混凝土结构课程设计.doc

_广东技术师范学院天河学院混凝土结构课程设计实训成果班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 广东技术师范学院天河学院建筑工程系目 录课程设计任务书3钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计计算书102.1设计资料102.2楼盖结构平面布置及截面尺寸确定102.3板的设计按考虑塑性内力重分布设计112.3.1 确定板厚次梁截面和板进纵墙深度112.3.2 板的荷载计算112.3.3计算简图112.3.4弯矩设计值及配筋计算122.3.5附加箍筋计算132.3.5板的配筋图绘制142.4次梁设计按考虑塑性内力重分布设计142.4.1 确定主梁截面和次梁进横墙深度142.4.2 次梁的荷载计算152.4.3计算简图152.4.4正截面弯矩设计值和配筋计算162.4.5斜截面受剪承载力计算172.4.6施工图绘制182.5主梁设计主梁内力按弹性理论设计202.5.1 确定主梁进横墙深度202.5.2 主梁的荷载计算202.5.3计算简图212.5.4 恒荷载与活荷载作用下的弯矩设计212.5.5 恒荷载与活荷载作用下的剪力设计232.5.6 弯矩剪力包络图242.5.7截面配筋计算252.5.8附加横向钢筋计算（仅选择箍筋）272.5.9主梁正截面纵筋的弯起和截断28参考文献：30实训小结31广东技术师范学院天河学院混凝土结构课程设计任务书任务书 适用专业、班级：土木工程10级课 程 性 质： 实践教学课开 课 系 部： 建筑工程系 任 务 时 间： 2012年06月广东技术师范学院天河学院建筑工程系精品资料一、实训目的混凝土结构课程设计是教学计划中一个十分重要的教学实践环节，对培养和提高学生的结构设计的基本技能、启发学生对实际结构设计工作的认识和巩固所学的理论知识有十分重要的作用，为以后走上工作岗位打下坚实基础。通过为期2周的实践环节可以达到以下目的：1、了解混凝土结构设计的一般内容和程序，为毕业设计及今后从事结构设计工作奠定初步基础；2、进一步了解混凝土楼盖的布置及传力途径以及主要构件计算简图的确定；3、掌握楼盖弹性理论和塑性理论的计算方法，并熟悉内力包罗图和材料图的绘制方法；4、掌握现浇楼板的构造要求，了解构造设计的重要性；5、掌握现浇楼板的结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能。二、基本要求1、编写设计计算时，应一丝不苟，多次计算，要培养认真负责、踏实细致的工作作风。2、以班为单位在实训教室进行课程设计，严格遵守上课秩序，服从指导老师安排，严禁迟到、早退。3、每个同学需独立完成设计任务，允许讨论，不能互相抄袭和代为完成。三、任务与作业1.设计资料 (1)、某工业仓库楼盖，平面轴线尺寸如图1示。其中纵向尺寸为5A，横向尺寸为3B；（见下列组合） 楼盖尺寸A、B由指导教师给定；外围墙体为砖墙，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑，其中纵墙厚度为370mm，横墙厚度为240mm；轴线通过各墙体截面中心线。楼梯间设在该平面之外(本课程设计时不考虑) 。A1=4800；A2=5100；A3=5400；A4=5700；A5=6000；A6=6300；B1=5400；B2=5700；B3=6000；B4=6300；B5=6600；B6=6900；(2)、本设计中内柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为350mm350mm；(3)、楼面采用水磨石面层，自重标准值0.65kN/m2；顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚，自重标准值17kN/m3；钢筋混凝土自重标准值按25kN/m3计算。(4)、混凝土强度等级：C25；(5)、楼面活荷载标准值qk(kN/m2)分别为：编 号123456789qk5.25.45.65.86.26.46.66.87.22.设计内容(1)、按指导教师给定的设计号进行设计(设计号的给定方式为：ABq,如A1B3q2等等)，编制设计计算书；(2)、用2号图纸1张绘制结构平面布置图、板配筋图、次梁配筋图，用A3图纸手绘主梁配筋图(铅笔图完成)，其中一张图纸绘制结构平面布置图、板配筋图及次梁配筋图（结施01），另一张绘制主梁的包络图、材料图和主梁配筋图（结施02）。3.设计要求(1)板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。 (2)绘制楼盖结构施工图 楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）（比例1：1001：200）； 板配筋图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例1：1001：200）； 次梁配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1：50，剖面图比例1：151：30）； 主梁材料图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面图比例1：151：30）； 在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（3）计算书 计算书应书写清楚，字体端正，步骤完整、内容清晰，计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。(2)、图面应整洁，布置应匀称，字体和线条应符合建筑结构制图标准。图1 楼盖平面轴线尺寸四、格式要求1、计算书成果要用A4打印纸纵向、双面打印并装订成册，图纸折成A4以附件形式装订在计算书之后，按照“七、成果要求”的规定顺序装订。2、正文部分奇数页设置页眉为“混凝土结构课程设计”，偶数页设置页眉为“广东技术师范学院天河学院课程设计”，页码统一设置在页脚的居中。页眉与页脚字体大小为宋体小5号字。正文字体采用宋体小4号字。3、页边距：上边距：28mm；下边距：22mm；左边距：30mm；右边距：20mm；4、装订线：0cm、页眉1.8cm、页脚1.4cm、对称页边距。5、目录的要求：要求标题层次清晰，目录中的标题应与正文中的标题一致。1) 目录：2字（三号黑体，加粗）。段前段后1行。独立一行，居中。2) 目录正文：使用“插入/引用/索引和目录”菜单中的“目录”项，选择各级标题设置（标题1、标题2、标题3）。3) 目录中各章题序的阿拉伯数字用Times New Roman体，第一级标题用小四号黑体，其余用小四号宋体。4) 目录后面要链接出页码。6、正文格式其正文格式如下表：专业类型第一层第二层第三层第四层第五层正文字体格式三号黑体，加粗小三号黑体，加粗四号黑体，加粗小四号黑体，加粗小四号宋体小四号宋体行距段前段后1行段前段后0.5行段前段后0.5行1.5倍行距1.5倍行距1.5倍行距对齐格式居中（理工社科顶格）顶格顶格首行缩进2字符首行缩进2字符首行缩进2字符理工、社科类1章1.1节1.1.1条1、款（1）-五、时间安排时间内容指导老师15周周一布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容；王爱云15周周二确定梁格布置、板计算及绘制板的配筋草图15周周三次梁的计算及绘制配筋草图15周周四主梁的计算及绘制配筋草图15周周五整理计算书16周周一至周三绘制板、次梁和主梁的施工图16周周四整理并完善施工图16周周五上交成果，召开实训总结大会六、成绩考核成绩考核成绩评定分为：优、良、中、及格、不及格五等级，其中实训表现占30，成果作业占70。七、成果要求请将以下内容装订成册,前后顺序如下：1、封面（统一格式）2、目录3、设计任务书4、设计计算书5、参考文献6、施工图纸（楼面结构平面布置图、板配筋图，次梁配筋图，主梁材料图及配筋图等）八、参考文献1 GB500092001，建筑结构荷载规范S北京：中国建筑工业出版社，20022 GB500102010，混凝土结构设计规范S北京：中国建筑工业出版社，20103 沈蒲生. 混凝土结构设计原理M3版北京：高等教育出版社，20074 沈蒲生. 混凝土结构设计M3版北京：高等教育出版社，2007 5 熊丹安，程志勇. 建筑结构M5版. 广州：华南理工大学出版社，2011钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖设计计算书2.1设计资料 材料1) 混凝土强度等级C25；2) 梁纵向受力钢筋采用HRB335级；3) 箍筋和板的配筋采用HPB235级 荷载标准值1) 楼面活荷载标准值=5.2KN/ m22) 楼面面层用水磨石地面（0.65 KN/ m2）3) 钢筋混凝土自重标准值（）4) 板底及梁用20mm厚石灰砂浆抹底（）；5) 板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸b h=350mm350mm2.2楼盖结构平面布置及截面尺寸确定1) 确定主梁跨度6.3m，次梁跨度2.3m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m。楼盖结构的平面布置如图。2) 按高跨比条件要求板的厚度h L/40=2100/40=52.5mm，对工业建筑的楼板，所以取。3) 次梁截面高度应满足h=（l/20l/12）=(255425)mm，取h=450mm，截面 宽b=（1/3.51/2）h，取b=200mm。则次梁的截面尺寸为b h=200mm450mm4) 主梁截面高度应满足h=(1/141/8)L=(450。