混凝土结构课程设计计算说明书.docx

混凝土结构课程设计计算说明书2013年7月目录第1章 绪 论11.1设计的目的11.2设计概述1第2章 混凝土结构单向板肋梁楼盖设计12.1设计资料12.2结构平面布置22.3板的计算32.3.1 荷载计算42.3.2 内力计算52.3.3 截面承载力计算72.4次梁的计算92.4.1 荷载102.4.2内力计算112.4.3 截面承载力计算122.5主梁计算152.5.1 荷载172.5.2内力计算172.5.3 截面承载力计算214.5.4 主梁吊筋计算25第3章 现浇钢筋混凝土梁式楼梯设计253.1设计资料253.2踏步板（TB1）的计算和配筋263.2.1荷载计算263.2.2内力计算273.2.3截面承载力计算273.3楼梯斜梁（TL2）的计算和配筋283.3.1荷载计算283.3.2内力计算293.3.3承载力计算293.4平台板（TB2）的计算和配筋303.4.1荷载计算303.4.2内力计算313.4.3承载力计算313.5平台梁（TL3）的计算和配筋313.5.1荷载计算313.5.2内力计算323.5.3承载力计算33第4章 单层厂房设计354.1计算简图364.2荷载的计算384.2.1恒载384.2.2屋面活荷载404.2.3.吊车荷载414.3 内力分析444.3.1剪力分配系数的计算444.3.2恒载作用下的内力分析454.3.3屋面活荷载作用下的内力分析494.3.4吊车竖向荷载作用下的内力分析534.3.5.吊车水平荷载作用下的内力分析584.3.6.风荷载作用下的内力分析604.4.内力组合614.5柱截面设计654.6基础设计73结 论81致谢82第1章 绪 论1.1设计的目的1.2设计概述第2章 混凝土结构单向板肋梁楼盖设计2.1设计资料某多层工业建筑仓库，楼面平面如图所示。采用钢筋混凝土整体现浇楼盖。有关设计要求如下：1. 楼面作法：20mm厚水泥砂浆面层,20mm厚板底混合砂浆抹灰，梁侧抹灰15mm厚。2.楼面活荷载标准值： 10 KN/m2。3.材料：混凝土C30，梁内受力主筋采用HRP335级钢筋，其余采用HPB300级钢筋。4.板厚采用90mm，柱截面450mm450mm，主次梁截面由高跨比和高厚比计算确定。5.板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙240mm。6.楼盖平面柱网尺寸示意图： 图1.1 梁板结构平面布置2.2结构平面布置结构平面布置如图1.1，主梁横向布置：跨度6300mm和6600mm，间距6000mm；次梁纵向布置：跨度6600mm，间距2100mm和2200mm.根据跨高比： 次梁 H=(1/121/18)L b=(1/21/3)h主梁 H=(1/81/14)Lb=(1/21/3)h取：次梁的截面尺寸 hb=550mm240mm主梁的截面尺寸 hb=650mm300mm2.3板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算.板的，应按双向板计算。若按单向板设计，沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。板的厚度按构造要求取h=90mm.板尺寸及支承情况图2.3所示. a)板的尺寸(b)计算简图图2.3 板的尺寸和计算简图2.3.1 荷载计算恒载标准值厚水泥砂浆面层： 90mm厚钢筋混凝土板： 厚板底混合砂浆抹灰：合计： 楼面活荷载： 线恒荷载设计值： 线活荷载设计值： 合计： 2.3.2 内力计算确定板的计算跨度：板伸入墙内边跨： 取 中间跨： 计算跨度差边跨与中间跨：（1960-1910）/1910=2.6%V420.42V420.42V441.87V123.72V117.72V117.72V611.33V611.33V184.68V171.17V 171.17V选用箍筋101101101实配箍筋间距200200200248890.5248890.5718455选配弯筋实配弯筋面积/8044904.5.4 主梁吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中力为：则 选第3章 现浇钢筋混凝土梁式楼梯设计3.1设计资料已知某多层工业建筑现浇钢筋混凝土楼梯，活荷载标准值为，踏步面层为厚水磨石，底面为厚混合砂浆，混凝土为C25，梁中受力钢筋为级，其余钢筋采用级，结构布置如图3.1所示：图3.13.2踏步板（TB1）的计算和配筋 3.2.1荷载计算 踏步尺寸，斜板厚，则截面平均高度为：。 恒荷载： 踏步板自重： 踏步面层重： 踏步抹灰重： 合计： 活荷载： 总计： 3.2.2内力计算 斜截面尺寸选用，则踏步板计算跨度为。斜板跨中正截面最大正弯矩计算公式： 式中 作用于斜板上沿水平方向均布竖向恒荷载和活荷载设计值; 梯段斜板沿水平方向的计算跨度。