【混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)5400字（論文）】

土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)成果第一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)題目混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)資料1）設(shè)計(jì)樓面構(gòu)造層的標(biāo)準(zhǔn)：要求水泥砂漿抹地面的厚度不能小于20mm要求樓板必須為鋼筋混凝土澆筑而成要求厚石灰砂漿抹墻面的厚度不能小于20mm2）要求樓面最大可變載荷不能低于6.0kNm3）規(guī)定樓面永久載荷系數(shù)取值為1.2，當(dāng)樓面可變載荷大于4kN/m24）建筑材料：要求使用c25規(guī)格的混凝土澆筑樓板，要求鋼筋直徑小于10mm時(shí)優(yōu)先選擇hpb235級別的鋼筋，直徑大于12mm時(shí)優(yōu)先選擇hrb335級別的鋼筋。二、設(shè)計(jì)樓蓋平面結(jié)構(gòu)分別從縱向和橫向兩個(gè)方向來設(shè)計(jì)主梁和次梁。主梁與次梁的最大跨度不能超過6.3m。每一根主梁要求搭配兩根次梁，由于樓板的跨度僅為2.1m，所以本次設(shè)計(jì)選擇單向板。從工業(yè)建筑樓蓋板跨高的標(biāo)準(zhǔn)來看，其厚度要大于80mm，因此本次設(shè)計(jì)選擇樓蓋板的厚度為100mm。從工業(yè)建筑對次梁截面高度的要求來看，其標(biāo)準(zhǔn)在350-525mm之間，由于本次設(shè)計(jì)樓蓋面的可變載荷值較大，所以本次設(shè)計(jì)次梁的截面高度為500mm，寬度為200mm。從工業(yè)建筑對框架梁節(jié)目高度的要求來看，其標(biāo)準(zhǔn)在420-630mm之間，本次設(shè)計(jì)截面高度為600mm，寬度為300mm。詳細(xì)的樓蓋結(jié)構(gòu)平面分布圖參見附件一。三、設(shè)計(jì)板的標(biāo)準(zhǔn)1）荷載標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)要求，使用厚水泥砂漿抹板面的厚度不能小于20mm，其載荷力要大于0.4kN/m2。使用鋼筋混凝土澆筑板面，其載荷力不能小于2.5kN/m2。使用厚石灰砂漿抹板底厚度不能小于20mm，其載荷力不能小于0.34kN/m2。本次設(shè)計(jì)規(guī)定板面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)不能小于3.24kN/m2，取值為3.5kN/m要求規(guī)定板的恒荷載分享固定系數(shù)取值為1.2，當(dāng)樓板活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值大于4kN/m2時(shí)，其值可為1.3.在本次設(shè)計(jì)中計(jì)劃將板的恒荷載值設(shè)計(jì)為3.888kN/m2，活荷載值設(shè)計(jì)為7.8kN/m2，計(jì)算得出總荷載值為1)簡圖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本次設(shè)計(jì)中次梁的橫截面積為10000mm，長寬分別為500和200mm，板在墻上需承擔(dān)長度為120mm的稱重。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)力分布原理，分別計(jì)算出次梁邊跨的長度為1930mm，本次取值為1950mm，中間跨的長度為1900mm。由于兩者長度相差不過20mm，所以在計(jì)算等跨連續(xù)板時(shí)可按照1m寬板的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。下圖所示的是簡圖的設(shè)計(jì)概況2）彎矩設(shè)計(jì)值查表得，板的彎矩系數(shù)αm分別為：邊跨中：1/11，離端第二支座：-1/11，中跨中：1/16，中間支座：-1/14M1=-Mb=(g+q)101Mb=-(g+q)M2=(g+q)101Mc=-(g+q)10123）正截面受彎承載力計(jì)算假定板的厚度和寬度分別為80mm和1000mm，此外混凝土的型號為c23，且a1、fc、fy的取值分別為1.0、11.9N/mm2、210N/板的配筋計(jì)算表截面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m）3.96-3.962.64-3.02αs=M/a1fcbh00.0520.0520.0350.040ξ=1-(1-2αs)1/20.0530.0530.0360.041邊跨：計(jì)算配筋(mm2)AS=ξbh0fc/fy240240163186邊跨：實(shí)際配筋(mm2)φ8@200As=251φ8@200As=251φ6/8@240As=164φ6/8@200As=196中跨：計(jì)算配筋(mm2)AS=ξbh0fc/fy2402400.8*163=130.40.8*186=156.8中跨：實(shí)際配筋(mm2)φ8@200As=251φ8@200As=251φ6/8@300As=131φ6/8@250As=157從上表所示的數(shù)據(jù)可以看出，板的ξ都沒有超過0.35，這說明板的塑性負(fù)荷內(nèi)力重分布的規(guī)定。