混凝土結構課程設計

1、實用標準文檔大全WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY混凝土結構課程設計學校:理工大學專業(yè):土木工程2012本科（秋）姓名:段雪飛指導老師:目錄1設計資料2樓蓋的結構平面布置.3板的設計4次梁設計105總結現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設計某多層工業(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。II、設計資料0.65KN/ m2)1）樓面構造層做法：水泥砂漿地面（ 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（25kN/m2）;20mn厚石灰砂漿抹底（17kN/m2 ；2）可變荷載：P k=6.0 kN/m23） 永久荷載分項系數(shù)為1.2，可變荷載分項系數(shù)為1.4 （當樓面可變荷載標 準值4kN/m2

2、時，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 HRB40（級鋼筋，其余采用HP B235級鋼筋；5）本建筑物位于非地震區(qū)，建筑物安全級別為二級，結構環(huán)境類別為一類。二、樓蓋的結構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, 主梁每跨布置兩跟次梁，板的跨度為 2.1m ,102/101=6.6/2.1=3.14, 因此安單向 板設計。按跨高比條件，要求板厚h> 2200/40=55.0m m對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求 h>80mm 取板厚 h=100mm次梁截面高度應滿足 h=l0/18l0/12=6600/186

3、600/12=366550mm?？紤]到 樓面活荷載比較大，取h=500mm截面寬度取為b=200mm框架梁截面高度應滿足 h=l0/15l0/10=6600/156600/10=440660mm，取 h=600mm截面寬度取為b=300mm樓蓋結構平面布置圖如下圖所示：三、板的設計1）荷載板的恒荷載標準值:鋼筋混凝土現(xiàn)澆板:2衛(wèi)畀I和述取 3.5 kN/m260.0kN/m21.2，可變荷載分項系數(shù)為1.4 ,因當樓面可變荷載標準2) 彎矩設計值 查表得，板的彎矩系數(shù)中跨中：1/16，中間支座：水泥砂漿地面(0.65KN/ m2) =0.65kN/m20.1*25=2.5kN/m2小計：3.4

4、9 kN/m2板的活荷載標準值：永久荷載分項系數(shù)為值4kN/m2,所以取1.3。于是板的恒荷載設計值：g=1.2*3.5=4.2kN/m2活荷載設計值：q=1.4*6.0=8.4kN/m2荷載總設計值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m21）計算簡圖次梁截面為200*500mm現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于 100mm取板在墻上 的支承長度為120mm按力重分布設計，板的計算跨度：邊跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mmv1.025ln=1950mm,取 l0=1950mm中間跨：10=In=2100-200=1900mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)板

5、計算。取1m寬板帶作為計算單元，計 算簡圖如下圖所示：am分別為：邊跨中：1/11，離端第二支座：-1/11，1/14。故M仁-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算板厚 100mm h0=100-20=80mm 板寬 b=1000mm C25混凝土，a 1=1.0 , fc=11.9N/mm2, fy=210N/mm2 ;板配筋計算的過程如下表：截面1 B2 C4.36 2.85

6、3.25彎矩設計值(kN.m) -4.360.065 0.065 0.03 0.034 a s=M/a1fcbhO2E =1-(1- 2a s) 1/2 0.067 0.067 0.03 0. 軸線 計算配筋(mm2) 304 304 136159 -，AS吒 bh0fc/fy- 實際配筋(mm2) © 8150 © 8150 © 8180 © 8180As=335 As=335 As=279 As=279軸線 計算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305=- AS吒 bh0fc/fy 109127實際配筋(mm2) ©

7、8150 © 8150 © 8180 © 8180As=335 As=335 As=279 As=279計算結果表明，E均小于0.35，符合塑性力重分布的原則；As/bh=279/(1000*80)=0.34%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同時大于0.2%，符合要求。四、次梁設計按考慮力重分布設計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁 的活荷載1 ）荷載設計值4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重：0.2*不考慮梁從屬面積的荷載折減。恒荷載設計值：板傳來恒荷載：（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kN

8、/m小計：11.6kN/m 活荷載設計值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m 荷載總設計值： g+q=29.3kN/m2）計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為270mm主梁截面為250*650mm計算跨度：邊 跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mmv1.025In=6508mm，取 l0=6475mm 中間跨：10=In=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)梁計算，次梁計算簡圖如下圖所示：3) 力計算彎矩設計值：M仁-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2 Mc=-(g+q)l n2

9、/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2 M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2 剪力設計值：VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.m VBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m VBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m 4)承載力計算正截面受彎承載力計算時，跨按 T形截面計算，翼緣寬度取b'f=l/3=6

10、600/3 =2200mm 又 b'f=b+sn=300+2000=2200mm 故 b'f=2200mm。除支座 B 截面縱向鋼 筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。C25混凝土，a 1=1.0 , fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2，縱向鋼筋采用 HRB4 00鋼，fy=360N/mm2箍筋采用HPB235鋼，fyv=210N/m2。經(jīng)判別跨截面均屬于 第一類T形截面。截面kN.m) -111.68111.68彎矩設計值(273.85C 85.05第5/9頁a S=M/a 1fcbh02 或As=E b'fh0fc/fy As=0.0122 0.0

11、12 529a S=M/a 1fcb'fh02 E =1-(1- 2a S)1/2E bh0fc/fy 選配配筋(mm2)0.0122 0.012 5290.008 0.008 3530.009 0.009 3973© 18 3 © 18 3 © 16 3 © 16 As=763 As=763 As=603 As=603計算結果表明，E均小于0.35，符合塑性力重分布的原則；As/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同時大于0.2%,滿足要求。2)斜截面受剪

12、承載力計算包括：截面尺寸的復核，腹筋計算和最小配箍率驗 算。驗算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm, hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸 按下式驗算：0.25 P cfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax=115.06kN。故 截面尺寸滿足要求。SV=2*50.24/ (250*150) =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%,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。恒荷載：次梁傳來恒荷載：11.6*6.6=76.

