混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)題 目:*達(dá)公司組裝車間樓蓋設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：土木 姓 名：# 學(xué) 號(hào)：2009%&&$ 指導(dǎo)教師：&&&一、設(shè)計(jì)資料1、荷載樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.5kN/m2樓面面層水泥砂漿面層自重為20kN/m3,鋼筋混凝土板25 kN/m3 紙盤(pán)白灰抹底16 kN/m33、材料選用：（1）混凝土： C30（2）鋼筋：梁、板受力筋采用HRB400級(jí)鋼筋，梁箍筋、板構(gòu)造筋采用HRB335級(jí)鋼筋。二、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。主梁跨度為6m，次梁跨度為6.3m，主梁每跨布置兩根次梁，板的跨度為2m，l02/ l01

2、 =6.3/2=3.15>3，因此按單向板0計(jì)。按跨高比條件，要求板厚h2000/40=50mm，對(duì)于工業(yè)建筑樓板h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h= l2/18l2/12=6300/186300/12=350525mm?？紤]到樓面可變荷載較大，取h=500mm。截面寬度取為200mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h= l1/15l1/10=6000/156000/10=400600mm，取h=600mm。截面寬度取為300mm。三、板的設(shè)計(jì)軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間格單向板。1、荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 40mm厚水泥砂漿面層 0.04×20=0.8

3、kN/m2 80mm鋼筋混凝土板 0.08×25=2 kN/m215mm厚的紙盤(pán)白灰抹底 0.015×16=0.24 kN/m2小計(jì) 3.04 kN/m2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 6.5kN/m2 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2；樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4.0kN/m2，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.3。于是板的永久荷載設(shè)計(jì)值 g=3.04×1.2=3.65 kN/m2活荷載設(shè)計(jì)值 q=6.5×1.3=8.45 kN/m2荷載總設(shè)計(jì)值 g+q=12.1kN/m2 2、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為200mm×500mm，現(xiàn)澆板在墻上的支撐長(zhǎng)度不小于100mm，取板在墻上的支撐長(zhǎng)

4、度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨l0=ln+h/2=2000-100-120+80/2=1820mm<1.025ln=1.025×1780=1825mm取l0=1820mm。中間跨 l0= ln=2000-200=1800mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬的板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖JSS-2所示。圖JSS-2 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、彎矩設(shè)計(jì)值板的彎矩系數(shù)m分別為：邊跨中，1/11；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=12.1×1.822/11=3.6

5、4kN·mMC=-(g+q) l012/14=-12.1×1.82/14=-2.80kN·mM2=(g+q) l012/16=12.1×1.82/16=2.45kN·m這是對(duì)于端區(qū)格單向板而言，對(duì)于中間區(qū)格單向板，其MC和M2應(yīng)乘以0.8分別為：MC =0.8×(-2.80)=-2.24kN·m ；M2=0.8×2.45=1.96kN·m4、正截面受彎承載力計(jì)算C30混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm。板厚b=80mm，h0 =80-20=60mm；板寬b=1000mm。C30混凝土，=1.0，fc

6、=14.3N/mm2；HRB400鋼筋，fy=360N/ mm2。板配筋計(jì)算的過(guò)程于下表。樓面板的配筋計(jì)算截 面1B2或3C彎矩設(shè)計(jì)值（kN·m）3.64-3.642.45-2.8=M/（ fc b）0.07070.07070.04760.0544=1-0.07340.07340.04880.0560軸 線、計(jì)算配筋（）=b/174.9174.9116.3133.5實(shí)際配筋（）231231177177軸 線計(jì)算配筋（）=b1/174.9174.90.8×116.3=93.040.8×133.5=106.8實(shí)際配筋（）177177177177對(duì)軸線間的板帶，其跨內(nèi)截

7、面2、3和支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值都可折減20%。為了方便，近似對(duì)鋼筋面積乘以0.8.計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的原則；/bh=177/（1000×80）=0.22%，此值大于0.45/=0.45×1.43/360=0.18%，同時(shí)大于0.2%，滿足最小配筋率。四、次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。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)值永久荷載設(shè)計(jì)值由板傳來(lái)的永久荷載 3.65×2.0=7.3 kN/m2次梁自重： 0.2×）×25×1.2=2.52 kN/m2次梁15mm厚紙盤(pán)

