Q)lo 業(yè)=丄(69.04 103.20) 6.3 20260 =294.07kN(與前面計算的3333M 1jmax = 294.02kN *m 接近)12MB 12 202.60-(G Q)l 0B (

14、69.04 103.20) 6.3226.64 kAm3333在第2跨內(nèi)：以支座彎矩 MB - -202.60kN ? m，Me- -20260kN ? m的連線為基線，作G=6904kN,Q = 0的簡支梁彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：1 1-Gl0 MB 69.04 6.3 -202.60=57.601kN ? m。30 B 3第1、2跨內(nèi)有可變荷載，第3跨內(nèi)沒有可變荷載在第1跨內(nèi)：以支座彎矩M A=0,MB=-308.33kN ? m的連線為基線，作G = 69. 04 kN,Q = 103 20 kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中 荷載作用點處彎矩值分別為：1M 1

15、318 33-(G Q)l 0 旦(69.04 103.20) 6.3255.59kN *33 3312MB 12 308.33-(G Q)l 0B(69.04 103.20) 6.6149.48kN ? m3333在第 2 跨內(nèi)：Me =-0.267 況 69.046.3 0.089 勺 0320 匯 6.3= 174.00kN ? m。以支座彎矩 MB =318.33kN ? m，Me = T74.00kN ? m的連線為基線，作G =6904 Vmax = 222.77kN需配箍筋: 截面尺寸按照下式驗算:Asv0.2ecfcbh3 =0.25 漢仔 143 漢 300 漢 520=55

16、77F0 3NVmax = 22277kN ,截面尺寸滿足要 求。計算所需腹筋：采用C1020雙肢箍筋,157520200驗算最小配箍率：1571430.26% 0.24 上=0.24= 0.10% ,bs 300 x200fyv360次梁傳來的集中力=5832+10320 = 161.52kN，hi =600-400 = 200mm ，附加箍Vcs =0.7f tbb f yvh=0.7 1.43 300 520 360 s=303.108KNVmax 不需要配置彎起鋼筋配箍率滿足要求。次梁兩側附加橫向鋼筋的計算：筋布置范圍 s=2h 3=2 200 3 200=100 ( mm 。取附加箍

17、筋 C1020 雙肢，則在長度 s 內(nèi)可以布置附加箍筋的排數(shù) m =1000/200 ? 1 =6 排，次梁兩側各布置 3 排。由混凝土結構 -中冊式 (11-22)，m 叫人口 =6 2 360 78.5=339.12kN . f -16152kN ， 滿足要求。因主梁的腹板高度大于 450mm 需要在梁側設置縱向構造鋼筋，每側縱向構 造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的0.1%, 且其間距不大于 200mm 現(xiàn)每側配置2C14 縱向構造鋼筋，則有： 308/(300 480)=0.21% 0.1% ，滿足要求。六、繪制施工圖樓蓋施工圖包括施工說明、結構平面布置圖、板配筋圖、次梁和主梁配筋圖1.

18、 施工說明本設計施工說明詳見結構施工圖 1。2. 結構平面布置圖結構平面布置圖見圖 2。3.板配筋圖板配筋采用分離式，板面鋼筋從支座邊伸出長度a = l n / 4 二 1900 / 4 = 475 mm : “ 5 0 0mm 。板配筋圖詳見結構施工圖 1。4.次梁配筋圖次梁支座截面上部鋼筋的第一批切斷點要求離支座邊ln/5 ? 20d =5700/5 20 18 =1500 , 現(xiàn)取 1500 ；切斷面積要求小于總面積的二分 之一， B 支座切斷 1C18 切斷面積小于總面積的二分之一， B 支座剩余兩根做架 立 筋，滿足要求。端支座上部鋼筋伸入主梁長度la =(0.14 360/1.43

19、)八(0.14 360/1.43) 18=635mm。下部縱向鋼筋在中間支座的錨固長度 las _12d =12 18 = 216mm 。次梁配筋圖詳見結構施工圖 2。5. 主梁配筋圖主梁縱向鋼筋的彎起和切斷需按彎矩包絡圖確定。底部縱向鋼筋伸入支座，不配置彎起鋼筋，下部縱向鋼筋在中間支座處的錨固長度las _ 12d = 264mm 。確定 B 支座上部鋼筋的切斷點：截取負彎矩的抵抗彎矩圖如圖 7 所示。將 B 支座 的 、號鋼筋按鋼筋面積比確定各自抵抗的彎矩： 號鋼筋 ( 2C18, A = 507 )抵抗彎矩為 283.88 507/1769.5=81.34kN *m； 號鋼筋(2C18,氏=507 )的抵抗彎矩為；283.88 507/1769.5 =81.34kN ? m號鋼筋(2C22, A = 760)的抵抗彎矩為283.88 760/1769.5=121.93kN? m。鋼筋的充分利用點和不需要點的位置可按幾何關系求得，見計算書圖 6。第一批擬截 斷號鋼 筋(2C22 )，因截斷點位于受拉區(qū)，離該鋼筋充分利用點的距離應大于1.2la 1.7h。 =1