建筑结构课程设计(2组)

四川外语学院重庆南方翻译学院课程实训报告实训内容建筑结构课程设计课程名称工程结构题目单向板肋梁楼盖设计院〔系〕管理学院年级2023级4班专业工程管理学生邓礼川学号组号2指导教师邹定祺2023年11月5日单向板肋梁楼盖设计计算书设计资料某多层建筑结构现浇钢筋混凝土楼盖的建筑轴线和柱网平面如图1所示。楼面可变荷载标准值为5kN/㎡〔荷载分项系数1.3〕.楼面面层为30㎜厚水磨石，底面用20㎜厚石灰砂浆抹平。采用C25混凝土，钢筋直径d≦10㎜时用HPB235级钢筋，d≧12㎜时用HRB335级钢筋。试设计该楼盖结构。二、结构布置选用单向板肋梁楼盖结构，梁、板的布置及构件尺寸〔见图1〕。图1肋梁楼盖结构布置图三、板的计算确定板厚h=80㎜。按塑性内力重分布方法计算内力，取1m宽板带为计算单元，结构尺寸和计算简图〔见图2〕。图2结构尺寸和计算单元荷载30㎜现制水磨石0.65kN/㎡80㎜钢筋混凝土板25kN/m3×0.08m=2.00kN/㎡20㎜石灰砂浆17kN/m3×0.02m=0.34kN/㎡永久荷载标准值gk=2.99kN/㎡可变荷载标准值qk=5.00kN/㎡荷载设计值1.2×2.99kN/㎡+1.3×6.00kN/㎡=10.09kN/㎡1m板宽荷载设计值p=10.09kN/m2.内力计算跨度板厚h=80㎜,次梁(CL)截面b×h=200㎜×450㎜边跨l01=(2600-100-120+80/2)㎜=2420㎜ln1=(2600-200/2-120)㎜=2380㎜中间跨l02=2600㎜-200㎜=2400㎜,ln2=2400㎜跨度差(2420-2400)/2400=0.83％＜10％,可按等跨度连续梁查表计算。弯矩设计值计算〔见表1〕。表1弯矩设计值计算表截面位置弯矩系数αM弯矩设计值M(=αMpl0²)(kN·㎡)边跨跨内1/111/11×10.09×2.42²=5.37B支座-1/11-1/11×10.09×2.42²=-5.37中间跨跨内1/161/16×10.09×2.40²=3.63中间C支座-1/14-1/14×10.09×2.40²=-4.68 -1/-1/14×10.09×2.40²=-4.153.配筋(见表2)b=1000㎜，h=80㎜，as=〔15+5〕㎜,h0=〔80-20〕㎜=60㎜，fc=11.9N/㎜²,ft=1.27N/㎜²,fy=210N/㎜²。表2截面位置M/(kN·m)s=M/1fcbh0²ξAs(=ξa1fcbh0/fy)/㎜²实配钢筋边跨跨内5.370.1250.134455.6Φ8/10@125,515㎜²B支座-5.370.1250.0.134455.6Φ8/10@125,515㎜²中间跨跨内①-②，④-⑤轴线间3.630.0850.09306Φ6/8@125,314㎜²②-④轴线间3.6×0.80.0680.071241.4Φ6/8@125,314㎜²中间C支座①-②，④-⑤轴线间-4.150.0970.102346.8Φ8@125,402mm²②-④轴线间-4.15×0.80.0770.08272Φ6/8@125,314㎜²表2中ξ值均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件，同时，ξ<ξb=0.614。As/(bh)=314/(1000×80)=0.39％＞ρmin=0.45ft/fy=0.45板的模幅员、配筋图〔见图3〕。图3板的模幅员，配筋图四、次梁的计算b×h=200㎜×450㎜,按塑性内力重分布方法计算内力。结构尺寸和计算简图〔见图4〕图4次梁(CL)结构尺寸和计算简图荷载由板传来永久荷载2.99kN/㎡×2.6m=7.77kN/m次梁自重25kN/m³×0.02m×〔0.45-0.08〕m=1.85kN/m次梁抹灰17kN/m³×0.02m×〔0.45-0.08〕m×2=0.25kN/m永久荷载标准值gk=9.87kN/m可变荷载标准值qk=6.00kN/㎡×2.6m=15.60kN/m荷载设计值p=1.2×9.87kN/m+1.3×13.00kN/m=28.74kN/m内力计算跨度：主梁〔ZL〕截面b×h=300㎜×800㎜边跨净跨度ln1=〔5900-120-150〕㎜=5630㎜计算跨度l01=〔5630+250/2〕㎜=5755㎜中间跨净跨度ln2=〔6000-300〕㎜=5700㎜计算跨度l02=5700㎜跨度差〔5755-5700〕/5700=0.96％＜10％，可按等跨度连续梁查表计算。