由公式得： 踏步板跨中弯矩：3.2.3截面承载力计算 踏步计算截面尺寸：，截面抵抗矩系数计算公式： 式中 截面抵抗矩系数； 荷载在该截面产生的弯矩； 截面的有效高度；矩形应力图系数；截面宽度；混凝土轴心抗压强度设计值。相对受压区高度计算公式： 式中 相对受压区高度； 截面抵抗矩系数。受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式：式中 受拉区纵向受力钢筋的截面面积； 相对受压区高度； 截面的有效高度； 截面宽度； 混凝土轴心抗压强度设计值； 钢筋受拉强度设计值。由公式，得：故踏步板按构造配筋，每个踏步板采用，取踏步内斜板分布钢筋。3.3楼梯斜梁（TL2）的计算和配筋3.3.1荷载计算踏步板传荷载： 斜梁自重： 斜梁抹灰重： 总计： 3.3.2内力计算取平台梁截面尺寸，斜梁水平方向的计算跨度为：由公式得：斜梁跨中截面弯矩及支座截面剪力分别为：3.3.3承载力计算斜梁按T形截面进行配筋计算，取，翼缘有效宽度按倒L形截面计算。按梁的跨度考虑：按翼缘宽度考虑：按翼缘高度考虑：取 首先按第一类T形截面进行计算：由公式，得3.4平台板（TB2）的计算和配筋因为：，按单向板计算，应沿长边方向配置不少于短边方向25%的受力钢筋。板厚取，取1m宽板带进行计算。3.4.1荷载计算恒荷载设计值： 厚水磨石： 厚板： 厚底面混合砂浆： 线恒荷载设计值： 线活荷载设计值：总荷载设计值： 3.4.2内力计算计算跨度： 由公式得：3.4.3承载力计算由公式，得选用。3.5平台梁（TL3）的计算和配筋设平台梁截面尺寸为。3.5.1荷载计算梁自重： 梁侧抹灰： 平台板传来的荷载： 合计： 梯段斜粮传来的集中荷载：3.5.2内力计算计算跨度：取，平台梁按简支梁计算，计算简图如下：平台梁跨中截面弯矩及支座截面剪力分别为：3.5.3承载力计算（1）按倒L形截面计算，（2）梁的有效高度：（3）受压翼缘宽度： 取（4）判别T形截面类别： 属于第一类T形截面（5）正截面承载力计算 选配截面尺寸验算 (6)斜截面承载力计算按构造配箍筋，选配. 第4章 单层厂房设计车间平面布置示例厂房剖面图4.1计算简图本车间为机修车间，工艺无特殊要求，结构布置均匀，荷载分布均匀，故可以从整个房中选择具有代表性的排架作为计算单元，如图所示计算单元宽度为。由设计资料可知柱顶标高，轨顶标高为，设室内地面至基础顶面的距离为，则计算简图和吊车梁的高度求总高度H=11.9+0.5=12.4m根据建筑剖面及其构造，确定厂房计算简图如图所示其，下柱高，上柱高柱截面几何参数 参数柱号截面尺寸面积惯性矩自重A ,C上柱 下柱B上柱下柱I4.944.2荷载的计算4.2.1恒载（1）屋面恒载：两毡三油防水层： 20mm厚水泥砂浆找平层： 厚水泥砾石保温层：一毡两油隔气层： 厚水泥砂浆找平层： 预应力混凝土屋面板： 屋盖钢支撑： 合计： 屋架自重YWJA24AB跨 1.2(10626.95.942)KN=173.7 KN/榀BC跨 1.2106KN=127.2 KN/榀天沟板 1.22.02=2.424 KN/m故作用于AB跨两端柱顶的屋盖结构自重为作用于BC跨两端柱顶的屋盖结构自重为(2)柱自重重力荷载设计值：A、C柱：上柱： 下柱： B柱: 上柱： 下柱：（3）吊车梁及轨道自重AB跨： BC跨： 各恒载作用位置如图所示。 4.2.2屋面活荷载由荷载规范差得，屋面活荷载的标准值为0.5（可作0.2的增减），本处取0.7，雪荷载的标准值为0.45，故仅按屋面活荷载计算。AB跨：BC跨：屋面活荷载在每侧柱上的作用点位子与屋盖结构自重相同。4.2.3.吊车荷载本车间选用的吊车主要参数如下：吊车的参数为：， ，。根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图所示（1） 吊车竖向荷载 BC跨同AB跨一样（2） 吊车横向水平荷载 BC跨同AB跨一样作用于每一个轮子上的吊车荷载水平制动力计算公式： （）式中 每一个轮子作用在轨道上的横向水平制动力；横向水平制动系数； 吊车的额定起重量的重力荷载；小车的重力荷载。作用于拍架上的吊车横向的水平荷载设计值计算公式： （）式中 第个大车轮子的横向水平制动力；吊车梁传给柱的最大横向反力的标准值； 影响线数值。 活荷载分项系数（1）.风荷载由荷载规范查得，该地区基本风压，风压高度系数按B类地面取值：柱顶（标高） 檐口（标高）屋顶：AB跨 标高BC跨 标高15.8m，风荷载体型系数如图所示。故风荷载标准值为作用于排架上的风荷载的设计值为右来风时：所以风荷载作用如图所示4.3 内力分析本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行内力分析。4.3.1剪力分配系数的计算该厂房为一跨等高排架，可用剪力分配法进行内力分析。