787.5)mm，取h=650mm，截面宽度b=(1/31/2)h=(200300)mm，取b=250mm则主梁的截面尺寸为 bh=250mm650mm2.3板的设计按考虑塑性内力重分布设计2.3.1 确定板厚次梁截面和板进纵墙深度1) 由上述楼盖结构平面布置及截面尺寸确定可知2) 板厚h = 80 mm3) 次梁截面尺寸b h = 200mm450mm4) 板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要求，且一般不小于板厚（80mm）和120mm，则取板进墙深度a = 120mm2.3.2 板的荷载计算水磨石地板面层： =0.65 KN/m2 80mm钢筋混凝土板自重： 0.0825 = 2.0 KN/m220mm板底抹灰： 0.0217 = 0.34 KN/m2恒荷载g： 1.22.99 = 3.588 KN/m2活荷载q： 1.35.2= 6.76KN/m2 g +q： = 10.35KN/m22.3.3计算简图取板宽b=1000mm作为计算单元，由板和次梁尺寸课得板的计算简图（实际9跨，可按5跨计算），板的实际结构如下图所示。图1 板结构图由图可知各跨的计算跨度为：（1）中间跨：l02.3m-0.2m=2.1m （2）边 跨：l0h/2=2020mm+a/2=2040mm边跨与中间跨的计算跨度差（2040-2020）/2020100=0.99，故可按等跨连续板计算内力。板的计算简图如下图所示。图2板的计算简图2.3.4弯矩设计值及配筋计算取板的截面有效高度h0h-20=80-20=60mm，并考虑轴线间的弯矩折减，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%。板的弯矩设计值计算过程如下表： 板的弯矩设计值计算表截面1B2C弯矩系数a111111116114(1160.8)(1140.8)1/1110.351/1110.351/1610.351/1410.352.1=4.152.1=4.152.1=2.862.1=3.272.28（2.61）0.1020.1020.0690.0790.0540.063347347235269(mm2)184214选用钢筋8/10 1808/10 1808 1808 180(mm2) 82008200实际钢筋面积358358279279(mm2) 251251注：括号内数字用于轴线间=0.02%100080=160 mm2 2.3.5附加箍筋计算（1）钢筋间距不应小于100mm，直径不应小于6mm，其伸出墙边的长度不应小于L1/7（L1为单向板的跨度或双向板的短边跨度）。则墙边的附加钢筋伸出长度L边2100/4=30mm，取L边=300mm（2）对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边的长度不应小于L1/4。则墙角的附加钢筋伸出长度L角2100/4=525，取L角=550mm。（3）沿受力方向配置的上部构造钢筋（包括弯起钢筋）的截面面积不宜小于跨中受力钢筋截面面积的1/31/2 A附(1/31/2) as(1/31/2) 332=111166mm2故取6150的附加钢筋，实际钢筋面积为189 mm2。2.3.5板的配筋图绘制图3板的配筋图2.4次梁设计按考虑塑性内力重分布设计2.4.1 确定主梁截面和次梁进横墙深度由上述楼盖结构平面布置及截面尺寸确定可知1) 板厚h = 80 mm2) 次梁截面尺寸b h = 200mm450mm3) 主梁截面尺寸b h = 250mm650mm4) 次梁在砖墙上的支承长度不应小于240mm，并应满足墙体局部受压承载力的要求，由因为支承次梁的横墙体厚为240mm，故取次梁的进墙深度a=240mm。2.4.2 次梁的荷载计算板传来的恒荷载： 3.592.3=8.26KN/m 次梁的自重： 1.2250.20.45-0.08 = 2.22KN/m次梁粉刷： 1.2170.020.45-0.08=0.30 KN/m恒荷载g： = 10.78KN/m活荷载q： 1.37 2.1= 15.55KN/m g + q： = 26.33 KN/m2.4.3计算简图根据平面布置及主梁截面尺寸，可得出次梁计算简图如下图： 图4 次梁结构图由图可知各跨的计算跨度为：（1）中间跨：l04850mm （2）边 跨：l0a/24855+240/2=4975mm1.025=1.0254855=4980mm边跨与中间跨的计算跨度差（4975-4850）/4850100=6.25，故可按等跨连续板计算内力。次梁的计算简图如下图所示。图5次梁计算简图2.4.4正截面弯矩设计值和配筋计算1、 确定跨中翼缘高度次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度计算如下:(1) /=4850/3=1617 mm(2) =200+1900=2100 mm(3)取h0h - as400-35365mm, 因为 =80/365=0.220.1 ，故不考虑此项综上所述，取=1617mm。