As/bh=131/(1000*80)=0.13%≤0.45ft/fy=0.45*(1.27/210)=0.27%大，同時(shí)大于0.2%，因此第二跨應(yīng)減小鋼筋間距取選用四、次梁設(shè)計(jì)1）荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值：板傳來恒荷載：3.888*2.1=8.16次梁自重：0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4次梁粉刷：0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2+0.02*0.1*17*1.2=0.37小計(jì)：10.93Kn/m活荷載設(shè)計(jì)值：q=7.8*2.1=16.38Kn/m荷載總設(shè)計(jì)值：g+q=21.31kN/m2）計(jì)算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240。主梁截面為200*600計(jì)算跨度：邊跨l=l0+a/2=6300-120-250/2+240/2=6425mm<1.025ln=6457mm，取l0=6457mm中間跨：l0=l因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算，次梁計(jì)算簡圖如下圖所示：3）內(nèi)力計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值：M1=-Mb=(g+q)Mc=-(g+q)M2=(g+q)剪力設(shè)計(jì)值：VA=0.45*(g+q)lVBL=0.60*(g+q))lVBR=0.55*(g+q))lVC=0.55*(g+q))l4)承載力計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取b'f=l/3=6300/3-200=1900mm。除支座BC25混凝土，α1=1.0，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，縱向鋼筋采用HRB335鋼，fy=310N/mm2，箍筋采用HPB235次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m102.33-102.33V61.45-70.23αs=M/α1fcbh02或αs=M/α1fcb'fh020.02090.19880.01260.1365ξ=1-(1-2αs)1/20.2240.2240.01270.147As=ξb'fh0fc/fyAs=735As=As=As=選配配筋(mm2)2φ16+1φ22彎As=782.13φ14+1φ22彎As=841.12φ14+1φ16彎As=509.12φ14+1φ18彎As=562.5計(jì)算結(jié)果表明，ξ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%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，hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25βcfcbh因:0.7*βtfcbh0=0.7*1*1.27*200*465=82.68＞Va=78.9所有截面按構(gòu)造配筋。選用φ810間距200mm，ρSV=Asv/bs=157/200/500=0.39%五、主梁設(shè)計(jì)注：主梁按彈性方法設(shè)計(jì)1、荷載設(shè)計(jì)值為簡化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。恒荷載：次梁傳來恒荷載：10.93*6.3=68.86kN主梁自重加粉刷：0.3*（0.60-0.1）*25*1.2*2.1+2*0.5*0.02*2.1*17=8.8kN小計(jì)：取77.66kN取80kN活荷載：16.38*6.3=103.19kN取105kN2、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300*300mm的混凝土柱子上，其計(jì)算跨度邊跨：ln=6300-120-200=5980mm，因1.025ln=6129.5mm<1.025ln+b/2=6165主梁的計(jì)算簡圖如下圖：3、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)M1，maxMB，maxB）剪力設(shè)計(jì)值剪力V=k3G+k4Q公式中系數(shù)k3VA，maxVBL，maxVBR，maxC）彎矩、剪力包絡(luò)圖查表知：活荷載的布置僅有一種情況第1跨有活荷載，第2跨沒有活荷載由附表知，支座A=支座C的彎矩值=0，支座B的彎矩值為Mb=-0.333*80*6.165-0.167*105*6.165=-272.34kN.M彎矩包絡(luò)圖如圖：包絡(luò)圖：由彎矩包洛圖可得剪力包洛圖可得。4、承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因b'f/h0=100/565=0.18>0.1，翼緣計(jì)算寬度按l/3=6.3/3=2.1m和b+sn=6.m中較小值確定，取b'B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值MB=MBmax-V鋼筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別按第一類T形截面計(jì)算。主梁正截面承載力計(jì)算截面1B彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m）289.45-244.59αs=M/α1fcbh02或αs=M/α1fcb'fh020.0360.031ξ=1-(1-2αs)1/20.0370.031AS=M/γsh0fy17411459選配配筋(mm2)As2φ20+3φ22彎1768.71φ20+3φ22彎1454.5計(jì)算結(jié)果表明，ξ均小于0.550，滿足要求；AS÷bh=1454.5/（300*600）=0.8%，此值比0.45ft/f2）斜截面受剪承載力計(jì)算驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-h'f=565-100=465mm，hw/b=460/300=1.55<4，截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25因：0.7*βt故：A支座附近按構(gòu)造配筋，間距S取350選用φ8鋼筋，B支座按計(jì)算配筋假定采用φ8@200雙肢箍筋，Vcs=0.7ftAsb=(V－Vcs)/0.8fysin45=33.5mm所以B支座左邊S＝2*H1＋3b＝2＊100＋3＊200＝500范圍內(nèi)布布置500/200＋1＝4排次梁兩側(cè)布置2排，另加φ22鋼筋A(yù)sb＝380.1＞33.5mm驗(yàn)算最小配筋率：ρSV＝Asv/bs＝100.48/300/200＝0.167%＞0.24ft/fyvo．