混凝土结构设计原理课程设计报告(自己).docx

1、.混凝土结构设计课程设计 整体式单向板肋梁楼盖设计任务书适用专业：建筑工程专业（本科）使用班级：2010级建筑 1、2、3 班设计时间：2013年 5 月长沙学院土木工程系土木工程教研室混凝土结构设计课程设计专业资料. 整体式单向板肋梁楼盖设计任务书一、设计任务：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。二、设计目的建筑结构课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。1了解钢筋混凝土结构设计

2、的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。2复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。3掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：（ 1）进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；（ 2 ）掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；（ 3 ）掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；（ 4 ）了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；（ 5 ）掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；（ 6 ）学习书写结构计算书；（ 7 ）学习运用规范。三、设计资料1、结构平面及柱网布置如图所示（楼梯间在此平面外），按不同用

3、途的车间工业楼面活荷载标准值见表1，车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表二。每位学生按学号顺序根据表3 选取一组数据进行设计。活荷载标准值表 1序号活荷载标准值 (kN/mm2)4.55.05.56.06.57.0专业资料序号跨度序号组号活载序号.结构平面及柱网布置图柱网尺寸表 2LxLy660054006600660069005700690063007200600075006300分组编号表 3123453167891032111213141533161718192034专业资料.2122232425352627282930362、楼面构造楼面面层为水磨石（底层 20mm 厚水泥砂浆，10mm

4、面层），自重为 0.65kN/m 2 ；顶棚为 15mm 厚混合砂浆抹灰；梁用15mm 厚混合砂浆抹灰。3、材料混凝土：采用C25 的混凝土。钢筋：主、次梁受力纵筋采用HRB400 级钢筋，其他钢筋均用HPB300 级钢筋。四、设计内容及要求1结构布置柱网尺寸给定，要求了解确定的原则。梁格布置，要求确定主、次梁布置方向及次梁间距。2按塑性理论方法设计楼板和次梁，按弹性理论方法设计主梁。3提交结构计算书一份。要求：步骤清楚、计算正确、书写工整。4绘制结构施工图1张 1 号图。内容包括（1）结构平面布置；（2）板、次梁配筋图；（3）主梁配筋图；（4）主梁画钢筋分离图；（5）必要的施工说明。要求真正

5、做到施工图深度，交给工地即能付诸于施工。图面必须按“制图专业资料.标准”规定绘制，要求布图匀称、表达正确、线条清晰、图面整洁。五、成绩考核及评定根据结构计算书、施工图、答辩三方面综合按优、良、中、合格、不及格五个等级评定成绩。答辩内容：所抽考签题目、图纸、计算书三方面。六、参考资料l 建筑结构教材，何益斌主编，中国建筑工业出版社。2. 混凝土结构设计教材，沈蒲生主编， ,高等教育出版社。3，混凝土结构设计教材，朱彦鹏主编，,同济大学出版社。4建筑结构荷载规范GB50009-20015混凝土结构设计规范GB50010-20106建筑结构制图标准专业资料.整体式单向板肋梁楼盖计算书学号为 25 号

6、。相应的组合为：活荷载标准值：6.5kN / m 2 ，柱网布置如图1：图 1：轴网平面图环境类别为二 a 类，则保护层厚度板： c20mm梁： c25mm混凝土等级 C25 ，保护层厚度增加 5mm。所以最终保护层厚度；板： c25mm梁： c30mm专业资料.一、 结构平面布置及构件尺寸选择建筑物的楼盖平面为矩形， 轴线尺寸为 30m21.6m 。按肋梁楼盖的板、 梁合理跨度，主梁为 6 : 12m，次梁为 4 : 6m ，单向板为 1.7 : 3m 。由此确定主梁跨度为7.2m ，次梁跨度为 6m ，主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为 2.4m 。根据要求，初定截面尺寸如下：板厚：按 h

7、l， l2400，且 h80 ，取 h100mm；40l :l次梁： 梁面 按 h240 : 333mm ；估算 并考虑 建筑 模数 ，取 梁高1825h 450mm ，梁宽按 bh :h150 : 225mm 估算，取 b 200mm；32主梁：梁高按 hl :l514: 900mm 估算，取 h 700mm，梁宽取 b 300mm。814柱截面为 400mm 400mm。楼盖的梁板结构平面布置及构件尺寸如图：1-1专业资料.图 1-1：梁板结构平面布置及构件尺寸图专业资料.二、板的计算（按塑性理论方法设计楼板）板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l26000，宜按单向板设计，l12.5 3