2、 T形截面类别的判别依据及其他条件（1）=11.916178036580/2=500.3 KN/m 以此作为判别T形截面类型的依据（2） 次梁的支座截面按b h=200mm400mm的矩形截面计算（3） 取h0h - as400-35365，支座截面应满足0.35，次梁纵向受力钢筋采用HPB335级（ b0.55，f y300 N/ mm2）3、 次梁正截面受弯承载力计算表次梁正截面受弯承载力计算表截面1B2C弯矩系数a1111111161141/1128.831/1128.831/1628.831/1428.834.975 2=63.554.9132=63.254.852=42.384.852=48.44截面类型一类T型矩形一类T型矩形截面尺寸bh161740020040016174002004000.0250.2250.01670.167586652391484选用钢筋316218216218(mm2) 116实际钢筋面积393393251335(mm2) 202251注：=0.02%200400=160 mm22.4.5斜截面受剪承载力计算1、 剪力设计值截面AB左B右C剪力系数0.450.60.550.550.4528.830.628.830.5528.830.5528.83（KN）4.855=634.855=83.94.85=76.94.85=76.92、 截面校核因为h W / b=365/200=1.8254故由公式0.2511.9200365=217.175 KN V 可知构件的截面尺寸满足要求3、 箍筋设计截面AB左B右CV (KN)6383.976.976.964897648976489764897927109271092710927100.680.9050.830.83可否构造配箍可以可以可以可以箍筋肢数直径262626260.290.290.29S (mm)180180180180注：2.4.6施工图绘制1、 次梁纵筋锚固长度确定带肋钢筋外形系数。梁顶面纵筋伸入墙支座的锚固长度按下式确定： ，取650mm。因，梁底面纵筋伸入墙支座的锚固长度按下式确定： ，取200mm。 梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足： ，取200mm。2、 纵筋截段点的确定中间支座处上部受力钢筋，第一批截断点距支座边缘不小于：，取1450mm。图7 次梁配筋图2.5主梁设计主梁内力按弹性理论设计2.5.1 确定主梁进横墙深度由上述楼盖结构平面布置及截面尺寸确定可知1) 板厚h = 80 mm2) 主梁截面尺寸b h = 250mm600mm3) 主梁在砖墙上的支承长度不应小于370，并应满足墙体局部受压承载力的要求，由因为支承主梁的纵墙体厚为370，故取主梁的进墙深度a=370mm。2.5.2 主梁的荷载计算次梁传来的恒荷载： 9.725.1=49.572 KN/m 主梁的自重： 1.2252.10.250.6-0.08 = 8.19 KN/m梁侧粉刷： 1.2170.020.6-0.08= 0.89KN/m恒荷载g： = 58.652KN/m活荷载q： 19.115.1=97.461 KN/m G + Q： = 156.113 KN/m2.5.3计算简图根据平面布置及主梁次梁截面尺寸，可得出主梁计算简图如下图：图8 主梁结构图假定主梁线刚度与钢筋混凝土柱线刚度比大于5，中间支承按铰支座考虑，边支座为砖砌体，支承长度为370mm；按弹性理论计算时，中跨计算跨度均可取中心线间距离，边跨则按理论计算公式计算，由图可知各跨的计算跨度为：（1）中间跨：l06300mm （2）边 跨：l0a/2+b/26300mmb/2+0.025=6260mm 则取边跨的计算跨度为l06260mm主梁的计算简图如下图所示。图9 主梁计算简图2.5.4 恒荷载与活荷载作用下的弯矩设计（1）根据恒荷载作用下内力及活荷载最不利布置下的弯矩如下表：项次荷载简图M1MBM2MC0.2440.2670.0670.267恒载89.5998.3524.7698.350.2890.1330.1330.133活载176.3281.481.6681.40.0440.1330.20.133活载26.8481.4122.881.40.2290.3110.170.089活载139.71190.35104.3854.470.030.0890.170.311活载18.1654.47104.38190.35（2）荷载组合弯矩值荷载组合下的弯矩值组合M1MBM2MC+265.91179.7556.9179.75+62.75179.75147.56179.75+229.3288.7129.14152.82+71.43152.82129.14288.7+62.75288.756.9288.7+265.91152.82147.56152.822.5.5 