混凝土结构优秀课程设计.doc

10土木工程（专升本）混凝土结构课程设计计算书 现浇单向板肋形楼盖设计 姓 名： 学 号： 完成日期： 混凝土结构课程设计现浇单向板肋形楼盖设计某多层工业建筑物平面以下图所表示：采取现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。一、设计资料1） 楼面结构层做法：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2） 钢筋混凝土现浇板（25kN/m2）； 20mm厚石灰砂浆抹底（17kN/m2）；2）可变荷载：Pk=6.0 kN/m23）永久荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.4（当楼面可变荷载标准值4kN/m2时,取1.3)；4）材料选择：混凝土：采取C25； 钢筋：梁纵向受力钢筋采取HRB400级钢筋，其它采取HPB235级钢筋；5） 本建筑物在非地震区，建筑物安全等级为二级，结构环境类别为一类。二、 楼盖结构平面部署 主梁沿横向部署，次梁沿纵向部署。主梁跨度为6.3m,次梁跨度为6.6m，主梁每跨内部署两跟次梁，板跨度为2.1m ,l02/l01=6.6/2.1=3.14,所以安单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55.0mm,对工业建筑楼盖板，要求h80mm，取板厚h=100mm。 次梁截面高度应满足h=l0/18l0/12=6600/186600/12=366550mm。考虑到楼面活荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。 框架梁截面高度应满足h=l0/15l0/10=6600/156600/10=440660mm，取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。 楼盖结构平面部署图以下图所表示：三、 板设计1） 荷载板恒荷载标准值：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2） =0.65kN/m2 钢筋混凝土现浇板： 0.1*25=2.5kN/m2 20mm厚石灰砂浆抹底： 0.020*17=0.34kN/m2 小计： 3.49 kN/m2取3.5 kN/m2板活荷载标准值： 60.0kN/m2 永久荷载分项系数为1.2，可变荷载分项系数为1.4，因当楼面可变荷载标准值4kN/m2,所以取1.3。于是板恒荷载设计值：g=1.2*3.5=4.2kN/m2 活荷载设计值：q=1.4*6.0=8.4kN/m2 荷载总设计值：g+q=4.2+8.4=12.6kN/m2 1)计算简图 次梁截面为200*500mm，现浇板在墙上支承长度大于100mm，取板在墙上支承长度为120mm。按内力重分布设计，板计算跨度：边跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm1.025ln=1950mm，取l0=1950mm中间跨：l0=ln=2100-200=1900mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图以下图所表示：2） 弯矩设计值 查表得，板弯矩系数m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)l012/11=12.6*1.952/11=4.36kN.mMc=-(g+q)l012/14=12.6*1.92/14=3.25kN.mM2=(g+q)l012/16=12.6*1.92/16=2.85kN.m3） 正截面受弯承载力计算 板厚100mm，h0=100-20=80mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，1=1.0，fc=11.9N/mm2，fy=210N/mm2 ；板配筋计算过程以下表： 板配筋计算表 截面1B2C弯矩设计值（kN.m）4.36-4.362.853.25s=M/a1fcbh020.0650.0650.030.034=1-(1-2s) 1/20.0670.0670.030.035轴线 ， 计算配筋(mm2) AS=bh0fc/fy304304136159实际配筋(mm2) 8150 As=3358150 As=3358180 As=2798180 As=279 轴线 计算配筋(mm2) AS=bh0fc/fy3043040.8*136=1090.8*305=127实际配筋(mm2) 8150 As=3358150 As=3358180 As=2798180 As=279 计算结果表明，均小于0.35，符合塑性内力重分布标准；As/bh=279/(1000*80)=0.34%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/210)=0.30%大，同时大于0.2%，符合要求。四、次梁设计 按考虑内力重分布设计。依据本车间楼盖实际使用情况，楼盖次梁和主梁活荷载不考虑梁隶属面积荷载折减。1） 荷载设计值恒荷载设计值：板传来恒荷载： 4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重： 0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kN/m 次梁粉刷： 0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.32kN/m 小计： 11.6kN/m活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m荷载总设计值：g+q=29.3kN/m2） 计算简图 次梁在砖墙上支承长度为270mm。主梁截面为250*650mm。