【土木工程本科畢業(yè)設(shè)計】《混凝土結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計

1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計圖一是某多層工業(yè)廠房的樓蓋建筑平面布置（樓梯間在此平面外），樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，按要求進行設(shè)計。其中板、次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計，主梁按彈性理論設(shè)計。設(shè)計資料如下：、樓面做法如下：水泥砂漿面層：20mm厚 （容重20kn/m3）；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板： （容重25kn/m3）；板下混合砂漿抹面：15mm厚（容重17kn/m3）。、樓面活荷載q=7.0kn/m2。、材料：混凝土采用c25；板中全部鋼筋、梁的箍筋采用hpb235，其他鋼筋采用hpb400。、梁、板伸入墻長度：板為120mm，次梁為250mm，主梁為370mm。、柱：bh=35

2、0mm350mm。1、根據(jù)構(gòu)造要求確定板厚及主、次梁的截面尺寸確定主梁跨度為6.0m，次梁為6.0m，主梁每跨跨內(nèi)布置兩根次梁，板跨度為2.1m。確定板厚，要求板厚h2000/40=50mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm，取板厚h=100mm。次梁截面尺寸：h=333500mm取h=450mm；b=150225mm取b=200mm。主梁截面尺寸：h=429750mm取h=600mm，b=300mm。2、板的設(shè)計（按塑性內(nèi)力重分布法）（1）、確定板的計算跨度次梁截面200mm450mm，板在墻上支承寬度為120mm，板的跨長如圖一所示。邊跨：1650+=1700mm中間跨：2000-200

3、=1800mm邊跨荷中間跨跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算，取1m寬板帶為計算單元。（2）、荷載計算板的永久荷載標準值：水泥砂漿面層 0.0220=0.4 kn/m2 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 0.1025=2.5 kn/m2 板下混合砂漿抹面 0.01517=0.26 kn/m2 合計 3.16 kn/m2活荷載標準值為7.0 kn/m2，活荷載標準值大于4.0 kn/m2，取分項系數(shù)為1.3。永久荷載設(shè)計值：g=3.161.2=3.786 kn/m2可變荷載設(shè)計值：p=7.01.3=9.1 kn/m2荷載總設(shè)計值：g+p=3.786+9.1=12.89 kn/m2近似取g+p=12.9 kn

4、/m2計算簡圖如下圖所示 (3)、內(nèi)力及配筋計算查板的彎矩系數(shù)表可知，板彎矩系數(shù)：邊跨中為，離端第二支座為-，中跨中為，中間支座為-，故有：m1=-mb=（g+p）=12.91.72=3.39knmm2=m3=（g+p）=12.91.82=2.61 knmmc=-（g+p）=-12.91.82= -2.99 knm板厚h=100mm，h0=100-20=80mm；混凝土c25：=1，fc=11.9n/mm2；hpb235鋼筋：fy=210n/mm2；板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算，取1m寬板帶作為計算單元（b=1000mm），板的配筋計算見下表。（下頁）板的配筋計算截 面1b2c彎矩設(shè)計值(k

5、nm)3.39-3.392.61-2.99=m/(0.0450.0450.0340.0390.9770.9770.9830.980軸線ab ef206.5206.5158.0181.6選用鋼筋實配as(mm2)6/8180as=2186/8180as=2186/8180as=2186/8180as=218軸線be206.5206.5158.0181.6選用鋼筋實配as(mm2)6/8180as=2186/8180as=2186/8180as=2186/8180as=218分布鋼筋取6250，as=113mm2。c支座配筋量較計算小2.7%，小于5%，可以不再增加鋼筋。板的配筋見圖二。3、次梁設(shè)

6、計（按塑性內(nèi)力重分布法）（1）、確定次梁的計算跨度次梁在磚墻上的支承長度為250mm，主梁截面為300mm600mm，次梁的跨長如下圖所示。邊跨：=1.0255600=5740mm=5600+125=5625mm取5625mm。中間跨：=5700mm兩跨跨度相差10%，可按等跨連續(xù)梁計算。（2）、荷載計算板傳來的永久荷載：3.7862.0=7.57kn/m次梁自重：0.2(0.45-0.10)251.2=2.1 kn/m次梁粉刷層：(0.45-0.10)2+0.20.015171.2=0.28 kn/m永久荷載設(shè)計值：g=9.95 kn/m可變荷載設(shè)計值：p=9.12=18.2 kn/m荷載總

7、設(shè)計值：g+p=9.95+18.2=28.15 kn/m近似取28.2 kn/m,偏安全設(shè)計，則次梁的計算簡圖見圖2。（3）、內(nèi)力計算由梁的彎矩系數(shù)表可知，次梁的彎矩系數(shù)值：邊跨為，離端第二支座為-，中跨中為，中間支座為-，故彎矩設(shè)計值：m1=-mb=（g+p）=28.25.9752=91.52knmm2=m3=（g+p）=28.25.72=57.26 knmmc=-（g+p）=-28.25.72= -65.44 knm剪力設(shè)計值為：va=0.45（g+p）=0.4528.25.85=74.24knvb1=0.6（g+p）=0.628.25.85=98.98knvbr=0.55（g+p）=0.

