工程结构课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上学号：工程结构课程设计题目：单向板肋梁楼盖课程设计姓名： 学院：专业： 班级： 指导教师： 目录1. 课程设计任务书32. 工程概况以及结构设计方案的选择72.1 楼盖平面尺寸及活荷载选定72.2 设计资料72.3 楼面梁格布置和构件截面尺寸73. 主体工程的详细结构计算书83.1 墙柱的计算83.2 板的计算93.3 次梁计算123.4 主梁计算 164. 小结235. 参考文献241、单向板肋梁楼盖课程设计任务书一、 设计题目某三层内框架结构轻功仓库，层高由各位同学自己确定，标准层建筑平面如图所示，墙厚240mm,混凝土柱400mm×400mm。房屋的安

2、全等级为二级，该工程位于6度区，拟采用钢筋混凝土整浇楼盖（单向板肋梁楼盖），设计之。二、 设计资料1. 板底做15mm厚石灰砂浆粉刷，板面按使用要求不同，分2种情况: 20mm厚水泥砂浆楼面；水磨石子楼面。2. 柱网尺寸和楼面活荷载标准值见附表。3. 材料：混凝土强度等级采用C25，梁内受力主筋采用HRB335钢，其余均采用HPB300钢。钢筋混凝土：25kN/m3水泥砂浆：20kN/m3石灰砂浆：17kN/m3水磨石子楼面：0.65kN/m34.该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部分。三、设计成果设计成果为计算书和结构施工图两部分。本课程设计砌体结构墙柱设计及混凝土楼盖设计，主要包括如

3、下内容：1. 计算书（计算内容）1 墙柱（不包括内框架柱）承载力计算、墙柱（不包括内框架柱）高厚比验算。2 混凝土楼面板（梁）设计：包括板的布置、混凝土强度等级、板厚、板面标高、内力计算等。可按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力。计算板的正截面承载力。3 次梁设计（按塑性理论）4 主梁设计（按弹性理论）5 格式及内容要求封面及目录；课程设计任务书；工程概况以及结构设计计算书；对所完成设计的小结；参考文献。6 要求计算正确，书写工整，字体端正，简图及表格应按先后顺序统一编号。计算书由封面、目录、正文及参考文献组成，正文应编页码。一律用A4纸书写或打印，并装订整齐。应满足教务处关于课程设计格式的

4、要求。2施工图（图纸内容）结构施工图：结构设计说明；楼盖结构平面布置图，板的配筋图，比例1:100；次梁、主梁配筋图（或剖面图），比例1:20或1:40；图纸要求 图纸上应有必要的结构设计说明，其内容一般为：砌体类型和强度等级（砌块和砂浆）、钢筋强度等级、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度及其他需要说明的内容。 图纸右下角图签内容：项目名称、图名、比例、图别、图号、制图（学生姓名、班级及学号）、校核、审定、日期等。 绘图要求：图面整洁，线条流畅，有层次，字体端正，符合建筑结构制图统一标准（GB/T 50105-2001）。可手绘或计算机绘图。附表活载（kN/m2）L1×L25.05.5

5、6.06.57.07.58.05500×600012345675700×60008910111213145700×6600151617181920216000×6900222324252627286600×6900293031323334356600×7200363738394041426600×7500434445464748496900×7200505152535455566900×7500575859606162632、工程概况以及结构设计方案的选择2.1楼盖平面尺寸及活荷载选定：楼盖平面尺寸：L1

6、 =6600;L2 =6900楼面活荷载标准值选定Q=6.0KN/M2 .2.2设计资料：（1）楼面做法：20mm水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；15mm石灰砂浆抹底。（2）材料：混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2,梁内受力主筋为HRP335钢，fy=300n/mm2;其他为HPB300钢，fy=270N/mm2 。2.3楼面梁格布置和构件截面尺寸（1）确定主梁跨度6.6米，次梁6.9米，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为：2.2米。（2）估算梁板截面尺寸：按高跨比条件，要求板厚hl/40=2200/40=55mm,对工业建筑的楼盖板，要求h80mm,取板厚为80mm.次梁截面尺寸

