混凝土结构课程设计

《混凝土结构》课程设计钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计任务书设计题目：多层仓库楼盖结构设计某多层仓库楼盖，采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构，按如下平面图布置及设计资料进行设计计算。二、设计资料：楼面构造做法：20mm厚水泥砂浆面层，下铺50mm厚水泥焦渣〔14KN/m2〕，钢筋混凝土现浇板，20mm厚砖砂浆抹底。楼面均布活荷载：8KN/m2.梁板结构平面布置：l1=6300mml2=5700mm荷载分项系数：恒荷载分项系数1.2：活荷载分项系数为1.3〔因为多层仓库楼盖活荷载标准值大于4KN/m2〕。材料选用：混凝土：采用C30〔fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2〕。钢筋：梁内受力纵筋采用HRB335级〔fy=300N/mm2〕;板内钢筋及梁内箍筋采用HRB2335级钢筋〔fy=210N/mm2〕。板的计算梁、板的截面尺寸确实定次梁净距：l3=l2/3=5700mm/3=1900mm板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l1/l3=6300mm/1900mm≈>3,按单向板设计。〔1〕板的厚度：h=(1/30—1/40)l3=(1/30—1/40)X1900=(63.3—47.5)mm〔2〕次梁尺寸：高度h=(1/12—1/18)l1=(1/12—1/18)X6300=(525—350)mm故高度取h=450mm宽度b=(1/2—1/3)Xh=(1/2—1/3)X450=(225—150)mm故宽度取b=200mm〔3〕主梁尺寸：高度h=(1/8—1/14)l2=(1/8—1/14)X5700=(407—713)mm故高度取h=650mm宽度b=(1/2—1/3)Xh=(1/2—1/3)X650=(325—216)mm故宽度取b=300mm荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层：0.02mX20kN/m3=0.4kN/m350mm厚水泥焦渣：0.05mX14kN/m3=0.7kN/m380mm钢筋混凝板：0.025mX25kN/m3=2kN/m320mm板底石灰砂浆：0.02mX17kN/m3=0.34kN/m3小计gk=3.44kN/m3板的活荷载标准值：qk=8KN/m2恒荷载分项系数取1.2：因楼面活荷载标准值大于4.0kN/m3,所以活荷载分项系数应取1.3，于是板的恒荷载设计值g=3.44X1.2=4.128kN/m3活荷载设计值q=8X1.3=10.4kN/m3荷载总设计值g+q=4.128+10.4=14.528kN/m3近似取g+q=14.5kN/m33、计算简图现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm按内力重分布，计算板的跨度：计算跨度边跨ln=1900-240-200/2=1560l0=ln+h/2=1560+80/2=1600mm故边跨的计算跨度l0==1600mm中跨l0=ln=1900-200=1700mm跨度差〔1700-1600〕/1700=5.89%<10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元4、内力及承载力的计算〔1〕弯矩计算如表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弯矩计算系数αm1/11-1/111/16-1/14l0m1.61.61.71.73.373.372.62-2.99(2)截面承载力计算b=1000mm,h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm,α1=1.0,C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB335级钢筋，fy=300N/mm2中间区板带EQ\o\ac(○,2)~EQ\o\ac(○,5)轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%连续板各截面的配筋计算如表2。板带部位截面边区板带〔EQ\o\ac(○,1)~EQ\o\ac(○,2),EQ\o\ac(○,5)~EQ\o\ac(○,6)轴线间)中间区板带〔EQ\o\ac(○,2)～EQ\o\ac(○,5)轴线间)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M〔kN*m〕3.37-3.372.62-2.993.37-3.372.1-2.3920.0650.0650.0510.0580.0650.0650.0410.0460.0670.0670.0520.0600.0670.0670.0420.047mm2〕274274212245274274172188选配钢筋Φ8@170Φ8@170Φ8@200Φ8@170Φ8@170Φ10@200Φ8@200Φ8@200实配钢筋面积296296251296296296251251次梁的计算1.荷载恒荷载设计值：板带传来的恒荷载：4.128X1.9=7.8432kN/m次梁自重：0.2mX〔0.45-0.08〕X25X1.2=2.22kN/m次梁抹灰粉刷：0.02X〔0.45-0.08〕X17X1.2X2=2kN/m20mm板底石灰砂浆：0.02mX17kN/m3=0.34kN/m小计g=10.3632kN/m活荷载设计值：q=10.4X1.9=19.76kN/m荷载总设计值：g+q=30.1223kN/m取荷载30.12kN/m2、计算简图计算跨度边跨ln=6300-240-300/2=5910mml0=ln+a/2=1560+80/2=6095mm1.025ln=1.0255910=6058mm故边跨的计算跨度l0==6058mm中跨l0=ln=6300-300=6000mm跨度差〔6058-6000〕/6000=0.97<10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元连续次梁各截面弯矩及剪力计算如表3，表4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弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