其柱的剪力分配系数见下表：柱剪力分配系数柱号A 、C柱0.286B柱0.4284.3.2恒载作用下的内力分析A柱列：B柱列：C柱列： 柱列所受弯矩如图所示。各柱不动铰支承反力分别为：A柱列：，则B列柱：，则同理可得：，C列柱：，则同理可得：，故假设在排架柱顶不动铰支的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负规定故恒载作用下排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。恒载作用轴力图4.3.3屋面活荷载作用下的内力分析（1） AB跨作用有屋面活荷载时由屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为，其中在A列柱、B列柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为各柱不动铰支座反力分别为A列柱：，B列柱：， 假象排架柱顶下动铰支座的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为AB跨作用有屋面活荷载时排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。（2） BC跨作用有屋面荷载时与AB跨对称BC跨作用有屋面活荷载时排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。4.3.4吊车竖向荷载作用下的内力分析（考虑厂房整体空间工作，）（1）AB跨作用于A列柱，由AB跨和的偏心作用而在柱中引起的弯矩为各柱不动铰支座反力分别为：A列柱：，B列柱：， 假想排架柱顶不动铰支座的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为AB跨作用在A柱时排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。（2）AB跨作用在B柱左侧由AB跨和的偏心作用而在柱中引起的弯矩为各柱不动铰支座反力分别为：A列柱：，B列柱：， 假想排架柱顶不动铰支座的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为AB跨作用在B柱时排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。（3）BC跨作用在B柱右侧由于排架结构和吊车荷载均匀对称于第（2）种情况，所以计算结果对称，故BC跨作用于B柱右侧时，排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。（4）BC跨作用在C柱由于排架结构和吊车荷载均匀对称于第（1）种情况，所以计算结果为对称，故BC跨作用于C柱时，排架柱的弯矩图和轴力图如图所示。4.3.5.吊车水平荷载作用下的内力分析（考虑厂房整体空间工作，）（1）当AB跨作用由吊车横向水平荷载时各柱不动铰支座反力分别为：A列柱：，B列柱：，假想排架柱顶不动铰支座的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为排架柱的弯矩图如图所示。 AB跨作用有吊车荷载的弯矩图（2）当BC跨作用有吊车横向水平荷载时，由于排架结构对称，荷载反对称，所以计算简图和弯矩分别如图所示。4.3.6.风荷载作用下的内力分析右来风时，计算简图如图所示。各柱不动铰支座反力分别为：A列柱：， C列柱：， 假想排架柱顶不动铰支座的总反力为各柱柱顶最后剪力分别为右来风时排架柱的弯矩图如图所示，左来风时排架柱内力近似地按右来风时的反对称荷载取值。4.4.内力组合考虑厂房整体空间工作，对A柱进行最不利内力组合，组合结果如表所示，表4-4 A柱内力设计值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨作用在A柱作用在B柱左作用在B柱右作用在C柱作用在AB跨作用在BC跨左风右风序号M15.630.7163.39-52.67-46.7037.39-7.750.5522.6424.46-28.98N 323.2559.92000000000M-47.24-14.263.39123.42-19.6137.39-7.750.5522.6424.46-28.98N383.9959.920586.9590.30000000M26.30-5.8511.07-4.23-125.31122.02-25.3123.5273.90209.91-172.20N433.859.920586.9590.30000000V7.950.980.893-13.86-12.299.84-2.0414.35.9632.06-23.90注：1.2.表中恒载内力系数按所得。如取时，则恒载内力须乘以；如取时，则恒载内力须乘以。表4-5 A柱控制截面组合的