混凝土结构课程设计

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，L1=5400,L2=5400。篇=离|_1-m_ll.顷_|顷_|c7rKM_ls_l篇=离|_1-m_ll.顷_|顷_|c7rKM_ls_l&■ rk3^— —1^-■a25一一巽■a■a一一Tee一一图1底层结构布置图楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层，20mm厚混合砂浆板底抹灰。活荷载：标准值为5kN/m\材料选用：混凝土采用C35(f=16.7N/mm2，f=1.57N/mm2)。钢筋梁、板中受力纵筋采用HRB400级(fy=360N/mm2)；板的设计板按塑性内力重分布方法设计。板的厚度按构造要求取 h=80mm>—牝1800=45mm40 40次梁截面高度取h='~'=300~450mm，取h=400mm，截面宽度取b=200mm。1510板的几何尺寸和计算简图如图：(取边梁宽300mm)

图2板的几何尺寸32522515751001001700100图2板的几何尺寸32522515751001001700100十100190019001900g+q=9.79kN/m1575 1 1700 1 1700 1 1700 1 1575图3板的计算简图2.1荷载①恒荷载标准值：板自重 0.10mx25kN/m3=2.5kN/m2楼面面层 0.02mx20kN/m3=0.4kN/m2板底抹灰 0.02mx17kN/m3=0.34kN/m2gK=3.24kN/m2使用活荷载 q=5kN/m2K荷载组合设计值根据建筑结构荷载规范的规定，对于标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载，%=1.3,而w=1.0，所以取1m宽的板带有：活荷载控制 g+q=1.2x3.24kN/m+1.3x5kN/m=10.388kN/m永久荷载控制 g+q=1.35x3.24kN/m+1.3x5kN/mx0.7=8.924kN/m取g+q=10.388kN/m2.2内力计算取1米宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为边跨：10=l=1.8-0.225-0.2/2+0.1/2=1.525任1.53m中间跨：10=1=1.8-0.2=1.6m各截面的弯矩计算如表示：表1板的弯矩计算截面边跨跨内第一内支座中间跨中中间支座端支座弯矩计算系数am1141-—111话1-—14116M=a(g+q)l2/(kN-m)2.12-2.421.66-1.9-1.832.3正截面承载力计算取板的截面有效高度h0=h-a=100-20=80mm，b=1000mm，用HRB400级钢筋。a1=1.0

表2板的各截面配筋计算板带部位截面端支座（边区板带）边跨跨内（边区板带）离端第二支座（边区板带）离端第二跨跨内、中间跨跨内（边区板带）中间支座（边区板带）M/(kN-m)-1.832.12-2.421.66-1.9Ma= sa1fbh00.0170.0200.0230.0160.018&=1-J1-2aVs0.170.0200.0230.0160.018A=&bhaf/fs 01c y/mm284.1299113.8191.0489.07选配钢筋8@2008@2008@2008@2008@200实配钢筋面积/mm2302302302302302板带部位截面端支座（中间板带）边跨跨内（中间板带）离端第二支座（中间板带）离端第二跨跨内、中间跨跨内（中间板带）中间支座（中间板带）M/(kN-m)-1.832.12-2.421.66x0.8=1.33-1.9x0.8=-1.52Ma= safbh20.0170.0200.0230.0120.014&=1-J1—2a0.170.0200.0230.0120.014

A=孙以f/fs 01c y/mm284.1299113.8159.3869.27选配钢筋8@1508@1508@1508@1508@150实配钢筋面积/mm2302302302302302注：1.各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中、中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。2.板如果要求满足&Z1的规定，将导致用钢量比按弹性方法计算的还多，因此不考虑&Z1的规定。Asmin=262mm2次梁的设计次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。主梁截面高度为h=650mm>—x -=475mm，梁宽为b=300mm。12 12次梁有关尺寸及支撑情况如图4所示。图4次梁的几何尺寸及支撑情况

3.1荷载①恒荷载标准值由板传来3.88S/m2x1.8m=7kN/m次梁自重25kN/m3x0.2mx(0.4-0.1m)=1.8kN/m梁侧抹灰17kN/m3x(0.45m-0.08m)x2x0.02m=0.25kN/mg=9.08kN/m②楼面使用活荷载q=6.5kN/m2x1.8m=11.7kN/m③荷载组合设计值g+q=20.78kN/m3.2内力计算计算跨度 边跨：10=l=5.4-0.225-0.25/2=5.05m中间跨：10=1=5.4-0.25=5.15m计算简图如图5：图5次梁的计算简图

次梁内力计算见下表:表3次梁弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座端支座弯矩计算系数am1141—1111—14124M=a(g+q)120/(kN-m)39.37-50.134.45-39.37-22.08表4次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧剪力计算系数aV0.500.550.550.55V=a(g+q)1/kN52.4757.7258.8658.863.3截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取二者中的较小值bf=b+s=1800mm>310=3x5050=1683.33m，取bf=1683.33m, d(a=c+中+—=20+10+5=40mm,h=h—a=400一45=365mm,h=100mm)hafbh(h-或)T.OxMZx168333'100^365^0)=885.515kN-m>39.47kN-m，故各跨1cff0 2内截面均属于第一类T型截面，支座截面按矩形截面计算，h疽365mm,次梁正截面及斜截面承载力计算分别如下：表5次梁正截面承载力计算截面端支座边跨跨内离端第二支座中间跨中中间支座M/(kN-m)-22.0839.37-50.134.45-39.37a=M/a1fbh20.0570.0110.130.0090.102

