混凝土结构设计原理课程设计计算书--组装车间楼盖设计.doc

混凝土结构设计原理课程设计计算书题 目:*达公司组装车间楼盖设计 专业班级：土木 姓 名：# 学 号：2009%&$ 指导教师：&一、设计资料1、荷载楼面的活荷载标准值为6.5kn/m2楼面面层水泥砂浆面层自重为20kn/m3,钢筋混凝土板25 kn/m3 纸盘白灰抹底16 kn/m33、材料选用：（1）混凝土： c30（2）钢筋：梁、板受力筋采用hrb400级钢筋，梁箍筋、板构造筋采用hrb335级钢筋。二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6m，次梁跨度为6.3m，主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为2m，l02/ l01 =6.3/2=3.153，因此按单向板0计。按跨高比条件，要求板厚h2000/40=50mm，对于工业建筑楼板h80mm，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h= l2/18l2/12=6300/186300/12=350525mm。考虑到楼面可变荷载较大，取h=500mm。截面宽度取为200mm。主梁截面高度应满足h= l1/15l1/10=6000/156000/10=400600mm，取h=600mm。截面宽度取为300mm。三、板的设计轴线、的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间格单向板。1、荷载板的永久荷载标准值 40mm厚水泥砂浆面层 0.0420=0.8 kn/m2 80mm钢筋混凝土板 0.0825=2 kn/m215mm厚的纸盘白灰抹底 0.01516=0.24 kn/m2小计 3.04 kn/m2板的活荷载标准值 6.5kn/m2 永久荷载分项系数取1.2；楼面活荷载标准值大于4.0kn/m2，所以活荷载分项系数应取1.3。于是板的永久荷载设计值 g=3.041.2=3.65 kn/m2活荷载设计值 q=6.51.3=8.45 kn/m2荷载总设计值 g+q=12.1kn/m2 2、计算简图次梁截面为200mm500mm，现浇板在墙上的支撑长度不小于100mm，取板在墙上的支撑长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨l0=ln+h/2=2000-100-120+80/2=1820mm1.025ln=1.0251780=1825mm取l0=1820mm。中间跨 l0= ln=2000-200=1800mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽的板带作为计算单元，计算简图如图jss-2所示。图jss-2 板的计算简图3、弯矩设计值板的弯矩系数m分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。故m1=- mb=(g+q) l012/11=12.11.822/11=3.64knmmc=-(g+q) l012/14=-12.11.82/14=-2.80knmm2=(g+q) l012/16=12.11.82/16=2.45knm这是对于端区格单向板而言，对于中间区格单向板，其mc和m2应乘以0.8分别为：mc =0.8(-2.80)=-2.24knm ；m2=0.82.45=1.96knm4、正截面受弯承载力计算c30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚b=80mm，h0 =80-20=60mm；板宽b=1000mm。c30混凝土，=1.0，fc =14.3n/mm2；hrb400钢筋，fy=360n/ mm2。板配筋计算的过程于下表。楼面板的配筋计算截 面1b2或3c弯矩设计值（knm）3.64-3.642.45-2.8=m/（ fc b）0.07070.07070.04760.0544=1-0.07340.07340.04880.0560轴 线、计算配筋（）=b/174.9174.9116.3133.5实际配筋（）231231177177轴 线计算配筋（）=b1/174.9174.90.8116.3=93.040.8133.5=106.8实际配筋（）177177177177对轴线间的板带，其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；/bh=177/（100080）=0.22%，此值大于0.45/=0.451.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率。四、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1、荷载设计值永久荷载设计值由板传来的永久荷载 3.652.0=7.3 kn/m2次梁自重： 0.2(0.5-0.08）251.2=2.52 kn/m2次梁15mm厚纸盘抹底 0.015（0.5-0.08）2161.2=0.163 kn/ m2小计 g=10.06kn/ m2可变荷载设计值 q= 8.452.0=16.9kn/m2荷载总计算值 g+q=26.96kn/ m2 2、计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm600mm，计算跨度：边跨 l0= ln+a/2=6300-120-300/2+240/2=6150mm1.025ln=1.0256030=6180mm；中间跨 l0= ln=6300-300=6000mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。计算简图如图jss-3所示图jss-3 次梁计算简图3、内力计算梁的弯矩系数m分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14。弯矩设计值：m1=- mb=(g+q) l012/11=26.966.152/11=92.70knmmc=-(g+q) l012/14=-26.9662/14=-69.33knmm2=(g+q) l012/16=26.9662/16=60.66knm剪力设计值：=0.45（g+q）ln1=0.4526.966.15=74.61kn=0.60（g+q）ln1=0.6026.966.15=99.48kn= vc=0.55（g+q）ln2=0.5526.966=88.97kn4、承载力计算(1)正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按t形截面计算。翼缘宽度=/3=6000/3=2000mm；又=b+=200+1800=2000。故取=2000mm。除b截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。c30混凝土，梁的最小保护厚度c=25mm，一排纵向钢筋h0=500-35=465mm；二排纵向钢筋h0=500-60=440mm。c30混凝土，1=1.0，fc=14.3n/，ft =1.43n/；纵向钢筋采用hrb335钢，fy=360n/，箍筋采用hpb235钢，fyv=300n/。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类t形截面。次梁正截面受弯承载力计算截 面1b2c弯矩设计值（knm）92.70-92.7060.66-69.33=/（b）或=/（）=0.015=0.167=0.00981=0.112=1-0.01510.1840.350.009860.119=b/或=/557.8602.1364.2413.7选配钢筋（）=555.9=603=379.9 =421.1计算结果表明，支座截面的均小于0.35；/bh=379.9/（200500）=0.379%，此值大于0.45/=0.451.43/360=0.18%，且大于0.2%，满足最小配筋率。