混凝土及砌体结构课程设计(最后)

1、目录1. 设计任务书1.1 课程设计题目1.2 设计资料1.3 设计内容2. 结构选型2.1 楼盖的结构体系2.2 结构构件布置3. 构件设计3.1B1、B2的设计（按塑性理论计算）3.2Li的设计（按塑性理论计算）3.3L 2梁（主梁）设计（按弹性理论计算）124. 参考资料165. 小结与感想176. 感谢172混凝土及砌体结构课程设计学生：周世军 准考证号： 25010 指导老师：邵永治1.1 课程设计题目杭州天金宿舍楼 4.46 米单向板楼盖设计。1.2 设计资料1。竖向承重结构体系1.2.1杭州天金宿舍楼 4.500 处楼盖建筑平面，见图1.2.2 楼盖结构形式为现浇钢筋砼主次梁单向

2、板楼盖， 采用外砖墙和钢筋砼内柱承重方案。图1杭州天金宿舍楼4. 5米楼盖平面123墙厚240mm,板伸入墙体(其中主梁搁置处120m m,次梁搁置处60mm),次梁伸入墙体主梁搁置长度 370mm。柱截面 300>300mm。240mm,纵墙在主梁端部处有外伸扶壁 130>370mm,1.2.4 荷载楼面恒载：楼面用40 厚 1 ： 3 水泥砂浆抹面，梁、板下面和梁侧用 20厚石灰砂浆粉刷。楼面活载：楼面活荷载标准值取 4.0KN/ mo1.2.5 材料混凝土：用 C25 级。钢筋：直径W 10mm,用HRB335级钢，直径12 mm用HPB235级钢。300X300! 2 !3

3、00X300741 f：r；o -P八八八300X300出评Tf 3 i J1.3 设计内容1.3.1按建筑平面图进行单向板主次梁楼盖的结构平面布置，绘出草图，并附计算书。1.3.2按所选定的结构平面布置进行楼盖的结构设计：1）核算钢筋混凝土内柱的截面尺寸（层高为4.5）。2）确定主梁、次梁、板的截面尺寸，并进行设计计算。1.3.3 绘制施工图楼盖结构平面布置图，板的配筋图（只画板的配筋平面图，因为对称， 可只画 1/4 楼盖平面；次梁配筋图（包括次梁的立面图、各跨中各支座边载 面配筋图）；主梁配筋图（包括主梁立面图、抵抗弯矩图、纵向钢筋放样图， 各跨中和各支座边截面配筋图） 。施工图要求按适

4、当的比例匀称地安排在图上，可用电脑 CAD 制作，图 右下角部要写施工说明，包括混凝土强度等级、钢筋的级别以及需要说明的 其他内容。2. 结构选型2.1 楼盖的结构体系经比较采用现浇钢筋混凝土主次梁单向板楼盖，竖向承重结构体系采用 外墙砖和钢筋混凝土内柱承重方案。2.2 结构构件布置2.2.1 主、次梁布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为7m,次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度分别为2.4m、 2.3m， l 02 /l01=6/2.4=2.5,因此按单向板设计。222板厚取值（B1、B2）按高跨比条件，要求板厚h三l/40=2400/40=60mm,按民用房屋

5、楼面构造 要求h三60,取板厚h=60mm。2.2.3梁截面选取次梁（L1）截面高度应满足：h= I 0/18-1 0/12=6000/18- 6000/12=334 500mm，取 h=450mm； b/h=1/2-1/3，取 b=200mm。主梁（L2）截面高度应满足:h= I 0/15-1 0/10=7000/15- 7000/10=467b=250mm。700mm,取 h=650mm; b/h=1/2-1/3，宽度取2.2.4结构布置图（见图2）（P帖二LIz7cereOOF'郞6COO12j60SC只二&6'jOG同IU金宿念楼i苗D处站檜平面I.L2Cfl（

6、x450 1225帰30 ZI：3C*）K3OU B：. K1.WJ90S303. 构件设计3.1B1、B2的设计（按塑性理论计算）3.1.1 B1、B2剖面及计算图I 1?iF根据本课程设计任务的要求：板在墙上的支承长度（主梁搁置方向为板的计算跨度如下:120mm，次梁搁置方向为60mm。按内力重分布设计,中间跨：Io = ln=2300-200/2-200/2=2100mm边跨：l0= ln+h/2=2400-100-120+60/2=2210mmv1.025ln=2230mm ,两者取小值：取lo=2210mm因跨差(2210-2100 ) /2210 X100%=4.98% 小于 10

7、% ,可按 等跨连续板计算。取1m板宽作为计算单元，计算简图见图 4:g+q二& 37KX/ffiT 2丄7BB* g J IHHiH J jin 1 2 2 I IBBB刀 OC j, 2100 刀 00 丫 GG ?2V 击剛冊2计肺图3.1.2荷载计算1、B1、B2的恒荷载标准值0.04 20=0.8KN/ m0.06 25=1.5KN/ m0.02 17=0.34KN/ m2.64 KN/40mm厚1: 3水泥砂浆找平60mm厚的钢筋混凝土板 20mm厚的混合砂浆 小计2、 B1、B2的活荷载标准值4.0 KN/ mB2的恒荷载分项系数取1.2;因楼面活荷载标准值大于4.0KN