恒荷载与活荷载作用下的剪力设计（1）根据恒荷载作用下内力及活荷载最不利布置下的剪力如下表：恒荷载与活荷载作用下的剪力项次荷载简图VAVB左VB右VC左0.7331.26711恒载42.9974.3158.6558.650.8661.13400活载84.4110.52000.1330.13311活载12.9612.9697.4697.460.6891.3111.2220.778活载67.15127.77119.175.820.0890.0890.7781.222活载8.678.6775.82119.1弯矩图如下：（2）荷载组合剪力值荷载组合下的剪力值（KN）组合VAVB左VB右VC左+127.39184.8358.6558.65+30.0387.27156.11156.11+110.14202.08177.75134.47+31.3282.98134.47177.75+30.03202.0858.65177.5+127.3982.98177.7558.652.5.6 弯矩剪力包络图（1）弯矩包络图图9 主梁弯矩包络图 单位：（2）剪力包络图图11 主梁剪力包络图 单位：2.5.7截面配筋计算1、 确定跨中翼缘高度主梁跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度计算如下:(1) =6300/3=210 mm；(2) =250+5100=5350 mm；(3)取h0h - as600-35565mm, 因为 =80/565=0.1420.1 ，故不考虑此项综上所述，取=2100mm2、 T形截面类别的判别依据及其他条件（1）主梁跨中截面按T形截面计算，用以下公式判别T截面类型:=11.916178036580/2=500.3 KN/m 以此作为判别T形截面类型的依据（2） 主梁的支座截面按b h=250mm600mm的矩形截面计算（3）跨中钢筋按一排考虑， h0h - as600-35565mm，支座截面在负弯矩作用下，为按两排钢筋考虑， h0h - as600-90510mm，主梁纵向受力钢筋采用HPB335级（ b0.55，f y300 N/ mm2 ）(4) 主梁中间支座为整浇支座，宽度b=350mm,则支座边，=156.113 KN3、 主梁正截面受弯计算主梁正截面受弯承载力计算截面边跨中中间支座中间跨中弯矩M265.91269.19147.6（56.9）截面类型一类T型矩形一类T型截面尺寸bb=250ho (mm)5655105650.0340.4480.0190.06216002268894348选用钢筋225622320(mm2) +222+222实际钢筋面mm2) 760注：a、中间支座弯矩改正为Mc，括号内数字指中间受负弯矩的情形b、=0.02%250600=300 mm24、 主梁斜截面受剪计算截面边支座边B支座左B支座右V (KN)127.39202.08177.75122571113348113348164595V164595V164595V箍筋肢数直径2828280.242501.27/210=0.363=0.828=0.601计算值S (mm)277122167实际配筋间距（mm)200120150注：抗剪计算时的b均为腹板宽度，b=250mm2.5.8附加横向钢筋计算（仅选择箍筋）（1）由此梁传至主梁的集中荷载设计值：F=49.572 KN+97.461 KN =147.033 KN（2）附加横向钢筋应配置在：S=3b+2h=3200+2(600 - 400)=1000mm的范围内（3）由 并取8双支箍，则 =147033221050.3=6.96个取m=8个，在主次梁相交处的主梁内，每侧附加48702.5.9主梁正截面纵筋的弯起和截断1) 钢筋的弯起：弯起钢筋之间的距离不超过箍筋的最大容许间距；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应不小于。钢筋的截断：（以号钢筋为例）因为剪力，钢筋截断后已不处于负弯矩区，所以钢筋的截断点距充分利用点的距离应大于，即：且距不需要点的距离大于等于或，即：，。通过画图可知从中减去钢筋充分利用点与理论截断点（不需要点）的距离后的长度为和，现在取柱边2000mm处截断号钢筋。其他钢筋的截断如图所示。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：主梁顶面纵筋的锚固长度：，取。主梁底面纵筋的锚固长度：，取。2) 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实际配筋图和材料图如图所示：图12 主梁配筋图参考文献：1、混凝土结构设计规范（GB500102011）2、建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）3、建筑结构荷载规范（GB500092001）4