(a=M/a"'h2)g=1—J1—2as0.0590.0110.140.0090.108A=gbhaf/f(mm)s f01cyA=gbhaf/f(mm2)s 01cy186.11313.52441.62261.6340.68选配钢筋3C143C143C143C143C14实配钢筋面积/mm2461461461461461表6次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧V/kN52.2757.7258.8658.860.25pfbh/Ncc0(h^/b<4)304775>V283900>V283900>V304775>V0.7fbh0/N80227>V74732>V74732>V80227>V选用箍筋2A82A82A82A8A=nA/mm2101101101101实配箍筋间距mm2200200200200主梁的设计按弹性理论计算主梁内力，不考虑塑性内力重分。柱截面尺寸450mmx450mm,主梁的支撑情况如图所示：3251T 1.""I1111 11 11 11 —_LJ LJ LU LJ |11 /Pb,打 ：:：*】 -1二，1L |号也04图6主梁几何尺寸及支撑情况4.1荷载恒荷由次梁传来 9.08kN/mx5.4m=49.032kN主梁自重(折算为集中荷载)1.2x17x0.02x(0.5-0.1)x1.8=5.4kN梁侧抹灰(折算为集中荷载) 17kN/m3x(0.5m-0.1m)x2x1.8mx0.02m=0.59kNGk=55.022kN楼面使用活荷载 Qk=11.7x5.4=63.18kN荷载组合设计值G+Q=118.2kN4.2内力计算计算跨度：边跨l=l+-+b=5.4-0.225-0.45/2=4.95m0n22一fb_ _450 -l0=1.025l+-=1.025x4.95+—^~=5.3m，中间跨 l0=l=5.4m，跨度差 则可按等跨连续梁计算。计算简图如下

■-.X |里"I:- ;1■■.Xf—11- [f--X1T::冲57DC1=IIG=60.62kN图7主梁计算简图表7主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内KMiKMB（M「）KM2①|gGG G G G0.224-0.2670.067-D72.45-79.3319.9A/■ | j—— 1 —B 2 —T 二②1QIQ |qJq0.289-0.133-M B-A .1—B 2 —^C98.6-45.38-45.38③QQ-15.13-0.1330.200AM |一 _Lb -1 2-C-45.3868.23④|q|q 1Q|q0.299—0.311-106.1(-0.089)(-30.36)0.170A尸， i I I1 XB 2-D10258

⑤ QQ Q」QA— 1 —二 A-10.12-30.36(-106.1)58最不利荷载组合①+②171.65-124.71-25.48①+③57.32-124.7188.13①+④174.45-185.43(-106.69)77.9①+⑤62.33-106.69(-185.43)77.9注：M=KG/。+KQl0 v=KG+KQ表8主梁剪力计算序号计算简图端支座中间支座KVAinKVBexV「KE)①|g|g 」G|G |G；|g0.73340.33-1.267-69.71-1.000(-55.022)1.000(5.022)1.26769.71顷 1B 1. 1 B2 —c②|q|q|q|q0.86654.71-1.134-71.650A_ 1 J-B2 4④,QQQQID—0.68943.53-1.311-82.83-0.778(-49.15)1.222(0.089)77.21(5.62)-1 ±B2 AC _

⑤QQQQA V=Bex-5.62-5.62(-77.21)49.15(82.83)'B iC ID—1—2— —最不利荷载组合①+②95.04-141.3655.022①+④93.86-152.54(-104.12)132.232(75.33)①+⑤34.71-75.33(-114.172)104.172(152.54)表9各种荷载工况下主梁内力计算序号 计算简图 弯矩图、剪力图

QQ QQA._i__J ②—LB2芟m②①+②200.26-145.63-30151.59最不利荷载组合①+③-217.06-12176.59104.2461-8291.49I29-83 72.51①+④①+⑤72.51~I29.83-217.06-128Ir91.4961.82104.24176.594.3弯矩包络图主梁的弯矩包络图与建立图如图所示:

图9主梁的弯矩剪力包络图4.4截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取二值中的较小值边跨:b=?=3x5400mm=1800mm<b+s=300mm+5100mm=5400mm，所以b'=1800mm判别T形截面类别：hafbh(h一寸)=1.0x167x180(X100x(420-50)=1172.34kN•m>217.06kN•m故属于1cff0 2第一类T形截面主梁支座截面按矩形截面计算，取h0=500-80=420mm，跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取h=500mm-60mm=440mm。表10主梁的正截面承载力及配筋截面边跨跨中中间支座中间跨中M(kN-m)174.45-185.4388.13-25.48八b 、Q0•^(kN•m)26.6158.83

-b—、M-Q00•2(kN•m)M以=oafbh20.02680.02440.01360.0315&=1-J1-2ass0.02720.02470.01370.032A=gbfh0a1f/f(mm2)1056960532.5163.5选