14l0(m)6.0586.0586.06.0100.49-100.4967.7777.45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αv0.450.60.550.55剪力V=(g+q)l0〔kN〕85.42113.90106.00106.00(1)、截面承载力计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：边跨bf’=1/3l0=1/36058=2019mm<b+s=200+1700=1900mm取bf’=1900mm离端第二跨、中间跨bf’=1/3l0=1/36000=2000mm梁高h=450mm,h0=450mm-35mm=415mm翼缘厚hf’=80mm判断T形截面类型α1=1.0,C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB335级钢筋，fy=300N/mm2箍筋采用HPB2335,fyv=210N/mm2bf’hf’〔h0-hf’/2〕=815.1kN*m>Mmax=100.49kN*m故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h0=450mm-60mm=390mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=415mm。连续次梁正截面承载力计算见表5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M〔kN*m〕100.49-100.4967.77-77.4520.0210.2310.0140.1570.0210.1<0.267<0.350.140.1<0.172<0.35〔mm2〕789993559680选配钢筋实配钢筋面积829.51030.6603.3710连续次梁斜截面承载力计算见表6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〔kN〕85.42113.91061060.25βcfcbh0(N)296725>V2788502788502967250.7ftbh0(N)83083780787807883083>V选用箍筋2φ82φ82φ82φ8Asv〔mm2〕101101101101s〔mm〕4708332467480实配箍筋间距s〔mm〕200200200200次梁配筋示意图见图44、主梁计算主梁按弹性理论计算。柱截面尺寸为400mm*400mm。荷载恒载设计值由次梁传来10.36326.3=65.28816kN主梁自重(0.65-0.08)0.3251.91.2=9.747kN梁侧抹灰(0.65-0.08)0.02171.91.22=0.883728kNG=75.918888kN取G=75.92kN活荷载设计值由次梁传来Q=19.766.3=124.488kN取Q=124.94kN合计G+Q=75.92+124.94=200.41kN内力计算边跨ln=5700-200-240=5260l0=1.025ln+b/2=1.0255260+400/2=5592<ln+a/2+b/2=5260+370/2+400/2=5645中间跨l0=lc=5700跨度差(5700-5592)/5700=1.89%<10%可按等跨连续梁计算。主梁尺寸及计算简图如图5在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算：M=KGl0+KQl0V=KG+KQ具体计算结果以及最不利荷载组合见表7，表8。将以上最不里荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠加在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，见图6。序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内K/M1K/MB〔MC〕K/M2①0.244/103.59-0.267/-113.350.067/28.99②0.289/201.19-0.133/-92.59-MB/-90.69③≈1/3*MB=-30.86-0.133/-92.590.200/141.92④0.229/159.42-0.311〔-0.089〕/-21.65〔-61.96〕0.17/120.63⑤≈1/3*MB=-20.65-0.089〔-0.311〕/-61.96〔-21.65〕0.17/120.63最不利荷载组合①+②30.478-205.94-61.7①+③72.73-205.94170.91①+④263.01-329.85(-175.31)149.62①+⑤-175.31(329.85)149.62表7序号计算简图边跨跨内中间支座K/VAinK/VBex〔VCex〕K/VBin①0.733/55.65-1.267(-1.00)/-96.19(-75.92)1.00(1.267)/75.92(96.19)②0.866/107.81-1.134(0)/-141.17(0)0(1.134)/0(141.17)④0.689/85.77-1.311(-0.788)/-163.21(-98.10)1.222(0.089)/152.13(11.08)⑤VBex=-11.08-0.089(-1.222)/-11.08(-152.13)0.788(1.311)/98.10(163.21)最不利荷载组合①+②163.46①+④141.42①+⑤44.57验算截面尺寸：hw=h0-hf’=570-80=490mmhw/b=490/300=1.633<4主梁弯矩包络图及剪力包络图如图6截面承载力计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：bf’=1/3l0=1/35700m=1900mm<b+s0=300+6300-300=6300mm取bf’=1900判断T形截面类型α1=1.0,C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB335级钢筋，fy=300N/mm2箍筋采用HPB2335,fyv=210N/mm2bf’hf’〔h0-hf’/2〕=14.3190080〔615-80/2〕=1249.82bkN*m>Mmax=100.49kN*m故各跨内截面均属于第一类T形