混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)優(yōu)良建筑

1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)11土木工程（專升本） 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 完成日期： 混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)某多層工業(yè)建筑物平面如下圖所示：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。一、設(shè)計(jì)資料1） 樓面構(gòu)造層做法：水泥砂漿地面（0.65kn/ m2） 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（25kn/m2）； 20mm厚石灰砂漿抹底（17kn/m2）；2）可變荷載：pk=6.0 kn/m23）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4（當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值4kn/m2時(shí),取1.3)；4）材料選用：混凝土：采用c25； 鋼筋：梁縱向受力鋼筋采用hrb400級(jí)鋼筋，其余采用hpb2

2、35級(jí)鋼筋；5） 本建筑物位于非地震區(qū)，建筑物安全級(jí)別為二級(jí)，結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類。2、 樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為6.3m,次梁跨度為6.6m，主梁每跨內(nèi)布置兩跟次梁，板的跨度為2.1m ,l02/l01=6.6/2.1=3.14,因此安單向板設(shè)計(jì)。 按跨高比條件，要求板厚h2200/40=55.0mm,對(duì)工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h80mm，取板厚h=100mm。 次梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/18l0/12=6600/186600/12=366550mm?？紤]到樓面活荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取為b=200mm。 框架梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/1

3、5l0/10=6600/156600/10=440660mm，取h=600mm。截面寬度取為b=300mm。 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如下圖所示：3、 板的設(shè)計(jì)1） 荷載板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水泥砂漿地面（0.65kn/ m2） =0.65kn/m2 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板： 0.1*25=2.5kn/m2 20mm厚石灰砂漿抹底： 0.020*17=0.34kn/m2 小計(jì)： 3.49 kn/m2取3.5 kn/m2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 60.0kn/m2 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，因當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值4kn/m2,所以取1.3。于是板的恒荷載設(shè)計(jì)值：g=1.2*3.5=4.2kn

4、/m2 活荷載設(shè)計(jì)值：q=1.4*6.0=8.4kn/m2 荷載總設(shè)計(jì)值：g+q=4.2+8.4=12.6kn/m2 1)計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁截面為200*500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于100mm，取板在墻上的支承長(zhǎng)度為120mm。按內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.025ln=1950mm，取l0=1950mm中間跨：l0=ln=2100-200=1900mm因跨度相差小于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(jiǎn)圖如下圖所示：2） 彎矩設(shè)計(jì)值 查表得，板的彎矩系數(shù)m分別為：邊跨中：1/1

5、1，離端第二支座：-1/11，中跨中：1/16，中間支座：1/14。故m1=-mb=(g+q)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kn.mmc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kn.mm2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kn.m3） 正截面受彎承載力計(jì)算 板厚100mm，h0=100-20=80mm；板寬b=1000mm。c25混凝土，1=1.0，fc=11.9n/mm2，fy=210n/mm2 ；板配筋計(jì)算的過(guò)程如下表： 板的配筋計(jì)算表 截面1b2c彎矩設(shè)計(jì)值（kn.m）4.36-4.362.853.25s=m/a1

6、fcbh020.0650.0650.030.034=1-(1-2s) 1/20.0670.0670.030.035軸線 ， 計(jì)算配筋(mm2) as=bh0fc/fy304304136159實(shí)際配筋(mm2) 8150 as=3358150 as=3358180 as=2798180 as=279 軸線 計(jì)算配筋(mm2) as=bh0fc/fy3043040.8*136=1090.8*305=127實(shí)際配筋(mm2) 8150 as=3358150 as=3358180 as=2798180 as=279 計(jì)算結(jié)果表明，均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；as/bh=279/(1000

7、*80)=0.34%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同時(shí)大于0.2%，符合要求。四、次梁設(shè)計(jì) 按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。根據(jù)本車(chē)間樓蓋的實(shí)際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的活荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。1） 荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值：板傳來(lái)恒荷載： 4.2*2.1=8.82kn/m 次梁自重： 0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kn/m 次梁粉刷： 0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.32kn/m 小計(jì)： 11.6kn/m活荷載設(shè)計(jì)值：q=6*2.1*1.4=17.64kn/m荷載總設(shè)計(jì)值：g+q=29.3kn/m2） 計(jì)算簡(jiǎn)圖

8、 次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為270mm。主梁截面為250*650mm。計(jì)算跨度：邊跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025ln=6508mm，取l0=6475mm中間跨：l0=ln=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算，次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示：3） 內(nèi)力計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值：m1=-mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kn.m2mc=-(g+q)ln2/14=29.3*6.3502/14=85.05kn.m2m2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85

9、kn.m2剪力設(shè)計(jì)值：va=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kn.mvbl=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kn.mvbr=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kn.mvc=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kn.m4) 承載力計(jì)算 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b'f=l/3=6600/3=2200mm，又b'f=b+sn=300+2000=2200mm，故b'f=2200mm。除支座b截面縱向鋼筋

10、按兩排布置外，其余截面均布置一排。 c25混凝土，1=1.0，fc=11.9n/mm2，ft=1.27n/mm2 ，縱向鋼筋采用hrb400鋼，fy=360n/mm2，箍筋采用hpb235鋼，fyv=210n/m2。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類t形截面。 次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面1b2c彎矩設(shè)計(jì)值（kn.m）111.68-111.6873.8585.05s=m/1fcbh02或 s=m/1fcb'fh020.01220.01220.0080.009=1-(1-2s)1/20.0120.0120.0080.009 as=b'fh0fc/fy as=bh0fc/fy5295293

11、53397選配配筋(mm2) 318as=763318 as=763316as=603316 as=603 計(jì)算結(jié)果表明，均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；as/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同時(shí)大于0.2%，滿足要求。2） 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。 驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm，hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25cfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.

