建筑结构课程设计案例【建筑结构课程设计】

建筑结构课程设计案例【建筑结构课程设计】 建筑结构课程设计计算书 -整体式单向板肋梁楼盖设计 指导老师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间： 扬州大学建筑科学与工程学院建筑学系 目录 一、设计任务书3 二、平面结构布置5 三、板的设计6 四次梁的设计10 五、主梁的设计13 六、梁板结构施工图19 扬州大学建筑科学与工程学院建筑学系 一、设计任务书 整体式单向板肋梁楼盖设计 1、设计 (1).扬州大学图书馆,层高均为5.0米，开间6米，进深6米。试设计第三层楼盖。楼盖拟采用整体式单向板肋梁楼盖，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400。 (2).楼面做法：1）8-10厚地砖楼面，干水泥擦缝，或1:1水泥砂浆勾缝2）5厚1:1水泥细砂浆结合层3）20厚1:3水泥砂浆找平层4）现浇钢筋混凝土楼面5）板底为20mm厚混合砂浆抹灰。 2.设计内容 (1).结构布置 楼盖采用整体式单向板肋梁楼盖方案，确定梁板截面尺寸。 （2）.板的计算 1确定板厚 2计算板上荷载 3按照塑性理论计算板的内力 4计算板的配筋 5绘制板配筋图 （3）.次梁计算 1确定次梁尺寸 2计算次梁上荷载 3按照塑性理论计算次梁内力 4计算次梁配筋 5绘制次梁配筋图 (4).主梁计算 1确定主梁尺寸 2计算主梁上荷载 3按照弹性理论计算主梁内力，应考虑活荷载的不利布置及调幅 4绘制主梁内力包罗图 5计算主梁的配筋，选用只考虑箍筋抗剪的方案 6绘制主梁配筋图 (5).平面布置简图 成果应包括： 1.计算书 （1）结构布置简图 （2）板和次梁的内力计算，配筋 （3）主梁的内力计算，内力包络图，配筋 2.图纸 要求手工(CAD)绘制，1张A1，或2张A2，参照附图布置。 （1）绘制结构平面布置图（包括梁板编号，板配筋），比例1:100 （2）绘制次梁配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20 （3）绘制主梁弯矩包罗图、抵抗弯矩图及配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20 （4）设计说明 四、设计资料 1、开间尺寸a=6000mm,进深尺寸b=6000mm,楼面的可变荷载q=6.2kN/m2 2、楼面面层地砖自重为20kN/m,板底为混合砂浆抹灰20mm. 3、材料选用： （1）、混凝土强度等级：C30 （2）、钢筋：HRB400 整体式单向板肋梁楼盖设计计算书如下： 二、平面结构布置： 、确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根 2 成果应包括：1.计算书 （1）结构布置简图 （2）板和次梁的内力计算，配筋（3）主梁的内力计算，内力包络图，配筋2.图纸 要求手工(CAD)绘制，1张A1，或2张A2，参照附图布置。（1）绘制结构平面布置图（包括梁板编号，板配筋），比例1:100（2）绘制次梁配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20（3）绘制主梁弯矩包罗图、抵抗弯矩图及配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20（4）设计说明四、设计资料 1、开间尺寸a=6000mm,进深尺寸b=6000mm,楼面的可变荷载q=6.2kN/m 2 2、楼面面层地砖自重为20kN/m,板底为混合砂浆抹灰20mm.3、材料选用： （1）、混凝土强度等级：C30（2）、钢筋：HRB400 整体式单向板肋梁楼盖设计计算书如下：二、平面结构布置： 、确定主梁的跨度为6.0m,次梁的跨度为6.0m,主梁每跨内布置两根 2 次梁,板的跨度为2 m。楼盖结构布置图如下： 、按高跨比条件，当h? 1 l?50mm时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于民用建筑的楼盖板，要求h?60mm，取板厚h?80mm。 11 )L?(334500)mm，考虑到楼11 面活荷载比较大，取h?450mm，则梁宽b?()h?(150225)mm， 32 3、次梁的截面高度应满足h?( 取b?200mm。 11 )L?(500750)mm，取主梁截11 面高度h?650mm，则梁宽b?(h?(200300)mm,取b?250mm。 4、主梁的截面高度应该满足h?