南昌大学混凝土结构(主次梁)设计说明书.doc

混凝土结构设计原理课程设计钢筋砼现浇主次梁结构设计 计算说明书 指导教师： 刘光宗 班 级： 土木106 学生姓名： 保密 学 号： 保密 设计时间： 2013年1月4日- 10日 南昌大学建筑工程学院土木工程系 目录1、 设计资料3二、设计内容和要求3三、楼面板结构平面布置4四、板的设计4五、次梁设计76、 主梁设计157、 施工图绘制24一、设计资料某钢筋砼现浇单向板肋梁楼盖，其楼面（建筑标高+9.00）结构布置图如附图所示，板深入墙内120mm，次梁深入墙内240mm，主梁伸入墙柱内370mm，楼面面层为20mm厚水泥砂浆面层（容重为20 ），板底及梁用20mm厚石灰砂浆粉刷（容重17 ，楼面可变荷载标准值 = 7.0 。砼强度等级为 C20 。主、次梁受力钢筋采用HRB400钢筋，板和箍筋采用R235级钢筋。板厚取90 mm ，次梁尺寸为250 mm，主梁尺寸为250 mm。二、设计内容和要求（一）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给出弯矩及剪力图。（二）绘结构施工图1.结构平面布置图（1：150），图上需标注墙、柱定位轴线编号，梁柱定位尺寸及构件编号，并标出板的结构标高。2.板模板及配筋平面图（1：60），图上需标注板厚、板中钢筋的直径、间距及其定位尺寸。3.次梁模板及配筋图（1：40，1：20），图上需标注次梁截面及几何尺寸、梁底标高、钢筋的直径、根数、编号其定位尺寸。4.主梁模板及配筋（1：40，1：20），图上需标注主梁截面及几何尺寸、梁底标高，钢筋的直径、根数、编号其定位尺寸。（需要配置弯起钢筋时，应绘出弯矩包络图及抵抗弯矩图）。5.有关设计说明，如砼强度等级、钢筋级别、砼保护层厚度等。三、楼面板结构平面布置确定主梁的跨度为7200mm，次梁的跨度为5700mm，主梁每跨内设置两根次梁，板的跨度为2400mm。四、板的设计（1）荷载板的恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层 0.0220=0.4 KN90mm钢筋混凝土板 0.0925=2.25 KN 20mm板底石灰砂浆 0.0217=0.34 KN-小计 2.99 KN板活荷载标准值： 7 KN KN永久荷载分项系数去1.2，可变荷载分项系数取1.4，故板的永久荷载设计值 g=2.991.2=3.59 KN可变荷载设计值 q=71.4=9.8KN荷载总设计值 g+q=13.39 KN近似取为，g+p=13.4（2）计算简图边跨：板净跨度： =2400-120-125=2155mm 计算跨度：=60+=60+2155+=2340mm=60+=60+2155+=2260mm取较小值，边跨的计算跨度为L=2260mm。中跨：板净跨度：=2400-125-125=2150mm计算跨度：= +b =2150+250=2400mm=+t =2150+90=2240mm 取较小值，中跨的计算跨度为L=2240mm。 g+p=10.6 KN/m 板的计算简图 -2013.1.2 14:34 = 6.22 = 4.28 = = -4.89 （3）正截面承载能力计算板厚90mm，取=30mm，=60mm。C20混凝土，混凝土抗压强度设计值= 9.2 Mpa ，R235级钢筋,= 195 Mpa 。1-2 板的配筋计算截面边跨中第二支座中跨中中间支座6.22-6.224.28-4.89 0.1324 0.1324 0.0911 0.1041 0.1426 0.1426 0.0957 0.1102=605.5605.5406.5 468选用钢筋101251012581208105628628419479最小配筋量-2013.1.1 16:10注：1.表中 2.对于板：b=1000mm-2013.1.1 19:42五、次梁设计设次梁尺寸为250500mm，按考虑内力重分布设计。（1）荷载设计值计算 永久荷载设计值板传来的恒载 3.5882.3=8.25 次梁自重 0.25（0.5-0.09）251.2=3.08次梁粉刷 0.02（0.5-0.09）2171.2=0.33小计 g=13.39 可变荷载设计值 q=9.82.3=22.54荷载总设计值 g+q=35.93 （2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁的截面为250 mm。