土木工程-混凝土结构课程设计

1、混凝土结构课程设计一、设计题目钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二、基本资料某多层厂房，采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，其二层楼面结构布置如下图所示，板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm ,主梁伸入墙内370mm ,楼面面层为水磨 石，自重为0.65kn /m2, 板底及梁侧用15mm 厚石灰砂浆粉刷 . 楼面活荷载标准值取qk=3.0+0.1 n（n :学号）.柱网尺寸为l iX l 2, l 1= l 2=6+0.3m,其中 m取值为：当学号 n=1 10时，m=3;当学号 n=1120时，m=2;当学号n=2130时，m=1;当学号 n=3140时, m=0.混凝土强度等级为 C20

2、或C25,主次梁纵向受力钢筋采用HRB335或HRB400其余钢筋均采用 HPB235.三、基本任务及成果要求（一）撰写混凝土楼盖设计计算说明书1. 设计资料2. 板地设计（按可塑性内力重颁布理论进行设计）3. 次梁地设计（按可塑性内力重颁布理论进行设计）4. 主梁地设计（按弹性理论进行设计，要求满足承载力及裂缝宽度条件）5. 设计总结（对设计地合理性方面及存在地不足进行总结）（二）绘制楼面结构施工图（2#图纸 2 张）1 .楼面结构平面布置图（ 1 ： 100）图中需标注墙、柱定位轴线编号，梁、柱定位尺寸及构件编号（建议代号：板一Bn，次梁 CLn ，主梁 ZLn ） .2. 板地配筋图（可

3、直接绘在结构平面布置图上） 图中需标明板厚、钢筋直径、间距及其长度定位尺寸 .3. 次梁模板及配筋图（ 1 ： 50， 1 ： 20） 图中需标注次梁截面尺寸，箍筋形式、直径及间距，纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长 度定位尺寸 .4. 主当模板及配筋图（ 1 ： 30， 1 ： 20）包括主梁地弯矩包络图及材料抵抗弯矩图 . 图中需标注主梁截面尺寸、箍筋形式、直径及 间距，纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长度定位尺寸，其中纵筋地纵向长度定位应依据 材料抵抗弯矩图进行 .5. 结构施工图说明主要说明构件地确混凝土强度等级、钢筋代号与级别地对应（如代表HPB235等）、保护层厚度，尺寸单位以及楼面荷

4、载值等 .某工业厂房钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计一、 设计资料图 1 是某多层工业厂房地楼盖建筑平面布置（楼梯间不在此平面内） ，楼盖拟 采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，试进行设计 .其中板、次梁按考虑塑性内力重颁布设计，主梁按弹性理论设计.设计资料如下： 楼面做法如下：水磨石面层钢筋混凝土现浇板板下混合砂浆抹面20mm 厚 （自重 0.65kn/m 板地设计（塑性内力重颁布法）（1） 确定板地计算跨度次梁截面200X 450,板在墙上支承宽度为120mm，板跨长如附图1边跨： lm=ln+h/2=1760+80/2=1800m中跨： l02=ln=2100-200=-1900mm边跨和中跨

5、相差小于 10%，可按等跨连续板计算，取 1m 宽板带为计算单元，其计算简图如下： 次梁设计（塑性内力重颁布法） 主梁设计（弹性理论法）二、计算1. 板地计算：）（容重 25 kn/m 2）215mm （容重 17 kn/m 2） 楼面活荷载 q=5.7 kn/m 2 材料：混凝土， C25，钢筋，梁内受力钢筋为HRB335，其余用HPB235钢筋. 梁板入墙长度：板为 120mm;次梁为240mm ;主梁为360mm.4 kn/m 2 ）. 柱：bx b=500mm x 500mm.恒载分项系数为 1.2;活荷载分项系数为1.（3 因为楼面活荷载标准值大于1. 根据构造确定板厚及主、次梁地截

6、面尺寸确定主梁跨度为6.3m，次梁跨度为6.3m，主梁每跨跨内布置两根次梁，板 跨度为 2100mm.按高跨比条件，要求板厚h> 2100/40=525mm ,对工业建筑地楼盖板，要求h> 70mm,取板厚 h=80mm.次梁截面尺寸：h=l/18 l/12=350 525mm取 h=450mmb=l/3 -1/2=150 225mm取 b=200mm主梁截面尺寸：h=l/14 -1/8=450 787.5mm取 h=650mm,b=300mm(1)荷载计算:20mm水磨石面层0.02 X 0.65 = 0.013 kn/m20.08 X 25= 2.0 kn/m0.02X 17=

