混凝土課程設(shè)計(jì)

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告書 設(shè)計(jì)任務(wù)：樓蓋設(shè)計(jì) 姓名： 邵冰 學(xué)號： 41112020 班級： 土木1101 指導(dǎo)教師：黃勝楠一、設(shè)計(jì)任務(wù)3二、設(shè)計(jì)資料3三、設(shè)計(jì)過程43.1樓蓋、屋蓋的結(jié)構(gòu)平面布置43.2板的設(shè)計(jì)53.2.1板的內(nèi)力分析53.2.2板的受力與配筋計(jì)算63.2.3板的配筋圖83.3次梁的設(shè)計(jì)93.3.1內(nèi)力分析93.3.2次梁的受力與配筋計(jì)算93.3.3次梁配筋圖123.4主梁的設(shè)計(jì)133.4.1主梁的內(nèi)力分析133.4.2主梁的計(jì)算簡圖133.4.3彎矩、剪力計(jì)算143.4.4主梁截面配筋計(jì)算173.4.5主梁配筋圖18一、設(shè)計(jì)任務(wù) 某二層建筑物，為現(xiàn)澆混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)(中間為

2、框架承重，四周為墻體承重)，建筑平面示意圖見下圖。試對樓蓋（包括標(biāo)準(zhǔn)層和頂層）進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)資料 1建設(shè)地點(diǎn)：北京市 2樓面做法：水磨石地面、鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm 石灰砂漿抹底。 3L1為5.1m, L2為4.5m 4由于該建筑用途特殊，樓面活荷載按照實(shí)際測試取值為三、設(shè)計(jì)過程3.1樓蓋、屋蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 主梁沿橫向布置、跨度為4.5m，次梁沿縱向布置、跨度為5.1m；主梁每跨布置兩根次梁，板的短邊方向跨度為4.5m/3=1.5m。長邊與短邊方向的跨度比為3.4。按單向板設(shè)計(jì)。 按高跨比條件，連續(xù)單向板板厚，但是一般建筑的板厚最小不低于70mm，特殊建筑不低于80mm，故取板厚為8

3、0mm。 次梁截面高度應(yīng)滿足 ??；截面寬度一般為截面高度的，取b=200mm。 主梁截面高度應(yīng)滿足 ?。唤孛鎸挾纫话銥榻孛娓叨鹊?，取b=250mm。 板伸入墻內(nèi)120mm，次梁及主梁伸入墻內(nèi)240mm。 建筑材料采用強(qiáng)度為C20的混凝土（），梁中受力鋼筋采用（），其他受力鋼筋和箍筋采用（）。 3.2板的設(shè)計(jì)3.2.1板的內(nèi)力分析 板永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 水磨石面層（底層20mm厚水泥砂漿，10mm厚面層），自重為 80mm鋼筋混凝土板 20mm石灰砂漿抹面 恒載為 板活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 根據(jù)荷載規(guī)范查得荷載分項(xiàng)系數(shù),；結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。板保護(hù)層厚度取15mm，梁保護(hù)層厚度取30mm。 總荷載為 3.2.

4、2板的受力與配筋計(jì)算 計(jì)算簡圖的建立 板按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，滿足不驗(yàn)算撓度的剛度條件，板厚為80mm，次梁為350mm,b為200mm；板的幾何尺寸與支承情況如圖所示： 取1m寬板為計(jì)算單元，各跨的計(jì)算跨度： 中間跨：1.05=1.344m，取1.3m。 邊跨： 板的計(jì)算簡圖為： 板的彎矩計(jì)算 板的邊跨與中間跨的計(jì)算跨長相差小于10%，故按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力，其結(jié)果見表：板的彎矩計(jì)算表截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=1.32l01=1.32l02=1.30l02=1.30(kN.m)8.881.321

5、.32/11=1.407-8.881.321.32/11=-1.4078.881.301.30/16=0.930-8.881.301.30/14=-1.062這是對端區(qū)單向板而言的，對于中間區(qū)格單向板，其和應(yīng)乘以0.8 板的配筋計(jì)算 板為C20混凝土，板厚80mm，=80-20=60mm；板寬b=1000mm。C20混凝土，=1.0，；HPB235鋼筋，=210N/。板配筋計(jì)算的過程于下表：板的配筋計(jì)算表截 面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值（kNm）1.407-1.4070.930-1.062=/（b）0.04070.04070.02690.0307=1-0.04160.04160.02730.0312軸

