钢筋混凝土课程设计.doc

塔里木大学混凝土结构课程设计1工程概况1.1设计目的了解凝土结构设计的主要过程；锻炼和提高混凝土结构的计算、设计及构造处理、绘制结构施工图的能力。培养正确、熟练运用结构设计规范、手册、各种标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，初步建立结构设计、施工全面协调统一的思想。1.2设计题目塔里木大学工科楼楼盖设计1.3设计料及数据资根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：1、墙体厚度370mm，结构横向长L136m，结构纵向长L 230m。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。2、该建筑位于非地震区；3、建筑物安全级别为二级；4、结构环境类别二a类；5、建筑材料等级：混凝土强度等级：C30；钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋HRB335级:梁中受力筋HRB400级；6、荷载：钢筋混凝土重力密度为25kNm3，楼面面层为水磨石(25mm厚水泥砂浆，自重为20kNm3)；梁板天花为混合砂浆抹灰(15mm，重力密度为17kNm3)，楼面活荷载标准值：4.5KN/m2；7、结构平面布置及初估尺寸：板在墙上的支承长度为120mm；对于单向板：次梁在墙上的支承长度为240mm；主梁在墙上的支承长度为370mm；柱子计算高度为4m，尺寸自行拟定；8、使用要求：梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见规范；9、采用的规范：混凝土结构设计规范(GB50010-2010)，建筑结构荷载规范(GB50092001)。1.4单向板肋梁楼板结构布置平面结构布置：1. 确定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为。楼盖结构布置图如下图1。图1 单向板肋梁楼板结构布置图 （单位：mm）2. 按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚。3. 次梁的截面高度应满足梁高，取；取截面宽度。4. 主梁的截面高度应该满足梁高，取；取截面宽度。2板的设计（按弹性理论计算内力）：2.1荷载计算：取1m宽板带计算板的恒荷载标准值：25mm厚水泥砂浆面层 100mm厚钢筋混凝土板 15mm厚混合砂浆抹灰 恒载：活载：恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取1.3线恒荷载设计值： 线活荷载设计值： 板的设计值总值： 2.2板的尺寸与计算简图：取板带宽b1m为单元计算,次梁截面为，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。（a）(b)图2 板的尺寸及计算简图 （a）.板的尺寸 （b）.计算简图2.3板的内力计算板的计算边跨：中间跨：计算跨度差，。因此可按等跨连续梁计算。计算统取（）。板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。板的计算简图见上图最不利荷载组合如下图连续板的弯矩计算见表1。表1 连续板各截面弯矩计算荷载组合弯矩值跨内最大弯矩/支座弯矩+5.572.353.28-7.49-5.64-5.64-7.493.062.60-1.62-1.22-1.22-1.62+8.632.355.88-9.11-6.86-6.86-9.11+5.572.353.28-7.49-5.64-5.64-7.492.41-1.62-1.22-1.22-1.62+5.574.763.28-9.11-6.86-6.86-9.11+5.572.353.28-7.49-5.64-5.64-7.492.232.38-3.64-0.67-1.35-1.56+7.804.733.28-11.13-6.31-6.99-9.05+5.572.353.28-7.49-5.64-5.64-7.493.001.681.96-1.07-3.39-0.61-1.74+8.574.035.24-8.56-9.03-6.25-9.23图3 板的弯矩包络图 M(单位：KNm)2.4截面承载力计算1000，100，100-2080，1.0，连续版各截面的配筋计算见表2。表2 连续板各截面配筋计算板带部位截面边跨板带（，轴线间）中间区板带（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/()8.63-11.134.76-9.038.63-11.134.76 0.8=3.81-9.030.8=-7.220.0940.1220.0520.0990.0940.1220.0420.0790.09890.13050.05340.10450.09890.13050.04290.0824/377498204398377498164314选配钢筋6/8100810061006/81006/8100810061006/8100实配钢筋面积/395503283393393503283393注：b=1000mm,h=100mm,h0=100mm-20mm=80mm,；1. 中间板带轴线内，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支承 2. 考虑板的内拱 作用，计算弯矩降低20%。2.5连续板的配筋 (a)（b）图4 板的配筋图 （a）边区板带；（b）中间区板带3次梁设计（按塑性内力重分布计算）3.1次梁荷载计算恒载设计值由板传来 3.913.3=12.90次梁自重 1.2250.3(0.5-0.1)=3.6梁侧抹灰 1.217 0.015(0.5-0.1)2=0.24 g=6.576+2.22+0.226=9.002活载设计值 由板传来 q=5.853.3=19.31合计 g+q=36.053.2次梁的计算尺寸及计算简图次梁按考虑塑性内力重分布方法计算，取主梁的梁高，梁宽，次梁有关尺寸及支承情况如图3（a）所示；计算简图如图3（b）所示。（a）（b）图5 次梁的尺寸及计算简图 （a）.次梁尺寸 （b）.计算简图3.3次梁内力计算计算跨度 边跨 =7.2-0.12-=6.88 +=6.88+=7.0 1.025=1.0256.88=7.057.0取边跨 =7.0中间跨 =7.2-0.4=6.8跨度差 （7.0-6.8）/6.8=2.9%10%，说明可按等跨连续梁计算内力连续次梁各截面弯矩及剪力计算分别见表3和表4。表3 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/（）162.59-162.59105.49-119.07表4 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内、外侧剪力计算系数0.450.60.550.55/113.56151.41138.7913.8.793.4截面承载力计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘的计算宽度为：边跨 =7000=2333+=300+3000=3300离端第二跨、中间跨 =6800=2267翼缘厚 =100mm梁高 =500， =500-25=475判别T形截面的类型 :按第一类T，故各跨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=500-60=440，其他中间支座按一排纵筋布置考虑=465。 