8、抹底 0.015×（0.5-0.08）×2×16×1.2=0.163 kN/ m2小計(jì) g=10.06kN/ m2可變荷載設(shè)計(jì)值 q= 8.45×2.0=16.9kN/m2荷載總計(jì)算值 g+q=26.96kN/ m2 2、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm。主梁截面為300mm×600mm，計(jì)算跨度：邊跨 l0= ln+a/2=6300-120-300/2+240/2=6150mm<1.025ln=1.025×6030=6180mm；中間跨 l0= ln=6300-300=6000mm因跨度相差小于10%，可按

9、等跨連續(xù)板計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖JSS-3所示圖JSS-3 次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖3、內(nèi)力計(jì)算梁的彎矩系數(shù)m分別為：邊跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中間支座，-1/14。彎矩設(shè)計(jì)值：M1=- MB=(g+q) l012/11=26.96×6.152/11=92.70kN·mMC=-(g+q) l012/14=-26.96×62/14=-69.33kN·mM2=(g+q) l012/16=26.96×62/16=60.66kN·m剪力設(shè)計(jì)值：=0.45（g+q）ln1=0.45×26.96×6.15=

10、74.61kN=0.60（g+q）ln1=0.60×26.96×6.15=99.48kN= VC=0.55（g+q）ln2=0.55×26.96×6=88.97kN4、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=/3=6000/3=2000mm；又=b+=200+1800=2000。故取=2000mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。C30混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=25mm，一排縱向鋼筋h0=500-35=465mm；二排縱向鋼筋h0=500-60=440mm。C30混凝土，1=1.0，fc=

11、14.3N/，ft =1.43N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，fy=360N/，箍筋采用HPB235鋼，fyv=300N/。正截面承載力計(jì)算過(guò)程列于下表。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）92.70-92.7060.66-69.33=/（b）或=/（）=0.015=0.167=0.00981=0.112=1-0.01510.184<0.350.009860.119=b/或=/557.8602.1364.2413.7選配鋼筋（）=555.9=603=379.9 =421.1計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的均小于0.35；/b

12、h=379.9/（200×500）=0.379%，此值大于0.45/=0.45×1.43/360=0.18%，且大于0.2%，滿足最小配筋率。(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)算和最小配筋率驗(yàn)算。驗(yàn)算截面尺寸：=-=440-80=360mm，因/b=360/200=1.84，截面按下式驗(yàn)算：0.25b=0.25×1×14.3×200×465=332.475kN=99.48kN，截面滿足要求。計(jì)算所需腹筋：采用6雙支箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。Vcs =0.7b+ ，可得箍筋間距s=/( VBl - 0

13、.7b)=819.8mm 取s=250mm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%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距s=0.8×250=200mm，最后取箍筋間距s=190mm。為了方便施工，沿梁長(zhǎng)不變。驗(yàn)算配筋率下限值：彎矩調(diào)幅時(shí)要求的配筋率下限為：0.3=0.3×1.43/300=0.143%。實(shí)際配筋率=56.6/（200×190）=0.149%0.14%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)值為了簡(jiǎn)化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來(lái)的永久荷載 6×10.06=60.36kN主梁自重（含粉刷）（0.60-0

14、.08）×0.3×2.0×25+2×（0.60-0.08）×2.0×0.24×1.2=9.96kN永久荷載設(shè)計(jì)值 G=60.36+9.96=470.32kN可變荷載設(shè)計(jì)值 Q=16.9×6=101.4kN2、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550mm×550mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度邊跨 =6000-275-120=5605mm因0.025=140mma/2=185mm，取=1.025 +b/2=1.025×5605+550/2=6020mm中跨 =

15、6000mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，因跨度相差不超過(guò)10%，故可利用附表6-2計(jì)算內(nèi)力圖JSS-4 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖(1)彎矩設(shè)計(jì)值彎矩M=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.244×70.32×6.02+0.289×101.4×6.02=285.20kN·m=-0.267×70.32××101.4×6.02=-302.87kN·m=0.067×70.32×6.02+0.200×101.4×6.02=150.45kN·m