弯矩设计值计算〔见表3〕。表3弯矩设计值计算列表截面位置弯矩系数αM弯矩设计值M(=αMpl0²)(kN·m)边跨跨内1/111/11×28.74×5.755²=86.53B支座-1/11-1/11×28.74×5.755²=-86.53中间跨跨内1/161/16×28.74×5.7²=58.36中间C支座-1/14-1/14×28.74×5.7²=-66.70表4剪力设计值计算表截面位置剪力系数αv剪力设计值M(=αvpln)/kN边跨跨内0.450.45×28.74×5.63=72.81B支座0.600.60×28.74×5.63=97.08中间跨跨内0.550.55×28.74×5.70=90.10中间C支座0.550.55×28.74×5.70=90.10配筋〔见表5，表6〕〔1〕正截面受弯承载力计算B=200㎜，h=450㎜,a=(25+10)㎜=35㎜,h0=(450-35)㎜=415㎜,hf´=80㎜。翼缘计算宽度：边跨bf´=5755㎜/3=1918㎜＜b+sn=2600㎜中跨bf´=5700㎜/3=1900㎜＜b+sn=2600㎜fc=11.9N/㎜²,ft=1.27N/㎜²,fy=300N/㎜²,那么fcbf´hf´〔h0-hf´/2〕=678.3kN·m＞96.71kN·m故次梁跨内截面按第1类T形截面梁计算，支座截面按矩形截面计算。表5纵向钢筋配筋表截面位置M/(kN·m)bf´或b/(㎜)αs=M/α1fcbh0²ξAs=ξα1fcbh0/fy/(㎜²)实配钢筋边跨跨内86.5319180.0220.0226952Φ22,760㎜²B支座-86.532000.2110.247904Φ16,804㎜²中跨跨内58.3619000.0150.0154692Φ18,509㎜²C支座-66.702000.1630.1795893Φ16,603㎜²表5中ξ值均小于0.35，符合塑性内力重分布的条件，ξ<ξb=0.0.55。As/(bh)=603/〔200×450〕=0.67％＞ρmin=[0.2％,0.45ft/fy]〔1〕斜截面受剪承载力计算b=200㎜,h0=450㎜,fyv=210N/㎜²那么，0.25βcfcbh0=267.75kN＞Vmax=97.08kN截面尺寸满足要求。按最小配筋率计算最小剪力设计值为：V=1.0ftbh0=114.3kN那么，箍筋采用双肢Φ6，Asv1=28.3㎜²表6箍筋配筋表截面位置V/kNV/ftbh0箍筋s[=(1.25fyvnAsv1h0)]/㎜实配钢筋边跨跨内72.810.77＜1.0构造配置—Φ6@180B支座97.011.03＞1.0计算配置185.69Φ6@180中间跨跨内90.100.96＜1.0构造配置—Φ6@180C支座90.100.96＜1.0构造配置—Φ6@180实配箍筋间距s=180㎜＜smax=200㎜,那么sv=nAsv1/(bs)=(2×28.3)/(200×180〕=0.157％＞rsv,min=0.24ft/f满足构造要求。次梁〔CL〕详图〔见图5〕。图5〔CL〕详图五、主梁计算b×h=300㎜×800㎜,按弹性方法计算内力。主梁截面弹性刚度—Ecbh³/12=Ec〔300×800³〕/12=12.8×10Ec，线刚度—ib=12.8×10Ec/7800=1.641×10Ec。柱截面弹性刚度——Ecbh³/12=Ec〔400×400³〕/12=2.133×10Ec，线刚度——ic=2.133×10Ec/4500=0.474×10Ec。考虑到现浇楼板增大了主梁截面的刚度，主梁截面计算刚度可取为单独梁界面的2倍。ib/ic=2×1.641/0.474=6.92＞5,主梁可视为铰支承在柱顶的连续梁。结构尺寸和计算简图〔见图6〕。图6主梁结构尺寸和计算简图1.