工程结构课程设计计算书

辽宁工业大学工程结构课程设计说明书题目：工程结构课程设计（36组）院（系）： 管理学院专业班级： 工程管理132班学号： XXXXXXXXXX学生姓名： XXXXXXXX —指导教师： XXXXXX教师职称： 教授起止时间：20」6・1・4-2016.1.15课程设计（论文）任务及评语教研室：结构教研室院（系）：土木建筑工程学院教研室：结构教研室XXXXX学生姓名XXXXX专业班级XXXXX课程设计（论文）工程结构课程设计（36组）题目任务i某轻工厂房为多层内框架结构，现浇钢筋混凝土肋形楼盖，砖砌体承重外墙厚370mm，钢筋混凝土柱尺为400mmX400mm，建筑平面32.4mX21.6m。图示范围内不考虑楼、电梯间。楼面做法15mm花岗岩面层，容重28kN/m3,30mm厚水泥砂浆结合层，容重20kN/m3；钢筋混凝土现浇板结构层，钢筋混凝土容重25kN/m3；20mm厚混合砂浆抹灰，容重为17kN/m3。程3.可变荷载：板、次梁、主梁为4.0kN/m2设计混凝土采用C40;（论梁和板中受力钢筋采用HRB400级，梁中箍筋采用HPB300级。任 设计内容务1.结构平面布置：确定柱网尺寸，布置结构构件。现浇钢筋混凝土板次梁的计算（其内力计用弹塑性分析方法）。现浇钢筋混凝土主梁的计算（其内力计算按弹性理论考虑）。绘制结构施工图（1）绘制楼盖结构平面布置图（包括梁、板编号）;（2）板的配筋图;（1）绘制楼盖结构平面布置图（包括梁、板编号）;（2）板的配筋图;（3）主、次梁的配筋图;（4）钢筋表及必要的结构设计说明。成绩平时进度10%计算书、图纸80%辩10%答合计学生签字： 指导教师签字：年月日目录TOC\o"1-5"\h\z设计资料 1楼盖的结构平面布置 1板的设计 2（1）荷载计算 2（2）计算简图 2（3） 弯矩设计值 3（4） 正截面承载力计算 3次梁设计 4（1） 荷载设计值 4（2）计算简图 4（3）内力计算 4（4）承载力计算 5主梁设计 6（1）荷载设计值 6（2）计算简图 6（3） 内力设计值及包络图7（4） 承载力计算96.参考文献ii1.设计资料某轻工厂房的建筑平面如图1所示，环境类别为一类，楼梯设置在旁边的附属房间内。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分布设计，主梁按弹性理论设计。楼面构造层做法：15mm花岗岩面层，容重为28KN/m3，30mm厚水泥砂浆结合层，容重20KN/m3;钢筋混凝土现浇板结构层，容重25KN/m3；20mm厚混合砂浆抹灰，容重17KN/m3.(2活荷载:标准植4KN/m2.(3恒载分项系数1.2,活载分项系数1.3.(4)材料选用:混凝土采用C25(fc=19」N/mm2：［=1.71N/mm2)钢筋:梁中纵向受力钢筋采用HRB500级(fy=360N/mm2)其余采用HRB400级(f=360N/mm2)图1楼盖建筑平面2.楼盖的结构平面布置主梁烟横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m、次梁的跨度为5.7m，主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为2.1m，l01/l02=6.3/2.3=3m，因此可按单项板设计。按跨高比条件，要求板厚hN2300/40=52.5mm，对工业建筑的楼盖板，要求hN

80mm，取板厚h=8omm。次梁截面高度应满足h=l/18〜l/12二5700/18〜5700/12=316.66〜475mm。考虑到楼面活荷载比较大，取h=450mm。截面宽度取为b=200mm。主梁的截面高度应满足h=l/14〜l*=6900/15〜6900/10=460〜690mm。取h=700mm。截面宽度取为b=300mm。3.板的设计：荷载：荷载：30mm厚水泥砂浆结合层15mm花岗岩面层8omm混凝土板20mm厚混合砂浆抹灰图2楼盖结构平面布置图20Xo.03=0.6KN/m228Xo.015=0.42KN/m225Xo.o8=2KN/m217Xo.02=o.34KN/m2板的活荷载标准值： 4KN/m2恒荷载分项系数取1.2;因楼面活荷载标准值等于4.0KN/m2，所以活荷载分项系数应取1.3于是板的线恒载设计值 gn.2X3.36=4.032KN/m2线活载设计值 q=i.3X4=5.2KN/m2合计 g+q=9.232KN/m2，近似取为g+q=9.3KN/m2计算简图次梁截面为200mmX450mm,现浇板在墙上的支承长度不小于i00mm,取板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l=l+h/2=2300T00T20+80/2=2i20mmVi.0251二2357.5mm,取l=2i20mm中间跨：l=l=2i00-i00-i00=2i00mm跨度差＜10%，说明可按等跨连续板计算内力，计算简图如下图g«q=UCI|/HfnrniiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiA~ AJAIM—」 91m.I-」aim一」kk一I图3板的计算简图弯矩设计值由表可查得，板的弯矩系数七〃分别为：边跨中，1/11;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16；中间支座，1/14。故M1=-MB=(g+q)l012/ii=9.3X2.i22/ii=3.80KN.mMC=-(g+q)l0i2/i4=-9.3X2.i2/i4=-2.92KN.mM2=(g+q)l012/i6=9.3X2.12/16=2.56KN.m正截面承载力计算板厚h=80mm,h=80-20=60mm；板宽b=i000mm。C40混凝土，f=i9.iN/mm2，f=i.7iN/mm2；HPB400钢筋，fy=360N/mm2。连续板各截面配筋计算见表1。