计算跨度：边跨：l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm1.025ln=6508mm，取l0=6475mm中间跨：l0=ln=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，次梁计算简图以下图所表示：3） 内力计算弯矩设计值：M1=-Mb=(g+q)l02/11=29.3*6.4752/11=111.68kN.m2Mc=-(g+q)ln2/14=29.3*6.3502/14=85.05kN.m2M2=(g+q)l012/16=29.3*6.3502/16=73.85kN.m2剪力设计值：VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.mVC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4) 承载力计算 正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取bf=l/3=6600/3=2200mm，又bf=b+sn=300+=2200mm，故bf=2200mm。除支座B截面纵向钢筋按两排部署外，其它截面均部署一排。 C25混凝土，1=1.0，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2 ，纵向钢筋采取HRB400钢，fy=360N/mm2，箍筋采取HPB235钢，fyv=210N/m2。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。 次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kN.m）111.68-111.6873.8585.05s=M/1fcbh02或 s=M/1fcbfh020.01220.01220.0080.009=1-(1-2s)1/20.0120.0120.0080.009 As=bfh0fc/fy As=bh0fc/fy529529353397选配配筋(mm2) 318As=763318 As=763316As=603316 As=603 计算结果表明，均小于0.35，符合塑性内力重分布标准；As/bh=762/(200*500)=0.762%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787%大，同时大于0.2%，满足要求。2） 斜截面受剪承载力计算包含：截面尺寸复核，腹筋计算和最小配箍率验算。 验算截面尺寸：hw=h0-hf=465-100=365mm，hw/b=365/200=1.8Vmax=115.06kN。故截面尺寸满足要求。 0.7ftbh0=0.7*1.27*200*465=82.7kNVA=73.34kN。仅需按造配置箍筋，选配8200，SV=2*50.24/（250*150）=0.26%0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%，满足要求。五、 主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值 为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载：次梁传来恒荷载： 11.6*6.6=76.6kN 主梁自重： 0.3*（0.60-0.1）*25*1.2*6.3=28.35kN 主梁粉刷： 0.02*（0.6-0.1）*2*17*1.2*6.3=2.142kN 小计： 取106.55kN活荷载：17.64*6.6=116.45kN 取152.0kN2、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400*400mm混凝土柱子上，其计算跨度边跨：ln=6300-120-200=5980mm，因1.025ln=150mm0.1，翼缘计算宽度按l/3=6.9/3=2.3m和b+sn=6. m中较小值确定，取bf=2.3m。 B支座边弯矩设计值MB=MBmax-V0b/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN。纵向受力给你钢筋除B支座截面为两排外，其它均为一排。跨内截面经判别全部属于第一类T形截面。正截面受弯承载力计算过程以下表所表示：主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）367.7-398.2193.4-68.4s=M/1fcbh02或 s=M/1fcbfh020.0360.0420.0190.007s=1-(1-2s)1/2/20.980.980.990.996 AS=M/sh0fy16951913882310选配配筋(mm2) 425 As=1963720 As=2200320 As=942220 As=628 计算结果表明，均小于0.518，满足要求；取中间跨跨中截面验算，其承载负弯矩时最小配筋率，AS、bh=628/（250*650）=0.39%，此值比0.45ft/fy=0.45*(1.27/360)=0.158%大，同时大于0.2%，满足要求。2）斜截面受剪承载力计算包含：截面尺寸复核，腹筋计算和最小配箍率验算。 验算截面尺寸：hw=h0-hf=590-100=490mm，hw/b=490/250=1.96Vmax=265.0kN。故截面尺寸满足要求。0.7ftbh0=0.7*1.27*250*590=131.1kN0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%，满足要求。次梁传来集中力Fl=62.5+80.8=143.3kN，h1=650-500=150mm，附加箍筋部署范围s=2h1+3b=2*150+3*200=900mm。取附加箍筋8200双肢箍，则在长度s内可部署附加箍筋排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各部署3排，另加吊筋216，Asb=402mm，由2fyAsbsin+mnfyvAsv1=2*360*402*0.707+6*2*210*50.24=331.24kNFl，满足要求。 因主梁腹板高度大于450mm ，需在梁侧设置纵向结构钢筋，每侧纵向结构钢筋截面面积大于腹板面积0.1%，且其间距小于200mm。现每侧配置214，308/（300*570）=0.18%0.1%，满足要求。 主梁边支座下需设置梁垫，计算从略。