8、2400按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造筋。在这里按单向板设计。1.荷载计算20mm厚水泥砂浆和 10mm厚的面层0.65kN / m 2100mm厚现浇钢筋混凝土板25kN / m 30.12.500kN / m 215mm厚混合砂浆抹灰顶棚17kN / m30.015 0.255kN / m 2恒荷载标准值gk3.045kN / m 2活荷载标准值pk6.500kN / m 2荷载设计值qG ggkQ gpk1.23.4051.36.512.536kN / m2每米板宽取 q12.536kN / m2.计算简图板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨

9、受荷相同，且跨差不超过 10% 时，均可按五跨等跨度连续板计算。取 1m板宽作为计算单元，将9 跨连续板视为 5 跨连续板计算，次梁截面尺寸bh200mm450mm ，板厚 100mm。板的计算跨度为边跨l0 l nh1002400 100 1202230mm22专业资料.或l0l na240010012012022240mm2取小值l02230mm中间跨l0l n2400 2002200mm平均跨度为l2230220022215mm跨度差2230220010%1.4%2200可以采用等跨度连续板退出的弯矩系数计算板的弯矩。板的计算简图如图2-1：专业资料.图 2-1：板计算简图3.内力计算用

10、塑性内力重分布理论计算，则有 系数如下表 2.0截面位置支承情况边跨支离端第二支座离端第二中间支中间跨端支座座跨中座中A1B2C3梁板搁支在01/11墙上两跨连续： -1/10板与梁-1/161/14三跨以上连续：1/16-1/141/16整浇-1/24梁连接-1/11梁与柱整浇-1/161/14连接板的内力计算见表 2.1。表 2.1板弯矩计算截面位置边跨中B 支座中间跨中中间支座弯矩系数111111111614Mql02112.536 2.232112.5362.232112.536 2.22112.536 2.22(kN gm)111116145.6675.6673.7924.3344.

11、正截面强度计算取 b 1000mm， asc10， h0100 30 70mm 。25 5 30mm2fc 11.9N / mm2 ， f y360N / mm2 。考虑中间区格板穹顶作用， 其弯矩折减 20% 。这是因为板的支座在负弯矩作用专业资料.下上边缘开裂，跨中截面则由于正弯矩作用下边缘开裂，这使板的实际轴线成拱形。因而在荷载作用下将产生平面内的推力，该推力对板的承载力来说是有利的。为计算简便，在内力计算时，对中间支座及四周与梁整体连接板的中间跨的跨中截面的弯矩乘以 0.8 的折减系数以考虑此有影响。对四周与梁整体连接的单向板的边跨跨中截面及支座截面，角区格和边区格的跨中及支座截面弯矩

12、不予折减。表 2.2正截面强度计算截面中间跨中中间支座在平面图边跨中B 支座 : : : : 上的位置 : : 3.7920.8M / ( kN gm)Ms1 fc h02112 ss2AsMf y sh05.6675.6673.7924.3344.334 0.80.0970.0970.0650.0520.0740.0590.9490.9490.9660.9730.9610.970237.0237.0155.8123.7179.0141.8选用钢筋A8200A8200A8200A8200A8200A8200实际配筋251251251251251251面积 / mm5.板的配筋板的构造按构造要求

13、配。分布钢筋的布置为A8250 ，满足要求。因为q6.5kNln550mm 。g3.04kN2.14 3 ，所以 a4专业资料.板的配筋图见图 2-2 ：图 2-2 ：板的配筋图专业资料.三、次梁的计算（按塑性理论方法设计次梁）1.荷载计算有板传来的恒载3.405kN / m 22.4m8.172kN / m次梁自重25kN / m30.2m (0.45 0.1)m 1.75kN / m次梁粉刷17kN / m30.015m0.450.1 m20.1785kN / m恒荷载标准值gk10.1005kN / m活荷载标准值pk6.52.415.6kN / m荷载设计值q1.210.10051.3