截面1B2CM3.80-3.802.56-2.92侦=M/侦fbh2s 1C00.0550.0550.0370.042g=1-侦1-2a0.0570.0570.0380.043轴线 计算配筋181.5181.5114.6136.9①-② 气=gbh0f/f⑤-⑥ 实际配筋66@150①6@15066@20066@200(mm2)As=189As=189As=141As=141轴线 计算配筋181.5181.5114.6136.9②-⑤ 气=gbh0f/f实际配筋66@15066@15066@20066@200(mm2)As=189As=189As=141As=141连续板各截面配筋计算表1计算结果表明，&均小于0.35,符合内力重分布的原则；AS/bh=i4i/(i000X80)=0.24%,此值与0.450.45ft/fy=0.45X1.71/360=0.21%相等，可以；同时此值大于0.2%，符合要求。次梁设计按塑性内力重分布方法计算，取主梁的高h=700mm,宽b=300mm。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不考虑梁从属面积的荷载折算。g=11.79KN/m2线活载设计值q=5.2Xg=11.79KN/m2线活载设计值q=5.2X2.3=11.96KN/m2板传来恒荷载4.032X2.3=9.27KN/m2次梁自重0.2X(o.45-0.08)X25X1.2=2.22KN/m2次梁粉刷0.02X(0.45-0.08)X2X17X1.2=0.30KN/m2恒荷载设计值小计

合计g+q=23.75KN/m2合计（2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mmX700mm。计算跨度：边跨：l=l a/2=5700-i20-300/2+240/2=5550mm<1.0251=5842.5mm,取l=5250mm0n n 0中间跨：l=l=5700-300=5400mm跨度差<10%,说明可按等跨连续梁计算内力计算，简图如下跨度差<10%,说明可按等跨连续梁计算内力计算，简图如下图4次梁计算简图(2)内力计算由表分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值：M1=-MB=(g+q)l012/11=23.75X5.552/11=66.51KN.mMC=-(g+q)l012/16=23.75X5.42/16=43.28KN.mM2=(g+q)l012/14=-23.75X5.42/14=-49.47KN.m剪力设计值：VA=0.45(g+q)ln1=0.45X23.75X5.55=59.32KNVBl=0.60(g+q)ln1=0.60X23.75X5.55=79.09KNVBr=0.55(g+q)ln2=0.55X23.75X5.4=70.54KNVBr=0.55(g+q)ln2=0.55X23.75X5.4=70.54KN(4)承载力计算：a）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面设计，翼缘计算宽度1；b'=31=5700/3=i900mm；又b广b+s=200+2i00=2300mm,故取b广2300mm。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。C40混凝土，a1=1.0，fc=i9.iN/mm2,[=i.7iN/mm2，纵向受力钢筋采用HRB400，f=360N/mm2,箍筋采用HPB400，f=360N/mm2。经判别各跨内截面均属于第一类T型截面支座截面按矩形截面计算。连续次梁正截面承载力计算表2截面1B2CM61.51-61.5143.28-49.47a=M/afb'h2a=M/afbh20.0090.1010.0060.075g0.0090.107<0.350.0060.078<0.35A=gyhaf/fs f01c yA=gbhaf/fs 01c y455.8471.1303.8343.5选配钢筋3一143一143-123一12实配钢筋面积461461339339计算结果表明，&均小于0.35，符合内力重分布的原则;同时；AS/(bh)=339/(200X450)=0.34%，>P=min0.45ft/fy=0.45X1.71/360=0.21%；同时此值大于0.2%，符合要求。b）斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸：hw=h0-hf‘=4i5-80=335mm,因hw/b=335/200=i.675截面尺寸按下式计算：025pfbh=0.25X1X19.1X200X415=396.325KN>Vmax=79.09KN故截面尺寸满足要求。0.7fbh。=0.7X1X1.71X200X4i5=99.35iKN>匕=59.32KN,故各截面腹筋按构造配筋。主梁设计

