[学士]混凝土结构课程设计_secret

1 同济大学网络学院建筑工程 专升本 钢同济大学网络学院建筑工程 专升本 钢 筋混凝土结构课程设计筋混凝土结构课程设计 主讲教师 周建民 主讲教师 周建民 同济大学同济大学 2010 3 2 钢筋混凝土现浇肋梁楼盖 楼梯 雨篷设计任务书钢筋混凝土现浇肋梁楼盖 楼梯 雨篷设计任务书 一 概况 1 某二层内框架承重的仓库 建筑平面图如图示 试进行钢筋 混凝土肋梁楼盖 楼梯 雨篷设计 二 目的和要求 1 掌握楼盖结构布置的原则 2 掌握钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖及楼梯 雨篷的设计方 法 3 掌握有关结构及结构施工图的绘制技能 三 设计资料 1 建筑做法 1 屋面 20 厚 1 2 水泥砂浆 1 5 厚三元一丙卷材防水层 40 厚细石混凝土 聚苯板隔热找平层 J 2 最薄处 25 20 厚 1 3 水泥砂浆 钢筋混凝土现浇板 15 厚 1 1 4 水泥砂浆板底找平 乳胶化二度 2 楼面 20 厚水磨石 3 20 厚水泥砂浆找平层 钢筋混凝土现浇板 15 厚 1 1 4 水泥石灰砂浆板底找平 乳胶化二度 2 荷载 每组按所选定的柱网尺寸由下表确定相应荷载 楼面活荷载 4KN 2 m 柱 网 6 0X6 0 3 楼梯 20 厚水磨石 钢筋混凝土现浇板 15 厚 1 1 4 水泥砂浆板底找平 楼梯活荷载 3 5KN 2 m 4 雨篷 20 厚防水砂浆 钢筋混凝土现浇板 15 厚 1 1 4 水泥砂浆板底找平 2 材料 混凝土 采用 C20 钢 筋 板的受力钢筋 构造钢筋均用 HPB235 级 梁 柱的受力钢筋采用 HRB335 级 箍筋采用 HPB235 级 4 3 结构做法 柱截面尺寸为 400 400mm 若设计成梁板直接搁置在砖墙上 板在砖墙上搁置长度为 120 mm 次梁在砖墙上搁置长度为 240 mm 主梁在砖墙上搁置长度为 370 mm 设计内容 设计内容 一 现浇单向板肋梁楼盖设计 1 楼盖结构平面布置图 2 初步选择梁 板的截面尺寸 5 板的尺寸除满足承载力 刚度 裂缝宽度要求外 尚应满足施 工要求 按高跨比条件 要求板厚 h 2000 40 50mm 按施工要求 一般楼板厚度不少于 60mm 密肋板厚不少于 50mm 工业建筑楼板厚 度不少于 70mm 本设计取楼板厚 h 80mm 次梁截面尺寸 次梁高度取 h 1 18 1 12 L 宽度取 b 1 3 1 2 h 本设计次梁截面尺寸选 bXh 200X450mm 主梁截面尺寸 主梁高度取 h 1 15 1 10 L 宽度取 b 1 3 1 2 h 本设计主梁截面尺寸选 bXh 300X600mm 3 板的设计 本设计采用现浇单向板楼盖 按塑性内力重分布方法计算内力 沿板的长边方向取 1 米宽的板带作为板的计算单元 1 计算跨度 边跨 mmlmmhll nn 2020025 1 18202 8012010020002 01 取mml1820 01 中间跨 mmll n 17801201002000 02 边跨与中间跨计算跨度相差不超过 10 可按等跨连续板计算 内力 计算简图如下所示 2 板的荷载计算 板的恒荷载标准值 6 20 厚水磨石 0 65 2 mKN 20 厚水泥砂浆找平层 0 40 2 mKN 80 厚钢筋混凝土板 2 0 2 mKN 15 厚水泥石灰砂浆板底找平 0 30 2 mKN 小计 3 35 2 mKN 板的可变荷载标准值 4 0 2 mKN 恒荷载分项系数取 1 2 可变荷载分项系数取 1 4 于是板的 恒荷载设计值 g 3 35X1 2 4 02 2 mKN 可变荷载设计值 q 4X1 3 5 2 2 mKN 荷载总设计值 g q 9 22 2 mKN 3 板的内力计算 考虑板的塑性内力重分布后 各跨中及支座截面的弯矩系数分 别为 边跨跨中 1 11 离端第二支座 1 11 中间跨跨中 1 16 中 间支座 1 14 板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求 