土木工程-混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計一、設(shè)計題目鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋二、基本資料 某多層廠房，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，其二層樓面結(jié)構(gòu)布置如下圖所示，板伸入墻內(nèi)120mm，次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm，樓面面層為水磨石，自重為0.65kn/m2,板底及梁側(cè)用15mm厚石灰砂漿粉刷。樓面活荷載標準值取qk=3.0+0.1n(n：學(xué)號)。柱網(wǎng)尺寸為l1×l2, l1= l2=6+0.3m,其中m取值為：當學(xué)號n=110時，m=3；當學(xué)號n=1120時，m=2；當學(xué)號n=2130時，m=1；當學(xué)號n=3140時，m=0?；炷翉姸鹊燃墳镃20或C25，主次梁縱向受力鋼筋采用

2、HRB335或HRB400其余鋼筋均采用HPB235。三、基本任務(wù)及成果要求（一）撰寫混凝土樓蓋設(shè)計計算說明書1.設(shè)計資料2.板的設(shè)計（按可塑性內(nèi)力重頒布理論進行設(shè)計）3.次梁的設(shè)計（按可塑性內(nèi)力重頒布理論進行設(shè)計）4.主梁的設(shè)計（按彈性理論進行設(shè)計，要求滿足承載力及裂縫寬度條件）5.設(shè)計總結(jié)（對設(shè)計的合理性方面及存在的不足進行總結(jié)）（二）繪制樓面結(jié)構(gòu)施工圖（2#圖紙2張）1.樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：100） 圖中需標注墻、柱定位軸線編號，梁、柱定位尺寸及構(gòu)件編號（建議代號：板Bn，次梁CLn，主梁ZLn）。2.板的配筋圖（可直接繪在結(jié)構(gòu)平面布置圖上） 圖中需標明板厚、鋼筋直徑、間距及其長度定

3、位尺寸。3.次梁模板及配筋圖（1：50，1：20） 圖中需標注次梁截面尺寸，箍筋形式、直徑及間距，縱向鋼筋直徑、根數(shù)、編號及縱向長度定位尺寸。4.主當模板及配筋圖（1：30，1：20） 包括主梁的彎矩包絡(luò)圖及材料抵抗彎矩圖。圖中需標注主梁截面尺寸、箍筋形式、直徑及間距，縱向鋼筋直徑、根數(shù)、編號及縱向長度定位尺寸，其中縱筋的縱向長度定位應(yīng)依據(jù)材料抵抗彎矩圖進行。5.結(jié)構(gòu)施工圖說明 主要說明構(gòu)件的確混凝土強度等級、鋼筋代號與級別的對應(yīng)（如代表HPB235等）、保護層厚度，尺寸單位以及樓面荷載值等。某工業(yè)廠房鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計一、 設(shè)計資料圖1是某多層工業(yè)廠房的樓蓋建筑平面布置（樓梯間不在

4、此平面內(nèi)），樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，試進行設(shè)計。其中板、次梁按考慮塑性內(nèi)力重頒布設(shè)計，主梁按彈性理論設(shè)計。設(shè)計資料如下： 樓面做法如下：水磨石面層 20mm厚 （自重0.65kn/m2）鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 （容重25 kn/m 2）板下混合砂漿抹面 15mm （容重17 kn/m 2） 樓面活荷載q=5.7 kn/m 2 材料：混凝土，C25，鋼筋，梁內(nèi)受力鋼筋為HRB335，其余用HPB235鋼筋。 梁板入墻長度：板為120mm；次梁為240mm；主梁為360mm。 柱：b×b=500mm×500mm。 恒載分項系數(shù)為1.2；活荷載分項系數(shù)為1.3（因為樓面

5、活荷載標準值大于4 kn/m 2）。1. 根據(jù)構(gòu)造確定板厚及主、次梁的截面尺寸確定主梁跨度為6.3m，次梁跨度為6.3m，主梁每跨跨內(nèi)布置兩根次梁，板跨度為2100mm。按高跨比條件，要求板厚h2100/40=525mm，對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm,取板厚h=80mm。次梁截面尺寸： h=l/18l/12=350525mm 取h=450mm b=l/3l/2=150225mm 取b=200mm主梁截面尺寸：h=l/14l/8=450787.5mm 取h=650mm,b=300mm2. 板的設(shè)計（塑性內(nèi)力重頒布法）（1） 確定板的計算跨度次梁截面200×450，板在墻

