混凝土課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、河南工程學(xué)院鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)某工業(yè)廠房現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 院：專業(yè)班級：專業(yè)課程：指導(dǎo)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(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值（kN/m 2）次梁跨度（mm）主梁跨度（mm）86600063002 .樓面做法3 磨石，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm混合砂漿抹底。3 .樓面荷載均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表 1。4 .材料混凝土強(qiáng)度等級 C30;

2、梁鋼筋采用 HRB400級鋼筋，板鋼筋采用 HPB300級鋼筋。二、樓蓋的結(jié)構(gòu)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，次梁跨度為，主梁每跨內(nèi)布置兩根 次梁，板的跨度為 6.3/3 2.1m ,102/101=6.0/2.1=2.85, 2<285<3,則板按照單向板設(shè)計(jì)，但 應(yīng)適當(dāng)增加沿長跨方向的分布鋼筋，以承擔(dān)長跨方向的彎矩。按跨高比條件，要求板厚h 2100/ 3070mm,對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm從安全角度考慮，取板厚 h80mmi次梁截面高度應(yīng)滿足：h 10/18 10/12 6000/18 6000/12 334 500mm?？紤]到樓面可變荷載比

3、較大，取h 40cmm。次梁的截面寬度：b h/3 h/2 400/3 400/2 134 200mm, 取 b 200mm o主梁的截面高度應(yīng)該滿足：h 1 0 / 15 I0 / 10 6300 / 15 6300/ 10 420 630mm取h500mm主梁截面寬度取 b 300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2所示。圖2結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計(jì)1.荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值水磨石面層0.65kN/m 280mm鋼筋混凝土板0.08 25 2.0kN/m220mm混合砂漿一420.02 X17 = 0.34kN/m小計(jì)板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載分項(xiàng)系數(shù)??；因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為所以可變荷載分項(xiàng)

4、系數(shù)應(yīng)取。于是有板的+=m2_ _26.0kN/m226.0kN/m 2 4.0kN/m ,永久荷載設(shè)計(jì)值 可變荷載設(shè)計(jì)值 荷載總設(shè)計(jì)值 近取g= x =m2q=6 x =m2 g+q=+=m 2g+q=m22 .計(jì)算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)ato次梁截面為200mm< 400mm板的設(shè)計(jì)跨度為:邊跨101 ln 2100 2002 2000mm中間跨102= 1n= 2100-200= 1900mm因?yàn)榭缍认嗖钚∮?10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如圖3所示。g q = 1L 40面/ /圖3板的計(jì)算簡圖3 .彎矩設(shè)計(jì)值不考慮板拱作用截面彎矩的折減。分別為：

5、端支座-1/16;邊跨中,由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表11-1可查得，板的彎矩系數(shù)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。故有各彎矩值：4 .正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別一類， C30混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c 15mm。假定縱向鋼筋直徑 d為10mm,板厚80mm,則截面有效高度：h0 h c d/2 80 15 10/2 60mm；板寬2b 1000mm o C30 棍凝土，1 1.0, fc 14.3kN/mm ； HPB300 鋼筋，22fy 270N / mm , ft 1.43N/mm。板配筋計(jì)算的過程見表2。表2板的配筋計(jì)算截 面

6、A1B2C實(shí)際配筋(mm2) 8200As=251計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；且As/bh=201/(1000X80)=0.221%>0.45ft/fy= 0.45X1.27/270= 0.212%> 0.2% ,滿足最小配筋率的要求四、次梁設(shè)計(jì)根據(jù)本車間樓蓋的實(shí)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(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來的永久荷載3.59 2.1 7.54kN/m次梁自重0.2 (0.4 0.08) 25 1.2 1.92kN/m次梁粉刷0.02 (0.4 0.08) 2 17 1.2 0.26kN/m小計(jì)

7、g 7.54 1.92 0.26 9.72kN/m可變荷載設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值荷載總設(shè)計(jì)值2 .計(jì)算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)ato主梁截面為300mm x 500mm。計(jì)算跨度：邊跨：1011n 6000 100 300/2 5750mm中間跨：102 1n 6000 300 5700mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡圖如圖4所示。圖4次梁計(jì)算簡圖3 .內(nèi)力計(jì)算由混凝土結(jié)構(gòu)-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(cè) Ai

