混凝土的结构课程设计

1、土木工程混凝土结构课程设计（双向板）学校名称：无为电大学生姓名：学生学号：班 级：14秋土木工程（本）目录1. 设计背景 11.1设计资料 11.2设计要求 22. 设计方案 32.1板布置图 32.2选用材料,地面的做法： 43. 方案实施 43.1板的计算 4板的荷载 6板的内力及配筋 63.2梁的计算 10梁的荷载 10梁内力计算 12梁配筋计算 13正截面受配弯筋计算 13斜截面受配弯筋计算 15目录1设计资料 12板的设计 12.1荷载 22.2内力计算 22.3截面承载力计算 33次梁设计 33.1荷载 43.2内力计算 43.3截面承载力计算 54主梁计算 64.1荷载 74.2

2、内力计算 74.3截面承载力计算 114.4主梁吊筋计算 13多层工业厂房单向板肋梁楼盖1设计资料某多层工业厂房设计使用年限为50年，安全等级为二级，环境类别为一类。结构形 式采用框架结构，其中梁柱线刚度比均大于3。楼盖采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖, 厂房底层结构布置图见图1。楼面做法、边梁、墙、及柱的位置关系见图 2。II11IIIIIIII II11IIIIIIIIII1II1HemMlMHpJLfl©JJ图1底层结构布置图楼面活荷载标准值8kN/mf，楼面面层为20mm水泥 砂浆，梁板的天棚抹灰为20mm厚混合砂浆。材料选用 混凝土：采用C30(fc=14.3 N/mm)钢

3、筋：梁的受力纵 筋采用HRB335级钢筋(fy=300 N/mm),其余采用HRB300 级钢筋(fy=270 N/mni)。2板的设计板按塑性内力重分布方法设计。按刚度条件板厚要 求取h=L/30=2000/3067mm工业厂房楼面最小厚度 为70mm取板厚 h=80mm取次梁截面高度 h=450mm(L/18=6000/18=333mm- L/12=6000/12=500mm ,截面 宽度 b=200mm(h/2.5=450/2.5=180mm- h/2=450/2=225mm),主梁和次梁采用 HRB335级,其余均采用HPB30C级钢筋；板的L2/L 1=6000/2000=3,宜按单

4、向板设计。板的几何尺寸和 计算简图见图3。2.1荷载恒载标准值板自重：0.08X 25 kN/m2=2.0 kN/m楼面面层：0.02天棚抹灰：0.022X 20 kN/m =0.4 kN/m2X 17 kN/m =0.34 kN/m2gk=2.74 kN/m使用活荷载2qk =8 kN/m荷载组合值：q=1.3g q=1.2 gk +1.3 qk =1.2 X 2.74+1.3 X 8=13.69 kN/m22g q=1.35 gk+1.3 X 0.7 qk=1.35 X 2.74+1.3 X 0.7 X 8=10.98 kN/m取 g q=13.69 kN/m 2XIr2001925200

5、200018002000IT20018002000声%r7tS/'I,I 、,准1.1925F9:1800 "»' 1:1800 "JuLAL您5iF4r图3板的几何尺寸和计算简图（单位：mm2.2内力计算取1m宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为:中间跨：l o = l n =2.0m-0.2m=1.80 m边跨:l0 = ln =2.0-0.20/2+0.025=1.925 m1 92-1 8边跨和中间跨的计算跨度相差：1.925 1.8 100% =6.9% 10%1.8故可按等跨连续板计算内力，各截面的弯矩计算见表1。表1板各截面弯矩计算截

6、 面边支座边跨中中间跨中中间支座第内支座弯矩计算系数am1111116141116142M =ctm(g +q)l°(kN m)-3.173.62-4.612.77-3.172.3截面承载力计算取板的截面有效高度g=80-20=60mm（环境类别为一类）,各截面配筋计算见表2表2板的各截面承载力计算截面边支座边跨中第一内支座中间跨中中间支座在平面图位置 轴间轴间轴间轴间轴间轴间轴间M (kN/m)-3.173.62-4.612.772.22-3.17-2.54MQsg fcbh o0.0620.0700.0900.0540.0430.0620.049E =1 - J1 -2%0.06

7、40.0730.0940.0560.0440.0640.050A a1 fcbhb-203.5232.0298.7178.0139.8203.5158.9A fy选配钢筋© 8200© 8200© 8160© 8200© 8200© 8200© 8200实配钢筋面积（mm）251251314251251251251注：表中对于轴间板带的中间跨中和中间支座考虑板的内拱作用，故弯矩降低0.23次梁设计取主梁的梁高 h=650mm( L/12=6000/12=429mrrr L/8=6000/8=750mrr),宽 b=250mm

