混凝土課程設(shè)計計算書

1、河南工程學(xué)院鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計某工業(yè)廠房現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 院：專業(yè)班級：專業(yè)課程：指導(dǎo)教師：2015年12月25日某工業(yè)廠房現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計、設(shè)計資料1. 樓蓋梁格布置樓蓋梁格布置如圖1所示（樓梯間在此平面外），主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁、次梁的跨度見表1。D：表1樓面活荷載、主梁、次梁跨度序號樓面活荷載標準值（kN/m 2）次梁跨度（mm）主梁跨度（mm）86600063002. 樓面做法水磨石，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板， 20mm 混合砂漿抹底。3. 樓面荷載均布活荷載標準值見表 1。4. 材料混凝土強度等級 C30 ；梁鋼筋采用 HRB4

2、00 級鋼筋，板鋼筋采用 HPB300 級鋼筋。二、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 主梁沿著橫向布置，次梁沿著縱向布置。主梁跨度為6.3m ，次梁跨度為6.0m ，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為6.3/3 2.1m , l 02 /l 01= 6.0/ 2.1= 2.85 , 22.853,則板按照單向板設(shè)計，但應(yīng)適當增加 沿長跨方向的分布鋼筋，以承擔長跨方向的彎矩。按跨高比條件，要求板厚h2100/ 3070mm對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h70mm,從安全角度考慮，取板厚h80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足： h lo/18lo/12 6000/18 6000/12 334 500mm。考慮到樓面可變荷載比

3、較大，取h 400mm。次梁的截面寬度：b h/3h/2 400/3 400/2 134 200m m，取 b 200mm。主梁的截面高度應(yīng)該滿足：h |0/ 15 l 0/ 10 6300/ 15 6300/ 10420 630mm，取 h500mm 主梁截面寬度取b 300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖2所示。LI U)fflox4(rL】（3麵農(nóng)MUS)aMK*.j/-丄入jD(sZ)3HV：6圖2結(jié)構(gòu)平面布置圖三、板的設(shè)計1荷載板的永久荷載標準值水磨石面層80mm鋼筋混凝土板20mm混合砂漿0.65kN/m0.08 252.0kN/m0.02 X17 = 0.34kN/m小計板的可變荷載

4、標準值永久荷載分項系數(shù)取1.2；因樓面可變荷載標準值為0.65+2.0+0.34=2.99kN/m6.0kN/m6.0kN/m24.0kN/m ,s瓷臺品&寫至芻ClED所以可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.3。于是有板的永久荷載設(shè)計值可變荷載設(shè)計值荷載總設(shè)計值g=2.99 x 1.2=3.59kN/mq=6 x 1.3=7.8kN/m近取g+q=3.59+7.8=11.39kN/mg+q=11.40kN/m2. 計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。次梁截面為 200mmX 400mm板的設(shè)計跨度為：邊跨101 In 2100 2002 2000mm中間跨102= In = 2100-200=1900mm因為

5、跨度相差小于10% ,可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元, 計算簡圖如圖3所示。g -t q = 11*/ ri212伽 Ilgm圖3板的計算簡圖3. 彎矩設(shè)計值不考慮板拱作用截面彎矩的折減。由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表11-1可查得，板的彎矩系數(shù) m分別為：端支座-1/16；邊跨中，1/14;離端第二支座，-1/11;離端第二跨跨中1/16;中間支座-1/14;中跨中1/16。故有各彎矩值:Ma(gq)W2/1611.40 2.02 /162.85kNmM1(gq)l012/1411.4 2.02 /143.26kN mMb(g2q)l01 /11211.40 2.0 /114.16kNm

6、Mc(gq)|022 /1411.4 1.92 /142.94kNmM2M 3(g q)l022/1611.4 1.92 /162.57kNm4. 正截面受彎承載力計算環(huán)境類別一類，C30混凝土，板的最小保護層厚度c 15mm。假定縱向鋼筋直徑d為10mm,板厚80mm,則截面有效高度：ho h c d/2 80 15 10/2 60mm;板寬 b 1000mm 0 C30 混凝土， 1 1.0， fc 14.3kN/mm2 ； HPB300 鋼筋，fy 270N/mm2, ft 1.43N/mm2。板配筋計 算的過程見表2。表2板的配筋計算截面A1B2C彎矩設(shè)計值（kN m）2.853.26