(2)斜截面受剪承载力斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：=-=440-80=360mm，因/b=360/200=1.84，截面按下式验算：0.25b=0.25114.3200465=332.475kn=99.48kn，截面满足要求。计算所需腹筋：采用6双支箍筋，计算支座b左侧截面。vcs =0.7b+ ，可得箍筋间距s=/( vbl - 0.7b)=819.8mm 取s=250mm调幅后受剪承载力应加强梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。现调整箍筋间距s=0.8250=200mm，最后取箍筋间距s=190mm。为了方便施工，沿梁长不变。验算配筋率下限值：弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.31.43/300=0.143%。实际配筋率=56.6/（200190）=0.149%0.14%满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载 610.06=60.36kn主梁自重（含粉刷）（0.60-0.08）0.32.025+2（0.60-0.08）2.00.241.2=9.96kn永久荷载设计值 g=60.36+9.96=470.32kn可变荷载设计值 q=16.96=101.4kn2、计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm，中间支承在550mm550mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨 =6000-275-120=5605mm因0.025=140mma/2=185mm，取=1.025 +b/2=1.0255605+550/2=6020mm中跨 =6000mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表6-2计算内力图jss-4 主梁的计算简图3、内力设计值及包络图(1)弯矩设计值弯矩m=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.24470.326.02+0.289101.46.02=285.20knm=-0.26770.326.02-0.311101.46.02=-302.87knm=0.06770.326.02+0.200101.46.02=150.45knm(2)剪力设计值剪力v=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得=0.73370.32+0.866101.4=139.36kn=-1.26770.32-1.311101.4=-222.03kn=1.070.32+1.222101.4=194.23kn(3)弯矩、剪力包络图弯矩包络图：第1、3跨有可变荷载，第2跨没有可变荷载。由附表6-2知支座b或c的弯矩值为=-0.26770.326.02-0.133101.46.02=-194.22knm在第1跨内以支座弯矩=0，=-194.22knm的连线为基线。作g=70.32kn，q=101.4kn的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（g+q）+=（70.32+101.4）6.02-=279.84knm（与前面计算的=285.20knm接近）（g+q）+=（70.32+101.4）6.02-=215.10knm在第2跨内以支座弯矩=-194.22knm，=-194.22knm的连线作为基线，作g=70.32kn，q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：g+=70.326.02-194.22=-53.11knm第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩=0，=-302.87knm的连线为基线。作g=70.32kn，q=101.4kn的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（70.32+101.4）6.02-=243.63knm（70.32+101.4）6.02-=142.67knm在第2跨内：=-0.26770.326.02-0.089101.46.02=-167.36knm以支座弯矩=-302.87knm，=-167.36knm的连线为基线，作g=70.32kn，q=101.4kn的简支梁弯矩图，得（g+q）+（-）=（70.32+101.4）6.02-167.36+（-302.87+167.36）=86.88knm（g+q）+（-）=（70.32+101.4）6.02-167.36+（-302.87+167.36）=132.05knm第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载=-0.26770.326.02-0.133101.46.02=-194.22knm第2跨两集中荷载作用点处可变弯矩分别为：（g+q）+=（70.32+101.4）6.02-194.22=150.36knm（与前面计算的=150.45knm接近）第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：g+=70.326.02-194.22=76.37knmg+=70.326.02-194.22=11.62knm在第1跨内有可变荷载，在第2、3跨内没有可变荷载由附表6-2知支座b或c的弯矩值=-0.26770.326.02-0.178101.46.02=-221.68knm=-0.26770.326.02+0.044101.46.02=-86.17knm在第2跨内以支座弯矩=0，=-221.68knm的连线为基线，作g=70.32kn，q=101.4kn的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为：（g+q）+=（70.32+101.4）6.02-221.68=270.69knm（g+q）+=（70.32+101.4）6.02-221.68=196.80knm在第2跨内以支座弯矩=-221.68knm，mc =-86.17knm的连线作为基线，作g=50kn，q=0的简支梁弯矩图，得第1个和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：g+（-）+=70.326.02+（-221.68+86.17）-86.17=-35.40knmg+（-）+=70.326.02+（-221.68+86.17）-86.17=9.77knm弯矩包络图如下图jss-5（a）所示。剪力包络图：第1跨=139.36kn；过第1个集中荷载后为139.36-70.32-101.4=-32.36kn；过第2个集中荷载后为-32.36-70.32-101.4=-204.08kn=-222.03kn；过第1个集中荷载后为-222.03+70.32+101.4=-50.31kn；过第2个集中荷载后为-50.31+70.32+101.4=121.41kn第2跨=194.23kn；过第1个集中荷载后为194.23-70.32=123.91kn。当可变荷载仅作用在第2跨时=1.070.32+1.0101.4=171.72kn；过第1个集中荷载后为171.72-70.32-101.4=0。剪力包络图如下图jss-5（b）所示-194.22215.10279.84-53.11243.63142.67-277.1186.88150.3676.3711.62-221.68139.36121.4132.3650.31204.08222.03171.72194.23123.910(b)()图jss-5 主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪力包络图(4)承载力计算正截面受弯承载力计算跨内按t形截面计算，因=0.140.1。翼缘计算宽度按=6/3=2m和b+=6.3m中较小值确定，取=2.0mb支座边的弯矩设计值=-b/2=-302.87-（70.32+101.4）0.4/2=-277.11knm。纵向受力钢筋均布置一排。跨内截面经判