混凝土結構設計原理課程設計鋼筋砼現(xiàn)澆主次梁結構設計

1、混凝土結構設計原理課程設計鋼筋砼現(xiàn)澆主次梁結構設計計算說明書指導教師： 劉光宗 班 級： 土木095 學生姓名： 馮振 學號： 6002109151 設計時間：2011年12月21日-28日 南昌大學建筑工程學院土木工程系 目錄1、 設計資料3二、設計內(nèi)容和要求3三、樓面板結構平面布置4四、板的設計4五、次梁設計76、 主梁設計157、 施工圖繪制24一、設計資料某多層房屋采用鋼筋砼現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋，其三樓樓面（建筑標高+9.00）結構布置圖如附圖所示，板深入墻內(nèi)120mm，次梁深入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻柱內(nèi)370mm，樓面面層為20mm厚水泥砂漿面層（容重為20 ），板底及梁用20mm

2、厚石灰砂漿粉刷（容重17 ）樓面可變荷載標準值=5.5）。砼強度等級為C45。主次梁受力鋼筋采用HRB3400鋼筋，板采用R235級鋼筋。板厚取100mm，次梁尺寸為250400mm，主梁尺寸為250650mm。二、設計內(nèi)容和要求（一）板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算內(nèi)力，主梁按彈性理論計算內(nèi)力并給出彎矩及剪力圖。（二）繪結構施工圖1.結構平面布置圖（1：150），圖上需標注墻、柱定位軸線編號，梁柱定位尺寸及構件編號，并標出板的結構標高。2.板模板及配筋平面圖（1：60），圖上需標注板厚、板中鋼筋的直徑、間距及其定位尺寸。3.次梁模板及配筋圖（1：40，1：20），圖上需標注次梁截面及幾何

3、尺寸、梁底標高、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號其定位尺寸。4.主梁模板及配筋（1：40，1：20），圖上需標注主梁截面及幾何尺寸、梁底標高，鋼筋的直徑、根數(shù)、編號其定位尺寸。（需要配置彎起鋼筋時，應繪出彎矩包絡圖及抵抗彎矩圖）。5.有關設計說明，如砼強度等級、鋼筋級別、砼保護層厚度等。三、樓面板結構平面布置確定主梁的跨度為6600mm，次梁的跨度為6900mm，主梁每跨內(nèi)設置兩根次梁，板的跨度為2200mm。四、板的設計（1）荷載板的恒荷載標準值：20mm水泥砂漿面層 0.0220=0.4 KN90mm鋼筋混凝土板 0.125=2.5 KN 20mm板底石灰砂漿 0.0217=0.34 KN-小計 3

4、.24 KN板活荷載標準值： 5 KN KN永久荷載分項系數(shù)去1.2，可變荷載分項系數(shù)取1.4，故板的永久荷載設計值 g=3.241.2=3.888 KN可變荷載設計值 q=51.4=7 KN荷載總設計值 g+q=10.888 KN近似取為，g+p=10.9（2）計算簡圖邊跨：板凈跨度： =2200-120-125=1955mm 計算跨度：=60+=60+1955+=2140mm=60+=60+2055+=2065mm取較小值，邊跨的計算跨度為L=2065mm。中跨：板凈跨度：=2200-125-125=1950mm計算跨度：= +b =1950+250=2200mm=+t =1950+100

5、=2050mm 取較小值，中跨的計算跨度為L=2050mm。 g+p=10.6 KN/m 板的計算簡圖=(2.065+2.05)/2=2.0575mm=4.65=-=-4.19=4.16=-=-4.16（3）正截面承載能力計算板厚100mm，取=30mm，=70mm。C45混凝土，混凝土抗壓強度設計值=20.5KPa，R235級鋼筋,=195KPa。1-2 板的配筋計算截面1B2C4.65-4.194.16-4.160.04640.04170.04230.04230.04740.04260.04230.0423=348.82313.49311.28311.28選用鋼筋8140816081608