8、5528.25.7=88.41knvb1=0.55（g+p）=0.5528.25.7=88.41kn（4）、承載力計算1）、正截面受彎承載力支座b、c按200mm450mm的矩形截面計算，跨內(nèi)按t形截面計算，其翼緣寬度取下面二者中較小者：= =6000/3=2000mm=b+sn=200+1800=2000mm故取f= 2000mm。判斷各跨內(nèi)截面屬于哪一類t形截面：取h0=450-35=415mm，則：111.92000100(415-)=868.7 knmm1m2 均屬第一類t形截面。次梁正截面承載力計算過程列于下表中，其中：混凝土為c25，fc=11.9 n/mm2；縱向鋼筋采用hpb4

9、00鋼筋，fy=360n/mm2。次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算，次梁的正截面計算見下表。次梁正截面受彎承載力計算截 面1b2c彎矩設(shè)計值（knm）91.52-91.5257.26-65.44或=0.0220.2230.014=0.1600.9890.8720.9930.912(mm2)619.4702.5386.0480.3配筋(mm2)220as=628318as=763218as=509218as=5092)、斜截面承載力計算混凝土為c25，ft=1.27 n/mm2；箍筋采用hpb235鋼筋，fyv=210n/mm2；4，屬厚腹梁。次梁斜截面承載力計算過程見下表。次梁斜截面承載力計算

10、截 面ab1brc計算跨度（mm）剪力系數(shù)剪力v（kn）5.600.4574.245.600.698.985.70.5588.415.70.5588.41246.9kn73.8kn箍筋肢數(shù)、直徑(mm2)73.8va246.9計算配筋雙肢、8250.3=100.673.8vb1246.9計算配筋雙肢、8250.3=100.673.8vbr246.9計算配筋雙肢、8250.3=100.673.8vbr246.9計算配筋雙肢、8250.3=100.6(mm)配箍筋實249070.8=1992682004350.8=34882007500.8=60082006008200驗算=0.25%0.18%=

11、0.25%0.18%=0.25%0.18%=0.25%0.18%次梁配筋見圖。4、主梁設(shè)計（按彈性理論法）（1）、計算跨度主梁兩端支承于磚墻，入墻370mm，中間支承柱350mm350mm，按連續(xù)梁計算（見下圖）。邊跨：取5890mm。中間跨：因跨度差小于10%，故可按等跨計算。（2）、荷載計算次梁傳來永久荷載：9.9476=59.68kn主梁自重：0.3(0.6-0.1)2251.2=9kn主梁粉刷：(0.6-0.1)2+0.320.015171.2=0.80kn永久荷載：g=69.5kn可變荷載：p=18.26=109.2kn(3)、內(nèi)力計算 1）、彎矩設(shè)計值，g=69.52kn，p=10

12、9.2kn。 邊跨：69.55.89=409.4knm =109.25.89=643.2knm 中跨：69.56.0=417.0knm =109.26.0=655.2knm主梁彎矩設(shè)計值計算項次荷載簡圖m圖恒載活載活載活載活載內(nèi)力組合+285.8220.4-198.4-59.2-59.2-198.4說明：1、注“”符號的彎矩系數(shù)由內(nèi)力平衡關(guān)系求出；2、座彎矩mb、mc計算時跨度采用邊跨跨長。+71.66.3-198.4158.9158.9-198.4+247.2144.5-315.194.1139.3-169.6+80.625.6-169.6139.394.1-315.1最不利內(nèi)力mmin組合

13、項次+mmin組合值(knm)71.66.3-315.1-59.2-59.2-315.1mmax組合項次+mmax組合值(knm)285.8220.4-169.6158.9158.9-169.62）、剪力設(shè)計值v=k3g+k4p，g=69.5kn，p=109.2kn。主梁剪力計算項次荷載簡圖m圖恒載活載活載活載活載內(nèi)力組合+145.51-211.8969.50說明：跨中剪力值由靜力平衡求得。+36.42-102.58178.70+126.18-231.22202.94+41.22-97.78154.46最不利內(nèi)力vmin組合項次+vmin組合值(kn)36.42-231.2269.50vmax

14、組合項次+vmax組合值(kn)145.51-97.78202.943）、彎矩及剪力包絡(luò)圖見圖。荷載組合+時，vamax=145.51kn，至第一集中荷載處剪力降為145.51-178.70=-33.19kn，至第二集中荷載處剪力降為-33.19-178.1=-211.89kn；其余剪力值可照此計算，從而可得主梁剪力包絡(luò)圖。（4）、主梁得承載力計算1）、正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按t形計算，因為hf/h0=100/565=0.180.10，所以b+sn=0.3+5.7=6m取計算。 判定1、2截面類型：=111.92000100(565-40)=1249.5knmm1m2屬第一類t形截面。b支座

15、截面按矩形計算，其彎矩設(shè)計值：mb=mbmax-v0=-315.1+178.700.175=-283.8knm縱向受力鋼筋除b支座截面為二排外，其余均為一排。主梁受彎承載力計算見下表。主梁彎矩計算截 面1b2彎矩設(shè)計值（knm）285.8-283.8158.9-59.2或=0.038=0.2830.0210.0520.9810.8390.9890.973(mm2)14321773790299配筋(mm2)222(直)+ 222(彎)as=1520322(直)+ 222(彎)as=1900320as=941218as=5092）、斜截面受剪承載力計算（h0=530mm）4，屬厚腹梁。（5）、次梁支座處吊筋計算次梁傳來集中力：f1=59.68+109.2=168.88kn吊筋：as=332mm2選用216（as=402mm2）。也可配置附加箍筋，配附加箍筋范圍為：3b+2h1=32002200=1000mm=804.2mm2在次梁兩側(cè)各附加4道雙肢8箍筋，則：asv=（4+4）250.3=804.8mm2804