混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算說明書

混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算說明書2013年7月目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 ⑤47.46-127.88（-318.33）234.53（358.54）圖4.2主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖2.5.3截面承載力計算主梁跨內(nèi)截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度為：，并取。判別T形截面類型：按第一類T形截面試算跨內(nèi)截面，故主梁跨中截面均屬于第一類T形截面，中間支座截面（因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，并布置在次梁主筋下面）。跨內(nèi)截面在負(fù)彎矩作用下按矩形截面計算，取。主梁正截面及斜截面承載力計算見表2.5.3及2.5.4結(jié)構(gòu)控制截面彎矩和剪力計算公式：式中—按簡支梁計算的支座邊緣處剪力設(shè)計值，；—作用于結(jié)構(gòu)上的恒荷載與活荷載的設(shè)計值；—結(jié)構(gòu)支座的寬度。表2.5.3主梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)中間支座中跨內(nèi)476.63-530.04250.56-123.2862.20467.840.0400.3360.0210.0830.0410.4270.0210.087293838671505816選配鋼筋 實配鋼筋面積284138231610982混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力計算公式：式中—混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；—梁的截面寬度；—梁的有效高度；—箍筋抗拉強度設(shè)計值；—混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力；—配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；—沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距。受彎構(gòu)件的最小尺寸應(yīng)滿足：式中—構(gòu)件斜截面上的最大剪力；—混凝土強度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強度等級不超過C50時，??；當(dāng)混凝土強度等級為C80時，?。黄溟g按線性內(nèi)插法取用；—矩形截面的寬度，T形截面或工字形截面的腹板寬度；—截面的有效高度?；炷脸袚?dān)的剪力計算公式：式中—混凝土承擔(dān)的剪力；—截面高度影響系數(shù)，當(dāng)小于時，取等于求得；當(dāng)大于時，取等于求得；—截面寬度；—截面的有效高度；—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。表2.5.4主梁斜截面承載力計算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)中間支座內(nèi)側(cè)227.73358.54318.33659.59>V611.33>V611.33>V184.68<V171.17<V171.17<V選用箍筋101101101實配箍筋間距200200200248890.5248890.5718455選配彎筋實配彎筋面積/8044904.5.4主梁吊筋計算由次梁傳至主梁的全部集中力為：則選第3章現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計3.1設(shè)計資料已知某多層工業(yè)建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，踏步面層為厚水磨石，底面為厚混合砂漿，混凝土為C25，梁中受力鋼筋為Ⅱ級，其余鋼筋采用Ⅰ級，結(jié)構(gòu)布置如圖3.1所示：圖3.13.2踏步板（TB—1）的計算和配筋3.2.1荷載計算踏步尺寸，斜板厚，，則截面平均高度為：。恒荷載：踏步板自重：踏步面層重：踏步抹灰重：合計：活荷載：總計：3.2.2內(nèi)力計算斜截面尺寸選用，則踏步板計算跨度為。斜板跨中正截面最大正彎矩計算公式：式中—作用于斜板上沿水平方向均布豎向恒荷載和活荷載設(shè)計值;—梯段斜板沿水平方向的計算跨度。由公式得：踏步板跨中彎矩：3.2.3截面承載力計算踏步計算截面尺寸：，截面抵抗矩系數(shù)計算公式：式中—截面抵抗矩系數(shù)；—荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩；—截面的有效高度；—矩形應(yīng)力圖系數(shù)；—截面寬度；—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。相對受壓區(qū)高度計算公式：式中—相對受壓區(qū)高度；—截面抵抗矩系數(shù)。