( 三、板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载计算：板的恒荷载标准值： 10厚地砖楼面，干水泥擦缝，或1:1水泥砂浆勾缝 0.01?20?0.2kN/m2 5厚1:1水泥细砂浆结合层20厚1:3水泥砂浆找平层现浇钢筋混凝土楼面板底为20mm厚混合砂浆抹灰 恒荷载标准值：gk?3.04kN/m活荷载标准值：qk?6.2kN/m 2 0.005?20?0.1kN/m20.02?20?0.4kN/m20.08?25?2.0kN/m20.02?17?0.34kN/m2 2 恒荷载分项系数取1.2；因为该建筑的楼面活荷载标准值大于 4.0kN/m，所以活荷载分项系数取1.3，由此可得： 板的荷载设计值总值：2、板的计算简图： g?q=1.2gk?1.3qk?11.708kN/m 2 板的支承情况如图所示： 次梁截面为200mm?450mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度:边跨：l?ln?2000?120? 200 ?1780mm，中间跨：l?ln?2000?200?1800mm，跨度差 1800-1780 ?1.1%?10%，可 按等跨连续板计算内力。取1米宽板带作为计算单元，计算简图如图所示。 板的计算简图（：mm） 3、内力计算及配筋： 用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下： 截 支承情况梁板搁支在墙上与梁板 整浇梁连接梁与柱整浇连接 端支座A0-1/16-1/24-1/16 边跨支座11/111/141/14 两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/11 1/16 -1/14 面 位 置 离端第二跨 中2 中间支座C 离端第二支座 B 则由M?(g?q)l02可计算出MA、M1、MB、M2、Mc，计算结果如下表： 连续板各截面弯矩计算： 截面 端支座 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中 中间支座 弯矩计算系数 -1/161/14-1/111/16-1/14 M?(g?q)l (kN/m) 20 -1/1611.7081.782=-2.31/14 -1/1111.708 11.708 1.82=-3.452 1.78=2.651/1611.7081.82=2.37-1/1411.7081.82=-2.71 由题知：b?1000mm,因一类环境，所以as?20mm,则 h0?h?as?80?20?60mm，fc?14.3N/mm,fy?360N/mm 2 2 根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：其中有，最小配筋率为min=0.18%，得As（min）=0.18%bh0=8010000.18%=144（mm）连续板各截面配筋计算： 离端第二跨跨中中 离端第间跨跨中二支座 12轴线56轴线 2 中间支座 25轴线 截面端支座 边跨跨中 25轴12轴线 56轴线线 M（kN?m）-2.30.0450.977 2.650.0510.9741266190 149 -3.450.0670.965165.58xx51 2.370.0460.976112.46190149 1.8960.0370.98189.56190149 -2.710.05260.9721298xx51 2.1680.04210.978102.68xx51 ?s? M?1c0?s As? My?s0 （mm2 1098xx51 选配钢筋实际配筋（mm2） 4、绘制板的配筋示意图： 25 轴线板带 12、56轴线板带 四、次梁的设计（按塑形内力重分布计算）主梁截面高度h?( 1111 )l?（?6000?（500750）mm，取主梁高度11 （216325）mm,取b?250mm.次梁的尺寸及 h?650mm,梁宽b?()h? 支承情况如图所示： 1、荷载计算：恒荷载设计值：由板传来恒荷载：次梁肋自重：梁侧抹灰：合计： 3.6?2?7.296kN/m2 1.2?25?0.2?(0.45?0.08)?2.22kN/m20.02?0.45?0.08?2?1.2?17?0.3kN/m2g?7.296?2.22?0.3?9.816kN/m 活荷载设计值由板传来合计： 2、确定计算跨度及计算简图。 q?8.06?2?16.12kN/mg?q=?25.936kN/m 塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 边跨：l0?ln?6000?120?125?5755mm?5.755mm中跨：l0?ln?6000?250?5750mm?5.75m跨度差 5.755-5.75 ?0.9%?10%，因跨度相差小于10%，可按等跨连续 梁计算，计算简图如下： 3、弯矩设计值和剪力设计值：次梁各截面弯矩、剪力设计值见下表： 截面位置 端支座 边跨跨中 离端第二支座 离端第二跨跨中中间跨跨中1/16 中间支座 弯矩计算系数-1/241/14-1/11-1/14 M?