12、2kn>vmax=115.06kn。故截面尺寸滿足要求。 0.7ftbh0=0.7*1.27*200*465=82.7kn>va=73.34kn。僅需按造配置箍筋，選配8200，sv=2*50.24/（250*150）=0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%，滿足要求。5、 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(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。恒荷載：次梁傳來(lái)恒荷載： 11.6*6.6=76.6kn 主梁自重： 0.3*（0.60-0.1）*25*1.2*6.3=28.35kn 主梁粉刷： 0.02*（0.6-0.1）*2*17*1.

13、2*6.3=2.142kn 小計(jì)： 取106.55kn活荷載：17.64*6.6=116.45kn 取152.0kn2、計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為370mm，中間支承在400*400mm的混凝土柱子上，其計(jì)算跨度邊跨：ln=6300-120-200=5980mm，因1.025ln=150mm<a/2=185mm，取l01=1.025ln+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm中間跨：l0=6000mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖： 3、內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖a） 彎矩設(shè)計(jì)值彎矩m=k1gl0+k2ql0公式中系數(shù)k1，k2 查表得m1，max =0.24

14、4*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kn.mmb，max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3= -483kn.mm2，max =0.067*106.55*6 +0.200*155*6=229kn.mb）剪力設(shè)計(jì)值剪力v=k3g+k4q公式中系數(shù)k3，k4 查表得va，max =0.733*106.55+0.822*155=210knvbl，max =-1.267*106.55-1.311*155= -338knvbr，max =1.0*106.55+1.222*155=296knc）彎矩、剪力包絡(luò)圖第1、3跨有活荷載，第2跨沒(méi)有活荷載由附表

15、19知，支座b或c的彎矩值為mb=mc=-0.267*106.55*6.64-0.133*155*6.64=-287kn.m 在第1跨內(nèi)以支座彎矩ma=0，mb=-287kn.m的連線為基線，作g=86kn，q=152kn的簡(jiǎn)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：1/3(g+q)l0+mb/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kn.m（與前面計(jì)算的m1max=431kn.m相近。）1/3(g+q)l0+2mb/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kn.m 在第2跨內(nèi)以支座彎矩mb=mc=-287kn.m的連接為基線

16、，作g=86kn，q=152kn的簡(jiǎn)支彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1/3gl0+mb=1/3*86*6.6-287=-97.8kn.m第1、2跨有活荷載，第3跨沒(méi)有活荷載 第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩ma=0，mb=-287kn.m的連線為基線，作g=86kn，q=152kn的簡(jiǎn)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：1/3(g+q)l0+mb/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kn.m1/3(g+q)l0+2mb/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kn.m 在第2跨內(nèi)以支座彎矩mc=-0.267*86

17、*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kn.m。以支座彎矩mb=-287kn.m,mc=-242.3kn.m的連接為基線，作g=86kn，q=152kn的簡(jiǎn)支彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為：1/3(g+q)l0+mc+2/3(mb-mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kn.m1/3(g+q)l0+mc+1/3(mb-mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kn.m第2跨有活荷載，第1、3跨沒(méi)有活荷載 mb=mc=-0.267

18、*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kn.m，第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩：1/3(g+q)l0+mb=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kn.m 第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為：1/3gl0+1/3mb=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kn.m1/3gl0+2/3mb=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kn.m彎矩包絡(luò)圖如圖：剪力包絡(luò)圖：第1跨 va，max =0.733*86+0.822*152=187.9kn；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為：187.9-86-152= -50kn；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為

19、：-44.1-86-119=-249.1kn。vbl，max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kn；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為：-308.3+86+152=-70.3kn；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為：-70.3+86+152=167.7kn。第2跨vbr，max =1.0*86+1.222*152=271.7kn；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為：271.7-86=185.7kn；當(dāng)活荷載僅取作用在第2跨時(shí)，vbr =1.0*86+1.0*152=238kn；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為：238-86-152=0kn，剪力包絡(luò)圖如圖所示：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b&

20、#39;f/h0=100/615=0.16>0.1，翼緣計(jì)算寬度按l/3=6.9/3=2.3m和b+sn=6. m中較小值確定，取b'f=2.3m。 b支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值mb=mbmax-v0b/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kn。縱向受力給你鋼筋除b支座截面為兩排外，其余均為一排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類t形截面。正截面受彎承載力的計(jì)算過(guò)程如下表所示：主梁正截面承載力計(jì)算截面1b2彎矩設(shè)計(jì)值（kn.m）367.7-398.2193.4-68.4s=m/1fcbh02或 s=m/1fcb'fh020.0360.0420.0190.007s=1-(1-2s)1/2/20.980.980.990.996 as=m/sh0fy16951913882310選配配筋(mm2) 425 as=1963720 as=2200320 as=942220 as=628 計(jì)算結(jié)果表明，均小于0.518，滿足要求；取中間跨跨中截面驗(yàn)算，其承載負(fù)彎矩時(shí)的最小配筋率，as、bh=628/（250*650）=0.39%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.27