受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計算公式：式中—受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積；—相對受壓區(qū)高度；—截面的有效高度；—截面寬度；—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；—鋼筋受拉強度設(shè)計值。由公式，，得：故踏步板按構(gòu)造配筋，每個踏步板采用，取踏步內(nèi)斜板分布鋼筋。3.3樓梯斜梁（TL—2）的計算和配筋3.3.1荷載計算踏步板傳荷載：斜梁自重：斜梁抹灰重：總計：3.3.2內(nèi)力計算取平臺梁截面尺寸，斜梁水平方向的計算跨度為：由公式得：斜梁跨中截面彎矩及支座截面剪力分別為：3.3.3承載力計算斜梁按T形截面進(jìn)行配筋計算，取，翼緣有效寬度按倒L形截面計算。按梁的跨度考慮：按翼緣寬度考慮：按翼緣高度考慮：取首先按第一類T形截面進(jìn)行計算：由公式，得3.4平臺板（TB—2）的計算和配筋因為：，按單向板計算，應(yīng)沿長邊方向配置不少于短邊方向25%的受力鋼筋。板厚取，取1m寬板帶進(jìn)行計算。3.4.1荷載計算恒荷載設(shè)計值：厚水磨石：厚板：厚底面混合砂漿：線恒荷載設(shè)計值：線活荷載設(shè)計值：總荷載設(shè)計值：3.4.2內(nèi)力計算計算跨度：由公式得：3.4.3承載力計算由公式，，得∴選用。3.5平臺梁（TL—3）的計算和配筋設(shè)平臺梁截面尺寸為。3.5.1荷載計算梁自重：梁側(cè)抹灰：平臺板傳來的荷載：合計：梯段斜糧傳來的集中荷載：3.5.2內(nèi)力計算計算跨度：取，平臺梁按簡支梁計算，計算簡圖如下：平臺梁跨中截面彎矩及支座截面剪力分別為：3.5.3承載力計算（1）按倒L形截面計算，（2）梁的有效高度：（3）受壓翼緣寬度：?。?）判別T形截面類別：屬于第一類T形截面（5）正截面承載力計算選配截面尺寸驗算(6)斜截面承載力計算按構(gòu)造配箍筋，選配.第4章單層廠房設(shè)計車間平面布置示例廠房剖面圖4.1計算簡圖本車間為機修車間，工藝無特殊要求，結(jié)構(gòu)布置均勻，荷載分布均勻，故可以從整個房中選擇具有代表性的排架作為計算單元，如圖所示計算單元寬度為。由設(shè)計資料可知柱頂標(biāo)高，軌頂標(biāo)高為，設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為，則計算簡圖和吊車梁的高度求總高度H=11.9+0.5=12.4m根據(jù)建筑剖面及其構(gòu)造，確定廠房計算簡圖如圖所示其，下柱高，上柱高柱截面幾何參數(shù)參數(shù)柱號截面尺寸面積慣性矩自重A,C上柱下柱ⅠB上柱下柱I4.944.2荷載的計算4.2.1恒載（1）屋面恒載：兩氈三油防水層：20mm厚水泥砂漿找平層：厚水泥礫石保溫層：一氈兩油隔氣層：厚水泥砂漿找平層：預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板：屋蓋鋼支撐：合計：屋架自重YWJA—24AB跨1.2×(106＋26.9＋5.94×2)KN=173.7KN/榀BC跨1.2×106KN=127.2KN/榀天溝板1.2×2.02=2.424KN/m故作用于AB跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為作用于BC跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為(2)柱自重重力荷載設(shè)計值：A、C柱：上柱：下柱：B柱:上柱：下柱：（3）吊車梁及軌道自重AB跨：BC跨：各恒載作用位置如圖所示。4.2.2屋面活荷載由《荷載規(guī)范》差得，屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5（可作0.2的增減），本處取0.7，雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.45，故僅按屋面活荷載計算。AB跨：BC跨：屋面活荷載在每側(cè)柱上的作用點位子與屋蓋結(jié)構(gòu)自重相同。4.2.3.吊車荷載本車間選用的吊車主要參數(shù)如下：吊車的參數(shù)為：，，，，，。根據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)點的豎向坐標(biāo)值，如圖所示吊車豎向荷載BC跨同AB跨一樣吊車橫向水平荷載BC跨同AB跨一樣作用于每一個輪子上的吊車荷載水平制動力計算公式：（）式中—每一個輪子作用在軌道上的橫向水平制動力；—橫向水平制動系數(shù)；—吊車的額定起重量的重力荷載；—小車的重力荷載。作用于拍架上的吊車橫向的水平荷載設(shè)計值計算公式：（）式中—第個大車輪子的橫向水平制動力；—吊車梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值；—影響線數(shù)值?！詈奢d分項系數(shù)（1）.風(fēng)荷載由《荷載規(guī)范》查得，該地區(qū)基本風(fēng)壓，風(fēng)壓高度系數(shù)按B類地面取值：柱頂（標(biāo)高）檐口（標(biāo)高）屋頂：AB跨標(biāo)高BC跨標(biāo)高15.8m，風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖所示。