混凝土结构课程设计

1、实用标准文档大全WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY混凝土结构课程设计学校:理工大学专业:土木工程2012本科（秋）姓名:段雪飞指导老师:目录1设计资料2楼盖的结构平面布置.3板的设计4次梁设计105总结现浇单向板肋形楼盖设计某多层工业建筑物平面如下图所示：采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。II、设计资料0.65KN/ m2)1）楼面构造层做法：水泥砂浆地面（ 钢筋混凝土现浇板（25kN/m2）;20mn厚石灰砂浆抹底（17kN/m2 ；2）可变荷载：P k=6.0 kN/m23） 永久荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.4 （当楼面可变荷载标 准值4kN/m2

2、时，取1.3）;4）材料选用：混凝土：采用 C25;钢筋：梁纵向受力钢筋采用 HRB40（级钢筋，其余采用HP B235级钢筋；5）本建筑物位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别为一类。二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为 6.3m,次梁跨度为6.6m, 主梁每跨布置两跟次梁，板的跨度为 2.1m ,102/101=6.6/2.1=3.14, 因此安单向 板设计。按跨高比条件，要求板厚h> 2200/40=55.0m m对工业建筑的楼盖板，要求 h>80mm 取板厚 h=100mm次梁截面高度应满足 h=l0/18l0/12=6600/186

3、600/12=366550mm。考虑到 楼面活荷载比较大，取h=500mm截面宽度取为b=200mm框架梁截面高度应满足 h=l0/15l0/10=6600/156600/10=440660mm，取 h=600mm截面宽度取为b=300mm楼盖结构平面布置图如下图所示：三、板的设计1）荷载板的恒荷载标准值:钢筋混凝土现浇板:2卫畀I和述取 3.5 kN/m260.0kN/m21.2，可变荷载分项系数为1.4 ,因当楼面可变荷载标准2) 弯矩设计值 查表得，板的弯矩系数中跨中：1/16，中间支座：水泥砂浆地面(0.65KN/ m2) =0.65kN/m20.1*25=2.5kN/m2小计：3.4

4、9 kN/m2板的活荷载标准值：永久荷载分项系数为值4kN/m2,所以取1.3。于是板的恒荷载设计值：g=1.2*3.5=4.2kN/m2活荷载设计值：q=1.4*6.0=8.4kN/m2荷载总设计值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m21）计算简图次梁截面为200*500mm现浇板在墙上的支承长度不小于 100mm取板在墙上 的支承长度为120mm按力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mmv1.025ln=1950mm,取 l0=1950mm中间跨：10=In=2100-200=1900mm因跨度相差小于10%可按等跨连续板

5、计算。取1m宽板带作为计算单元，计 算简图如下图所示：am分别为：边跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，1/14。故M仁-Mb=(g+q)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.mMc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.mM2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m3) 正截面受弯承载力计算板厚 100mm h0=100-20=80mm 板宽 b=1000mm C25混凝土，a 1=1.0 , fc=11.9N/mm2, fy=210N/mm2 ;板配筋计算的过程如下表：截面1 B2 C4.36 2.85

6、3.25弯矩设计值(kN.m) -4.360.065 0.065 0.03 0.034 a s=M/a1fcbhO2E =1-(1- 2a s) 1/2 0.067 0.067 0.03 0. 轴线 计算配筋(mm2) 304 304 136159 -，AS吒 bh0fc/fy- 实际配筋(mm2) © 8150 © 8150 © 8180 © 8180As=335 As=335 As=279 As=279轴线 计算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305=- AS吒 bh0fc/fy 109127实际配筋(mm2) ©

7、8150 © 8150 © 8180 © 8180As=335 As=335 As=279 As=279计算结果表明，E均小于0.35，符合塑性力重分布的原则；As/bh=279/(1000*80)=0.34%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同时大于0.2%，符合要求。四、次梁设计按考虑力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁 的活荷载1 ）荷载设计值4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重：0.2*不考虑梁从属面积的荷载折减。恒荷载设计值：板传来恒荷载：（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kN

8、/m小计：11.6kN/m 活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m 荷载总设计值： g+q=29.3kN/m2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为270mm主梁截面为250*650mm计算跨度：边 跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mmv1.025In=6508mm，取 l0=6475mm 中间跨：10=In=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算，次梁计算简图如下图所示：3) 力计算弯矩设计值：M仁-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2 Mc=-(g+q)l n2

9、/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2 M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2 剪力设计值：VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.m VBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m VBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m 4)承载力计算正截面受弯承载力计算时，跨按 T形截面计算，翼缘宽度取b'f=l/3=6

10、600/3 =2200mm 又 b'f=b+sn=300+2000=2200mm 故 b'f=2200mm。除支座 B 截面纵向钢 筋按两排布置外，其余截面均布置一排。C25混凝土，a 1=1.0 , fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2，纵向钢筋采用 HRB4 00钢，fy=360N/mm2箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/m2。经判别跨截面均属于 第一类T形截面。截面kN.m) -111.68111.68弯矩设计值(273.85C 85.05第5/9页a S=M/a 1fcbh02 或As=E b'fh0fc/fy As=0.0122 0.0

11、12 529a S=M/a 1fcb'fh02 E =1-(1- 2a S)1/2E bh0fc/fy 选配配筋(mm2)0.0122 0.012 5290.008 0.008 3530.009 0.009 3973© 18 3 © 18 3 © 16 3 © 16 As=763 As=763 As=603 As=603计算结果表明，E均小于0.35，符合塑性力重分布的原则；As/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同时大于0.2%,满足要求。2)斜截面受剪

12、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。验算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm, hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸 按下式验算：0.25 P cfcbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax=115.06kN。故 截面尺寸满足要求。SV=2*50.24/ (250*150) =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%,满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载：次梁传来恒荷载：11.6*6.6=76.