第二項(xiàng)課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)工程橋梁設(shè)計(jì)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、本次設(shè)計(jì)的工程橋梁其荷載要達(dá)到Ⅱ級公路的標(biāo)準(zhǔn)，其人群荷載要大于3KN/㎡。2、橋面人行道凈空設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：7+2*1m3、本次設(shè)計(jì)主梁跨徑的標(biāo)準(zhǔn)為16m,實(shí)際計(jì)算跨徑為15.5m，計(jì)算得出主梁的長度為15.96m。4、選用的材料選用型號為c30的混凝土鋼筋：主鋼筋，彎起鋼筋和架立鋼筋用Ⅱ級，其它用I級。橋面鋪裝：瀝青混凝土6cm，C40防水混凝土10cm；二、橋梁設(shè)計(jì)說明1、設(shè)計(jì)依據(jù)與參考書：本次設(shè)計(jì)參考的文獻(xiàn)資料均由人民交通出版社發(fā)行，比如《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（合訂本）》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》、《橋梁計(jì)算示例集》、《橋梁工程》等。橋梁設(shè)計(jì)包括縱.橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置。2、設(shè)計(jì)縱斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)橋梁縱斷面主要包括以下幾個(gè)方面，即設(shè)計(jì)橋梁總跨徑、設(shè)計(jì)分孔、標(biāo)高以及橋面的引道縱坡度和埋置的基本深度等。（1）根據(jù)水文來計(jì)算橋梁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)。計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25mm。由于跨徑值很小，所以本次橋梁上部結(jié)構(gòu)所需材料較少，但墩臺耗材較大?？紤]到性價(jià)比和受力情況，在布置分跨時(shí)一定要根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)跨徑的比例。（2）本次設(shè)計(jì)橋梁的主要作用是跨河，在設(shè)計(jì)橋道標(biāo)高時(shí)要考慮正常的通航和泄洪需求，因此在設(shè)計(jì)橋道標(biāo)高時(shí)不得不重視跨徑比例和橋型。（3）橋上縱坡不大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。3、橫斷面設(shè)計(jì)根據(jù)橋面寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面來設(shè)計(jì)橋梁的橫斷面積。根據(jù)當(dāng)?shù)剀囕v和行人的跨橋需求來設(shè)計(jì)合理的橋?qū)?。?）本梁橋橋面行車道凈寬為：凈-8m+2x0.75m人行道（2）考慮到橋面排水問題，在設(shè)計(jì)橋面坡度時(shí)要根據(jù)橋型來設(shè)計(jì)橫向坡度，一般標(biāo)準(zhǔn)在1.5%-3.0%之間，本次設(shè)計(jì)取值為1.5%。4、平面布置（1）橋梁的線形及橋頭引道要保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過，小橋的線形及其公路的銜接，應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。（2）從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和施工方便來說，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時(shí)通常不宜大于1.5%-3.0%，在通航河流上則不宜大于1.5%。5、橋面鋪裝為了保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，在橋面的最上層設(shè)置橋面鋪裝。本橋設(shè)置5cm厚瀝青混凝土和10cm厚C25混凝土作墊層的橋面鋪裝。6、橋面伸縮縫考慮到當(dāng)?shù)氐臍鉁刈兓约盎炷恋氖湛s和徐變作用會(huì)對橋跨結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，因此本次設(shè)計(jì)會(huì)在橋面梁端出以及梁端和橋頭背墻連接處設(shè)計(jì)伸縮縫，以降低橋跨結(jié)構(gòu)受物理變化和氣候變化的影響。三、橋梁縱橫斷面及主梁構(gòu)造橫斷面共5片主梁，間距1.6m?？v斷面共5道橫梁，間距3.875m。