主梁按弹性理论计算。荷载设计值次梁传来的恒荷载 11.79X5.7=67.203KN为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。主梁自重(含粉刷)[(0.70-0.08)X0.3X2.3X25+2X(0.70-0.08)X0.020X2.3X17]X1.2=14.00KN恒载G=67.203+14.00=81.2KN，取G=85KN活载Q=111.96X5.7=68.17KN，取Q=70KN合计Q+G=155KN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400mmX400mm的混凝土柱上。其计算跨度：边跨：l=6900-200-120=6580mm，因1.0251〈a/2+1=16744.5mm,取11=1.0251+b/2=1.025X6580+400/2=6780mm,近似取l=6780mm。中间跨：l°=l=6580mm跨度差＜10%，说明可按等跨连续梁计算内力计算，简图如下图：_ ：_ ■- b h△一T\—Li?7200 1—7252 J图5主梁计算简图内力设计值及包络图a)弯矩设计值弯矩m=kGl+kQl10 20M1max=0.244X85X6.78+0.289X70X6.78=277KN.mMbmax=-0.267X85X6.78-0.311X70X6.78n301.47KN.mM2max=0.067X85X6.58+0.2X70X6.78=132.39KN.mb）剪力设计值剪力V=k3G+k4QVAmax=0.733X85+0.866X70=119.85KNVBl,max=T.267X85-1.311X70E99.47KNVBrmax=1.0X85+1.222X70=170.54KN1、3跨有活荷载，2跨没有支座B或C的弯矩为Mb=Mc=-0.267X85X6.78-0.133X70X6.78=-202.59KN.m在第一跨内以支座弯矩Ma=0,Mb=-202.59KN.m的连线为基线，作G=85kN,Q=70kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：i/3（G+Q）1°+Mb/3=i/3（85+70）X6.78-202.59/3=282.77KN.m（与前面计算的Mima=283KN.m相近）i/3（G+Q）10+2Mb/3=i/3（85+7O）X6.78-2X202.59/3=215.24KN.m在第2跨内以支座弯矩Mb=-202.59KN.m,Mc=-202.59KN.m的连线为基线作G=85KN,Q=0的简支梁弯矩图，得集中荷载作用点处弯矩值分别为：i/3G10+Mb=i/3X85X6.58-202.59E6.16KN.m第1、2跨有活荷载，3跨没有在第1跨内：在第1跨内以支座弯矩Ma=0,MB=-301.47KN.m的连线为基线，作G=85kN,Q=70kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：1/3(85+70)X6.78-301.47/3=249.81KN.m1/3(85+70)X6.78-2X301.47/3=149.32KN.m在第2跨内：Mc=-0.267X85X6.78-0.089X70X6.78=-196.11KN.m。以支座弯矩Mb=-301.47KN.m,MC=-196.11KN.m的连线为基线，作G=85kN,Q=70kN的简支梁弯矩图，得第一个集中荷载和第二个集中荷载作用点处的弯矩值分别是：i/3(G+Q)1°+Mc+2/3(Mb-Mc)=1/3(85+70)X6.78-196.11+2/3(-301.47+196.11)=83.95KN.mi/3(G+Q)1°+Mc+i/3(Mb-Mc)=1/3(85+70)X6.78-196.11+1/3(-301.47+196.11)=119.07KN.m第2跨有活荷载第1、3跨没有活荷载Mb=Mc=-0.267X85X6.78-0.133X70X6.33=-212.80KN.m第2跨两集中荷载作用点处弯矩值分别为：i/3(G+Q)10+Mb=i/3(85+70)X6.78-212.8=137.5KN.m(与前面计算的M2=142.53KN.m相近)第1,3跨两集中荷载作用点处弯矩设计值分别为：i/3G10+i/3Mb=i/3X85X6.78-1/3X212.8=121.17KN.mi/3G10+2/3Mb=i/3X85X6.78-2/3X212.8=50.23KN.m弯矩包络图如图所示。剪力包络图：①第一跨VA,max=ll9.85KN；过第1个集中荷载后为119.85-85T7O=-35.15KN;过第2个集中荷载后为-35.15-85-70=-19。.153。VBl,max=-i99.47KN；过第1个集中荷载后为-i99.47+85+7O=-44.47KN；过第2个集中荷载后为-44.47+85+7O=11O.53KN。②第二跨VBr,max=17O.54KN；过第1个集中荷载后为17O.54-85=85.54KN。当活荷载仅作用在第2跨时VBr=1.OX85+1.OX7O=155KN；过第1个集中荷载后为155-85-7O=O。剪力包络图如图所示。（4）承载力计算a）正截面受弯承载力跨内按T型截面计算，因hf‘/hO=8O/665=O.12>O.1,翼缘计算宽度按l/3=6.9/3=2.3m和b+Sn=6.88m中较小值确定，取bf‘二2.3mB支座边的弯矩设计值MB=MB,max-VOb/2=-3O1.47+155Xo.4/2=-27O.47KN.m纵向受力钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别均属第一类T形截面。正截面受弯承载力计算列于下表计算结果表明，&均小于0.55，符合内力重分布的原则；AS/（bh）=402/（300X700）=0.22%,此值大于pm.=0.45ft/fy=0.45X1.71/360=0.21%，可以；同时此值大于0.2%，符合要求。主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。

图6主梁的内力包络图（a）弯矩包络图（b）剪力包络图主梁正截面承载力计算 表3截面 1B 2M 277.77-301.47 132.39 -16.16a=M/afbh2 0.025(a=M/afbh2)0.119 0.006 0.006_1+*'1-a 0.996L- 2^r0.969 0.998 0.998A=^b'haf/