7、 0.34 kn/m 2；恒载标准值:80mm钢筋混凝土板20mm混合砂浆顶棚抹灰2gk= 2.35 kn/m恒载设计值 g=1.2 X 2.35 = 2.82 kn/m 2； 活荷载设计值 p=1.3 X 5.7=7.41 kn/m 2;合计 10.23 kn/m 2;即每米板宽g+p=10.23 kn/m 2.(2)内力及配筋计算:板弯短系数a:力跨为1/11,离端第二支座为-1/11 ,中跨中为1/16,中间支座为了 -1/14, 固有2 2M1=-Mb=1/11 (p+g) (101)=(10.12/11) X 1.8 =3.01kn m2 2M2=M3=1/16(p+g)(l 02)

8、 =(10.23/16) X 1.9 =2.31kn m2 2Mc=-1/14(p+g)(l 01) =-(10.23/14) X 1.9 =-2.64 kn m板厚 h=80mm,h0=80-20=60mm ;混凝土 C25, a=1fc=11.9n/mm2 ； HPB235 钢筋， fy=210n/mm2；板按考塑性内力重颁布方法计算，取1m宽板带作为计算单元(b=1000mm),板地配筋计算见下表.板地配筋计算板带部位截面1B2CM ( kn m)30.1-3.012.31-2.642a=M/( af cbho)0.070.070.0540.062-0.5Y s=0.51+(1-2 a)

9、0.9640.9640.9720.9682As=M/f y y sh0(mm )248248189216选配钢筋 8200 8200 8200 8200实配钢筋面积(mm2)251251251251板配筋如下图:2.次梁地计算：次梁按考虑塑性内力重颁布方法计算(1)荷载计算:恒载设计值：由板传来永久荷载：2.82 X 2.1=5.92kn/m ; 次梁自重：1.2X 25X 0.2X( 0.45-0.08) =2.22kn/m ;梁侧抹灰：1.2X 17X 0.02X( 0.45-0.08)x 2=0.30kn/m ;g=8.44kn/m ；活荷载设计值：由板传来：p=7.41 x 2.仁15

10、.56kn/m ;合计： g+q=24kn/m.( 2)内力计算：计算跨度：边跨： l01=1 .025ln=1 .025 x 5910=6058mm；l0i=ln+ d2=5910+240/2=6030mm ;取较小值 6030mm中间跨： l0=l n=6000mm ；跨度斋戒：(6058-6000) /6058V 10% ;按等跨连续梁计算内力 .查得弯矩系数a值；边跨中为1/11，离端第二支座为-1/11 ,中跨中为1/16，中间支座为-1/14 , 故弯矩设计值为：2M=-MB=(g+q)l 01 /11=24 x 6.032/11=79.32kn mM2=(g+q)l 022/16

11、=24 x 62/16=54kn m2Mc=-(g+q)l 02 /14=-24 x 62/14=-61.71kn m剪力设计值为VA=0.45(g+q)l 01=0.45x 24x 5.91=63.81knVBL=0.6(g+q)l n1=0.6x 24x5.91=85.10knVBr=0.55(g+q)l n2=0.55x 24x 6=79.20knVC=0.55(g+q)l 02=0.55x 24x 6=79.20kn( 3)承载力计算1 )正截面受弯承载力计算支座 B、 C 按 200x 450 地矩形截面计算，跨内按 T 形截面计算，其翼缘宽度取下面 二都是较小值：bf=1/3x60

12、00=2000mmVb+sn=200+1900=2100mm取 b' f=2000mm梁高： h=450mmh0=450-35=415mm翼缘厚：b' f=80mm判别 T 形截面类型：afcb' fh' f(h0-h' f/2)=1.0 x 11.9X 2000x 80x (415-80/2)=714kn m> M1> M2；故各跨中截面均属于第一类 T形截面.支座截面按矩形截面计算，按布置一排纵筋考虑，h°=415mm，混凝土 C25,ai=1 ,22fc=11.9n/mm , fy=300n/mm次梁正截面及斜截面承载力计算分