14、15.632.4006kN / m2.计算简图次梁为五跨连续梁，主梁截面尺寸为bh 300mm700mm。计算跨度：边跨l0lna1501202505855mm6000221.025l01.025 (6000150120)5873.25mml0取l05855mm中间跨l0ln60003005700mm跨度差585557002.7%10%5700可以采用等跨度连续梁推出的弯矩系数计算梁的弯矩。次梁计算简图如图3-1 所示。专业资料.图 3-1：次梁计算简图3.内力计算次梁弯矩计算见表3-1表 3-1次梁弯矩计算截面位置边跨中B 支座中间跨中中间支座弯矩系数111111111614Mql02132

15、.4006 5.8552132.4006 5.8552132.4006 5.72132.4006 5.72(kN gm)11111614100.98100.9865.7975.19次梁剪力见表 3-2 （剪力使用量的净跨ln ）。表 3-2次梁剪力计算专业资料.截面位置A 支座B 支座左B 支座右C 支座剪力系数0.40.60.550.55Vqln0.4 32.4006 5.730.6 32.4006 5.730.55 32.4006 5.70.55 32.4006 5.7(kN )83.54111.39101.58101.584.正截面强度计算（ 1）确定翼缘宽度。次梁工作时，板可作为翼缘参

16、与工作。在跨中截面，翼缘受压，可按 T 行梁计算，翼缘的计算宽度取下列值得小值。h0 has 45045 405mm，fc11.9 N / mm2，f y360N / mm2ft 1.27 N / mm2HPB300: f y270N / mm2hf'100和次梁净距 Sn 考虑。因0.24 0.1 ，所以仅按跨度 lh0405边跨：按计算跨度考虑bf'1 l158551950mm33按次梁净跨考虑b'bS200(2400120100)2380mmfn取 b'f 1950mm。中间跨：按计算跨度考虑bf'1 l157001900mm33按次梁净跨考虑b&

17、#39;bS2002200 2400mmfn取 bf'1900mm。（ 2）判断次梁的截面类型。边跨中：' '(h0h'f1.011.91950100 (4051001 f cbf hf)22823.78kN gm100.98kNgm中间跨中：' 'h'f)1.011.9 1900100 (4051001 f cbf hf (h02)2802.66kN gm65.79kN gm属于第一类 T 形截面，按梁宽为 b'f 的矩形截面计算。（3）次梁正截面强度计算见表3-3专业资料.表 3-3截面M / ( kN gm)b'f

18、或b( mm)Ms1 fcbh021 12 ss2AsMf ysh0选用钢筋实际配筋次梁正截面强度计算边跨中B 支座中间跨中中间支座5.6675.6673.7924.334195020019002000.0270.2590.0180.1930.9860.8470.9910.892702.0817.3455.3578.13C182C221C183C182C227631014.5763760面积 / mm5. 次梁斜截面强度计算次梁斜截面强度计算见表3-4表 3-4次梁斜截面强度计算截面A 支座B 支座左B 支座右C 支座V / kN83.54111.39101.58101.580.25 c fc

19、bh0 / kN0.25 11.9200405=240.98kNV满足要求Vc0.7 ft bh0 / kN72.00 V72.00V72.00V72.00 V专业资料.需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径双肢箍2A6AsvnAsv157575757fy gAsv gh0540.12158.24210.72210.72sV 0.7 ftbh0实配箍筋间距150150150150/ mm6.次梁构造次梁的构造应满足：次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求；次梁伸入墙内的长度不小于240mm ；当截面尺寸满足高跨比( 1 :1 ) 和高宽比1812(1 : 1 ) 要求时，一般可以不做使

20、用阶段的挠度和裂缝宽度验算。32次梁沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm 处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋；次梁伸入墙内250mm。次梁配筋图见结构施工图1专业资料.专业资料.四、主梁的计算（按弹性理论计算）1.荷载计算主梁自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷载值相比很小。为计算方面，采取就近集中地方法，把集中荷载作用点两边的主梁自重集中荷载作用点，将主梁视为承受集中荷载的梁来计算。由次梁传来的恒载10.1005kN / m6=60.603kN主梁自重25kN / m30.3(0.70.1)m 2.4m 10.8kN主梁粉刷抹灰17kN / m30.015m(