6、 線、計(jì)算配筋（）=b/114.1114.174.985.6實(shí)際配筋（）4/6125=163.24/6125=163.25125=157.05125=157.0軸 線計(jì)算配筋（）=b/163.20.8=130.56163.20.8=130.56157.00.8=125.6157.00.8=125.6實(shí)際配筋（）4/6125=163.24/6125=163.25125=157.05125=157.0 *對軸線間的板帶，其跨內(nèi)截面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；min=/bh0=100

7、.5/（100060）=0.261%， 0.45/h/h0=0.451.1/21080/60=0.26%，同時(shí)大于0.2%，滿足最小配筋率。3.2.3板的配筋圖.3.3次梁的設(shè)計(jì)3.3.1內(nèi)力分析已知次梁取值，b=200mm永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來的恒載： 3.062.0 =6.12kN/m次梁自重： 250.2（0.40-0.08）=1.6kN/m平頂粉刷： 0.34（0.40-0.08）2 = 0.22kN/m小計(jì) gk= 7.94kN/m永久荷載設(shè)計(jì)值： g=7.941.2 = 9.53kN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk= 42 = 8kN/m可變荷載設(shè)計(jì)值 q = 81.3 =10.4kN/m

8、 荷載總計(jì)算值 g+q = 19.93kN/m3.3.2次梁的受力與配筋計(jì)算 計(jì)算簡圖的建立 次梁按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算，次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為250mm500mm，計(jì)算跨度： 邊跨：=+a/2=5100-120-250/2+120=4975mm1.05=1.054855=5098mm，故取=4975mm=4.975m 中間跨：=4855mm=4.855m 跨度差 （4975-4855）/4975=2.4%10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。計(jì)算簡圖如圖所示： 彎矩計(jì)算次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算 截面位置1邊跨跨中B離端第二支座2中間跨跨中C中間支座彎矩系數(shù)1/11-1/111/16

9、-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=4.975l01=4.975l02=4.855l02=4.855(kN.m)19.934.9752/11-19.934.9752/1119.934.8552/16-19.934.8552/14=44.84=-44.84=29.36=-33.56 剪力計(jì)算次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置A邊支座 離端第二支座離端第二支座C中間支座剪力系數(shù) 0.450.60.550.55凈跨度lnln1=4.975ln1=4.975ln2=4.855ln2=4.855(kN)0.45x19.93x4.9750.6x19.93X4.9750.55x19.93X4.8550.55x1

10、9.93X4.855=44.62=55.49=53.22=53.22 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=/3=5100/3=1700mm；又=b+=200+1500=1700。故取=1160mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置一排。 特殊建筑且C20混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=30mm，一排縱向鋼筋=400-40=360mm。 C20混凝土，=1.0，=9.6N/，=1.1N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，=300N/，箍筋采用HPB235鋼，=210N/。又因?yàn)椋?跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。 正截面配筋計(jì)算次梁正截面配筋計(jì)算表截 面1B2C

11、彎矩設(shè)計(jì)值（kNm）44.84-44.8429.36-33.56=/（b）或=/（）=0.0311=0.202=0.0203=0.135=1-0.03160.2280.350.02050.1460.35=b/或=/422.3496.2273.9336.4選配鋼筋（）314=461216+114 =515.1214 =308312 =339斜截面配筋計(jì)算 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：=-=360-80=280mm，因/b=280/200=1.44，截面按下式驗(yàn)算：0.25b=0.2519.6200360=172.8kN=55.49kN，截面滿

12、足要求。驗(yàn)算是否需要按計(jì)算置配箍筋：=0.71.1200360=55.44kNV=55.49kN需要按計(jì)算配筋, 采用6雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。 = 1.2521057340/（55.491000 - 0.71.1200340） = 202mm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=0.8202=162mm最后取箍筋間距s=160mm。為了方便施工，沿梁長度不變。此時(shí)= 59.4kNVmax=55.49kN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=0.31.1/210=0.157%實(shí)際配筋率=57/（200160）

