某大型混凝土结构设计原理课程设计-整体式钢筋混凝土楼盖设计计算书.doc

混凝土结构设计原理课程设计北京建筑工程学院2008/2009学年 第一学期课 程 设 计 课程名称 混凝土结构设计原理 设计题目 整体式钢筋混凝土楼盖设计 （工程名称） 金星金笔厂 系 别 土木工程 班 级 土06-3班 学生姓名 曹悠悠 学 号 2102040613252 完成日期 2009.1.7成绩指导教师赵东拂 北京建筑工程学院土木工程专业课程设计诚信说明教育之本在于立人，针对近年来课程设计环节中出现雷同现象与抄袭行为，必须弘扬诚信精神，抵制抄袭行为，以保证我院良好的学风和声誉。为此，在课程设计中，本人自愿作出如下声明：一、 保证遵守院校相关规定和纪律，自觉接受管理；二、 郑重声明能为自己的诚信负责，能够独立完成课程设计工作，不抄袭其他同学的课程设计内容，同时不许他人抄袭自己的课程设计，注意成果保密。三、 如果自己的课程设计出像雷同和抄袭，自愿承担相应后果。声明人：土063班 曹悠悠2009年1月7日混凝土结构设计原理课程设计计算书一、 建筑名称金星金笔厂二、 课程设计资料1、 结构类型：混合结构，中间为钢筋混凝土柱承重，外墙为承重墙。抗震设防烈度为6度，设计使用年限为50年。楼盖梁格布置如下图所示：2、 基本设计数据：（1） 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层；20mm厚混合砂浆天棚抹灰。（2） 楼面可变荷载标准值为5.0kn/。（3） 材料选用混凝土：采用c30(fc=14.3n/,ft=1.43 n/)；钢筋：当直径d12mm时，采用hpb235钢筋（级钢，fy=210 n/）；当直径d12mm时，采用hrb335钢筋（级钢，fy=300 n/）。（4） 荷载分项系数的确定 恒荷载分项系数=1.2 活荷载分项系数=1.3（g4 kn/）（5）板、次梁、主梁跨度及截面尺寸的确定 主梁跨度：7.5m 次梁跨度：4.5m 板的跨度：2.5m板厚：80mm （h80mm）板的截面有效高度：h=h-a=80-20=60mm次梁截面高度：h=l/18 l/12=4500/184500/12=250375mm，取h=300mm；截面宽度：b=（1/2.51/2）h=120150mm，取b=150mm主梁截面高度：h=l/15 l/10=7500/157500/10=500750mm，取h=750mm；截面宽度：b=（1/2.51/2）h=300375mm，取b=350mm柱截面：400mm400mm3、 板的设计l/l=4500/2500=1.82，按双向板塑性绞线法计算（1） 荷载计算恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层： 0.0220=0.40 kn/ 80mm钢筋混凝土板： 0.0825=2.0 kn/ 20mm混合混合砂浆天棚抹灰 0.0217=0.34 kn/ g=2.74 kn/恒荷载设计值：g =1.22.74=3.29 kn/活荷载设计值：q=1.35.0=6.50 kn/荷载总设计值：g+q= 9.79 kn/，近似取为g+q=9.8 kn/（2） 计算跨度 次梁截面为150mm300mm，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。横向：边跨：l=l-120- b /2+80/2=2345mm1.025l=2363mm,取l=2345mm中间跨：l=l-b=2500-150=2350mm纵向：边跨：l= l-120- b /2+80/2=4345mm1.025 ln =4310mm，取l=4310mm中间跨：l= ln=4500-350=4150mm因跨度相差小于10，可按等跨连续梁计算。双向板传给次梁的荷载成梯形分布。次梁计算简图=l01/2l02=2500/（24500）=0.28 p=p=(g+q) =25.70.52.5=32.125 kn/mpe=(1-22+3) p=(1-20.282+0.283)32.125=27.8 kn/mpe=27.8kn/m（3） 内力计算a 1c 3b 2d 4310 4150 4310弯矩设计值：m1=-mb= pe l012/11=27.84.312/11=47 kn/mm2= pe l022/16=27.84. 152/16=30 kn/m剪力设计值:va=0.45 peln1=0.4527.84.31=54 kn/mvbl=0.60 peln1=0.6027.84.31=72 kn/mvbr=0.55 peln2=0.5527.84.15=63 kn/m（4） 承载力计算1) 正截面受弯承载力跨内截面：按t形截面计算，翼缘宽度取bf=l/3=4500/3=1500mm；又bf=b+sn=150+2350=2500mm1500mm，故取bf=1500mm。翼缘厚hf=80mm。支座截面：按矩形截面计算，b=150mm，次梁梁高h=300mm，h0=h-as=300-60=240mm。mu=1.014.3150080（240-80/2）=343.2 knmmmax=47 knm,故跨内截面均属于第一类t形梁。次梁正截面受弯承载力计算表截面1b2弯矩设计值（knm）47-4730=0.038=0.3=0.0200.0390.3500.020as=666601379选配钢筋（mm2）212+314as=687414as=615114+212as=379.92) 斜截面受剪承载力 验算截面尺寸：hw=h0-hf=265-80=185mmhw/b=185/150=1.234,属厚腹梁，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0=0.25114.3150265=142.1knvmax=72 kn 故截面尺寸满足要求。 次梁斜截面受剪承载力计算：次梁斜截面受剪承载力计算表截面ablbrv/kn5472630.7ftbh0/ kn39.8v39.8v39.8v 选配箍筋282828asv =n asv1/mm2100.6100.6100.6s=492.8217.3301.6实际选筋815081508150 最小配筋率验算：min=0.24ft/fyv=0.241.43/210=0.16sv= asv/bs=100.6/（150150）=0.45min，满足要求。5、主梁的设计主梁按弹性方法设计。