所以只进行正截面承 载力计算 板的弯矩计算如下 边跨中mKNlqgMM B 78 2 11 2 011 中间跨跨中mKNlqgMM 83 1 16 2 0232 中间支座mKNlqgMC 1 214 2 02 4 板的正截面受弯承载力计算 板厚 80mm C20 混凝土 mmh602080 0 2 1 6 9 0 1mKNfa c 7 HPB235 钢筋 2 210mKNfy 板的配筋计算过程列于下表 4 次梁设计 1 计算简图 计算跨度 边跨 mmlmmhll nn 5740025 1 57202 24030010060002 01 取mml5740 01 中间跨 mmll n 56003001006000 0 因跨度相差小于 10 可按等跨连续梁计算 次梁的计算简图 如下 截面边跨跨中 1 第一内支座 B 中间跨中 2 3 中间支座 C mKNM 2 78 2 781 83 2 1 bf M hhx c 2 2 00 5 435 433 514 03 35 0 0 mmhx 满足满足满足满足 2 mm f bxf A y c S 307 7307 7198 9228 4 选配钢筋 实配 AS 8 160 314 0 8 160 314 0 6 8 160 246 0 6 8 160 246 0 00236 0 2 min mmbh bhAS 满足满足满足满足 8 2 次梁荷载计算 板传来的恒荷载 4 02X2 8 04mKN 次梁自重 1 85X1 2 2 22mKN 次梁粉刷 0 252X1 2 0 302mKN 小计 10 56mKN 可变荷载设计值 5 2X2 10 4mKN 荷载总设计值 g q 10 56 10 4 20 96KN m 近似取 21KN m 3 次梁内力计算 次梁考虑塑性内力重分布的弯矩计算系数 边跨跨中 1 11 离 端第二支座 1 11 中间跨跨中 1 16 中间支座 1 14 次梁考虑塑性内力重分布的剪力计算系数 A 支座内侧 0 45 离端第二支座外侧 0 60 离端第二支座内侧 0 55 中间支座外侧 0 55 之间支座内侧 0 55 次梁弯矩计算 截 面边跨中 M1B 支座 MB中间跨中 M2 M3中间支座 MC 弯矩值 KN m 2 0 lqgM 81 17 81 1753 12 60 70 次梁剪力计算 截 面 A V Bl V Br V 9 剪力值 KN n1 lqgV 68 5491 3881 68 4 次梁内力计算 1 正截面受弯承载力 正截面受弯承载力计算时 跨内按 T 形截面计算 翼缘宽度取 又mmlbb20003 60003 mmsbb nf 20001800200 故取 除了支座 B 截面纵向钢筋按两排布置外 其mmbf2000 余截面均布置一排 C20 混凝土 22 1 1 1 6 9 0 1mmNfmmNfa tc 纵向钢筋采用 HRB335 箍筋采用 HPB235 2 300mmNfy 正截面承载力计算过程见下表 经判别跨内截 2 210mmNfyv 面均属于第一类 T 形截面 截面1B2中间支座 C mKNM 81 17 81 1753 12 60 70 bf M hhx c 2 2 00 93 95100 3658 6367 8 35 0 0 mmhx 满足满足满足满足 2 mm f bxf A y c S 745 34796 19465 13537 99 选配钢筋 实配 AS 4 16 804 s A 4 16 804 s A 4 14 615 s A 4 14 615 s A 00236 0 2 min mmbh bhAS 满足满足满足满足 10 2 斜截面受剪承载力计算包括 截面尺寸复核 腹筋计算 和 最小配筋率验算 验算截面尺寸 mmhhh fw 31080390 0 因 截面按下式验算455 1 200 310 bhw KNVKNbhfc c 38 91 1 232390200 9 11125 0 25 0 max0 截面尺寸满足 计算所需腹筋 采用 6 双肢箍筋 计算支座 B 左侧截面 由可得到箍筋间距 00 25 1 7 0h