故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為作用于排架上的風(fēng)荷載的設(shè)計值為右來風(fēng)時：4.3內(nèi)力分析本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。4.3.1剪力分配系數(shù)的計算該廠房為一跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。其柱的剪力分配系數(shù)見下表：柱剪力分配系數(shù)柱號A、C柱0.286B柱0.4284.3.2恒載作用下的內(nèi)力分析A柱列：B柱列：C柱列：柱列所受彎矩如圖所示。各柱不動鉸支承反力分別為：A柱列：，，則B列柱：，，則同理可得：，C列柱：，，則同理可得：，故假設(shè)在排架柱頂不動鉸支的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)規(guī)定故恒載作用下排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。恒載作用軸力圖4.3.3屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析AB跨作用有屋面活荷載時由屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為，其中在A列柱、B列柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為各柱不動鉸支座反力分別為A列柱： ，，，B列柱：，，，假象排架柱頂下動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為AB跨作用有屋面活荷載時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。BC跨作用有屋面荷載時與AB跨對稱BC跨作用有屋面活荷載時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。4.3.4吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠房整體空間工作，）（1）AB跨作用于A列柱，由AB跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動鉸支座反力分別為：A列柱：，，，B列柱：，，，假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為AB跨作用在A柱時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（2）AB跨作用在B柱左側(cè)由AB跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動鉸支座反力分別為：A列柱：，，，B列柱：，，，假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為AB跨作用在B柱時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（3）BC跨作用在B柱右側(cè)由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（2）種情況，所以計算結(jié)果對稱，故BC跨作用于B柱右側(cè)時，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（4）BC跨作用在C柱由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（1）種情況，所以計算結(jié)果為對稱，故BC跨作用于C柱時，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。4.3.5.吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠房整體空間工作，）（1）當(dāng)AB跨作用由吊車橫向水平荷載時各柱不動鉸支座反力分別為：A列柱：，，B列柱：，，假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩圖如圖所示。AB跨作用有吊車荷載的彎矩圖（2）當(dāng)BC跨作用有吊車橫向水平荷載時，由于排架結(jié)構(gòu)對稱，荷載反對稱，所以計算簡圖和彎矩分別如圖所示。4.3.6.風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析右來風(fēng)時，計算簡圖如圖所示。各柱不動鉸支座反力分別為：A列柱：，，C列柱：，，假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為右來風(fēng)時排架柱的彎矩圖如圖所示，左來風(fēng)時排架柱內(nèi)力近似地按右來風(fēng)時的反對稱荷載取值。4.4.