混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、 混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)學(xué) 校：武漢理工大學(xué)專 業(yè)： 土木工程2012本科（秋）姓 名： 段雪飛 指導(dǎo)老師： 目錄1設(shè)計(jì)資料12樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置23板的設(shè)計(jì)34次梁設(shè)計(jì)55總結(jié)10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

2、受力鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋，其余采用HPB235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。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。考慮到樓面活荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取為b=200m

3、m。框架梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/15l0/10=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：三、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/m22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/m2活荷載設(shè)計(jì)值：q=1.4*6.0

4、=8.4kN/m2荷載總設(shè)計(jì)值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m21)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：1/11，離端第二支座：-1/11，中跨中：1/16，中

5、間支座：1/14。故3）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：截面 1 B 2 C4.36 2.85 3.25 彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m） -4.360.065 0.065 0.03 0.034 s=M/a1fcbh02=1-(1-2s) 1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 軸線 計(jì)算配筋(mm2) 304 304 136 159 ， AS=bh0fc/fy 實(shí)際配筋(mm2) 8150 8150 8180 8180As=335

6、As=335 As=279 As=279軸線 計(jì)算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305= AS=bh0fc/fy 109 127實(shí)際配筋(mm2) 8150 8150 8180 8180As=335 As=335 As=279 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*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

7、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/m 2）計(jì)算簡(jiǎn)圖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

8、圖所示：3）內(nèi)力計(jì)算 彎矩設(shè)計(jì)值：2 M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2 剪力設(shè)計(jì)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(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=2200m

9、m，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，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。 截面 1 B111.68 彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m） -111.68273.85C 85.05第5/9頁(yè)s=M/1fcbh02或 s=M/1fcb'fh02 =1-(1-2s)1/2As=b'fh0fc/fy As=bh

10、0fc/fy 選配配筋(mm2)0.0122 0.012 5290.0122 0.012 5290.008 0.008 3530.009 0.009 397318 318 316 316 As=763 As=763 As=603 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，h

11、w/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=223.2kN>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(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小計(jì)： 取106.55kN 活荷載：17.64*6.6

12、=116.45kN 取152.0kN 2、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：第6/9頁(yè)4）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 =0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.m

13、 MB，max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3= -483kN.m M2，max =0.067*106.55*6 +0.200*155*6=229kN.m B）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=210kN VBL，max =-1.267*106.55-1.311*155= -338kN VBR，max =1.0*106.55+1.222*155=296kN C）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19知，支座B或C的彎矩值為MB=MC=-0.267*

14、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：在第2跨內(nèi)以支座彎矩MB=MC=-287kN.m的連接為基線，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

15、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.m 1/3(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*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*(

16、86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m 1/3(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*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*2

17、86.7=94.8kN.m 1/3Gl0+2/3MB=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m 彎矩包絡(luò)圖如圖：第7/9頁(yè)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：-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*

18、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：5）承載力計(jì)算正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因b'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。第8/9頁(yè)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?？v向受力給你鋼筋除

19、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 1 B 彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m） 367.7 -398.2 s=M/1fcbh02或 0.036 0.042 s=M/1fcb'fh02 s=1-(1-2s)1/2/2 0.98 0.98 AS=M/sh0fy 1695 1913 選配配筋(mm2) 425 720As=1963 As=22002193.4 0.019 0.99 882 320 As=942-68.4 0.007 0.996 310 220 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*(1.27/360)=0.158%大，同時(shí)大于0.2%，滿足要求。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=590-100=490mm，hw/b=490/250=1.96<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.