8、次1125LL |255350125(1L12557501254 -1 F11 6000止1r6000!II*r13梁的截面尺寸及支撑情况见下图 4。T1图4次梁几何尺寸及支承情况 （单位：mm）3.1荷载恒载由板传来2.74X 2=5.48 kN/m次梁自重25X 0.2 X (0.45-0.08)=1.85 kN/m梁侧抹灰17X (0.45-0.08) X 2X 0.02=0.25 kN/mgk=7.58 kN/m楼面使用活荷载qk =8.0 X 2=16.0 kN/m荷载组合设计值g q=1.2 gk+1.3 qk=1.2 X 7.58+1.3 X 16.0=29.90 kN/mg q

9、=1.35 gk+1.3 X 0.7 qk=1.35 X 7.58+1.3 X 0.7 X 16.0=24.79 kN/m 取 g q =29.90 kN/m3.2内力计算按塑性内力重分布方法计算次梁内力。计算跨度为:中间跨：l0 Tn = 6.0-0.25 = 5.75m边跨：l0=ln = 6.0 -0.25/2 -0.025 = 5.85m边跨和中间跨的计算跨度相差：営.；75 I00%*48%"%故可按等跨连续次梁计算。剪力计算时跨度取净跨，计算简图如图 5所示/ *胃 * * / X* >f If $ r f X/ *t 5f ¥ tVAJ5.85mL,5h

10、75ttiL.5,75mLJL 5J5m.5,85ml*鼻F4FJ*J*图5次梁计算简图次梁内力计算见下表3、表4：表3次梁弯矩计算截 面边支座边跨跨内支座中间跨中中间支座弯矩计算系数am1111124141116142M =otm(g +q)l°/(kN m)-44.1173.84-96.2360.34-70.61表4次梁剪力计算截面边支座第一内支座(左)第内支座(右)中间支座剪力计算系数P0.500.550.550.55V=B(g+qh/(KN)88.9597.8594.5694.563.3截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面进行计算，翼缘计算宽度取以下三者较小值： 按计算跨度1

11、0考虑：bf =丄10二575 = 1.92m33 按梁肋净距sn考虑：bf =sn 1.2 1.2.0mh 按翼缘高度hf考虑：丄=0.195 0.1可不考虑此种情况,ho故取 bf =1.92m判别各跨中截面属于哪一类形：取ho =450-40=410mmb f hf fc(ho -hf/2) =1920 80 14.3 (410 - 80/2) =812.7kN m 73.84kN m故属于一类倒T形截面支座截面按矩形截面计算，跨中及支座截面均按一排筋考虑，取h0 = 450-40=410mm.次梁正截面承载力见下表5,斜截面承载力见下表6。表5次梁正截面承载力计算截面边支座边跨中第一内

12、支座中间跨中中间支座M /(kN m)-44.1173.84-96.2360.34-70.61MfY0.0920.0160.20.0130.147ctifcbf h o0.097<0.016<0.225<0.013<0.159<E =1 - J - 2c( s© =0.350.55匕=0.35札=0.55匕=0.35j =0.5(1-2c(s)0.9520.9920.8870.9930.920AMAs =2rsho fy (mm )376.6605.2882.0494.0624.0选配钢筋2 |_162 |_202 20+1金 182 L182 _ 16

13、+1182实配钢筋面积/ mm402628882.5509656.5注：Pmin -(0.2,45)%m -0.2%, p均大于Pmin ,考虑塑性内力重分布要求，满足 0.35f y表6次梁斜截面承载力计算截 面边支座第一支座(外)第一支座(内)中间支座V/kN88. 9597.8594.5694.560.25氏 fcbh0/N293150>V293150>V293150>V293150>V0.7 ftbh0 /N82082<V82082<V82082<V82082<V选用箍筋282828282Asv = nAsv1 /mm100.6100.6

14、100.6100.6fyv Asv h0S=V -O.7ftbh01621.5706.3892.5892.5实配箍筋间距(mm)2002002002004主梁计算主梁按弹性理论计算主梁内力，不考虑塑性内力重分布。已知柱截面尺寸为450mrK450mm主梁的梁高h=650mm宽b=250mm主梁的几何尺寸与支承情况如图 6所示图6主梁几何尺寸及支承情况（单位：mm4.1荷载 恒荷载由次梁传来7.58 6.0 =：42.27kN主梁自重(折算为集中荷载)0.25 (0.65 - 0.08) 2.0 25 = 7.13kN梁侧抹灰(折算为集中荷载)2 X 0.015 X( 0.65-0.08 )X