內(nèi)力組合考慮廠房整體空間工作，對A柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，組合結(jié)果如表所示，表4-4A柱內(nèi)力設(shè)計值匯總表柱號及正向內(nèi)力荷載類別恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在AB跨作用在BC跨作用在A柱作用在B柱左作用在B柱右作用在C柱作用在AB跨作用在BC跨左風(fēng)右風(fēng)序號①②③④⑤⑥=7\*GB3⑦⑧⑨=10\*GB3⑩=11\*GB2⑾M15.630.7163.39-52.67-46.7037.39-7.75±0.55±22.6424.46-28.98N323.2559.92000000000M-47.24-14.263.39123.42-19.6137.39-7.75±0.55±22.6424.46-28.98N383.9959.920586.9590.30000000M26.30-5.8511.07-4.23-125.31122.02-25.3±123.52±73.90209.91-172.20N433.859.920586.9590.30000000V7.950.980.893-13.86-12.299.84-2.04±14.3±5.9632.06-23.90注：1.2.表中恒載內(nèi)力系數(shù)按所得。如取時，則恒載內(nèi)力須乘以；如取時，則恒載內(nèi)力須乘以。表4-5A柱控制截面組合的內(nèi)力設(shè)計值截面?zhèn)渥?0.76-53.6144.0177.99389.76269.38405.60269.38111.62-110.3171.25-82.01789.55476.5954.19319.99387.74-311.14222.17363.01762.50460.331003.50361.5047.39-33.3424.4149.26280.09-215.98161.82265.55596.28432.10768.79361.5034.80-21.9218.3831.72B柱和C柱內(nèi)力組合及截面設(shè)計，可按同理進(jìn)行。4.5柱截面設(shè)計以A柱為例?；炷翉姸鹊燃墳镃30，，；采用HRB400級鋼筋，，。上、下柱均采用對稱配筋。（1）選取控制截面最不利內(nèi)力對上柱，截面有效高度取，則大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時對應(yīng)的軸向壓力為由表可見，上柱截面共有4組不利內(nèi)力，4組內(nèi)力均滿足，故均為大偏壓。對這4組內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時，軸力越小越不安全；軸力相差不多時，彎矩越大越不安全”的原則，可確定上柱的最不利內(nèi)力為，對下柱，截面有效高度取，則大、小偏心受壓界限破壞時對應(yīng)的軸向壓力為由表可見，下柱和截面有8組最不利內(nèi)力，均滿足對這8組內(nèi)力采用也上柱截面一樣的分析方法，可得下柱的最不利內(nèi)力為截面，截面，（2）上柱配筋計算上柱最不利內(nèi)力為，查表可得有吊車廠房排架方向柱的計算長度為（?。┕嗜∵M(jìn)行計算。選318，則滿足要求查表可得垂直于排架方向住的計算長度則滿足彎矩作用平面外的承載力要求。（3）下柱配筋計算由分析結(jié)果可知，下柱去下列兩組為最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計算：，，①按，計算查表得下柱的計算長度為截面尺寸（?。┫燃俣ㄖ泻洼S在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，則②按，計算（?。┫燃俣ㄖ泻洼S在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，取。選418。③驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力查表得垂直排架方向的計算長度滿足條件（4）柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上、下柱均選用箍筋。牛腿設(shè)計根據(jù)吊車梁支承位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸，其中牛腿截面寬度與柱寬相等，牛腿截面高度，①牛腿截面高度驗算按式進(jìn)行驗算，其中，，取。故牛腿截面高度滿足要求。②牛腿配筋計算由于，因而該牛腿可按構(gòu)造配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，。實際選用414（）。水平箍筋選用。柱的吊裝驗算①內(nèi)力計算采用翻身起吊，吊點設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計強度后起吊。由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》表2.4.6可得拄插入杯口深度為，取，則柱吊裝時總長度為，計算簡圖如圖所示圖4-6柱吊裝計算簡圖柱吊裝階段的荷載為柱的自重重力荷載（考慮動力系數(shù)）即由得：，令得，則下柱段最大彎矩為：②承載力和裂縫寬度驗算上柱配筋為（318），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗算：（418），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗算：滿足要求4.6基礎(chǔ)設(shè)計GB50007-2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對于6m柱距的單層多跨廠房，其地基承載力特征值為、吊車起重、廠房跨度、設(shè)計等級為丙級時，可不做地基變形驗算。