13、别见下表：次梁正截面承载力计算截面1B2CM ( kn m)79.32-79.3254-61.712a=M/( afcbh。)0.0190.01930.0130.150-0.5 nY s=0.51+(1-2 a)0.9900.8920.9940.9182As=M/f y y sh°(mm )643.5714.2436.4540.0选配钢筋2 18+114实配钢筋面积(mm2)662.9760461555.92)斜截面承载力计算混凝土 C25， ft=1.27n/mnf ； 箍筋采用 HPB235, fyv=210n/mrh ; hw/h=(465-80)/2

14、00 <4,属厚腹梁.次梁斜截面承载力计算截面AB1BrCV (kn)63.8385.1079.2079.200.25 B cfcbh0=246.9knVA< 73.8kn35.34kn < Vb1 <35.34kn < Vb<35.34kn < Vc <0.7f tbh0=73.8kn构造配筋246.9kn246.9kn246.9kn计算配筋计算配筋计算配筋选用箍筋86662Asv=nAsv1(mm )100.6100.6100.6100.6S=1.25fyvAsvho/V-O.7ftbho-1349 X 0.8=10794486 X 0.8=

15、35893589实际配筋 8200 8200 8200 8200验算 0.24( ft/fyv) =0.18%0.25%> 0.18%0.25%> 0.18%0.25% > 0.18%0.25% > 0.18%满足最小配筋率. 次梁配筋图见附图3.3.主梁地计算：主梁按弹性理论计算.主梁两端支承于砖墙，入墙 360mm高柱截面尺寸为500x 500mm，主梁地有 关尺寸及支承情况如图所示 .(1)荷载恒载设计值：由次梁传来：8.44 X 6.3=53.17kn主梁自重(折算为集中荷载)0.3X25X1.2X(0.65-0.08)X 2.1=10.77kn；梁侧抹灰(折算

16、为集中荷载)1.2X17X0.02X( 0.65-0.08)X 2X 2.1=0.98kn；G=53.17+10.77+0.98=64.92kn活荷载设计值：由次梁传来： P=15.56X 6.3=98.03kn合计： G+P=162.95kn( 2)计算跨度主梁两端支承于砖墙，入墙360mm，中间支承柱500 X 500,按连续梁计算边跨：l01=ln1+(a+b)/2=581 0+(360+500)/2=6240mm ；l01=1 .025 X ln+b/2=1 .025 X 5810+500/2=6205mm ；取 l01=6210mm中间跨 ln=6300mm ；跨度差v 10%，可按

17、等跨连续梁计算( 3)内力计算由于主梁线刚度较柱地线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上地连续梁.在各种不同颁布地荷载作用下地内力计算可采用等跨连续内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算，则：M=k 1G1+k2Q1；G=64.92knP=98.03knV=k 3G+k 4P；G=64.92knP=98.03kn边跨：GF64.92 x 6.3=409.00kn mPi=98.03 X 6.3=617.59kn m式中系数k值由查表得(4)主梁承载力计算1 )正截面受弯承载力计算跨内按 T 形截面计算，因为hf/ho=8O/615=O.13 > 0.1所以 b'

18、 f=1/3=6.3/3=2.1m v b+Sn=0.3+6=6.3m取 b' f=2100mm计算判断 1、2截面类型：difcb' fh' f(h0-h' f/2)=1.0 X 11.9X 2100X 80X (615-40)=1149.5kn m > M1 > M2属第一类T形截面.B支座按矩形截面计算，其弯矩设计值M b=M Bmax-V 0 (b/2)=-284.08+157.16025=-24479kn m2)斜截面受力计算(h0=580mm )Hw/b=(h0-hf)/b=(580-80)/3004，属厚腹梁.将以上最不利内立纵使下地弯矩图及剪力图分别又叠画在同一坐标图上，即可得主梁地弯矩包络图及剪力包络图，参见图纸主梁正截面及斜截面承载力计算分别见表主梁正截面承载计算截面边跨跨中中间支座中间跨跨中M ( kn m)262.16-244.79138.40-42.022a=M/( af cbho)0.02770.2040.01460.0044-0.5Y s=0.51+(1-2 a)0.9860.8850.9930.9982As=M/f y y sh°(mm )14411590755228选配钢筋22