尺寸擬定見圖，T梁的尺寸見下表：T梁的尺寸表四、主梁計(jì)算（一）主梁荷載橫向分布系數(shù)1、跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（(按G-M法)）（1）主梁抗彎及抗扭慣矩Ix和求主梁的重心位置a平均板厚h1ax==(160?18)1111/2+13018130/2Ix=1/12×142×113+142×11×(41.2-11/2)2+1/12×18×1303+18×130×(130/2-41.T形截面抗彎及抗扭慣矩近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣矩之和，即：Itx=C式中:ci—bit查表知：t1/b1=0.11/1.60=0.069t2/b2=0.18/(1.3-0.11)=0.151Itx=1/3×1.60×113+0.301×1.19×0.18單位抗彎及抗扭慣性矩：Jx=Ix/b=0.066275/160=4.142×10?4（m4/cm）Jtx=I（2）求內(nèi)橫梁截面和等剛度橋面板的抗彎慣矩翼板有效寬度λ計(jì)算橫梁長度取為兩邊梁的軸線間距即：L=4×1.6=6.4mC=12h'=100cmb='0.15m=15cmC/L=1.863/6.4=0.291根據(jù)C/L比值查表求得λ/C=0.649λ=0.649C=0.649×1.863=1.21m求橫梁截面重心位置：橫梁的抗彎和抗扭慣矩Iyh1/b1=0.11/3.875=0.0284<0.1查表c1=1/3h2/b查表得c2故：Ity=16×0.113×3.875+0.298×0.89×0.單位抗彎及抗扭慣矩Jy=Iy1b=3.18×10?23.875×100Jty=Ity1b=1.782×10?23.875×100（3）計(jì)算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù)：（4）求各主梁的跨中荷載橫向分布影響線以知θ=0.39查G-M表得下面數(shù)值：荷載位置梁位b3b/4b/2b/40.00-1/4b-1/2b-3/4b-b校核k0.000.920.971.001.051.081.051.000.970.928.04b/41.081.091.091.111.050.980.890.820.777.96b/21.251.301.201.101.000.900.790.720.657.963b/41.581.421.251.080.930.820.740.650.587.97b1.831.551.291.080.900.780.660.600.508.03k0.000.750.891.001.121.181.121.000.890.757.95b/40.621.521.351.281.120.920.750.360.158.19b/24.102.101.781.401.000.510.13-0.28-0.658.383b/43.392.792.101.500.900.38-0.18-0.57-1.058.09b4.103.502.411.580.800.12-0.52-1.02-1.068.12（5）設(shè)計(jì)橫向分布影響線圖，計(jì)算橫向分布系數(shù)本次設(shè)計(jì)要求人行道邊緣與汽車荷載之間的距離必須大于0.5m，由于當(dāng)人群荷載達(dá)到1.2kn時(shí)板面會(huì)承受來自豎方向的作用力，因此本次設(shè)計(jì)決定人群荷載值為3KN/m3n2汽=12（n3汽=12（0.180+0.218+0.232+0.202人群荷載：n1人n2人n3人人行道板：n1板n2板n3板2、支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算采用杠桿法計(jì)算各梁支點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)，荷載布置見圖，計(jì)算結(jié)果見表。n’1人=1n’2人=1n’3人=12×（0.938=0.250人群荷載：n’1人n’2人n’3人（二）內(nèi)力計(jì)算1、恒載內(nèi)力計(jì)算：上部結(jié)構(gòu)自重計(jì)算表構(gòu)件名單元構(gòu)件體積及計(jì)算式容重每延米重量主梁1.60×1.30-2×0.71×[1.30-(0.08+0.14)/2=0.39250.39×25＝9.76外主梁橫梁0.89×(0.16+0.15)/2×2×0.71×5/15.5=0.0632250.0632×25＝1.58內(nèi)主梁橫梁0.89×(0.16+0.15)/2×0.71×5/15.5=0.0316250.0316×25＝0.79橋面鋪裝瀝青混凝土：1.6×0.06＝0.096混凝土墊層：1.6×0.1＝0.1623242.2083.84人行道及欄桿25按13.97N/m計(jì)一側(cè)人行道部分每2.5m長時(shí)重13.97KN，1.0m長時(shí)重13.97/2.5＝5.59KN/m，按板橫向分布系數(shù)分?jǐn)傊粮髁旱陌逯貫椋?、5號梁：η1板=0.47η1板q=0.47×5.59=2.63KN/m2、4號梁：η2板=0.528η2板q=2.95KN/m3號梁：η3板=0.31η2板q=1.73KN/m則各梁的恒載匯總?cè)缦拢焊髁旱暮爿d匯總表梁號主梁橫梁欄桿及人行道板鋪裝層合計(jì)1（5）9.760.792.366.04819.232（4）9.761.582.956.04820.3439.761.581.736.04819.12主梁恒載內(nèi)力計(jì)算設(shè)x為計(jì)算截面離支座的距離，并令a=x/L，則：主梁彎距和剪力的計(jì)算公式分別為：彎距及剪力影響線Mg=12a(1-a)Qg=12(1-2a)影響線面積計(jì)算見表項(xiàng)目計(jì)算圖示影響線面積ΩMΩM=1/8×L2×1/2=1/8×MΩM=3/32×L2×1/2=3/32×QΩMQΩM恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見表梁號M1/2M0qWqWqWWqWqW1（5）19.2330.03577.4819.2322.52433.0619.237.75149.032（4）20.3430.03610.8120.3422.52459.0620.347.75157.64319.1230.03574.7119.1222.524