8、/ m,所以活荷载分 项系数应取1.3。于是B1、g=2.64 X 1.2=3.168 KN/ mq=4.0 X 1.3=5.20 KN/ mg+ q =8.368 KN/ m,近似取为 g+ q =8.37 KN/ m恒荷载设计值活荷载设计值3.1.3内力及配筋计算（以下所有查表均出自武汉大学出版社混凝土及砌 体结构2004年版）板厚 60 mm, ho=60-20=40 mm,b=1000。C25 混凝土，查表得 ？c=11.9N/mm 2, ?t=1.27N/mm 2, a =1。HPB235钢筋，？y=210N/mm 2,板内力及配筋计算过程见 表1:表1荷载总设计值截面1B2Cam1

9、/11-1/111/16-1/14l 0 (m)2.212.212.102.10M=a m (g+q) l 023.716-3.7162.307-2.637a= M/ a?c bh020.1950.1950.1210.138E =-1V-2 a0.2190.2190.1290.149r r1 1计算配筋(mm 2)As= E bh?c /fy496496292 (234*)338 (270*)实际配筋B1巾 8100As=503巾 8100As=503巾 6/8100As=393巾 6/8100As=393(mm 2)B2巾 8100As=503巾 8100As=503巾 6100As=283

10、巾 6100As=283Bi和B2的内力及配筋计算0.8。计算结果表明：E均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则；As/bh=283/（1000注：B2板跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便近似对钢筋面积乘X 60)x 100%=0.47%>P min=0.2%，故符合要求。3.1.4 B1、B2的配筋图:单位长度上的分布钢筋的截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积 的15%，且不小于该方向板截面面积的 0.15%;又因I 02/I 01 >3，设计按沿短跨方向受力的单向板计算，故沿长跨方向应布置足够数量的构造钢筋以承担长跨方向的弯距。综合以上两点要求，

11、分布钢筋取巾6200 (As=141 mm 2)。为方便施工，嵌入墙处的板面附加钢筋、垂直于主梁的板面附加钢筋及支座处受力钢筋统一采用网片式钢筋，取巾6250。各板角另加双向5巾6, L=1200。飞C-Z-i-.tlQL1LL / - 一3-呂r-Z1c.O盘t20Jl 120ejocbDJU211©&L1L1/3 "!图54.460板配筋图3.2Li的设计(按塑性理论计算)3.2.1L1的剖面及计算简图：2、活荷载 （由板传来 ）：q=5.50 込3=12.65KN/m1n1""L2了丸1?5 .J药5鑒0T甲k5出:心根据本课程设计任务的要

12、求：次梁在墙上的支承长度为240mm。主梁截面为250 X 650mm。计算跨度:边跨：l 0= I n+b/2=6000-240/2-250/2+240/2=5875mmv 1.025 l n=1.025 X(6000-250/2-240/2) =5899mm,取 I o=5875mm中间跨：I 0= I n =6000-250/2-250/2=5750mm因跨差小于10%，可按等跨连续梁计算。Li梁的计算简图见图7。g + q = 2 2 - 5 9 K N/ nrL H J 2 丄ABCBA*5875575Q1计算简图3.2.2荷载计算:1、恒荷载 板传来的恒荷载Li梁的自重：Li梁的粉

13、刷：g：3.168 X.3=7.286 KN/m0.20 X0.45-0.06) 2XX.2=2.34 KN/m0.02 X0.45-0.06) 2Xl7Xl.2=0.318KN/m小计g=9.94KN/m3、荷载总设计值：g+q=22.59KN/m3.2.3 内力及配筋计算：1 、内力计算： 弯矩设计值 ：Mi=1/11 (g+ q) loi2=1/11 邀2.59 3.8752=70.88KN - mMb= 1/11 (g+ q) lo12=1/11 老2.59 S.8752二一7O.88 KN - mM2=1/16 X(g+ q) lo22=1/16 老2.59 8.752=46.68

14、KN - mMc= 1/14 (g+ q) l o22=-1/14 22.59 5.752= 53.35KN - m剪力设计值：L1 梁的剪力计算Va=0.45 X(g+ q) l ni=0.45 老2.59 8.875=59.72KNVBL=O.6 (g+ q) l n1= O.6 22.59 5.875= 79.63KNVBr=o.55(g+ q) l n2=o.55 22.59 5.75=71.44KNVC=O.55 ( g+ q) I O2=O.55 222.59 5.75=71.44KN2、配筋计算：跨中按T形截面计算，翼端计算宽度取 bf二I o/3=6OOO/3=2OOO mm

15、；又因b f二b+s=2OO+21OO=23OOmm,取小值 b'f=2OOO mm。截面钢筋按一排布置，ho=45O-35=415mm,其中B、C支座采用双筋梁计算。C25 砼，fc=11.9N/m 2, ft=1.27,钢筋采用 HRB335, fy=3OON/m 2。箍筋采用 HPB235 钢， fyv=21O N/m 2。经判别，各跨内截面均为第一类 T 形截面，承受负弯距的中间支座按矩形截面计算。各截面强度计算见表2:截面1B2Cam1/111/111/161/14l 05875587557505750M=a m ( g+q) l 0270.8870.8846.6853.35