6、160359314314314最小配筋量注：1.表中 2.對于板：b=1000mm五、次梁設計次梁尺寸為250400mm，按考慮內(nèi)力重分布設計。（1）荷載設計值計算 永久荷載設計值板傳來的恒載 3.8882.2=8.55 次梁自重 0.25（0.4-0.1）251.2=2.25次梁粉刷 0.02（0.4-0.1）2171.2=0.2448小計 g=11.0484 可變荷載設計值 q=72.2=15.4荷載總設計值 g+q=26.45（2）計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm，主梁的截面為250650mm。次梁凈跨度：邊跨：=6900-120-125=6655mm中跨：=6900-125-

7、125=6650mm計算跨度：邊跨：=+0.5墻上支承長度=6655+0.5240=6775mm=1.025=1.0256655=6821mm取較小值，邊跨的計算跨度為L=6650mm。中跨：= +b=6900mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算，次梁的計算簡圖如1-3。 g+q=26.93KN/m 次梁計算簡圖 （3）內(nèi)力計算彎矩和剪力根據(jù)簡支梁靜定平衡方程計算彎矩設計值：邊跨： =116.2中跨：=121.2=0.7=0.7121.2=84.84=-84.84=-0.7=-0.7()=-83.09=-0.583.09=74.66畫出次梁彎矩圖：根據(jù)以上計算的桿端彎矩值，取各跨梁為隔

8、離體建立靜力平衡條件，可求得各跨梁的桿端剪力值，從而作出次梁剪力圖剪力設計值：=73.01KN， =-106.19KN， =90.95KN, =-91.95KN, =91.95KN（4）配筋計算1）正截面抗彎承載能力計算正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)正彎矩區(qū)段按T形截面計算，有效翼緣寬度按以下公式取最小值： 正彎矩中跨：0.26900=1380mm正彎矩邊跨：0.276775=1829.25mm 2200mm 250+0+12100=1450mmC45混凝土，=40mm，=360mm。C45混凝土， =20.5MPa，HRB400鋼筋, =330MPa。由知截面均屬于第一類T形截面。次梁正截面受

9、彎承載力計算截面1B2C110.4112.4114.5114.513802501380250截面類型第一類T型矩形第一類T型矩形0.16920.17240.03010.03120.03060.18660.03170.1906計算=944.371043.26978.321065.63選用鋼筋3223223223221140114011401140最小配筋量注：1.表中 次梁的剪力圖2）斜截面抗剪承載能力計算=30+=42.55mm，=400-42.55=357.45mm驗算上限值、下限值：上限值：=（0.51）250357.45=305.72KN，符合上限值。下限值： =11.74250357.

10、45=77.75KN在05699.77、7274.0713153.25和14478.4217125段：按照構造要求配置鋼筋，H/2=200mm且不大于400mm，取為200mm。 在0400段：按要求，取100mm在5699.776775段：=（-）=86.44 KN 在67757274.07段: =在13153.2513675段：=在1367514478.42段：=區(qū)段5699.77677567757274.0713153.25136751367514478.4286.4485.6686.2685.96箍筋肢數(shù)，直徑28 28 28 281011011011011.281.281.281.2

11、8357.45357.45357.45357.450.001050.001040.001050.00104是否滿足要求否否否否實際配筋間距（mm）200200200200實際配筋量0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 是否滿足要求是是是是是否需配彎起鋼筋否否否否為施工方便并滿足構造要求，在離支座距離大于400mm處箍筋間距均取200mm，小于400mm處箍筋間距均取100mm。六、主梁設計主梁尺寸為250650mm，按彈性理論設計（1）荷載設計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來恒載 11.04846=64.98KN主梁自重（含粉刷）(0.65-0.1)0.252

12、.325+2(0.65-0.1)0.022.3171.2=10.52KN-恒永久荷載設計值 G=66.29+10.52=76.81KN,取G=76.8KN1可變荷載設計值 Q=15.46=92.4KN,取Q=92.4KN(2) 計算簡圖主梁端部支撐在帶壁柱墻上，支承長度為370mm，中間支承在300mm300mm的混凝土柱上。主梁按連續(xù)梁計算。其計算跨度主梁凈跨度：邊跨：=6600-250-150=6200mm 中跨：=6600-150-150=6300mm邊跨：=+0.5a+0.5b=6200+0.5370+0.5300=6535mm=1.025+0.5b=1.0256200+0.5300=