s A fbhfV sv yvtcs mm bhfV hAf s tBl svyv 6 375 39020027 1 7 01038 91 390 6 5630025 1 07 25 1 3 0 0 调幅后受剪承载力应加强 梁局部范围内将计算的箍筋面积增 加 20 现调整箍筋间距 最后取箍筋间距mms300 6 3758 0 为方便施工 沿梁长不变 mms200 验算配箍率下限值 127 0 210 1 1 3 03 0 yv t f f 实际配箍率 127 0 14 0 200200 6 56 bs Asv sv 满足要求 5 主梁设计 主梁按弹性理论设计 11 1 计算跨度 边跨 mmln56801202006000 因1852 3702 142025 0 aln 取 近似mmbll n 60222 4005680025 1 2 025 1 01 取mml6000 01 中间跨 mml6000 02 边跨与中间跨计算跨度相差不超过 10 可按等跨连续梁计 算内力 2 主梁的荷载计算 次梁传来的永久荷载 8 89X6 53 35 2 mKN 主梁自重 7 8X1 2 9 36 2 mKN 主梁粉刷 0 71X1 2 0 85 2 mKN 小计 63 55 2 mKN 可变荷载 18 2X6 109 2 2 mKN g q 63 55 109 2 172 75 2 mKN 3 主梁的内力设计值 1 弯矩设计值 截 面 max1 M maxB M max2 M 弯矩值 KN m 0201 QlkGlkM 283 33 306 59156 59 2 剪力设计值 截 面 maxA V max B V maxBr V 12 剪力值 KN QkGkV 43 141 15 223 68196 99 4 弯矩 剪力包络图 1 弯矩包络图 第 1 3 跨有可变荷载 第 2 跨没有可变荷载 有 mKNMM CB 58 18902 6 2 109133 0 02 6 55 63267 0 0 A M 在第 1 跨及支座弯矩 的连线为基线 作 A M B MKNG55 63 的简支梁弯矩图 KNQ 2 109 有第一个集中荷载和第 2 个集中荷载作用点处弯矩值分别为 mKNMlQG B 46 2833 58 18902 6 2 10955 63 3 13 3 1 0 mKNMlQG B 27 2203 258 18902 6 2 10955 63 3 13 2 3 1 0 在第 2 跨以支座弯矩 的连线为基线 作 A M B M 0 55 63 QKNG 的简支梁弯矩图 有集中荷载作用点处弯矩值为 mKNMGl B 48 6258 1890 655 633 13 1 0 第 1 2 跨有可变荷载 第 3 跨没有可变荷载 有 在第 1 跨以支座弯矩的连线为基线 作mKNMM BA 59 306 0 的简支梁弯矩图 有第 1 个集中荷载和第 2KNQKNG 2 109 55 63 个集中荷载作用点处弯矩值分别为 1 3 G Q 3 1 3 63 55 109 2 x 6 02 306 59 3 0 l B M 244 46KN m 13 1 3 G Q 2 3 1 3 63 55 109 2 x 6 02 306 59 x 2 3 0 l B M 142 26KN m 在第 2 跨以支座弯矩 B MmKNMC 65 16002 6 2 109089 0 02 6 55 63267 0 的连线为基线 作的简支梁弯矩图 有 KNQKNG 2 109 55 63 1 3 G Q 2 3 1 3 63 55 109 2 x 6 02 160 65 2 0 l C M B M C M 3 306 59 160 65 120 94KN m 1 3 G Q 1 3 1 3 63 55 109 2 x 6 02 160 65 1 0 l C M B M C M 3 306 59 160 65 169 92KN m 第 2 跨有可变荷载 第 1 3 跨没有可变荷载 有 mKNMM CB 58 18902 6 2 109133 0 02 6 55 63267 0 在第 