7、-4.162.57-2.94s M/( 1fcbh02)0.0550.0630.0810.0500.0571 - - 2 Ys0.0560.070.0840.0520.059計算配筋(mm2)A bl% 1ffy190.7222.4270.1165.2187.4實際配筋(mm2)8200820082008200 8200As 251As 251As 251As 251As=251計算結(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；且As/bh=201/(1000X80)=0.221%0.45ft/fy二 270= 0.212%0.2% ,滿足最小 配筋率的要求。四、次梁設(shè)計根據(jù)本

8、車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。1.何載設(shè)計值永久何載設(shè)計值板傳來的永久何載3.592.17.54kN/m次梁自重0.2 (0.4 0.08)25 1.2 1.92kN/m次梁粉刷0.02 (0.4 0.08) 217 1.2 0.26kN/m小計g 7.54 1.92 0.26 9.72kN / m可變荷載設(shè)計設(shè)計值q 7.8 2.116.38kN/m荷載總設(shè)計值g q 9.72 16.3826.1kN/m2. 計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。主梁截面為 300mm x 500mm。計算跨度:邊跨：l01 ln 6000 100 300/2 575

9、0mm中間跨：102 l n 6000 3005700mm因跨度相差小于10%可按等跨連續(xù)梁計算。次梁的計算簡圖如圖 4所示1 lc riA Af 2%3 耳 2 玉 1 AAl57 SOL57001L5700LS7f)0L750L圖4次梁計算簡圖3. 內(nèi)力計算由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表11-1表11-3可查得，板的彎矩系數(shù)m分別為：端支座-1/24;邊跨中1/14；離端第二支座-1/11;離端第二跨跨中1/16；中間支座 -1/14；中跨中1/16。剪力系數(shù)av分別為：A支座內(nèi)側(cè)州:0.50;離端第二支座外 側(cè)Bex : 0.55 ;離端第二支座內(nèi)側(cè)Bin : 0.55 ;中間支座外側(cè)Cex: 0

10、.55 ;中間支 座內(nèi)側(cè)Cin : 0.55。故有彎矩設(shè)計值：Ma (g q)l12/24261 5.752/24360kN mM1 (g q)l012/14 261 5.752/14 61.64kN mMb (g q)l012/11 261 5.752/1178.45kN m2 2M2 (g q)lo2 /16 261 5.7 /16 530kN mMC (g q)l022 / 14 26.1 5.72 /14 60.57kN mM 3 M 2 53.0kN m剪力設(shè)計值：VA0.50(gq)ln10.5026.15.7575.04kNVBl0.55(gq)ln10.5526.15.7582

11、.54kNVBr0.55(gq)ln20.5526.15.7081.82kNVC VBr 81.82kN4. 承載力計算1) 正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按 T 形截面計算，翼緣寬度取bf l /3 6300/3 2100mm， bf b sn 200 1900 2100mm，bf b 12hf 200 12 80 1160mm三者中的較小值，故取bf 1160mm。所有 截面鋼筋均布置一排。環(huán)境類別一級，C30混凝土，梁的最小保護層厚度c 20mm。假定箍筋直徑10mm縱向鋼筋直徑20mm則一排縱向鋼筋h。400 20 10 20/2 36cmm022C30 混凝土， 11.

12、0, c 1 , fc 14.3N/mm , ft 1.43N/mm ;縱向鋼筋采用 HRB400 鋼， fy 360N/mm2 ， fyv 360N/mm2 01fcbfhf(h0 hf/2) 1.0 14.3 1160 80 (360 80/2) 265kN?m Mmax 78kN?m 截面均屬于第一類 T 形截面0正截面承載力計算過程見表 30表3次梁正截面受彎承載力計算截 面A1B2C彎矩設(shè)計值(kN ? m)-3661.64-78.4553.0-60.572sM/(1fcbh。)3610661.6410678.45 106=053.01066Q 57 106或1 143200 360

