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课 程 设 计 用 纸
一、设计资料:
某多层厂房,采用混凝土现浇单向肋形楼盖,其三楼楼面结构布置简图如图所示,楼面荷载,材料及构造等设计资料如下:
1、楼面构造层做法:20mm厚水泥砂浆抹面,15mm混合砂浆板底。
2、活荷载:标准值为3KN/㎡。
3、恒载分项系数为;活荷载分项系数为1.4。
4、材料选用:
混凝土 采用。
钢筋 梁中受力纵筋采用HRB400级;
其余采用HPB235级
5、柱网尺寸:;柱的截面尺寸为。
6、板厚:。
7、层高:。
8、砖采用,砂浆采用,砖墙采用。
9、板伸入墙内,次梁伸入墙内,主梁伸入墙内。
二、结构布置:
1、基本要求:
承重墙、轴网和粱格布置应满足建筑使用要求。柱网尺寸要求宜尽可能大,内柱在满足结构要求的情况下尽可能少设。
结构布置要合理、经济。
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2、板次梁、主梁截面尺寸确定:
主梁和次梁的间距不宜过大,主梁的跨度一般为 ,次梁为。
粱格布置要求规整,梁尽可能连续贯通,板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。在较大孔洞四周、非轻质隔墙下和较重设备下应设置梁。
板厚尽可能接近构造要求的最小板厚。板的跨度一般为,常用跨度为左右。
主梁一般沿房屋横向布置,并与住构成平面的框架,内框架与纵向的次梁形成空间结构。当横向柱距大于纵向柱距较多时,也可沿纵向布置主梁。
3、楼面结构布置图(图1):
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三、板的设计
1、板尺寸支承情况及计算简图如下图(图2):
2、板上荷载计算:
恒载标准值
20mm水泥砂浆抹面
120mm钢筋混凝土板
15mm板底混合砂浆
线恒载设计值
线活载设计值
合计
即每米板 =
3、内力计算:
计算跨度
边跨
取。
中间跨
计算跨度差 ,说明均可按等跨连续板计算内力。
连续板各截面的弯矩计算见下表2。
表2:连续板各截面弯矩计算
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
弯矩计算系数α
1/11
-1/11
1/16
-1/14
4.17
-4.17
2.87
-3.28
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4、板的配筋计算及构造:
连续板各截面的配筋计算见下表3。
表3:连续板各截面配筋计算
板带部位截面
边区板带(①~②,⑤~⑥轴线相同)
中间区板带(②~⑤相同)
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
4.17
-4.17
2.87
-3.28
4.17
-4.17
2.3
-2.62
0.043
0.043
0.03
0.034
0.043
0.043
0.024
0.027
0.044
0.044
0.03
0.035
0.044
0.044
0.024
0.027
201
201
137
160
201
201
109
123
选配钢筋
8
@200
8
@200
8
@200
8
@200
8
@200
8
@200
8
@200
8
@200
实际配筋面积
251mm2
251mm2
251mm2
251mm2
251mm2
251mm2
251mm2
251mm2
中间区板带(②~⑤相同)轴线间,各区内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%。
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*板如果要求满足规定,将导致用钢量比按弹性方法计算的还多,这显然是不够合理。因此,板中不考虑的规定
中间区板带(②~⑤相同)轴线间,各区内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%。
连续板的配筋示意图如下图(图3):
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四、次梁设计:
1、次梁的支承情况及计算简图(图4):
2、次梁上荷载计算:
恒载设计值
由板传来
次梁自重
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表4:连续次梁弯矩计算
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
弯矩计算系数α
1/11
-1/11
1/16
-1/14
118.62
-118.62
81.10
-92.68
表5:连续次梁剪力计算
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
0.45
0.60
0.55
0.55
80.00
106.63
97.74
97.74
4、次梁的配筋计算及构造:
次梁跨内截面按T形截面计算,翼缘计算宽度为:
边跨
离端第二跨、中间跨
梁高
翼缘厚
判定T形截面类型:按第一类T形截面试算。
跨内截面,故各跨内界面均属第一类T
形截面,一排纵筋考虑=515mm。
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表6:连续次梁正截面承载力计算
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
118.62
-118.62
81.10
-92.68
0.019
0.186
0.013
0.145
0.019
0.208
0.013
0.157
659
714
431
539
选用钢筋
320
320
220
220
实际钢筋截面面积(mm2)
942
942
628
628