连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5及表6。表5 连续次梁正截面承载力就算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/（）162.59-162.59105.49-119.07（）0.0250.1960.0140.1230.0250.2200.0140.132/10191153599748选配钢筋220+416220+416320418实配钢筋截 面面积/143214329421017表6 连续次梁斜截面承载力计算表：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内、外侧（）113.56151.41138.79138.790.25/5094384719004719005094380.7/142643132132132132142643选用箍筋28282828/101101101101/069220020实配箍筋间距/2002002002003.5次梁配筋示意图 图6 连续次梁配筋示意图4主梁设计（按弹性理论计算）4.1主梁荷载计算恒载设计值 有次梁传来 16.747.2=120.53主梁自重（折算为集中荷载） 1.2250.4（0.85-0.1）3.3=29.7梁侧抹灰（折算为集中荷载） 1.2170.015（0.85-0.1）2.03.3m=1.51=151.74活载设计值 =19.317.2=139.0kN合计 +=290.774.2主梁的计算尺寸及计算简图按弹性理论计算，取柱高=4.0，柱的截面尺寸为500500。主梁有关尺寸及支承情况如图4（a）所示；计算简图如图4（b）所示：（a）（b)图7 主梁的尺寸及计算简图 （a） 主梁尺寸 （b） 计算简图4.3主梁内力计算边跨 =10.00-0.12-=9.63 =1.025+=1.0259.63+=10.12 取=10.07m中间跨 =10.0m-0.5m=9.5m = +b=(9.5+0.5)m=10.0m 取=10.0跨度差可按等跨连续梁计算。由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多,所以主梁可以视为铰支座支柱顶上的连续梁，计算简图如图（）所示。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：式中系数由表查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7和表8。表7 主梁的弯矩计算序号荷载简图边跨跨内中间支座中间跨跨内-61.64-41.25-123.74（-432.38）236.35内力组合+777.45-590.06-83.24+311.2-590.06379.73+693.45-837.53（-528.89）338.02+331.59-528.89（-837.53）338.02表8 主梁剪力计算序号计算简图端支座中间支座0-12.37-12.37（-169.89）108.17（157.24）最不力荷载组合+231.63-349.91151.74+207.02-374.52(-259.91)321.63(204.62)+98.86-204.62(-321.63)255.91(349.49)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坐标图上，既可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图4.3所示。图8 主梁的弯矩包络图及剪力包络4.4主梁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=10000=330010725001072500（）326326308308308308选用箍筋282828（）101101101/构造配筋373175实配箍筋间距/200100200/4429814979934317814.5主梁吊筋计算有次梁传至主梁全部集中力为：G+Q=120.53+139.03=259.56=509.90选配220（=628）4.6主梁配筋图9 主梁配筋图5柱的设计5.1柱的荷载设计柱子初选尺寸为为轴心受压构件。主梁传来荷载（取一半计算） 主梁自重 柱子的抹灰 小计 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为，,查表： 查表（内差法）所以，仅需要按构造配筋。选用， 故受压纵筋最小配筋率满足要求选用（） 排列于柱子四角。钢筋受压时箍筋间距不应大于15d且不大于400mm，则 15d=1520mm=300mm柱中箍筋按构造配筋选用。 （） 柱的尺寸见图10图10 柱的尺寸及配筋6裂缝验算 6.1主梁的裂缝宽度验算荷载标准值 荷载的准永久值按准永久值计算主梁弯矩见表12。表11 主梁准永久值弯矩计算截面位置边跨跨内中间支座中间跨跨内系数0.244-0.2670.067系数0.289-0.3110.2435.20-473.96170.28边跨最大裂缝验算由附表1-1和附表2-6查得 As=3981Cs=25mm+6mm=31mm 所以满足最大裂缝宽度要求。中间支座最大裂缝验算 As=4499Cs=25mm+6mm=31mm 所以满足裂缝宽度要求。7变形验算7.1主梁变形验算主梁边跨变形验算 As=3981 主梁边跨满足最大变形要求。中间支座变形验算 As=4499 所以中间支座的变形满足要求。7.2次梁变形验算荷载标准值 荷载的准永久值由附表1-1和附表2-6查得 弯矩准永久值为：边跨跨内离端第二跨跨内，中间跨跨内中间支座按准永久值计算次梁弯矩见表13。表12 次梁准永久值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/（）88.688.657.48-65.69边跨跨内变形验算主梁边跨满足最大变形要求。离端第二跨跨内，中间跨跨内变形验算 所以满足变形要求。中间支座变形验算所以中间支座满足变形要求。图11 板的施工图图12 次梁施工图 图13 主梁施工图致 谢 对钢筋混凝土的初步学习即将结束，我们在李老师的悉心指导和耐心讲解下，基本上按要求圆满完成了根据教学安排布置的钢筋混凝土课程设计。通过本次的设计，使我们对所的基本理论知识有了进一步的认识和体会，基本上能将所学的课程进行综合利用，提高自身的理论知识水平。这期间得到了李老师的教导与教诲，在此向他深表感谢。踏着教与学互动的脚步,顺着李老师引导的正确方向,使我从学期的开始到现在课程的结束进程中,认识了钢筋混凝土这门虽复杂但有实用价值的专业课程。在紧张的学习中，通过认真学习书本知识来体验生活的快乐，但理论知识与实际有一定的距离，为了弥补这个不足，学校开设了钢筋混凝土课程设计。在这次课程设计中，使我对所学的基本理论知识有了进一步的提高，能将所学的课程进行综合利用，做到理论知识与实际的统一，从而以提高自身的理论知识水平。在做课程设计期间，我受到李