（1） 荷载计算：双向板支承梁承受的荷载示意图恒荷载设计值：由次梁传来(次梁支座反力)： 72+63=135kn主梁自重： （0.75-0.08）0.252.5251.2=12.56 kn主梁粉刷： （0.75-0.08）0.252.5171.2= 8.54 kn恒荷载 g=135+12.56+8.54=156.1 kn活荷载（上图三角形荷载在主梁集中荷载的从属面积范围内所作用的合力） q=22.532.125= 80.31kn（2） 计算简图：主梁线刚度：柱线刚度=：=4.735，故主梁按连续梁计算。主梁端部伸入墙体360mm；中间支承在400mm400mm的混凝土柱上。计算跨度：边跨：ln=7500-200-120=7180mm，因0.025ln=179.5mma/2=180mm，取l01=1.025ln+b/2=1.0257180+400/2=7559.5mm，近似取l0=7560mm。中间跨：l0=7500mm主梁计算简图如下：（3） 内力设计值及包络图1) 弯矩设计值：m=k1gl+k2ql2) 剪力设计值：v=k3g+k4q主梁弯矩计算表（knm）序号荷载简图m1mbm2mcm3282.83-331.6186.84-247.03143.22172.30115.02174.05-85-77.75-63.24137.54145.71-70.49137.82-193.6860.22-34.33-46.5773.26113.33-28.33-56.67-85.00122.70129.63-64.24-64.24-18.82-56.46103.51-178.89-130.11-37.6462.70最不利组合+456.88-416.615.18-310.27280.76318.0144.53+420.65-525.69143.15-281.3696.65245.56220.55+254.50-416.61209.54-311.2778.98115.63244.65+264.01-388.07190.35-425.9213.11134.66177.72注：m1、m2、m3栏中分别为主梁相应跨内两集中力作用点处弯矩值。主梁弯矩包络图主梁剪力计算表（kn）序号计算简图vavblvbrvclvcr112.24-199.96167.03-145.17156.169.07-91.552.812.8180.3154.69-105.93101.35-59.27-4.90-11.24-11.2483.12-77.500-7.47-7.4763.93-96.6999.83最不利组合+181.31-291.51169.84-142.36236.41+166.93-305.89268.38-204.44151.20+101.00-211.20250.15-223.21156.1+104.77-207.43230.96-241.86255.93剪力包络图（4） 正截面受弯承载力计算主梁跨内截面按t形截面计算翼缘宽度取bf=l/3=7500/3=2500mm，hf=80mm截面有效高度h0=750-80-60=610mmmu=1.014.3250080（610-80/2）=1630.2knmmmax=525.69 knm,故跨内截面均属于第一类t形梁。支座截面按矩形截面计算截面有效高度h0=750-80-60=610mm；主梁宽度b=350mmb支座：mb=mbmax-v0b/2=-525.69-（-305.890.40/2）=-464.51knmc支座：mc=mcmax-v0b/2=-425.92-（-241.860.40/2）=-377.55knm 主梁正截面受弯承载力计算表计算结果表明，=0.550,满足要求；且as/bh=1388/（350750=0.53min=0.45ft/fy=0.451.43/300=0.21，同时也大于0.2，满足要求。（5） 斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw=h0-hf=610-80=530mmhw/b=530/350=1.514,属厚腹梁，截面尺寸按下式验算：0.25cfcbh0=0.25114.3350610=763.26knvmax =305.89 kn， 故截面尺寸满足要求。 主梁斜截面受剪承载力计算：主梁斜截面受剪承载力计算表截面ablbrclcrv/kn18131305.89268.38241.86255.930.7ftbh0/ kn213.71v213.71v213.71v213.71v213.71v 选配箍筋210210210210210asv =n asv1/mm2157157157157157s=按构造配筋smax=350272.7 459.8 893.1 595.4 实际选筋82508250825082508250vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0 asv/svcs=314.27vvcs=314.27vvcs=314.27vvcs=314.27vvcs=314.27v 最小配筋率验算：min=0.24ft/fyv=0.241.43/210=0.16sv= asv/bs=157/（350250）=0.18min，满足要求。 次梁两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的集中力f=135+80.31=215.31kn，h1=750-300=450mm，附加箍筋布置范围s=2h1+3b=2450+3150=1350mm。取附加箍筋8200双肢，则在长度s内可布置附加箍筋的排数，m=1350/200+1=8排，次梁两侧各布置4排。另加吊筋118，asb=254.5mm2。2=2300254.50.707+8221050.3=276.97 kn f，满足要求。6、柱的设计选取底层中间柱计算。(1)荷载计算恒荷载设计值：由楼面板传来恒荷载： 43.294.57.5=444.15 kn由次梁传来恒荷载： 4(0.99+0.18)4.5=21.06 kn由主梁传来恒荷载： 4(12.56+8.54) =42.2 kn柱自重： 1.2（33.9+4.2+0.45+1.5）0.4225=85.68kng=593.09kn活荷载设计值：由屋面板传来活荷载： 1.424.57.5=94.5 kn由楼面板传来活荷载： 6.54.57.54=877.5 knq=972 kn荷载总设计值：n= g+ q=593.09+