(g?q)l02 (kN/m) -1/2425.9365.7552=-35.7 91/1425.936 5.7552=61.35 7 -1/1125.9365.7552=-78.1 1/1625.9365.752=53.5 9-1/1425.9365.752=61.25 次梁各截面剪力计算： 截面位置 端支座右侧 离端第二支座 左侧 离端第二支座 右侧 中间支座左侧、右 侧 剪力计算系数? V?v(g?q)ln (kN) 0.574.63 0.5582.09 0.5582.02 0.5582.02 4、截面承载力计算： 、次梁正截面受弯承载力计算时，支座截面按矩形截面计算，跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为： 边跨：bf?l0?5755?1918mm?b?sn?2000?200?2200mm，离端第二跨、中间跨bf?l0?(?5755)mm?1916mm梁高h?450，翼缘厚度 h?f?80mm。所有截面按一排纵筋考虑，h0?450?35?415mm。纵向钢筋 13 13 11采用HRB400级（fy=360N/mm2），箍筋采用HRB400级（fyv=360N/mm2），混凝土采用采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2），?1=1.0。判定T形截面类型： ?1fcb?fh?f(h0? h?f?1.0?14.3?1916?80(415? 80 ?821.964?106N?mm?61.357kN?m(边跨中) ?821.9kN?m? ?53.59kN?m(中间跨中) 故各跨中截面属于第一类T形截面。2）、次梁正截面承载力计算见下表： 截面M(kN?m) 端支座-35.79 边跨跨中61.357 离端第二跨 离端第二跨中中间跨支座跨中-78.153.59 中间支座-61.25 ?s? M ?1fcbh00.0730.0760.962 0.0130.0130.993 0.1590.1740.912 0.0110.0110.994 0.1240.1330.934 ?1?2?s ?s?0.5(1?2?s） 2 其中应注意：As0.18%bh0=8010000.18%=144（mm）、次梁斜截面承载力计算见下表： 截面V/ kN 0.25?cfcbh0/kNVc?0.7ftbh0/kN 端支座右侧74.63截面满足 83.1?V 离端第二支座左侧 82.09截面满足 83.1?V按构造配箍筋 离端第二支座右侧 82.02截面满足 83.1?V按构造配箍筋 中间支座左、右侧 82.02 截面满足 83.1?V 按构造配箍筋 2656.6998200 按构造配箍筋 2656.67829200 箍筋肢数、直径 Asv?nAsv1 2656.683.72200 2656.67829200 S=Asv/0.095%b（mm）实配箍筋间距(mm) 注：离端第二支座左右侧，中间支座左右侧由于V与Vc值相差甚小，所以配筋时也用构造配筋，符合规范。 次梁配筋示意图如下： 五、主梁设计（按弹性理论计算）： 主梁按弹性理论计算内力，柱的截面尺寸为400400mm,主梁几何尺寸与支撑情况如下图所示。 1、支承情况： 2、荷载计算：恒荷载设计值：次梁传来的荷载： 9.816?6.0?58.896kN 主梁自重（折算为集中荷载）： 1.2?(0.65?0.08)?0.25?2?25?8.55kN 梁侧抹灰（折算为集中荷载）： 1.2?2?(0.65?0.08)?0.02?2?17?0.93kN 合计：G?68.376kN 活载设计值： 由次梁传来：Q?16.12?6?66kN总荷载：G?Q?68.376?96.72?165.1kN3、主梁计算跨度的确定边跨： ln?6000?400/2?120?5680mml0?lc?5680? 400370 ?6065mm中间跨：ln?lc?6000?400/2?2?5600mm l0?ln?b?5600?400/2?2?6000mm 6065?6000 ?6032.5mm6065-6000 ?1.08%?10%，可按等跨连续梁计算内力，则主梁 跨度差： 6000 平均跨度： 的计算简图如下所示： 主梁计算简图（单位：mm） 4、弯矩设计值： 主梁在不同荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，其弯矩和剪力的设计值的具体结果见表： 主梁各截面弯矩计算 边跨跨中 序号 荷载简图及弯矩图 K10.244中间支座 KBC?0.267?中间跨跨中 K20.067 0.289?0.133?0.xx5 ?0.044?0.133?0.2 0.229 ?0.311(?0.089)?0.170最不利组合 +270.7275.38235.52-187.73-187.73 -291.59 （-162.06-49.69143.55126.14 主梁各截面剪力计算 端支座 序号 荷载简图及弯矩图 KA50.1283.7666.64 KB(C)?1.267(?1.000)?1.134(0)?1.311(?0.778)?中间支座 KB(C)1.000(1.267)0(1.134)1.222(0.089) + 最不利内力组合 1333.88116.76-196.31(-68.376)-213.43(-143.626)68.376(196.31)186.57(95.24) 将以上