次梁净跨度：边跨：=5700-120-125=5455mm中跨：=5700-125-125=5450mm计算跨度：边跨：=+0.5墙上支承长度=5455+0.5240=5575mm =1.025=1.0255455=5591mm取较小值，边跨的计算跨度为L=5575mm。中跨：= +b=5700mm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1-3。 次梁计算简图 （3）内力计算弯矩和剪力根据简支梁静定平衡方程计算弯矩设计值： = 101.52 = -= -101.52= 72.96 =-= 83.38 -2013.1.3 13:27画出次梁弯矩图： 根据以上的弯矩图，用查表法可以得知该梁的剪力图如下图所示剪力设计值：=90.14KN， =-120.19KN， =112.64KN, （4）配筋计算1）正截面抗弯承载能力计算正截面受弯承载力计算时，跨内正弯矩区段按T形截面计算，有效翼缘宽度按以下公式取最小值： 正弯矩中跨：0.25700=1140mm正弯矩边跨：0.275575=1505mm 2400mm 250+0+1290=1330mm梁截面承受异号弯矩，所以需要配置受压钢筋。C20混凝土，=50mm，=450mm。C20混凝土， =9.2MPa，HRB400钢筋, =330MPa。 知截面均属于第一类T形截面。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C101.52-101.5272.9683.3811402501140250截面类型第一类T型矩形第一类T型矩形0.36030.29590.07900.05680.08240.47140.05850.3611计算=916.61149.9650.7880.9选用钢筋 320225+22318320 924 1362 763 924最小配筋=0.2%225截面承载力1902.9417.31902.9417.3受压区选用钢筋212212212212实际配筋面积（）226226226226注：1.表中 -2013.1.3 16:522）斜截面抗剪承载能力计算=50mm，=400-50=350mm验算上限值、下限值：上限值：=（0.51）250350=199.57KN，符合上限值。下限值： =11.06250350=46.38KN在1159.93618.6、7251.59598.5和112951.514125段：按照构造要求配置钢筋，H/2=250mm且不大于400mm，取为250mm。 在0400段：按要求，取100mm在3618.65575段：=（5575-2389.25-）=110.75 KN 跨中截面：=450mm，=0.82%支点截面：=450mm，=1.20%则p=1.01%在55757251.5段: =跨中截面：=450mm，=0.678%支点截面：=450mm，=1.20%=450 ， P=0.939%在84259598.5段：=在1127514875段：=区段3618.6557555757251.59895.5112751127512951.5110.7595.84102.76102.76箍筋肢数，直径28 28 28 28100.6100.6100.6100.6 (%)1.010.9390.7580.837450450450450实际配筋间距（mm）200200200200实际配筋量0.20%0.20% 0.20% 0.20%是否满足要求是是是是是否需配弯起钢筋否否否否为施工方便并满足构造要求，在离支座距离大于400mm处箍筋间距均取200mm，小于400mm处箍筋间距均取100mm。六、主梁设计主梁尺寸为250600mm，按弹性理论设计（1）荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来恒载 13.395.7=76.32KN主梁自重（含粉刷）(0.60-0.09)0.252.425+2(0.60-0.09)0.022.4171.2=10.18KN恒永久荷载设计值 G=76.32+10.18=86.50KN,取G=86.5KN1可变荷载设计值 Q=22.545.7=128.47KN,取Q=128.5KN(2) 计算简图主梁端部支撑在带壁柱墙上，支承长度为370mm，中间支承在300mm300mm的混凝土柱上。主梁按连续梁计算。