荷载由次梁传来的永久荷载9.87kN/m×6m=59.22kN主梁自重25kN/m×0.3m×(0.80-0.08)m×2.6m=14.04kN主梁抹灰17kN/m³×0.02m×(0.80-0.08)×2.6m×2=1.27kN永久荷载标准值Gk=74.5kN可变荷载标准值Qk=13kN/m×6m=78kN永久荷载设计值G=1.2×74.5kN=89.4kN可变荷载设计值Q=1.3×78kN=101.4KN内力〔见表7〕计算跨度：边跨净跨度Ln1=(7800-120-200)㎜=7480㎜计算跨度Lo1=(7480+200+370/2)㎜=7865㎜中间跨净跨度Ln2=(7800-400)㎜=7400㎜计算跨度Lo2=7800㎜Lo1≈Lo2，可按等跨度连续梁计算，去Lo=7800㎜。查附录E附表E-2，得内力系数k〔见表7〕。表7内力计算表项次荷载简图弯矩M/(kN·m)剪力V/kN边跨跨内B支座中间跨跨内A支座B支座kkkkkkkkM1M2MBM3M4VAVB左VB右①0.2440.155-0.2670.0670.0670.733-1.2671.000170.1108.1-186.246.746.765.5-113.389.4② 0.2890.244-0.133-0.133-0.1330.866-1.1340228.6193.0-105.2-105.2-105.287.8-1440③-0.044-0.089-0.1330.2000.200-0.133-0.1331.000-34.8-70.4-105.2158.2158.2-13.5-13.5101.4④0.2290.125-0.3110.0960.1700.689-1.3111.222181.198.9-246.075.9134.569.9-132.9123.9⑤-0.030-0.059-0.0890.1700.096-0.089-0.0890.778-23.7-46.7-70.4134.575.9-9.0-9.079.9内力组合①+②398.7301.1-291.4-58.5-58.5153.3-257.389.4①+③135.337.7-291.4204.9204.952.0-126.8190.8①+④351.2207.0-432.2122.6181.2135.4-246.2213.3①+⑤146.461.4-256.6181.2122.656.5-122.3169.3内力包络图〔见图7〕配筋〔见表8〕正截面受弯承载力计算b=300㎜,h=800㎜,as=40㎜,ho=(800-40)㎜=760㎜,kf=80´㎜。翼缘跨度bf´=7800㎜/3=2600㎜＜b+sn=6000㎜,fc=11.9N/㎜²,ft=1.27N/㎜²,fy=300N/㎜²,那么fcbf´hf´(ho-hf´/2)kN·m＞398.7kN·m故主梁跨内截面按第一类T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。×238.1)kN·m=437.8kN·m图7内力包络图表8纵向钢筋配筋表截面位置M/(kN·m)bf´或b㎜ho/㎜as=M/a1fcbho²ξΑs=[ξa1fcbho/fy]/(㎜²)实配钢筋边跨跨内398.726007600.0220.0221724.39522，1900㎜²B支座-432.23007200.2340.2712321.935F22+2F18，2529㎜²中间跨跨内204.926007600.0120.012940.583F20，941㎜²-58.53007450.0300.030265.972F18，508㎜²表8中ξ值均小于ξb=0.55Αs/(bh)=508/(300×800)=0.21％＞ρmin=[0.2，0.45ft/fy]max=[0.2,0.191]max=0.2％。〔2〕斜截面受剪承载力计算〔见表9〕b=300㎜，h0=720㎜,fyv=210N/㎜²，那么hw/b<40.25fcbho=642.6kN＞246.2kN截面尺寸满足要求。按箍筋最小配筋率的最小剪力设计值为V=1.0ftbho=192.0kN。那么根据经验，箍筋选用双肢Φ8，Asv1=50.3㎜²。具体配筋情况见〔见表9〕表9箍筋配筋表截面位置V/kNV/ftbh0箍筋适配箍筋Vu=0.7ftbh0+1.25fyvnAsvh0/s边跨跨内153.30.63<1.0构造配置Φ8@220278.4kN＞VB支座左246.20.99<1.0构造配置Φ8@220278.4kN＞VB支座右213.30.868<1.0构造配置Φ8@220278.4