毕业设计-钢筋混凝土结构课程设计计算书.doc

土木工程系土木建筑学院课程设计说明书题目: 混凝土结构课程设计专业班级：城市地下空间工程10-1班 学 号： 2010304447 学生姓名： 李 飞 指导教师： 汪 汇 2013年 6月15日 目 录目 录1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定.12、板的设计按考虑塑性内力重分布设计.2（1）、荷载计算.2（2）、计算简图.2（3）、弯矩设计值.2（4）、配筋计算正截面受弯承载力计算.3（5）、板的配筋图绘制.33、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计.5（1）、荷载设计值.5（2）、计算简图.5（3）、弯矩设计值和剪力设计值的计算.5（4）、配筋计算.6（5）、施工图的绘制.74、主梁设计主梁内力按弹性理论设计.9（1）、荷载设计值.9（2）、计算简图.9（3）、内力设计值计算及包络图绘制.9（4）、配筋计算承载力计算.12（5）、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断.125、 设计体会及今后的改进意见.14参考文献.15图纸.16楼盖梁格布置及截面尺寸确定钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1.楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2300/40=57.5mm，对工业建筑的楼板，要求h80mm，所以板厚取h=80mm。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)6900=383 575mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 500=167 250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) 6900=493863mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) 650=217 325mm,取b=300mm。17板的设计按考虑塑性内力重分布设计2.板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 20=0.4 kn/80mm厚钢筋混凝土板：0.0825=2.0 kn/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.01517=0.255 kn/小计 2.655 kn/ 活荷载标准值： 8.0 kn/因为是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， 恒荷载设计值：g=2.6551.2=3.186 kn/ 活荷载设计值：q=8.01.3=10.4kn/ 荷载设计总值：g+q=13.568kn/, 近似取13.6kn/（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定： l01=ln+h/2=(2300-120-200/2)+80/2=2120mm l011=ln+a/2=(2300-120-200/2)+120/2=2140mm故边跨板的计算跨度取lo1=2120mm中间跨： l02=ln=2300-200=2100mm板的计算简图如图所示。（3）、弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差（2120-2100）/2100=0.95%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数m,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中b离端第二支座2中间跨跨中c中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.12l01=2.12l02=2.10l02=2.10(kn.m)13.62.122.12/11=5.56-13.62.122.12/11=-5.5613.62.102.10/16=3.75-13.62.102.10/14=-4.28（4）、配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,c30混凝土 a1=1.0,fc=14.3n/ mm2，hrb335钢筋，fy=300n/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座c截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。 板的配筋计算截面位置1b2c 弯矩设计值（）5.56-5.563.75-4.28s=m/1fcbh020.108-0.1080.073-0.084 0.1150.1-0.1150.350.0970.1-0.0880.35轴线 计算配筋（mm2）as=bh01fc/fy329-329277262实际配筋（mm2）10230102308180 8190as=341as=341as=279as=264轴线计算配筋（mm2）as=bh01fc/fy3293290.8277=222 0.8262=210实际配筋（mm2）102301023081808190as=341as=341as=279as=264配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.451.43/300=0.21%p=as/bh =0.43%p=as/bh =0.43%p=as/bh =0.47%p=as/bh =0.44%（5）、板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。次梁设计按考虑塑性内力重分布设计3.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载设计值恒荷载设计值 板传来的荷载：3.1862.0=6.372kn/m次梁自重： 0.2（0.5-0.08）251.2=2.52 kn/m次梁粉刷： 20.015（0.5-0.08）171.2=0.257 kn/m小计 g=9.149 kn/m活荷载设计值： q=10.42.0=20.8kn/m荷载总设计值： q+g=20.8+9.149=29.949 kn/m 近似取荷载29.95kn/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： l01=ln+h/2=(6900-120-300/2)+240/2=6750mm l011=1.025ln=1.0256900=7073mm故边跨板的计算跨度取lo1=6750mm中间跨： l02=ln=6900-300=6600mm计算简图如图所示。（3）、弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6750-6600）/6600=2.3%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中b离端第二支座2中间跨跨中c中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.75l01=6.75l02=6.6l02=6.6(kn.m)29.956.752/11=124.05-29.956.752/11=-124.0529.956.62/16=81.54-29.956.62/14=-93.19次梁的剪力设计值的计算截面位置a边支座 b(左) 离端第二支座b(右) 离端第二支座c中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.63ln1=6.63ln2=6.6ln2=6.6(kn)0.4529.956.63=89.36kn0.629.956.63=119.14kn0.5529.956.6=108.72kn0.5529.956.6=108.72kn（4）、配筋计算 正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按t形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：bf=lo/3=6900/3=2300mmbf=b+sn=200+2300-200=2300mm 故取bf2300mm c30混凝土 a1=1.0, fc=14.3n/ mm2, ft=1.43n/ mm2 ; 纵向钢筋采用hrb335，fy=300 n/ mm2 , 箍筋采用hpb235（没有换？），fyv=210 n/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算截面1b2c 弯矩设计值（）124.05-124.0581.54-93.19s=m/1fcbh02124.05106/(114.323004652)=0.017124.05106/(114.32004652)=0.20181.54106/(114.323004652)=0.01193.19106/(114.32004652)=0.1510.0170.10.2270.350.0110.10.1650.35选配钢筋计算配筋（mm2）as=bh01fc/fy0.0172300465114.3/300=866.70.227200465114.3/300=1006.30.0112300465114.3/300=560.80.165200465114.3/300=731.4实际配筋（mm2）218+122222+118122+ 212220+112as=889.1as=1014.5as=606.1as=741.1斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93 vmax =119.14kn故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截 面acv89.36119.14108.72108.72332.5v截面满足332.5v截面满足332.5v截面满足332.5v截面满足93.1v不需配箍筋93.1v需配箍筋93.1v需配箍筋93.1v满足120.1v满足120.1v满足（5）、施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.1430022/1.43=646.2取650mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6622/5+2022=1764.4mm, 取1800mm.