13、=0.178%0.157% 滿足要3.3.3次梁配筋圖3.4主梁的設(shè)計(jì)3.4.1主梁的內(nèi)力分析 主梁的計(jì)算按彈性方法設(shè)計(jì)，已知，b=250mm為了簡化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk 次梁傳來的永久荷載值 9.534.5=42.89kN主梁自重 （0.50-0.08）2.00.2525=5.25kN平頂粉刷 （0.50-0.08）20.34=0.286kN小計(jì) Gk =48.43kN永久荷載設(shè)計(jì)值G G=Gk=48.431.2=58.12kN取G=60kN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk Qk =84.5=36kN可變荷載設(shè)計(jì)值Q Q=QkQ=361.3=46.8kN 取Q=50kN荷載總的

14、設(shè)計(jì)值 G+Q = 110kN3.4.2主梁的計(jì)算簡圖 主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長度為370mm，中間支承在350mm350mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度:邊跨 =4500-175-120=4205mm 又=1.025+b/2=4485mm +b/2+a/2=4565mm，取=4500mm中跨 =4500mm兩跨相等，采用等跨連續(xù)梁彎矩及剪力系數(shù)。計(jì)算簡圖：3.4.3彎矩、剪力計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值 彎矩M =G+Q式中系數(shù)、由附表E相應(yīng)欄內(nèi)查得 G=604.5=270kN Q=504.5=225kN主梁彎矩計(jì)算表項(xiàng)次荷載作用位置兩跨恒（G）59.94（0.222）-89.91（-0.3

15、33）兩跨活（Q）49.95（0.222）-74.93（-0.333）左跨活（Q）62.55（0.278）-37.58（-0.167）+-164.84+122.49剪力設(shè)計(jì)值 剪力V=G+Q式中系數(shù)、由附表E相應(yīng)欄內(nèi)查得主梁剪力計(jì)算表項(xiàng)次荷載作用位置兩跨恒（G）40.02（0.667）-80.04（-1.334）兩跨活（Q）33.35（0.667）-66.70（-1.334）左跨活（Q）41.65（0.833）-58.35（-1.167）+-146.74+81.67 包絡(luò)圖 根據(jù)主梁彎矩計(jì)算表和剪力計(jì)算表，按已知支座彎矩和荷載求跨中彎矩的方法可繪出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖 +荷載組

16、合時(shí)，； 第一跨跨內(nèi)： 第一個(gè)集中荷載處的彎矩值： 第二個(gè)集中荷載處的彎矩值： 第二跨與第一跨對稱 +荷載組合時(shí)，； 第一跨跨內(nèi)： 第一個(gè)集中荷載處的彎矩值： 第二個(gè)集中荷載處的彎矩值： 第二跨跨內(nèi)： 集中荷載處的彎矩值：剪力包絡(luò)圖 +荷載組合時(shí)， 第一跨跨內(nèi)： 第一個(gè)集中荷載處剪力值： 第二個(gè)集中荷載處剪力值： 第二跨跨內(nèi)： 第一個(gè)集中荷載處剪力值： 第二個(gè)集中荷載出彎矩值： +荷載組合時(shí)， 第一跨跨內(nèi)： 第一個(gè)集中荷載處剪力值： 第二個(gè)集中荷載處剪力值： 第二跨跨內(nèi)：集中荷載的剪力值：得到的彎矩包絡(luò)圖：得到的剪力包絡(luò)圖:3.4.4主梁截面配筋計(jì)算 主梁跨中截面在正彎矩的作用下按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度取下列二值中的較小值。 =1.5m;b+=4.5m 取=1.5m。梁高： （邊跨），（中間跨）翼緣厚： 判定T形截面類型：故各跨中截面屬于第一類T形截面。主梁支座截面及在負(fù)彎矩作用下的跨中截面按矩形截面計(jì)算，。主梁的中間支座寬為：=350mm, =110kN 正截面配筋計(jì)算表 主梁正截面配筋計(jì)算表截面跨中中間支座122.49164.8419.25122.49