7、：H=l/18 l/12=6900/186900/12=383.33575mm;取h=400mm;b=200mm;主梁截面尺寸：h=l/141/8=6600/146600/8=471.43825mm;取h=600mm;b=250mm;3、主体工程的详细结构计算书3.1墙柱的计算：（1）墙柱的承载力计算砖柱截面尺寸为490mm×490mm,柱的计算高度4.5m，采用烧结普通砖MU10，混合砂浆M5,砌筑，施工质量控制等级B级。 砌体抗压强度设计值：A=0.49×0.49=0.24m20.3m2 ,考虑调整系数a =A+0.7=0.94查表可得a·f=0.94

8、5;1.5=1.41N/mm2 柱的承载力：=·H0/h=1.0×4.50.49=9.18,查表得=0.888则Nu =fA=0.888×1.41×490×490×10-3 =300.6KN（2）墙、柱高厚比验算柱：= H0/h=9.18u1u2=1.2×1-0.4×24006900×16=16.5墙：= H0/h=18.75u1u2=1.2×1-0.4×24006900×24=24.79综上可知墙、柱高厚比满足要求。3.2板的计算：单向板边长比：l1/l2 =6900/22

9、00=3.136（1）荷载：板的荷载标准值：20厚水泥砂浆面层：0.02×20=0.4KN/M2 80厚钢筋混凝土板：0.08×25=2KN/M2 15厚石灰砂浆粉底：0.015×17=0.255KN/M2 小计： 2.655KN/M2活荷载标准值： 6.0KN/M2 永久荷载分项系数 =1.2活荷载分项系数 =1.3 恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.186KN/M2 活荷载设计值：q=6×1.3=7.8KN/M2 荷载总设计值：g+q=3.186+7.8=10.986KN/M2 （2）板的计算简图：边跨：l01=ln+h/2=(22

10、00-120-100)+80/2=2020mm;中间跨：l02=ln=2200-200=2000mm;跨度差：（2.02-2）/2.02=0.0099;跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1米宽版带作为计算单元，计算简图如下：M1 M2 M3 M4 M5 A B C D E Fg+q=10.986KN/M2（3）弯矩设计值：查表知：板的弯矩系数：边跨中：1/11;离端第二支座：-1/14；中跨中：1/16；中间支座：-1/11；M1=M5=-ME=-MB=(g+q) ×l012 /11=10.986×2.022 /11=4.0752KN·M;M2=M3=M4

11、=(g+q) ×l022/16=10.986×22 /16=2.7465KN·MMC=MD=-(g+q) ×l022/14=-10.986×22 /14=-3.1389KN·M（4）正截面受弯承载力计算：板厚80mm，h0 =80-20=60mm. C25 混凝土 fc=11.9N/mm2;HPB300钢fy=270N/mm2.板的配筋见表3.（5）板的构造钢筋：沿主梁顶面设置6200构造钢筋。钢筋垂直于主梁布置，伸入板中长度，从梁边算起为500mm.:沿楼盖周边嵌固在承重砌体墙内的板边，配置6200上部构造钢筋。钢筋垂直于板边布置，

12、伸入板中长度，从板边算起为500mm.在板角处沿两个垂直方向布置。：垂直于板跨度方向布置6300分布钢筋。（6）板的配筋：为方便施工，板配筋采用分离式设计。详见板配筋图。表3：板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值（KN·M）4.0752-4.07522.7465-3.1389s=M/fcbh020.09510.09510.06410.07330.10010.10010.06630.0762轴线，计算（mm2）As=bh0fc/fy264.71264.71175.33201.51实配As（mm2）8150As=335.18150As=335.16150As=1896/8150As=262

13、轴线计算（mm2）As=h0fc/fy264.71264.710.8×175.33=140.260.8×201.51=161.21实配As（mm2）8150As=335.18150As=335.16180As=1576180As=157注：1. 中间跨中及中间支座板，由于四周与梁板整体连接，该部分截面计算弯矩减少20%。2. 轴线C支座，计算钢筋面积与实际配筋面积相差小于5%。3.3次梁计算（按塑性内力重分布计算）（1）荷载设计值：板传来恒荷载 3.186×2.2=7.01KN/M; 次梁自重 0.2×0.4-0.08×25×1.2=

14、1.92KN/M次梁粉刷 （0.4-0.08）×2×0.34×1.2=0.26KN/M恒荷载设计值 g=9.19KN/M活载设计值 q=7.8×2.2=17.16KN/M荷载总设计值 g+q=26.35KN/M取：g+q=26.4KN/M（2）计算简图：次梁在砖墙上支承长度为240mm,主梁截面250mm×600mm.次梁跨长见下图：取计算跨度为：L01=ln+a/2=6655+240/2=6775mm又l01=1.025×ln=1.025×6655=6821mm取 l01=6775mm中间跨：l02=ln=6650mm跨度