8、n ：;離端第二支座外側(cè) Bex：；離端第二支座內(nèi)側(cè)Bin ：；中間支座外側(cè)Cex：；中間支座內(nèi)側(cè) Cin :。故有彎矩設(shè)計(jì)值：剪力設(shè)計(jì)值:4 .承載力計(jì)算1)正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取bf l/3 6300/3 2100mm, bf b、200 1900 2100mm,bf b 12hf 200 12 80 1160mm三者中的較小值，故取 bf 1160mm。所有截面 鋼筋均布置一排。環(huán)境類別一級，C30混凝土，梁的最小保護(hù)層厚度c 20mm。假定箍筋直徑10mm縱向鋼筋直徑20mm則一排縱向鋼筋 h0 400 20 10 20/2 360mm。

9、22C30混凝土，1 1.0, c 1, fc 14.3N/mm , ft 1.43N/mm ；縱向鋼筋米22用 HRB400 鋼，fy 360N/mm , fyv 360N/mm。1 fcbf hf (h0 hf/2) 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(jì)算過程見表3。表3次梁正截面受彎承載力計(jì)算截 面A1B2C-3636 10361,6410678 45 106=53.0 1066Q 57 106114 3 200 36C2114.31160 36021 14.3 200 36021

10、 14 3 11603602 14 3 200 3642比18As=5092比18As=5093史18As=7633上14As=4612比18As=509計(jì)算結(jié)果表明支座截面的均小于，符合塑性內(nèi)力重分布的原則，并且有:As/(bh)308/(200 400)0.39%0.2%0.45ft /fy0.451.43/360 018%。及同時(shí)大于,即次梁配筋滿足最小配筋率的要求。2)斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算。0.7 ftbh0=0.7X1.43X400>60=144.14kN>V max = 82.54kN。應(yīng)配箍筋：驗(yàn)算截面尺寸

11、：hw兒hf 360 80 280nm,因hw/b 280200 1.4 4,故截面尺寸按照下式驗(yàn)算：截面尺寸滿足要求。計(jì)算所需腹筋：采用C6雙肢箍筋，計(jì)算 B支座左側(cè)截面。因Vcs 0.7ftbh0 fyvAsv*h°/S，得到箍筋間距。S= fyvAsv h0/(Vbc- 0.7 ftbh0)=700mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)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 Q8 700 560nm由混凝土結(jié)構(gòu)-上冊表4-1查得，當(dāng)0.7ftbh0 Vmax,梁高300 h 500時(shí)，梁中箍筋最大間距為200mm。最后取箍筋間距s200mm驗(yàn)

12、算配箍率下限值：上面已經(jīng)算出配箍率的下限值sv,min 0.3 ft / fyv 0.12% ,而次梁中實(shí)際配箍率sv Asv/(bs) 56.6/(200 200) 0.14% 0.12%,配箍率下限值滿足要求。五、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)。1 .荷載設(shè)計(jì)值為簡化計(jì)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 089kN永久荷載設(shè)計(jì)值G 58.32 9.828 0.89 6904kN可變荷載設(shè)計(jì)值Q 1638 6.0

13、10320kN2 .計(jì)算簡圖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(jì)算，按彈性理論設(shè)計(jì)，計(jì)算跨度取支承中心線之間的距離，l0 6600mm。主梁的計(jì)算簡圖如圖 5所示?？衫没炷两Y(jié)構(gòu)-中冊表6-2計(jì)算內(nèi)力。G GG GG G1 I寸 I71 1 IH A -1- b 2 f 3D63006300I6300主梁計(jì)算簡圖3.內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖D彎矩設(shè)計(jì)值彎£I M k1Gl0 k2Ql0,式中系數(shù),卜2由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得。 2)剪力設(shè)計(jì)值剪力V k3G k,Q,式中系數(shù)k3,k4由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得。3)彎矩包絡(luò)圖第1

14、、3跨有可變荷載，第二跨沒有可變荷載由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2可知，支座B或者支座C的彎矩值為：在第1跨內(nèi)：以支座彎矩 Ma0, Mb202. 60kN ? 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(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn) 處彎矩值分別為：1Mb1202.60-(G Q)1o - - (69.04 103.20) 6.3 294.07kN?m (與刖面計(jì)算的3333M 1max 294.02kN?m 接近)i,max在第2跨內(nèi)：以支座彎矩 MB202.60kN?m, MC202.60kN?m的連線為基線，作G 69 0水N,Q 0的簡支梁彎矩圖，

15、得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 1C-Gl0 MB 69,04 6,3 202.6057.601kN?m。33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,MB308.33kN ?m的連線為基線，作G69. 04kN, Q103 20kN的簡支梁彎矩圖，得第 1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：在第 2 跨內(nèi)：MC 0.267 69.04 6.3 0,089 10320 6.317400kN?m。以支座彎矩MB318.33kN ?m, MC174.00kN ?m的連線為基線，作G 6904<N,Q 103.2CkN的簡支梁彎矩圖，得第1個(gè)