6、上支承寬度為120mm，板跨長如附圖1邊跨：lm=ln+h/2=1760+80/2=1800m中跨：l02=ln=2100-200=-1900mm邊跨和中跨相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算，取1m寬板帶為計算單元，其計算簡圖如下：3. 次梁設(shè)計（塑性內(nèi)力重頒布法）4. 主梁設(shè)計（彈性理論法）二、計算1.板的計算：（1）荷載計算：恒載標準值： 20mm水磨石面層 0.02×0.650.013 kn/m 2 80mm鋼筋混凝土板 0.08×252.0 kn/m 2 20mm混合砂漿頂棚抹灰 0.02×170.34 kn/m 2；gk2.35 kn/m 2恒載設(shè)計值g

7、=1.2×2.352.82 kn/m 2;活荷載設(shè)計值p=1.3×5.7=7.41 kn/m 2；合計10.23 kn/m 2；即每米板寬g+p=10.23 kn/m 2。（2）內(nèi)力及配筋計算：板彎短系數(shù)：力跨為1/11，離端第二支座為-1/11，中跨中為1/16，中間支座為了-1/14，固有M1=-MB=1/11（p+g）(l01)2=(10.12/11) ×1.82=3.01kn·mM2=M3=1/16(p+g)(l02)2=(10.23/16) ×1.92=2.31kn·mMC=-1/14(p+g)(l01)2=-(10.23/

8、14) ×1.92=-2.64 kn·m板厚h=80mm,h0=80-20=60mm；混凝土C25，=1fc=11.9n/mm2；HPB235鋼筋，fy=210n/mm2；板按考塑性內(nèi)力重頒布方法計算，取1m寬板帶作為計算單元(b=1000mm)，板的配筋計算見下表。板的配筋計算板帶部位截面1B2CM（kn·m）30.1-3.012.31-2.64s=M/(1fcbh02)0.070.070.0540.062s=0.51+(1-2s)-0.50.9640.9640.9720.968As=M/fysh0(mm2)248248189216選配鋼筋82008200820

9、08200實配鋼筋面積（mm2）251251251251板配筋如下圖：2.次梁的計算：次梁按考慮塑性內(nèi)力重頒布方法計算。（1）荷載計算：恒載設(shè)計值：由板傳來永久荷載：2.82×2.1=5.92kn/m；次梁自重：1.2×25×0.2×（0.45-0.08）=2.22kn/m；梁側(cè)抹灰：1.2×17×0.02×（0.45-0.08）×2=0.30kn/m；g=8.44kn/m；活荷載設(shè)計值：由板傳來：p=7.41×2.1=15.56kn/m；合計：g+q=24kn/m。（2）內(nèi)力計算：計算跨度：邊跨：l01

10、=1.025ln=1.025×5910=6058mm；l01=ln+/2=5910+240/2=6030mm；取較小值6030mm中間跨：l0=ln=6000mm；跨度齋戒：（6058-6000）/605810%；按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。查得彎矩系數(shù)值；邊跨中為1/11，離端第二支座為-1/11，中跨中為1/16，中間支座為-1/14，故彎矩設(shè)計值為：M1=-MB=(g+q)l012/11=24×6.032/11=79.32kn·mM2=(g+q)l022/16=24×62/16=54kn·mMc=-(g+q)l022/14=-24×6

11、2/14=-61.71kn·m剪力設(shè)計值為VA=0.45(g+q)l01=0.45×24×5.91=63.81knVBL=0.6(g+q)ln1=0.6×24×5.91=85.10knVBr=0.55(g+q)ln2=0.55×24×6=79.20knVC=0.55(g+q)l02=0.55×24×6=79.20kn（3）承載力計算1）正截面受彎承載力計算 支座B、C按200×450的矩形截面計算，跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣寬度取下面二都是較小值： bf=1/3×6000=2000mm

12、b+sn=200+1900=2100mm 取bf=2000mm梁高：h=450mmh0=450-35=415mm翼緣厚：bf=80mm判別T形截面類型：1fcbfhf(h0-hf/2)=1.0×11.9×2000×80×(415-80/2)=714kn·mM1M2；故各跨中截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，按布置一排縱筋考慮，h0=415mm，混凝土C25，1=1，fc=11.9n/mm2，fy=300n/mm2次梁正截面及斜截面承載力計算分別見下表：次梁正截面承載力計算截面1B2CM（kn·m）79.32-79.32