15、相差不超过10%，按等跨连续梁计算。次梁计算简图如下：（3）内力计算：弯矩设计值：查表得：次梁弯矩系数：边跨中，1/11；离端第二支座：-1/14；中跨中：1/16；中间支座：-1/11。故： M1=-MB=(g+q) *l012/11=26.4×6.7752/11=110.162KN·M M2=M3=(g+q)*l022/16=26.4×6.6502/16=72.967 KN·M Mc=-(g+q)*l022/14=-26.4×6.6502/14=-83.391 KN·M剪力设计值： VA=0.45* (g+q) *ln1=0.45

16、×26.4×6.655=79.061KN VBL=0.6* (g+q) *ln1=0.6×26.4×6.655=105.415KN VBR=0.55* (g+q) *ln2=0.55×26.4×6.650=96.585KN VC=0.55* (g+q) *ln2=0.55×26.4×6.650=96.585KN（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，翼缘计算宽度：bf=l/3=6650/3=2217 又：bf=b+sn=200+2000=22002217取bf=2200。除支座B截面纵

17、向受拉钢筋按两排布置外，其余均为单排布置。判定T形界面类型：a1fcbfhf(h0-hf/2)=1×11.9×2200×80×(360-40)/=670.21 kN.m计算值大于各跨中截面计算弯矩，故各跨中截面属于第一类T形截面（中和轴在翼缘内）。 表4：次梁正截面受弯承载力计算截面1 B 2 C弯矩设计值（kN.m）110.162-110.16272.967-83.391=M/fcbh02110.162*106/(11.9*2200*3652)=0.0316110.162*106/(11.9*200*3652)=0.347472.967*106/(11

18、.9*2200*3652) =0.020983.391*106/(11.9*200*3652)=0.26300.03210.44760.02110.3115As=bfh0fc/fy1022.51296.1672.1902.0选配钢筋225+116钢筋面积1183.12322+216钢筋面积15422218+116钢筋面积710.12222+116钢筋面积961.12注：纵筋及架立钢筋采用HRB335钢，fy=300N/mm2 箍筋为HPB300钢，fy=270 N/mm2。混凝土为C25，fc=11.9 N/mm2,ft=1.27 N/mm2.次梁采用弯起式配筋方案。斜截面承载力计算

19、：（1）验算截面尺寸：hw=h0-hf=365-80=285mm hw/b=285/200=1.42540.25fcbh0=0.25*11.9*200*340=N=202.3kN>VBL=105.415kN0.7ftbh0=0.7*1.27*200*365=64.897<VA=79.061kN故知：截面尺寸符合要求，但各支座截面均需按计算配置腹筋。（2）计算所需腹筋采用6双肢箍筋，计算B支座截面（剪力最大）。VCS=0.7ftbh0+1.25fyvh0ASV/SS=1.25×270×28.3×2×340/( VCS-0.7×1.27

20、×200×365) =160.2mm考虑弯矩调幅对受剪承载力的影响，应在梁局部范围内将计算的箍筋面积增大20%。调整箍筋间距：S=160.2/1.2=133.5mm取箍筋间距为S=130mm，沿梁长不变。（3）验算配箍筋下限值最小配箍率：0.24×ft/fyv=0.24×1.27/270=0.实际配箍率：sv= ASV/bs=28.3×2/(200×120) =0.>0.满足要求3.4、主梁计算（按弹性方案计算）（1）、荷载设计值主梁自重按次梁间距2.2米并入集中荷载计算。 次梁传来恒荷载：9.19×6.9=63.41

21、1kN·m主梁自重：0.25×（0.6-0.08）×2.2×25×1.2=8.58kN主梁粉刷:（0.6-0.08）×2×2.2×17×0.02×1.2=0.934 kN恒荷载 G=72.925 kN,取G=73kN 活荷载 Q=17.16×6.9=118.404 kN,取Q=118.5kN（2）、计算简图主梁两端支承载砖墙上，支承长度240，中间支承载400×400钢筋混凝土柱上。支承简图如下：计算跨度：边跨：l01=ln+a/2+b/2=6280+120+200=6600