16、集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的 彎矩值分別為：2 -+ 一( 318 .33174 )91 .484 KN ? m3第2跨有可變荷載，第 1、3跨沒有可變荷載第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩為：11-(G Q)l0 MB -(69.04 103.20) 6,3 20260 15910KN?m (與刖面計(jì)算的33M2,max 159.17kN ?m接近)第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩分別為：彎矩包絡(luò)圖如圖 6所示。圖6主梁彎矩包絡(luò)圖4,承載力計(jì)算1)正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因跨內(nèi)設(shè)有間距小于主梁間距的次梁，翼緣計(jì)算寬度按bf l/3 6.0/3 2.0m, bf b Sn 30

17、0 5400 5700mm。取較小值：bf 2.0m 0主梁混凝土保護(hù)層厚度的要求以及跨內(nèi)截面有效高度的計(jì)算方法同次梁，支座截面因存在 板、次梁、主梁上部鋼筋的交叉重疊，截面有效高度的計(jì)算方法有所不同。混凝土保護(hù)層厚度 15mm、板上部縱筋直徑 10mm、次梁上部縱筋直徑 18mm。假定主梁上部縱筋直徑 22mm,則一 排鋼筋時(shí)，h0 600 54 546nm兩排鋼筋時(shí)，h0 546 25 520mm縱向受力鋼筋均設(shè)置為1排。由ifcbfhf(ho hf )1.0 14.3 5700 80 (546 80/2) 869kN?m M max 318kN?m判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。B支座

18、邊的彎矩設(shè)計(jì)值Mb M Vb/2318.33 117224 0.4/228388kN?m。正截面受彎承載力的計(jì)算過bb, max 0程見表4。主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按抵抗彎矩圖確定。表4主梁正截面受彎承載力計(jì)算截 面1B2294 02 106283 88 106159 17 10657,62 1061 14.3 2000 5602114 3 300 52021 14.3 2000 5601 14.3 300 56c4生224 史 18+2 包 22As17773 史 1222蟲222)斜截面受剪承載力驗(yàn)算截面尺寸：兒 兒 hf 520 80 440mm,因 hw/b 440/300 1.47

19、 4,需配箍筋：截面尺寸按照下式驗(yàn)算：0.25 cfcbh0 0.25 1 14.3 300 520 557.7 103N Vmax 22277kN,截面尺寸滿足要求。計(jì)算所需腹筋：采用 C10200雙肢箍筋，,Asv157Vcs 0.7ftbh0 fyv-h0 0.7 1.43 300 520 360520s200=>Vmax ,不需要配置彎起鋼筋。驗(yàn)算最小配箍率：sv A-15J0.26% 0.24-0,24 1430.10% ,配箍bs300 200fyv 360率滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計(jì)算:次梁傳來的集中力 fl 5832 10320 161.52kN, h1 600

20、400 200mm,附加箍筋布置范圍s 2n 3b 2 200 3 200 100cmmc取附加箍筋C10200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(cè)各布置3 排。由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊式(11-22) , m nfyvAsv, 6 2 360 78.5 339.12<N fl 161.52kN,滿足要求。因主梁的腹板高度大于450mm,需要在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的 ,且其間距不大于 200mm。現(xiàn)每側(cè)配置 2c14縱向構(gòu)造鋼筋，則有：308/(300 480) 0.21% 0.1%，滿足要求。六、繪制施

21、工圖樓蓋施工圖包括施工說明、結(jié)構(gòu)平面布置圖、板配筋圖、次梁和主梁配筋圖。1 .施工說明本設(shè)計(jì)施工說明詳見結(jié)構(gòu)施工圖1 。2 .結(jié)構(gòu)平面布置圖結(jié)構(gòu)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 / 41900 / 4475 mm 500 mm 。板配筋圖詳見結(jié)構(gòu)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(diǎn)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，BB 支座剩余兩根做架立筋，滿足要求。端支支座切斷1C 18，切斷面積小于總面積的二分之一，座上部鋼筋伸入主梁長度 la (

22、0.14 360/1.43)d (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(jié)構(gòu)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(luò)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l as 12d264mm 。 確定 B 支座上部鋼筋的切斷點(diǎn)：截取負(fù)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, As507)抵抗彎矩為 283.88 507/1769.5 81.34kN?m；號鋼筋(2c22, As號鋼筋(2c18, As507 )的抵抗彎矩為；283.88 507/1769.5 81.34kN?m760)的抵抗彎矩為 283.88 760/17