13、2114.311603602114.32003602114 3116036& 14 3200 3602s M /(1fcbfh0 )=0.097=0.029.212=0.025=0.1630.029Q241 0.350.0250.173 0.35j嚴sU.1U2 0 35Asbh0 1fc/fy或Asbfh0 1fc/fy291.72481.10689.26414.70494.80選配鋼筋2世182健183世183世142吃182 (mm )As=509As=509As=763As=461As=509計算結(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，并且有：As/(bh) 30

14、8/(200 400 0.39% 0.2% 0.45ft/fy 0.45 1.43/360 0.18%。及同時大于0.2%，即次梁配筋滿足最小配筋率的要求。2) 斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計算和最小配箍率驗算。0.7 ftbh0= 0.7X1.43X400X360= 144.14kNV max = 82.54kN。應(yīng)配箍筋：驗算截面尺寸：hw h) hf 360 80 280nm,因g/b 280200 1.4 4,故截面尺寸按照下式驗30.25 cfcbho 0.25 1 14.3 200 360 257.40 10 N Vmax 82.540kN截面尺寸

15、滿足要求。計算所需腹筋：采用C6雙肢箍筋，計算B支座左側(cè)截面。因Vcs 0.7ftbh)fyvAsV*h)/s，得到箍筋間距。S= fyvAsv h0 /(Vbc- 0.7 ftbh0)=700mm調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%或者箍筋的間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，s 0.8 700 560nm由混凝土結(jié) 構(gòu)-上冊表4-1查得，當0.7ftbh。Vmax，梁高300 h 500時，梁中箍筋最大間 距為200mm。最后取箍筋間距s 200mm驗算配箍率下限值：上面已經(jīng)算出配箍率的下限值sv,min 0.3 ft / fyv 0.12%，而次梁中實際配箍率sv

16、Asv/(bs) 56.6/(200 200) 0.14% 0.12%，配箍率下限值滿足要求。五、主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(shè)計。1荷載設(shè)計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來的永久荷載9.72 6.0 58.32kN0.02 (0.50 0.08) 2 2.1 17 1.20.89kN主梁重() 0.3 2.1 25 1.2 9.828kN主梁粉刷永久荷載設(shè)計值G 58.32 9.828 0.89 69.04kN可變荷載設(shè)計值Q 16.38 6.0 10320kN2. 計算簡圖因主梁的線性剛度與柱線剛度之比大于 5,豎向荷載下主梁內(nèi)力近似按連續(xù) 梁計算，按彈性理論設(shè)計，計算跨度取支承

17、中心線之間的距離，I。6600mm。主梁的計算簡圖如圖5所示?？衫没炷两Y(jié)構(gòu)-中冊表6-2計算內(nèi)力。G3(3G(G(GGf勺11123B6300主梁計算簡圖3. 內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖1) 彎矩設(shè)計值彎矩 M k1Gl0 k2QI，式中系數(shù)K,k2由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得。M 1max 0.244 69.04 6.3 0.289 103.20 6.3 294.02kN ?mMB,max0.267 69.04 6.3 ( 0.311 10320 6.3)31833kN?mM 2,max 0.067 69.04 6.3 0.200 103.20 6.3 159.17kN ?m2) 剪力

18、設(shè)計值剪力V ksG k4Q，式中系數(shù)k3,k4由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2相應(yīng)欄內(nèi)查得。VA,max 0.733 69.04 0.866 103.20139.98kNVBi,max1.267 69.04 ( 1.311) 103.2022277kNVBr,max 169.041.222103.20195.15 kN3) 彎矩包絡(luò)圖第1、3跨有可變荷載，第二跨沒有可變荷載由混凝土結(jié)構(gòu)-中冊表6-2可知，支座B或者支座C的彎矩值為：MB MC0.267 6904 6.3 0.133 10320 6.3 202.60kN?m在第1跨內(nèi)：以支座彎矩Ma0, Mb202. 60kN ? m的連線為基線，

19、作G 69.04kN,Q 103.20kN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：】(G Q)l0 歸丄(69.04 103.20) 6.3 20260294.07kN ? m (與前面計算的3333M 1,max 294.02kN?m 接近)12MB 12 202.60(G Q)l0 B (69.04 103.20) 6.3226.64kN?m3333在第2跨內(nèi)：以支座彎矩Mb 202.60kN ?m，MC20260kN?m的連線為基線，作G 6904kNQ0的簡支梁彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：1 1-Gl0 MB - 69.04 6.3 202.605