16、(2)剪力設(shè)計(jì)值剪力V=G+Q式中系數(shù)、由附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得=0.733×70.32+0.866×101.4=139.36kN=-1.267××101.4=-222.03kN=1.0×70.32+1.222×101.4=194.23kN(3)彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：第1、3跨有可變荷載，第2跨沒(méi)有可變荷載。由附表6-2知支座B或C的彎矩值為=-0.267×70.32××101.4×6.02=-194.22kN·m在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-194.22kN·m的連線

17、為基線。作G=70.32kN，Q=101.4kN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)彎矩值分別為：（G+Q）+=（70.32+101.4）×6.02-=279.84kN·m（與前面計(jì)算的=285.20kN·m接近）（G+Q）+=（70.32+101.4）×6.02-=215.10kN·m在第2跨內(nèi)以支座彎矩=-194.22kN·m，=-194.22kN·m的連線作為基線，作G=70.32kN，Q=0的簡(jiǎn)支彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：G+=×70.32×6.02-194.22=-5

18、3.11kN·m第1、2跨有可變荷載，第3跨沒(méi)有可變荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-302.87kN·m的連線為基線。作G=70.32kN，Q=101.4kN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)彎矩值分別為：（70.32+101.4）×6.02-=243.63kN·m（70.32+101.4）×6.02-=142.67kN·m在第2跨內(nèi)：=-0.267×70.32××101.4×6.02=-167.36kN·m以支座彎矩=-302.87kN·m，

19、=-167.36kN·m的連線為基線，作G=70.32kN，Q=101.4kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得（G+Q）+（-）=（70.32+101.4）×6.02-167.36+（-302.87+167.36）=86.88kN·m（G+Q）+（-）=（70.32+101.4）×6.02-167.36+（-302.87+167.36）=132.05kN·m第2跨有可變荷載，第1、3跨沒(méi)有可變荷載=-0.267×70.32××101.4×6.02=-194.22kN·m第2跨兩集中荷載作用點(diǎn)處可變彎矩分別為：

20、（G+Q）+=（70.32+101.4）×6.02-194.22=150.36kN·m（與前面計(jì)算的=150.45kN·m接近）第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩分別為：G+=×70.32×6.02-×194.22=76.37kN·mG+=×70.32×6.02-×194.22=11.62kN·m在第1跨內(nèi)有可變荷載，在第2、3跨內(nèi)沒(méi)有可變荷載由附表6-2知支座B或C的彎矩值=-0.267×70.32××101.4×6.02=-221.68kN&

21、#183;m=-0.267×70.32×6.02+0.044×101.4×6.02=-86.17kN·m在第2跨內(nèi)以支座彎矩=0，=-221.68kN·m的連線為基線，作G=70.32kN，Q=101.4kN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)彎矩值分別為：（G+Q）+=×（70.32+101.4）×6.02-×221.68=270.69kN·m（G+Q）+=×（70.32+101.4）×6.02-×221.68=196.80kN·m在第

22、2跨內(nèi)以支座彎矩=-221.68kN·m，MC =-86.17kN·m的連線作為基線，作G=50kN，Q=0的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：G+（-）+=×70.32×6.02+（-221.68+86.17）-86.17=-35.40kN·mG+（-）+=×70.32×6.02+（-221.68+86.17）-86.17=9.77kN·m彎矩包絡(luò)圖如下圖JSS-5（a）所示。剪力包絡(luò)圖：第1跨=139.36kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為139.36-70.32-101.4=-32.36kN

23、；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-32.36-70.32-101.4=-204.08kN=-222.03kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-222.03+70.32+101.4=-50.31kN；過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-50.31+70.32+101.4=121.41kN第2跨=194.23kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為194.23-70.32=123.91kN。當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時(shí)=1.0×70.32+1.0×101.4=171.72kN；過(guò)第1個(gè)集中荷載后為171.72-70.32-101.4=0。剪力包絡(luò)圖如下圖JSS-5（b）所示-194.22215.10279.84-53.11243.63142.67-277.1186.88150.3676.3711.62-221.68139.36121.4132.3650.31204.08222.03171.72194.23123.910(b)()圖JSS-5 主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖（a）彎矩包絡(luò)圖；（b）剪力包絡(luò)圖(4)承載力計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因=0.140.1。翼緣計(jì)算寬度按=6/3=2m和b+=6.3m中較小值確定，取=2.0mB支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值=-b/2=-302.87-（70.32+101.4）