15、2.0 X 17=0.58kNGk=53.19kN 使用活荷载Qk=16.0 6.0 = 96.00kN 荷载组合设计值G +Q =1.2 Gk +1.3 Qk =1.2 X 53.19+1.3 X 96.0=188.63 kNG +Q=1.35Gk+1.3 X 0.7 Qk=1.35 X 53.19+1.3 X 0.7 X 96.0=159.17 kN取G=1.2 X 53.19=63.83 kNQ=1.35 X 96.0=124.8 kN4.2内力计算计算跨度如下:中间跨：Io = In = 6.0m 边跨：l0 Tn 二 6.0m中间跨跨度和边跨跨度相等，故可按等跨连续次梁计算。计算简图

16、见下图7。图7主梁计算简图（尺寸单位 m各种荷载工况下的主梁内力计算见表 7表7各种荷载工况下主梁内力计算计算简图内力图荷载工况G=6103kHA ,G ,rG,G 1；弓 D1M :46.7963.63-17.04-80.87C-124.3kNA lq lo q jgD1M :V :D1V :-16 J124.8M:152.511.1Q=124.fikMA Jq Iq Jq !q2陀 吒 D1内力计算过程见表8表8内力计算何载工况弯矩（KN.mi）剪力kNM1 =KGI =0.244 汇 63.83 汉6.00 = 93.45Mb = KGI = 0.267 汉 63.83 汉 6.00 =

17、102.26M2 = KGI =0.067x63.83x6.00 = 25.66M； =63.83汉 2.02/3 疋 102.26 = 54.49Va = QG = 0.733 如3.83 = 46.79乂右=Va -G = 46.79-63.83= -17.04Vb 左=QG = 1.267x63.83= 80.878右=K1G =1.0x63.83 = 63.83V2 左=VB 右一 G = 0M1 =0.289x124.8x6 = 216.40Mb = 0.133x124.8x6 = 99.59M 2 = -99.59M； =124.8 汉 2.02/3 汉 99.59 = 182.2

18、1Va =0.866x124.8 = 108.1 乂右=108.1-124.8=-16.7 乂左=1.134x124.8= 141.58右=0M1 =0.133/3汇124.8汇6 = 32.95Mb = 0.133 汉 124.8 汽 6 = 99.59M 2 = 0.2x124.8x6 = 149.76M； = 2/3汉（一99.59） = -66.39Va = -0.133X24.8= -16.6乂右=Vb 左=-16.6Vb 右=1.0"24.8= 124.8M b = 0.31仆 124.8 汉 6 = -232.88Me = 0.089 x 124.8汉61.8 = -6

19、6.64M1 =124.8 汉 2.01/3 汉 232.88=171.97M ； =124.8 汉 2.0 2/3疋 232.88 = 94.35M； = 124.8 疋 2.0 2/3 汉 232.88 1/ 3 父 66.64= 72.13M2 =0.170 汉 124.8 汉 6 =127.30Va =0.689X24.8=86.0乂右=86.0-124.8= -38.8Vb 左=1.33X24.8= 163.6Vb 右=1.222X24.8 = 152.5V2 右=152.5-124.8 = 27.7V2 右=0.089 汉 124.8 = 11.1最不利内力组合见下图8所示。LQ

20、JNIA ,”GLg荷载工况十丄匚G=63.43KN1S+-39-63.83I-33.74I-222ZS73l-Q JhQ=124,BKN/X Jr G*rG 、呻颐J G k图B斤 D1荷载工祝+图（b）1.0 1Q荷彝工况十®1Q IJ&=124«KN1g Jg-bj.bjkn 1g 1g 丄吕盂匚工图（c）图8主梁最不利内力组合图（a）、图（b）及图（c）主梁的包络图与剪力图见下图9图9主梁的弯矩及剪力包络图4.3截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度取以下三者较小值： 按计算跨度10考虑：bf = 1 10 = 6.0 = 2.0m33 按

21、梁肋净距sn考虑：bf = sn b = 6.0m 按翼缘高度hf考虑：也 800.1311 0.1可不考虑此种情况ho610故取 bf =2000mm ,h=650-40=610mm判别T形截面类型：b'fh'f fc(h0 -h'f/2) =1.0 2000 80 14.3 (610-80/2) = 1304.2kN m M1 = 73.32kN m 故属于第一类T形截面。主梁支座截面按矩形截面计算，取h0 =650mm-85 = 565mm (因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，布置在次梁主筋下面)。主梁截面承载力及配筋计算分别见表 9及表10。表9主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨中M/(KN m)309.85-335.14175.42-73.93Q0 x -/(KN m)2一42.44一一(M- Q0 x -/2 )/(KN m