20、7.601kN?m。30 B 3第1、2跨內(nèi)有可變荷載，第3跨內(nèi)沒有可變荷載在第1跨內(nèi)：以支座彎矩Ma 0,Mb 308.33kN ? m的連線為基線，作G69. 04kN,Q10320kN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(G Q)l。31-(G Q)lo3譽 1(69.。4 血2。)6.3 呼 255.59kN?2Mb1 (69.04 103.20) 6.6 2 308.33 l49.48kN?m33在第2跨內(nèi)：Me0.267 6904 6.30.089 10320 6.3174.0CkN?m。以支座彎矩Mb 318.33kN ?m , Me174.0

21、0kN?m的連線為基線，作G 6904 Vmax = 222.77kN需配箍筋:截面尺寸按照下式驗算：0.25 cfcbh) 0.25 1 143 300 520 5577 103N Vmax 22277kN，截面尺寸滿足要求。計算所需腹筋：采用C10200雙肢箍筋，Asv157Vcs 0.7ftbho 匚亠入 0.7 1.43 300 520 360520s200=303.108KNVmax ，不需要配置彎起鋼筋。驗算最小配箍率:svbs1570.26% 0.24f300 200fy0.24 竺0.10%，配箍率滿足要求次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算:次梁傳來的集中力 fl 5832 10320

22、 161.52kN , h, 600 400 200mm,附加箍 筋布置范圍s 2h, 3b 2 200 3 200 1000nm。取附加箍筋C10200雙肢，則在 長度s內(nèi)可以布置附加箍筋的排數(shù)m 1000/200 1 6排，次梁兩側(cè)各布置3排。 由混凝土結(jié)構(gòu) -中冊式(11-22)， m nfyvAsv1 6 2 360 78.5 339.12kN fl 16152kN， 滿足要求。因主梁的腹板高度大于 450mm ，需要在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向 構(gòu)造鋼筋的截面面積不小于腹板面積的 0.1%，且其間距不大于200mm。現(xiàn)每 側(cè)配置2C14縱向構(gòu)造鋼筋，則有：308/(300 480

23、) 0.21% 0.1%，滿足要求。六、繪制施工圖樓蓋施工圖包括施工說明、 結(jié)構(gòu)平面布置圖、 板配筋圖、次梁和主梁配筋圖。1. 施工說明本設(shè)計施工說明詳見結(jié)構(gòu)施工圖 1。2. 結(jié)構(gòu)平面布置圖結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖 2。3. 板配筋圖板配筋采用分離式，板面鋼筋從支座邊伸出長度a ln /41900 / 4475 mm 500 mm 。板配筋圖詳見結(jié)構(gòu)施工圖 1。4. 次梁配筋圖次梁支座截面上部鋼筋的第一批切斷點要求離支座邊ln/5 20d 5700/5 20 18 1500，現(xiàn)取 1500；切斷面積要求小于總面積的二分之一，B支座切斷1C18,切斷面積小于總面積的二分之一，B支座剩余兩根做架 立筋，

24、滿足要求。端支座上部鋼筋伸入主梁長度la （0.14 360/1.43）d（0.14 360/1.43） 18 635mm。下部縱向鋼筋在中間支座的錨固長度 las 12d12 18216mm 。次梁配筋圖詳見結(jié)構(gòu)施工圖 2。5. 主梁配筋圖主梁縱向鋼筋的彎起和切斷需按彎矩包絡(luò)圖確定。底部縱向鋼筋伸入支座， 不配置彎起鋼筋，下部縱向鋼筋在中間支座處的錨固長度 las 12d264mm。確定B支座上部鋼筋的切斷點：截取負彎矩的抵抗彎矩圖如圖7所示。將B支座的、號鋼筋按鋼筋面積比確定各自抵抗的彎矩： 號鋼筋（2C18，A 507）抵抗彎矩為 283.88 507/1769.5 81.34kN ?m ； 號鋼筋（2C18，A 507 ）的抵抗彎矩為；283.88 507/1769.5 8