本例滿足上述要求，故不需做地基變形驗算?；A(chǔ)混凝土強度等級采用，下設(shè)厚的素混凝土墊層（1）作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（Ⅲ-Ⅲ截面）傳給基礎(chǔ)的M，N，V以及外墻自重重力荷載。前者可由表中的Ⅲ-Ⅲ截面選取，見表4-6，其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗算，基本組合值用于受沖切承載力驗算和板底配筋計算。表4-6基礎(chǔ)設(shè)計的不利荷載組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合第1組387.74762.5047.39280.09596.2834.80第2組-311.14460.33-33.34-215.98432.10-21.92第3組222.171003.5024.41161.82768.7918.38由下圖可見，每個基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0?？偢叨葹?3.3，墻體為240實心墻（），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重量為根。計算范圍見下圖每個基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載為：240mm厚磚墻：鋼框玻璃窗：基礎(chǔ)梁：合計：距基礎(chǔ)形心的偏心距為：（2）基礎(chǔ)尺寸及埋置深度①按構(gòu)造要求擬定高度h由表2.4.6得柱的插入深度，取。由表2.4.7得杯底厚度應(yīng)大于，取，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，故基礎(chǔ)埋置深度為：由表4-7得杯壁厚度，取；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺階高度取，見下圖。表4-7基礎(chǔ)杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度杯壁厚度t②擬定基礎(chǔ)底面尺寸適當(dāng)放大，取。③計算基底壓力及驗算地基承載力：基礎(chǔ)底面壓力計算及地基承載力驗算見表4-8表4-8基礎(chǔ)底面壓力計算及地基承載力驗算表類別第1組第2組第3組280.09596.2834.80-215.98432.10-21.92161.82768.7918.381188.091023.911360.60158.84-402.4621.69155.22103.08181.0637.72149.23141.50129.15〈200155.22〈240109.39〈200181.06〈240145.37〈200149.23〈240注：（3）基礎(chǔ)高度驗算采用基底凈反力設(shè)計值，和。計算結(jié)果見表4-9表4-9基礎(chǔ)底面凈反力設(shè)計值計算表類別第1組第2組第3組387.74762.5047.39-311.14460.33-33.34222.171003.5024.411102.02799.851343.02248.71-543.0156.71162.0273.45182.140153.58133.39因臺階高度與臺階寬度相等（均為），所以只需驗算變階處的受沖切承載力。變階受沖切承載力計算截面如下圖所示。變階處截面有效高度。因為，即：，因，所以取，則，??；，則故基礎(chǔ)高度滿足要求。（4）基礎(chǔ)底板配筋計算①柱邊及變階處基底反力計算基礎(chǔ)底板配筋計算時長邊和短邊方向的計算截面如下圖所示。圖4三組不利內(nèi)力設(shè)計值在柱邊及變階處的基底凈反力計算見表4-10表4-10柱邊及變階處基底凈反力計算公式第1組第2組第3組128.81113.83146.01138.65134.08148.25145.42147.99149.80150.34158.11150.92117.7491.07143.49②柱邊及彎階處彎矩計算：

③配筋計算基礎(chǔ)底板受力鋼筋采用HPB300級（）。長邊方向鋼筋面積為：選用。基礎(chǔ)底板短邊方向鋼筋面積為：選用（）。由于，所以杯壁不需要配筋。基礎(chǔ)底板配筋圖見結(jié)構(gòu)施工配筋圖。結(jié)論在老師的耐心的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我成功地完成了這次的課程設(shè)計。雖然成果不夠令人滿意，可能只能以合格來形容，但終究是自己動腦動手一步一步扎扎實實做出來的，因此，我覺得我還是成功了。同時我發(fā)現(xiàn)受限于自己的知識水平、思維方式和經(jīng)驗等等，在設(shè)計過程中鮮有創(chuàng)新之舉，未能自如的選擇最優(yōu)的設(shè)計方案；因此我覺得自己須更加努力的學(xué)習(xí)專業(yè)知識和積累經(jīng)驗。在這三周中，我能根據(jù)計劃進(jìn)度的安排，在老師的指導(dǎo)和與同學(xué)的相互討論下，按時按量的完成自己的設(shè)計任務(wù)。貫穿于整個設(shè)計過程中，我重新溫習(xí)了《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、