13、6kN主梁自重：0.3*(0.60-0.1 ) *25*1.2*6.3=28.35kN小計： 取 106.55kN 活荷載：17.64*6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm中間支承在400*400mm的混凝土柱子上，其計算跨度邊跨：ln=6300-120-200=5980mm,因 1.0251n=150mmva/2=185mm 取 101=1.025In+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm 中間跨：I0=6000mm主梁的計算簡圖如下圖：1第6/9頁4) 力設計值及包絡圖A)彎矩設計值彎矩 M=k

14、1GI0+k2QI0公式中系數(shù) k1，k2 查表得 M1, max =0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.m MB，max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3= -48 3kN.m M2, max =0.067*106.55*6 +0.200*155*6=229kN.m B )剪力設計值剪力 V=k3G+k4S式中系數(shù) k3，k4 查表得 VA, max =0.733*106.55+0.822* 155=210kN VBL max =-1.267*106.55-1.311*155= -338kN VBR ，max =1.0*1

15、06. 55+1.222*155=296kN C)彎矩、剪力包絡圖第1、3跨有活荷載，第2跨沒有活荷載由附表19知，支座B或C的彎矩值為MB=MC=-0.267*106.55*6.64-0.*155*6.64=-287kN.m在第1跨以支座彎矩 MA=0 MB=-287kN.m的連線為基線，作 G=86kN Q=152k N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：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(與前面計算的 M1max=431kN.m 相近。)1/3(G+Q)I0+2MB/3=1/3*(86+152)

16、*6.64-2*287/3=335.1kN.m在第2跨以支座彎矩 MB=MC=-287kN.r的連接為基線，作 G=86kN Q=152kN 的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 1/3GI0+MB=1/3*86*6.6-287=-9 7.8kN.m第1、2跨有活荷載，第3跨沒有活荷載第1跨：在第1跨以支座彎矩MA=0 MB=-287kN.m的連線為基線，作G=86kN Q=152kN勺簡支梁彎矩圖，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：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m 1/3(G+Q)l0 +2MB/3

17、=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m在第 2 跨以支座彎矩 MC=-0.267*86*6.64-0.*152*6.64=-242.3kN.m。以支座彎矩 MB=-287kN.m,MC=-242.3kN.mi勺連接為基線，作 G=86kN Q=152kN的簡支彎 矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處的彎矩設計值分別為：1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=2 54.7kN.m 1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-2

18、4231/3*(257.6- 242.3)=280 kN.m第2跨有活荷載，第1、3跨沒有活荷載MB=MC=-0.267*86*6.64-0*152*6.64=-286.7kN.m ，第 2 跨兩集中荷載作用點 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處的彎矩設計值分別為：1/3Gl0+1/3MB=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m 1/3Gl0+2/3MB=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m彎矩包絡圖如圖:第7/9頁剪力包絡圖：第1跨VA max =0.73

19、3*86+0.822*152=187.9kN ;過第 1 個集中荷載后為：187.9-8 6-152= -50kN ;過第 2 個集中荷載后為：-44.1-86-119=-249.1kN。VBL max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kN;過第 1 個集中荷載后為：-308.-70.3+86+152=167.7kN。第 23+86+152=-70.3kN;過第2個集中荷載后為： 跨VBR max =1.0*86+1.222*152=271.7kN ;過第 1 個集中荷載后為：271.7-86 =185.7kN;當活荷載僅取作用在第 2跨時，VBR =1.0*86+1.0

20、*152=238kN ;過第 1個集中荷載后為：238-86-152=0kN，剪力包絡圖如圖所示：5）承載力計算正截面受彎承載力跨按T形截面計算，因b'f/h0=100/615=0.16>0.1，翼緣計算寬度按1/3=6.9/3=2.3m 和 b+sn=6. m 中較小值確定，取 b'f=2.3m 。第8/9頁B支座邊的彎矩設計值 MB=MBmax-V0b/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN?？v向受力給你鋼筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排。跨截面經(jīng)判別都屬于第一 類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程如下表所示：主梁正截面承載力計算截面 1 B

21、彎矩設計值(kN.m) 367.7 - 398.2 a s=M/a 1fcbh02 或 0.036 0.a s=M/a 1fcb'fh02 丫 s=1 -(1- 2a s)1/2/2 0.98 0.98 AS=M/ 丫 sh0fy 16951913 選配配筋(mm2 4 © 25 7 © 20As=1963 As=2200193.4 0.019 0.99 882 3© 20 As=942-68.4 0.007 0.996 310 2© 20 As=628計算結果表明，E均小于0.518，滿足要求；取中間跨跨中截面驗算，其承 載負彎矩時的最小配筋率， AS bh=628/ (250*650)=0.39%,此值比0.45ft/fy =0.45*(1.27/360)=0.158% 大，同時大于 0.2%,滿足要求。斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核，腹筋計算和最小配箍率驗算。驗算截面尺寸：hw=h0-h'f=590-100