主梁设计主梁内力按弹性理论设计4.主梁设计主梁内力按弹性理论设计 （1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 9.1496.9=63.13kn主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）0.32.025+2（0.65-0.08）0.015172.0 1.2 =10.958kn恒荷载设计值： g=63.13+10.958=74.088kn 取g=74.1(83)kn活荷载设计值： q=20.86.9=143.52kn 取q=143.5(81)kn （2）计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6900-200-120)+400/2+400/2=6980mm lo1=1.025ln+b/2=1.025(6900-200-120)+200=6945mm故l01取6945mm中跨 l02=6900mm计算简图如图所示，因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。（3）、内力设计值计算及包络图绘制弯矩值计算：，式中k1和k2由附表1查得m1,max=0.24474.16.945+0.289143.56.945=125.57+288.02=413.59knmmb,max =-0.26774.16.945-0.311143.56.945=-137.40-287.85=-425.25 knmm2,max =0.06774.16.90+0.200143.56.945=34.26+199.32=233.58 knm 主梁的弯矩设计值计算（）项次荷载简图 弯矩图示意图1恒载0.244125.6-0.2674-136.70.06734.3-0.2674-136.72活载0.289288.0-0.133-131.7-0.133-132.5-0.133-131.7 3活载-0.044-43.9-0.133-131.70.200199.2-0.133-131.7 4活载0.229228.2-0.311-310.00.09695.6-0.089-88.15活载-0.089/3-29.6-0.089-88.10.17169.3-0.311-307.9组合项次mmin(knm)+81.7+-446.7+-98.2+-444.6组合项次mmax(knm)+413.6+-224.8+233.5+-224.8、剪力设计值：不同截面的剪力值经过计算如表所示。va,max=0.73374.1+0.866143.5=54.31+124.27=178.58knvbl,max=-1.26774.1-1.311143.5=-93.88-188.13=-282.01knvbr,max=1.074.1+1.222143.5=74.1+175.36=249.46kn 主梁的剪力计算（kn）项次荷载简图 恒载0.73354.3-1.267-93.91.0074.1活载0.866124.3-1.134-162.700活载0.68998.9-1.311-188.11.222175.4活载-0.089-12.8-0.089-12.80.788113.1组合项次vmax(kn) +178.6+-106.7+249.5组合项次vmin(kn) +41.5+-282.0+74.1弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，ma=0， mb=-136.7-131.7=-268.4 kn . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载g+q=74.1+143.5=217.6kn作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(g+q)l01 -1/3mb=(74.1+143.5) 6.945/3-268.4/3=414.3 kn . m mmax =413.6kn。第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(g+q) l01 -2/3mb=(74.1+143.5) 6.945/3-268.42/3=324.8kn . m。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为268.4knm，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 g l02mb =74.16.9/3-268.4=-97.97 knm.荷载组合+时支座最大负弯矩mb=-446.7 knm其它两个支座的弯矩为ma=0， mc=-224.8 knm，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在g+q时的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(g+q)l01 -1/3mb=(74.1+143.5) 6.945/3-446.7/3=354.8 kn . m。第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(g+q) l01 -2/3mb=(74.1+143.5) 6.945/3-446.72/3=205.9kn . m。同理，当mc最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时mb= mc=-268.4 knm，第一跨在集中荷载g作用下的弯矩值分别为：g l01 /3-1/3mb=74.1 6.945/3-268.41/3=81.8knm。g l01 /3-2/3mb=74.1 6.945/3-268.42/3=-7.4kn . m。第二跨在集中荷载g+q作用下的弯矩值为324.8kn m +情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，vamax=178.6kn，至第二跨荷载处剪力降为178.6-217.6=39.0kn；至第二集中荷载处剪力降为 39.0217.6=256.6kn，荷载组合+时，最大，其vbl=-282.0kn，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）153.2kn,64.6kn,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。（4）配筋计算承载力计算c30混凝土，a1=1.0, fc=14.3n/ mm2 , ft=1.43 n/ mm2 ; 纵向钢筋hrb335 ，其中fy=300 n/ mm2 ,箍筋采用hpb235 ，fyv=210 n/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按lo/3=6.9/3=2.3m和b+sn=0.3+6.9-0.3=6.9m，中较小值确定，取bf=2300mmb支座处的弯矩设计值：mb= mmax-vob/2=-413.6+217.60.4/2=-370.1 knm判别跨中截面属于哪一类t形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.014.3230080(615-40)=1512.9(1094.8) knm m1m2属于第一类t形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1b2弯矩设计值（kn.m）413.6370.1233.598.2s=m/1fcbh020.0420.2560.0220.0630.0430.5180.3010.5180.0220.5180.0650.518选配钢筋计算配筋（mm2）as=bh01fc/fy2418.63448.41289.9557.7实际配筋(mm2)722622220422220as=2660as=3222as=1520as=628箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7 vmax =282.0kn故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截 面av178.6-282.0249.5659.6v截面满足622.1v截面满足622.1v截面满足184.7v不需配箍筋286.8v不需配箍筋286.8v不需配箍筋（5）、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.1430022/1.43=646.2mm取750mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm，取300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求:主梁的材料图和实际配筋图如图所示。设计体会及今后的改进意见设计体会及今后的改进意见两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。通过这次课程设计，让我对混凝土结构原理设计这门课有了进一步的认识。这次课设是对这门课程的一个总结，对混凝土结构原理设计知识的应用。首先，我要感谢我的指导师汪汇老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，给了起到了指明灯的作用；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次课程设计就不会如此的顺利进行。