13、6kN主梁自重：0.3*(0.60-0.1 ) *25*1.2*6.3=28.35kN小计： 取 106.55kN 活荷载：17.64*6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、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400*400mm的混凝土柱子上，其计算跨度边跨：ln=6300-120-200=5980mm,因 1.0251n=150mmva/2=185mm 取 101=1.025In+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm 中间跨：I0=6000mm主梁的计算简图如下图：1第6/9页4) 力设计值及包络图A)弯矩设计值弯矩 M=k

14、1GI0+k2QI0公式中系数 k1，k2 查表得 M1, max =0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.m MB，max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3= -48 3kN.m M2, max =0.067*106.55*6 +0.200*155*6=229kN.m B )剪力设计值剪力 V=k3G+k4S式中系数 k3，k4 查表得 VA, max =0.733*106.55+0.822* 155=210kN VBL max =-1.267*106.55-1.311*155= -338kN VBR ，max =1.0*1

15、06. 55+1.222*155=296kN C)弯矩、剪力包络图第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载由附表19知，支座B或C的弯矩值为MB=MC=-0.267*106.55*6.64-0.*155*6.64=-287kN.m在第1跨以支座弯矩 MA=0 MB=-287kN.m的连线为基线，作 G=86kN Q=152k N的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(与前面计算的 M1max=431kN.m 相近。)1/3(G+Q)I0+2MB/3=1/3*(86+152)

16、*6.64-2*287/3=335.1kN.m在第2跨以支座弯矩 MB=MC=-287kN.r的连接为基线，作 G=86kN Q=152kN 的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值： 1/3GI0+MB=1/3*86*6.6-287=-9 7.8kN.m第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载第1跨：在第1跨以支座弯矩MA=0 MB=-287kN.m的连线为基线，作G=86kN Q=152kN勺简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值 分别为：1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m 1/3(G+Q)l0 +2MB/3

17、=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m在第 2 跨以支座弯矩 MC=-0.267*86*6.64-0.*152*6.64=-242.3kN.m。以支座弯矩 MB=-287kN.m,MC=-242.3kN.mi勺连接为基线，作 G=86kN Q=152kN的简支弯 矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=2 54.7kN.m 1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-2

18、4231/3*(257.6- 242.3)=280 kN.m第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载MB=MC=-0.267*86*6.64-0*152*6.64=-286.7kN.m ，第 2 跨两集中荷载作用点 处的弯矩：1/3(G+Q)l0+MB=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：1/3Gl0+1/3MB=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m 1/3Gl0+2/3MB=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m弯矩包络图如图:第7/9页剪力包络图：第1跨VA max =0.73

19、3*86+0.822*152=187.9kN ;过第 1 个集中荷载后为：187.9-8 6-152= -50kN ;过第 2 个集中荷载后为：-44.1-86-119=-249.1kN。VBL max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kN;过第 1 个集中荷载后为：-308.-70.3+86+152=167.7kN。第 23+86+152=-70.3kN;过第2个集中荷载后为： 跨VBR max =1.0*86+1.222*152=271.7kN ;过第 1 个集中荷载后为：271.7-86 =185.7kN;当活荷载仅取作用在第 2跨时，VBR =1.0*86+1.0

20、*152=238kN ;过第 1个集中荷载后为：238-86-152=0kN，剪力包络图如图所示：5）承载力计算正截面受弯承载力跨按T形截面计算，因b'f/h0=100/615=0.16>0.1，翼缘计算宽度按1/3=6.9/3=2.3m 和 b+sn=6. m 中较小值确定，取 b'f=2.3m 。第8/9页B支座边的弯矩设计值 MB=MBmax-V0b/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN。纵向受力给你钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨截面经判别都属于第一 类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程如下表所示：主梁正截面承载力计算截面 1 B

21、弯矩设计值(kN.m) 367.7 - 398.2 a s=M/a 1fcbh02 或 0.036 0.a s=M/a 1fcb'fh02 丫 s=1 -(1- 2a s)1/2/2 0.98 0.98 AS=M/ 丫 sh0fy 16951913 选配配筋(mm2 4 © 25 7 © 20As=1963 As=2200193.4 0.019 0.99 882 3© 20 As=942-68.4 0.007 0.996 310 2© 20 As=628计算结果表明，E均小于0.518，满足要求；取中间跨跨中截面验算，其承 载负弯矩时的最小配筋率， AS bh=628/ (250*650)=0.39%,此值比0.45ft/fy =0.45*(1.27/360)=0.158% 大，同时大于 0.2%,满足要求。斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：hw=h0-h'f=590-100