16、M/ a?c bh02或 05= M/ a?c b fh020.0170.1730.0110.130E =Vt2 o0.0170.191 < 0.350.0110.140< 0.35As= E b' 0h?c /?y560一362一As= E bho?c/?y一629一460选配钢筋3162 18+1 14216218As=603As=662.9As=402As=509Li的内力及配筋计算表2计算结果表明：E均小于0.35,符合塑性内力重分布的设计原则；As/bh=402/(200 X 450) > 100%=0.45%> p min=0.45 > ?t

17、/ ?y= ( 0.45 > 1.27/300) >100%=0.19%，故符合要求。斜截面承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。截面尺寸复核:hw=ho- hf f =415- 60=355 mm ,因 hw/b=355/200=1.785v 4,截面尺寸按下式验算:0.25 c?cbho=0.25 KXI1.9 200M15=246.93KN79.63KN,故截面尺寸是满足要求。0.7?bho=0.7 1.27 200 >390=69.342KN>Va=59.72KN ,故应按构造要求配置箍筋 V=79.63 >0.07?cbho=64.9

18、7, 300v h< 500,故 S=200。验算配箍率最小配筋率:pv二nAsvi/bs=56.6/200 200=0.142%> 0.02?c/?yv=0.11%，满足要求。324L1的配筋图见图11?23ft1 IM刊'卜；11|411|3:-i'nHL"%LI12HL3P-三5?5CT25 -.rI爲r)0JI丨理第as Li3.3L2梁（主梁）设计（按弹性理论计算）3.3.1L2的剖面及计算简图.5IJOI门g主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370m m;中间支承在300mm X 300mm的混凝土柱上。其计算跨度：边 跨：ln=l

19、o+a/2+ b/2=7000 120 150=6730 mm , 因 0.025In=168mmva/2=185mm,取lo=1.025 Ln +b/2=1.025 6X30+300/2=7048mm,近似取 lo=7050mm10%,故可利用附表19计算内力。因跨度相差不超过L2的计算简图见图9G=85KN得）705070503.2.2荷载计算L2梁按弹性方法设计。10为简化计算，将L2梁自重等效为集中荷载考虑。L1传来恒荷载：9.94 M0=69.58KNL2自重:L2粉刷:1、恒荷载:0.25 G.65-0.06) 2.3 >25X1.2=1O.18KN0.25+ (0.65-0

20、.06)疋>0.02 込3 )17X1.2=1.58 KN2、活荷载由L1传来:3.3.3内力及配筋计算1、内力计算G=81.34KN，取 G=85 KNQ=12.65X7=88.55KN，取 Q=90 KN弯矩设计值：M=k1GL+ k2QL （式中系数 匕、k2由教材附表19中相应栏查剪力设计值：V=k3G+ k4Q （式中系数k3、k4由教材附表19中相应栏查得）L2弯距计算见表3。L2剪力计算见表4。表3L2弯矩计算表（KN m）编号K/MK/MK/M1230.222133.030.278176.390.333199.550.333211.290.222133.030.08453

21、.298组合项次Mmax (KN.m )309.42410.8479.732L2剪力计算表(KN)编号工况K/VaK/VblK/VBr1J J11.1J '.0.6671.3331.33356.695113.31113.312.、 0.8330.16774.9715.033.L.1，111.333119.97组合项次±Vmax (KN )+131.665+233.28+128.342、L2梁的截面配筋计算(1) L2梁的承载力计算:跨中按T形截面计算，因0.1hf ho=60/615=0.097>0.05，所以翼缘高度取：b+12 hf =2.82bf 二L/3=7.0

22、/3=2.33mv b+Sn,故 bf =2.33 m 计算。a?c bf hf，( ho- hf，/2) =1X11.9 2330>0>(615-60/2)=973.22KN - m >410.48KN m,故各跨截面均为第一类T形截面。支座按矩形截计算，取 ho=65O-6O=59O mm。L2梁的支座柱宽为300 故B支座截面的设计弯矩应为M B二-410.84-(85+90) 0.3/2= 384.59KN纵向受力钢筋除B支座为两排外，其余均为一排。L 2正截面强度计算见表5:截面1BM (KN.m )309.42384.59h0 (m)615590as=M/f cb

23、ho2309.42 X06讯11.9 2000 X152)=0.0300.371Ea0.0300.492Ys0.9850.753As=M/ Ysfyho (m 2)17032886选配钢筋3 25+1 0226 025As=1853 m 2As=2945 m 2L2梁的正截面强度计算表表5As/bh=1834/ (250X650)X100%=0.19%,故满足要计算结果表明：E均小于0.55,满足要求；X 100%=1.12%>pn=0.45 Xt /?y= (0.45 X.27/300) 求。(2) 斜截面受剪承载力计算1)验算截面尺寸hw=590-60=530 mhw/b=530/300=1.77v 4，截面尺寸按下式验算:0.25fcbho=0.25 海>11.9 300>