13、54-61.71s=M/(1fcbh02)0.0190.01930.0130.150s=0.51+(1-2s)-0.50.9900.8920.9940.918As=M/fysh0(mm2)643.5714.2436.4540.0選配鋼筋218+114222314216+14實配鋼筋面積（mm2）662.9760461555.9 2)斜截面承載力計算混凝土C25，ft=1.27n/mm2；箍筋采用HPB235，fyv=210n/mm2；hw/h=(465-80)/2004，屬厚腹梁。次梁斜截面承載力計算截面AB1BrCV（kn）63.8385.1079.2079.200.25cfcbh0=246

14、.9kn0.7ftbh0=73.8knVA73.8kn構(gòu)造配筋35.34knVB1246.9kn計算配筋35.34knVBr246.9kn計算配筋35.34knVC246.9kn計算配筋選用箍筋8666Asv=nAsv1(mm2)100.6100.6100.6100.6S=1.25fyvAsvh0/V-0.7ftbh0-1349×0.8=10794486×0.8=35893589實際配筋8200820082008200驗算0.24（ft/fyv）=0.18%0.25%0.18%0.25%0.18%0.25%0.18%0.25%0.18%滿足最小配筋率。次梁配筋圖見附圖3。3

15、.主梁的計算：主梁按彈性理論計算。主梁兩端支承于磚墻，入墻360mm，高柱截面尺寸為500×500mm，主梁的有關(guān)尺寸及支承情況如圖所示。（1）荷載恒載設(shè)計值：由次梁傳來：8.44×6.3=53.17kn主梁自重（折算為集中荷載）0.3×25×1.2×（0.65-0.08）×2.1=10.77kn；梁側(cè)抹灰（折算為集中荷載）1.2×17×0.02×（0.65-0.08）×2×2.1=0.98kn；G=53.17+10.77+0.98=64.92kn活荷載設(shè)計值：由次梁傳來：P=15.5

16、6×6.3=98.03kn合計：G+P=162.95kn （2）計算跨度主梁兩端支承于磚墻，入墻360mm，中間支承柱500×500，按連續(xù)梁計算邊跨： l01=ln1+(a+b)/2=5810+(360+500)/2=6240mm； l01=1.025×ln+b/2=1.025×5810+500/2=6205mm； 取l01=6210mm中間跨ln=6300mm；跨度差10%，可按等跨連續(xù)梁計算。（3）內(nèi)力計算由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多，故主梁可視為鉸支柱頂上的連續(xù)梁。在各種不同頒布的荷載作用下的內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)內(nèi)力系數(shù)表進行，跨中和支座截

17、面最大彎矩及剪力按下列公式計算，則： M=k1G1+k2Q1； G=64.92kn P=98.03kn V=k3G+k4P； G=64.92kn P=98.03kn邊跨： G1=64.92×6.3=409.00kn·m P1=98.03×6.3=617.59kn·m式中系數(shù)k值由查表得。（4）主梁承載力計算 1）正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按T形截面計算，因為 hf/h0=80/615=0.130.1所以bf=1/3=6.3/3=2.1mb+sn=0.3+6=6.3m取bf=2100mm計算判斷1、2截面類型：1fcbfhf(h0-hf/2)=1.0

18、5;11.9×2100×80×(615-40)=1149.5kn·mM1M2屬第一類T形截面。B支座按矩形截面計算，其彎矩設(shè)計值MB=MBmax-V0·(b/2)=-284.08+157.160.25=-244.79kn·m2）斜截面受力計算（h0=580mm） Hw/b=(h0-hf)/b=(580-80)/3004，屬厚腹梁。將以上最不利內(nèi)立縱使下的彎矩圖及剪力圖分別又疊畫在同一坐標圖上，即可得主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖，參見圖紙。 主梁正截面及斜截面承載力計算分別見表主梁正截面承載計算截面邊跨跨中中間支座中間跨跨中M（kn·m）262.16-244.79138.40-42.02s=M/(1fcbh02)0.02770.2040.01460.0044s=0.51+(1-2s)-0.50.9860.8850.9930.998As=M/fysh0(mm2)14411590755228選配鋼筋