表7:连续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
80.51
107.35
98.40
98.40
选用箍筋
28
28
28
28
101
101
101
101
构筑配筋
4506
1167
1167
实配箍筋间距s
/mm
200
200
200
200
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次梁配筋示意图如图5:
五、主梁设计:
主梁按弹性理论计算。
柱高H=3.9m,设柱截面尺寸为350mm×350mm。
1、主梁支承情况及计算简图(图6):
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2、主梁上荷载计算:
荷载设计值
由次梁传来
主梁自重
梁侧抹灰
活载设计值
由次梁传来
合计
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3、主梁内力计算:
边跨
中间跨
跨度差 ,则可按等跨连续梁计算,由于主梁线刚度大得多(),故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。
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,则
式中(对于边跨,中间跨支座)
式中系数K值由附录7中查得,具体计算结果以及最不利荷载组合详见表8、表9;将以上最不利荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠画在同一个坐标图上,即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图,如图(图7)
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主梁的弯矩图及包络图:
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表8: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
①
②
③
④
⑤
最不利荷载组合
①+②
382.88
-217.78
-16.44
①+③
190.81
-217.78
179.22
①+④
348.37
-421.53(-292.23)
161.5
①+⑤
199.36
-292.23(-421.53)
161.5
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表9:主梁剪力计算
序号
荷载简图
端支座
中间支座
①
②
④
⑤
-7.01
.
-7.01(96.23)
61.27(89.07)
最不利荷载组合
①+②
157.3
-243.32
121.56
①+④
143.36
-243.09(-182.83)
217.79(243.03)
①+⑤
82.09
-161.03(-217.79)
182.83(243.09)
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4、主梁的配筋计算及构造:
主梁跨中按T形截面计算,其翼缘宽度为:
,
并取。
判别T形截面类型:按第一类T形截面试算。
跨内截面,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,取 (因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋,并布置在次梁主筋下面)。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算。取。
主梁正截面及斜截面承载力计算分别见下表10、表11。
表10:主梁正截面承载力4计算
截 面
边跨跨内
中间支座
中间跨跨内
382.88
-421.53
179.22
-16.44
0.042
0.042
0.019
0.016
0.043
0.430
0.019
0.016
1763
960.8
779
75.52
选配钢筋
425
425
225
225
实配钢筋截面积(mm2)
1964
1964
982
982
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表11:主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
157.3
-243.32
217.79
选用箍筋
28
28
28
101
101
101
1070
135
175
实配箍筋间距
200
130
130
选配钢筋
实配钢筋面积
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5、主梁吊筋计算:
由次梁传至主梁的全部的集中力为:
则
选 218。
主梁配筋示意图:
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参考文献:
(1) 《混凝土结构设计(第3版)》沈蒲生主编 高等教育出版社
(2) 《混凝土结构设计原理(第2版)》沈蒲生主编 高等教育出版社
(3) 《混凝土结构设计原理课程设计指导书》
(4) 《理论力学》 哈尔滨工业大学理论教研室编 高等教育出版社
(5) 《结构力学》 李廉锟主编 高等教育出版社
(6) 《材料力学》 黎明兮主编 吉林科学技术出版社
(7) 《钢筋混凝土结构学》 丁大钧主编 上海科技出版社
(8) 《混凝土结构设计规范GB50010-2002》
(9) 《建筑结构制图标准》 GB/T50105-2001 中国计划出版社
(10) 《建筑结构荷载规范》 GB5009-2001 中国建筑工业出版社
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