21、0.7 0.1)m 2.4 2 0.7344kN恒荷载标准值Gk72.1374kN活荷载标准值Pk15.6 kN / m6m93.6kN恒荷载设计值G1.272.1374 86.565kN活荷载设计值P1.393.565121.635kN2. 计算简图主梁为三跨连续梁，柱截面尺寸为bh400mm 400mm计算跨度：边跨l0ab2504007205mmln7200 120 2002222l01.025lnb1.025(7200120 200)40027253.25mm2取l07205mm 。中跨l0lc 7200mml01.05ln1.05(7200400)7140mm取l07140mm 。平

22、均跨度720571407172.5 mm2专业资料.72057140跨度差0.09% 10%7140可以采用等跨度连续梁推出的弯矩系数计算梁的弯矩。计算简图见图 4-1专业资料.图 :4-1主梁计算简图3. 内力计算（1）弯矩计算有弯矩系数及剪力系数计算弯矩及剪力。弯矩设计值： Mk1Gl0k2 Pl 0其中， k1k2 为弯矩系数， l0 为计算跨度，对于B 支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。边跨Gl 086.5657.205623.7kN gmPl 0121.6357.025854.5kN gm中跨Gl 086.5657.14618.7kN gmPl 0121.6357.14868.5k

23、N gm平均跨Gl 086.5657.173620.9kN gmPl 0121.6357.173872.5kN gm主梁弯矩计算见表4-1专业资料表 4-1项荷载简图次恒载活载活载活载活载 +内力组合最M min 组合项次不M min组合值利M max 组合项次组合M max 组合值（2 ）剪力计算。剪力计算见表4-2.主梁弯矩计算单位： kNgmkkkkMM BM 2弯矩图1M C0.2440.2670.0670.267152.18165.7841.45165.780.2890.133''0.133246.95116.04116.04116.04''0.133

24、0.2000.13338.68116.04173.70116.040.2290.311''0.089195.68271.3583.4377.65''0.0890.170.31125.8877.65147.65271.35399.13281.8274.59281.82备注190.86281.82215.15281.82347.86437.13124.88243.43126.30243.43189.10437.13“ '' ”表示该点弯矩利用截+面法求出126.30437.1374.59437.13+399.13243.43215.15243.43V

25、k3Gk4 P专业资料表 4-2项次恒载活载活载活载活载内力组合最不利组合荷载简图 + Vmin 组合项次Vmin 组合值Vmax 组合项次Vmax 组合值.主梁剪力计算单位： kNkkk剪力图VAVB,左VB,右0.7731.2671.00066.92109.6886.570.8661.1340105.34137.9300.1330.1331.00016.1816.18121.640.6891.3111.22283.81159.46148.640.0890.0890.77810.8310.8394.63172.25247.6186.57备注50.74125.86208.20150.72269

26、.14235.2056.09120.50181.20跨中剪力由静力平衡条件求 + 出50.74269.1486.57 + 172.25120.50235.204. 正截面强度计算（1）强度翼缘宽度。主梁跨中按 T 形截面计算，翼缘宽度取下列值中的小者。考虑布置两排钢筋时： h0has 700 70630mm，一排钢筋时 h0 h as700 45 655mm 。fc11.9 N / mm2 ， f y360N / mm2ft 1.27 N / mm2HPB300: f y270N / mm2h'f1000.1，所以仅按跨度 l 和次梁净距 Sn 考虑。因0.153h0655专业资料.边

27、跨：按计算跨度考虑bf'1l0172052402mmbf'33按主梁净跨考虑bSn300(6000 120 150) 6030mm取 bf'2402mm。中间跨：按计算跨度考虑bf'1 l169002300mmbf'33按主梁净跨考虑bSn3005700 6000mm取 b'f 2300mm。支座截面翼缘受拉，仍按矩形梁计算。（ 2）判断主梁的截面类型。边跨中 ：1 f cbf' hf' (h0h'f) 1.0 11.9 2402100(655100)22h'f1729.32kNgm399.13kNgm中间跨中：' '11.9 2300 100(6551001 f cbf hf (h0)22属于第一类 T 形截面，按梁宽为 b'f1655.89kNgm215.15kNgm的矩形截面计算。（3）、正截面强度计算。因支座弯矩较大，考虑布置两排纵筋，次梁在上面，取 h0 700 90610mm。主梁正截面强度计算见表 4-3.表 4-3主梁正截面强度计算截面边跨中中间支座中间跨中M / (kN gm)bzV g/