2 跨两集中荷载作用点处弯矩值为 1 3 G Q 1 3 63 55 109 2 x 6 02 189 58 0 l B M 157 07KN m 在第 1 3 跨两集中荷载作用点处弯矩值为 1 3 G 1 3 1 3 x 63 55 x 6 0 189 58 3 64 33 KN m 0 l B M 1 3 G 2 3 1 3 x 63 55 x 6 0 189 58 x 2 3 1 13 KN m 0 l B M 14 弯矩包络图 2 剪力包络图 第一跨 过第一个集中荷载后为 KNVA15 141 max 141 15 63 55 109 2 31 6KN 过第 2 个集中荷载后为 31 6 63 55 109 2 204 35KN 过第一个集中荷载后为 KNVB68 223 max 223 68 63 55 109 2 50 93KN 过第 2 个集中荷载后为 50 93 63 55 109 2 121 82KN 第 2 跨 过第一个集中荷载后为 KNVB99 196 max 196 99 63 55 133 44KN 当可变荷载仅作用在第 2 跨时 KNVBr75 172 2 1090 155 630 1 过第 1 个集中荷载后为 0 15 剪力包络图 5 承载力计算 C20 混凝土 纵向钢筋采用 22 1 1 1 6 9 0 1mmNfmmNfa tc HRB335 箍筋采用 HPB235 2 300mmNfy 2 210mmNfyv 1 正截面承载力计算 因 翼缘计算宽度按1 014 0 565 80 hbf l 3 6000 3 2000mm 又mmsbb nf 20001800200 取 mmbf2000 除了 B 支座截面纵向钢筋按两排布置外 其余截面均布置一排 跨内截面经判别都属于第一类 T 形截面 正截面受弯承载力计算过 程见下表 截面1B2中间支座 C mKNM 283 33 306 59156 59 62 48 或 2 01 bhfM cs 2 01 hbfM fcs 0 0370 3060 0210 062 16 2 斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸 mmhhh fw 45080530 0 因 截面尺寸按下式计算45 1300 450 bhw KNVKNbhfc c 68 223473530300 9 110 125 0 25 0 max0 截面尺寸满足 计算所需腹筋 采用 8 200 双肢箍筋 KN h s A fbhfV sv yvtcs 32 241530200 6 10030025 1 53030030027 1 7 025 1 7 0 00 csBlcsBrcsA VKNVVKNVVKNV 99 196 68 223 15 141 maxmaxmax 验算配筋率下限值 11 0 24 0 17 0 200300 6 100 yvt sv sv ffX bs A 满足要求 2 211 ss 0 9820 8110 9900 968 2 0 mmhfMA ysS 1814 612377 61994 79405 95 选配钢筋 实配 AS 4 25 1964 s A 5 25 2454 s A 4 18 1017 s A 4 12 452 s A 00236 0 2 min mmbh bhAS 满足满足满足满足 17 6 楼梯设计 楼梯开间为 3m 进深 6m 楼梯均为等跑 做板式楼梯 混凝土 采用 C20 板采用 HPB235 钢筋 梁纵筋采用 HRB335 钢筋 楼梯上 均布活荷载标准值 踏步尺寸 150mmX300mm 2 5 3mKNqk 1 梯段板的计算 计算简图如下所示 踏步宽 b 300mm 踏步高 h 150mm 故 取板厚 h 120mm 约为板斜长894 0 cos 5 0300 150 atga 的 1 30 取 1m 宽板带计算 荷载计算 梯段板的荷载计算如下 20 厚水磨石 0 3 0 15 X0 65 3 0 98KN m 三角形踏步 0 5X 0 3X0 15X25 0 3 1 88KN