13、6505mm ，取小值 =6505mm中跨：=+b=6300+300=6600mm主梁的計算簡圖見圖1-5.因跨度相差不超過10%，可利用附表計算內(nèi)力。 主梁計算簡圖（3）內(nèi)力設計值及包絡圖1）彎矩設計值彎矩 M=Gl+Ql式中系數(shù)、由附表相應欄內(nèi)查得。不同荷載組合下各截面的彎矩計算結果見表1-6。2）剪力設計值剪力 V=G+Q式中系數(shù)、由附表相應欄內(nèi)查得。不同荷載組合下各截面的彎矩計算結果見表1-6。1-7 主梁的彎矩計算（KNm）項次荷載及其位置1第一、二、三跨永久荷載作用2第一、三跨可變荷載作用3第二跨可變荷載作用4第一、二跨可變荷載作用 +96.77+-322.85+-46,8+-21

14、5.09 +297.76 +154.81-8 主梁的剪力計算（KN）項次荷載及其位置 1第一、二、三跨永久荷載作用2第一、三跨可變荷載作用4第一、二跨可變荷載作用 +136.32+-218.46+189.72 3）彎矩、剪力包絡圖彎矩包絡圖繪制荷載組合+時,出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)最大彎矩和第二跨跨內(nèi)最小彎矩。此時=0, =-215.09KNm,以這兩個支座彎矩值的連線為基線,疊加邊跨在集中荷載G+Q=76.81+92.4=169.21KN作用下的簡支梁彎矩圖,則第一個集中荷載下的彎矩值為(G+Q)- =290.93 KNm；第二個集中荷載下的彎矩值為(G+Q)- =219.231KNm。中間跨跨中彎矩

15、最小時，兩個支座彎矩值均為- 215.09KNm，以此支座彎矩連線為基線疊加中間荷載G=76.81KN作用下的簡支梁彎矩圖，則集中荷載處的彎矩值為G- =-46.108KNm。荷載組合+時，支座最大負彎矩=-322.85 KNm,其他兩個支座的彎矩為=0，=-188.45KNm，在這三個支座彎矩間連直線，以此連續(xù)為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷載為G+Q時的簡支梁彎矩圖，則集中荷載處的彎矩值順次為(G+Q)- =259.29KNm、(G+Q)- =151.67KNm、(G+Q)- =94.212KNm、(G+Q)- =139.012KNm。荷載組合+時，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)最小彎矩和中跨跨內(nèi)最大

16、彎矩。=-215.09 KNm,第一跨在集中荷載G作用下的彎矩值分別為94.85KNm、23.16KNm；第二跨在集中荷載G+Q作用下的彎矩值為157.17KNm。剪力包絡圖繪制荷載組合+時, =136.32KN,至第一集中荷載處剪力降為136.32-169.21=-32.89KN,至第二集中點荷載處剪力降至-32.89-169.21=-202.11KN；組合+時，最大，=-218.46KN，則第一跨集中荷載處剪力順次（從右至左）-49.25KN、119.96KN。 彎矩、剪力包絡圖（4）主梁配筋計算1）主梁正截面計算跨內(nèi)正彎矩區(qū)段按T形截面計算，有效翼緣寬度按以下公式取最小值： 正彎矩中跨：

17、0.26300=1260mm正彎矩邊跨：0.276200=1674mm6900mm250+0+12100=1450mm取小值 =1260mm1點和B點采用兩排受拉鋼筋，取，=585mm。2點采用一排受拉鋼筋，取=40mm，=610mm。C45混凝土， =20.5MPa。采用HRB400鋼筋，鋼筋抗拉強度=330MPa。 主梁正截面承載力計算截面1B2C297.76-322.85154.8-215.09截面類型第一類T型矩形第一類T型矩形585585610585126025012602500.18410.12260.03370.01610.03430.20510.01620.1312計算=1570.581863.38773.491191.98選用鋼筋318+320620322420最小配筋量注：1.表中主梁設計剪力圖（2） 斜截面受剪承載力本設計按照箍筋分擔100%，不設彎起鋼筋計算。箍筋設計：上、下限值驗算上限值：=250=407.18KN上限值符合。下限值 =11.39250583.06=101.31KN 應按計算設計箍筋在0650mm，61636813和68137463段，按照構造要求設置箍筋間距，=10