22、mm又：l01=1.0251ln+b/2=1.025×6280200=6637mm取l01=6600mm中跨：l02=6600mm因跨度相差不超过10%，课按等跨梁计算，计算简图如下：GGGGGGA121CBA（3）、弯矩剪力设计值及内力包络图1弯矩设计值：M=k1G1+k2Q12剪力设计值：V=k3G+k4Q各截面弯矩值见下表：（4）、弯矩包络图荷载组合+出现第一跨内最大弯矩及第二跨内最小弯矩。此时。MA=0,MB=232.66kN,以A,B支座弯矩值的连线为基础，叠加边跨在G+Q=191.5kN作用下的简支梁弯矩图。则第一集中荷载下的弯矩值为：l01（G+Q）/3-MB/3=19

23、1.5×6.6/3-232.66/3=343.747kN.m。第二集中荷载下的弯矩值为：l01（G+Q）/3-2MB/3=266.193kN.m。中跨跨中弯矩最小时，支座B、C弯矩值均为232.66kN.m，叠加集中荷载G=73kN.作用下的简支梁弯矩图，则集中荷载处Mmin=GL02-MB=73×6.6/3-232.66=-72.06 kN.m荷载组合+-支座最大负弯矩MB,max=-371.87kN.m,MA=0,MC=-198.25kN.m，在这三支座间连直线，以连线为基线，于第一第二跨分别绘出集中荷载为G+Q时的简支梁弯矩图，集中荷载处地弯矩值依次为：297.34,

24、173.39,-107.31,165.17.荷载组合+-出现边跨跨中最小弯矩及中跨跨中最大弯矩。此时，MB=MC=-232.66KN.M。第一跨中G下弯矩值为188.64KN.M。弯矩包络图如下：+主梁剪力包络图A1BC2+主梁剪力计算项目荷载简图kVAkVAkVA1GGGGGGA121CBA0.73353.51-1.267-92.491.000732QQQQA121CBA0.866102.62-1.134-134.38003QQQQA121CBA0.68981.65-1.311-155.351.222144.81组合项次+VMAX（KN）+156.13+-247.84+217.81主梁弯矩计

25、算表（KN.M）项次荷载简图KM1KMBKM2KMC1GGGGGGA121CBA0.244117.56-0.267-128.640.06732.28-0.267-131.4-128.642QQQQA121CBA0.289226.03-0.133-104.02-0.133-104.02-0.133-104.023QQA121CBA-0.04435.41-0.133-104.020.200156.42-0.133-104.024QQQA121CBAQ0.229179.10-0.311-243.230.170132.96-0.089-69.61组合项次Mmin（KN.M）+151.97+-371.8

26、7+-71.74+-198.25组合项次Mmax（KN.M）+343.59+188.721AB+主梁剪力包络图（5）、主梁承载力计算：1、正截面受弯承载力计算跨内按T型截面计算，因hf / h =80 / 565=0.14>0.1，所以取翼缘宽度为：bf=1/3=6.6/3=2.2m<b+ Sn (取bf=2.2m)B支座截面弯矩设计值:MB=MB,max-Q0*b/2=371.87-191.5*0.4/0.2=333.57kN.M 纵向钢筋的布置，除B支座为两排外，其余均为单排布置。且跨内截面经鉴别均为一类T型截面。表5：主梁正截面受弯承载力计算截面1B 2弯矩设计值（kN.m）

27、343.747-371.87188.64-72.06=M/fcbh02343.747*106/(11.9*2200*5652)=0.0411-371.87*106/(11.9*250*5302)=0.4450188.64*106/(11.9*2200*5652)=0.0226-72.06*106/(11.9*250*5652)=0.07590.04200.66800.02290.0790As2070.843510.91129.1442.63选配钢筋228+225钢筋面积2214725钢筋面积3436228钢筋面积1232218钢筋面积509注：纵筋及架立钢筋采用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2;箍筋为HPB300级钢筋，fy=270 N/mm2。混凝土为C25，fc=11.9 N/mm2，ft=1.27 N/mm2。主梁配筋考虑抗震要求，采用分离式配筋。2、斜截面受剪承载力计算 （a）验算截面尺寸 hw=53080=450mm hw/b=450/250=1.8<4故由：0.25fcbh0=0.25*11.9*250*530=.5N>VBL=N0.07fcbh0=0.07*11.9*250*530=.5<VA=N可知：截面尺寸符合要求，但应按计算配置腹筋。 （b）计算所需腹筋采