其计算跨度主梁净跨度：边跨：=7200-250-150=6800mm 中跨：=7200-150-150=6900mm边跨：=+0.5a+0.5b=6800+0.5370+0.5300=7135mm =1.025+0.5b=1.0256800+0.5300=7120mm ，取小值 =7120mm中跨：=+b=6900+300=7200mm 因跨度相差小于10%，所以用查表计算内力（3）内力设计值及包络图1）弯矩设计值弯矩 M=表中系数Ql (或Gl);式中系数由附表相应栏内查得。2）剪力设计值剪力 V=表中系数Q (或Gl);式中系数由附表1-2相应栏内查得。三跨梁 附表1-2荷载图跨内最大弯距支座弯距剪力M 1M2MBMcVAVBlVBrVclVcrVD0.2440.067-0.267-0.2670.733-1.2671.000-1.0001.267-0.7330.289-0.133-0.1330.866-1.134001.134-0.8660.200-0.133-0.133-0.133-0.1331.000-1.0000.1330.1330.2290.170-0.311-0.0890.689-1.3111.222-0.7780.0890.0890.2740.178-0.0440.822-1.1780.2220.222-0.044-0.044不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见表1-7。1-7 主梁的弯矩计算（KNm）项次荷载及其位置1第一、二、三跨永久荷载作用 2第一、三跨可变荷载作用-3第二跨可变荷载作用-4第一、二跨可变荷载作用5第一跨可变荷载作用-1+2419.1741.68-62.42-308.52 1+3 151.79226.72-308.52-308.521+4 363.66198.96-473.21-267.811+5 405.2941.68 -20.78-226.18 按照附表1-2所给剪力系数计算剪力，如下表1-8所示 弯矩包络图计算：（G+Q）=215KN =7120mm =7200mm荷载组合支座A M第一集中荷载M=(G+Q)- 第二集中荷载M=(G+Q)- 支座B M中跨第一集中荷载M=(G+Q)- 中跨第二集中荷载M=(G+Q)- 支座CM1+20489.46468.65-62.42453.58453.58-308.52 1+30407.43304.58-308.52207.48207.48-308.521+40352.53194.8-473.2166289.56-267.811+50503.34496.41-20.78426.75358.28-226.18 弯矩包络图1-8 主梁的剪力计算（KN）项次荷载及其位置 1第一、二、三跨永久荷载作用2第一、三跨可变荷载作用3第一、二跨可变荷载作用1+2174.68-255.3286.5-86.5255.321+3151.94-278.06243.53-186.47121.04主梁剪力包络图（4）主梁配筋计算1）主梁正截面计算该梁属于肋形梁根据GB50010-2010可知可以按照以下几种方式取最小值1、 按照计算跨度考虑=/3 边跨=7120/3=2373.3mm 中跨 =7200/3=2400mm2、 按照梁净间距考虑=b+ =250+5450=5700mm3、 按照翼缘板高度考虑=b+12 = 250+1290=1330mm所以取=1330mm梁是T型梁可以取=30+（0.070.1）h 7290=523.089kNm 503.34kNm 所以是第一类T型截面在1处取=80mm在B截面处=250.76kn采用双筋截面所以需要配置受压钢筋 主梁正截面受弯承载力计算截面1B2C 503.34-308.52 226.72-308.52截面类型第一类T型矩形第一类T型矩形和80 80 408080 4052052052052013302501330250=0.5380.538403.61403.611950.21950.2选用钢筋218218实际配筋面积509509选用钢筋232+22232+22实际配筋面积19881988=79.1 36.9=2932.9 1368.2选用钢筋332+28325实际配筋面积3028.81473最小配筋量注：1.表中 主梁设计剪力图（2） 斜截面受剪承载力本设计按照箍筋分担100%，不设弯起钢筋计算。箍筋设计：上、下限值验算mm=516上