m 钢筋混凝土现浇板 0 12X25 0 894 3 36KN m 15 厚 1 1 4 水泥砂浆板底找平 0 015X17 0 894 0 29KN m 小计 6 51KN m 楼梯活荷载 3 5KN 2 m 总荷载 mKNqgp 7 125 34 151 6 2 14 12 1 板水平计算跨度 弯矩设计值mln6 3 mKNplM n 46 166 3 7 121 0 10 1 22 板中 故板的有效高度mmas20 mmh10020120 0 18 172 010010006 90 1 1046 16 262 01 bhfaMa cs 计算得905 0 211 5 0 ss a 2 0 530 mmhfMA yss 选配 8 120 2 537mmAs 分布筋每级踏步一根 8 2 平台板计算 设平台板厚 h 70mm 取 1m 宽板带进行计算 荷载计算 20 厚水磨石面层 0 65KN m 70 厚混凝土板 0 07X25 1 75KN m 15 厚板底抹灰 0 015X17 0 255KN m 小计 2 655KN m 活荷载 3 5KN m 总荷载设计值 mKNp 1 85 34 1655 2 2 1 平台板的计算跨度ml64 1 2 12 0 2 2 068 1 0 弯矩设计值 mKNplM n 18 2 64 1 1 81 0 10 1 22 板的有效高度 mmh502070 0 091 0 5010006 90 1 1018 2 262 01 bhfaMa cs 计算得952 0 211 5 0 ss a 2 0 124 mmhfMA yss 选配 8 180 2 279mmAs 19 3 平台梁计算 设平台梁的截面尺寸为 200mmX350mm 荷载计算 梁自重 0 2X 0 35 0 17 X25 1 4KN m 平台板粉刷 0 015X 0 35 0 07 X2X17 0 19KN m 平台板传来 2 655X1 68 2 1 41KN m 梯段板传来 6 51X3 6 2 8 43KN m 小计 11 43KN m 活荷载 3 5X 3 6 2 1 68 2 7 67KN m 总荷载 mKNqgp 45 2467 7 4 143 112 14 12 1 内力计算 计算跨度mll n 898 2 24 0 3 05 1 05 1 0 弯矩设计值 mKNplM 7 25898 2 45 24 8 1 8 1 2 0 剪力设计值 KNplV n 45 35898 2 45 245 0 2 1 截面按倒 L 形计算 mmhbb ff 5507052005 梁的有效高度mmh31535350 0 经判别属第一类 T 形截面 049 0 3155506 90 1 107 5 2 262 01 bhfaMa cs 计算得974 0 211 5 0 ss a 2 0 279 mmhfMA yss 选配 2 14 2 308mmAs 斜截面受剪承载力计算 20 配置 6 200 箍筋 则斜截面受剪承载力为 KNKN h s A fbhfV sv yt 7 25 8 70 315 200 6 56 21025 1 3152001 17 025 1 7 0 00 满足要求 7 雨篷设计 雨篷采用板式雨篷 挑出长度为 1500mm 根部板厚为 板端为 70mm 周边设置高 150mm 的凸沿以mml15010 150010 便有组织地排水 雨篷的尺寸见下图 内力计算 取 1m 宽板带进行计算 荷载计算 恒载 20 mm 厚防水砂浆0 02 1 0 200 4 kN m 钢筋混泥土 0 070 15 1 0 252 75 2 kN m 板底抹灰0 015 1 0 170 26 kN m 21 恒荷标准值3 41 k gkN m 恒载设计值 1 1 21 2 3 414 09 k ggkN m 2 1 351 35 3 414 60 k ggkN m 活荷载 活荷载标准值0 7 k qkN m 活荷载设计值 1 1 21 2 0 70 98 k qqkN m 2 1 00 7 k qqkN m 因为 22 4 600 75