混凝土设计原理课程设计终极版

1、钢筋混凝土结构课程设计计算书题目：某百货大楼楼盖设计（两层跨柱网： 6.6m×6.6m楼面活荷载3.5kN/ m2 ）院系：建筑学院专业班级：指导教师：2011 年 12 月目录1.设计题目与设计条件 . .31.1设计题目： . .31.2设计条件： . .31.2.1结构类型：框架结构 .31.2.2建筑材料： .31.2.2.2 楼面做法：（自上而下） . .32.楼盖的结构平面布置： . .33.板的设计 . .43.1楼盖板的设计 . .43.1.1荷载 .43.1.2计算简图 .53.1.3弯矩计算值 .53.1.4正截面受弯承载力计算 .54. 次梁设计 . .64.1

2、荷载 .64.2内力计算 . .64.3承载力计算 . .64.3.1正截面受弯承载力 .64.3.2斜截面受剪承载力 .75. 主梁设计 . .75.1荷载设计值 . .85.2计算简图 . .85.3内力设计值及包络图 . .85.3.1弯矩设计值 .95.3.2剪力设计值 .95.3.3弯矩、剪力包络图 .95.4承载力计算 . .105.4.1正面受弯承载力 .105.4.2斜截面受剪承载力 .106. 绘制施工图 . .117. 对主梁挠度与裂缝宽度的计算 . .137.1对主梁挠度的计算 . .137.1.1对支座 B 的配筋面积计算 .137.1.2对第二跨中配筋面积计算 .13

3、7.2对主梁裂缝宽度计算 . .147.2.1对支座 B 进行裂缝宽度计算 .147.2.2对第一跨中进行裂缝计算 .1521. 设计题目与设计条件1.1 设计题目：百货大楼楼盖设计。采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖形式。混凝土采用 C25级，梁中的纵向受力钢筋采用HRB335，其他钢筋采用 HPB300。设计时取楼面活荷载、横向及纵向的柱网尺寸为设计参数，其中：根据该百货大楼的使用要求，楼面活荷为 3.5kN/ m2 ，横向柱网尺寸取为： 6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同。1.2 设计条件：结构类型：框架结构建筑材料：楼面做法：（自上而下）318mm厚大理石（重度 28kN/ m

4、）；现浇钢筋混凝土楼板，板底混合砂浆抹灰20mm厚006混凝土柱64000040066006666006600660066006600楼盖建筑平面2. 楼盖的结构平面布置：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁跨度为6.6m，次梁的跨度为6.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.2m， lo2 / lo1 =6.6/2.2=3 ，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚 h 2200/40=55mm，对百货大楼的楼盖板，要求 h 60mm，取板厚 h=70mm。3次梁截面高度应满足h=lo /18 l o /12=6600/18 6600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，

5、取h=500mm。截面宽度取 b=200mm主梁截面高度应满足 h=lo /14 l o /8=6600/14 6600/8=470825mm。截面宽度为 b=300mmL1B1L4B4L1B10022L2B200002626h=80400 混凝土柱0022000）0242L3B3L2B2梁0L3B3000L2 （次梁）0主00087269200X500（X2610010L30223.6000022L5B5000026L4B426L1B1L1B100226600660066006600660033000123456楼盖板结构平面布置图3. 板的设计3.1 楼盖板的设计已如前述，轴线、的板属于端

6、区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。3.1.1 荷载板的永久荷载标准值18mm厚大理石0.018 ×28=0.504kN/ m270mm现浇钢筋混凝土板0.07 ×25=1.75kN/ m222mm1：3 水泥砂浆找平0.022 ×20=0.44kN/ m220mm板底混合砂浆抹灰0.02 ×17=0.34kN/ m2轻型 Pvc 吊顶自重不计小计3.034kN/ m2板的可变标准荷载值3.5kN/ m2永久荷载分项系数取 1.2或 1.35 ，因楼面可变荷载标准值等于3.5kN/ m2 ，所以可变荷载分项系数应取 1.4 。于是板的荷载总计算值Q

7、q k =1.35 ×3.034+0.7 ×1.4 ×3.5=7.53kN/ m2q= Gg k +q= Gg k +Q q k =1.2 ×3.034+1.4 ×3.5=8.54kN/ m2DCBA4由于 >，所以取 q=8.54kN/ m2 ，近似取 q=8.5kN/ m2计算简图次梁截面为 200mm×500mm，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨 lo =ln =2200-100-200=1900mm，取 lo =1900mm中间跨 l o =l n =2200-200=2000mm因跨度相差小于10%，可按等跨连

8、续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示g+q=8.5kN/mA1B2C3C2B 1A19002000200020001900楼盖板的计算简图3.1.3弯矩计算值由表 11-1 可查得，连续板各截面弯矩计算截面端支边跨离端第二离端第二跨跨内中间支座座跨内支座中间跨跨内弯矩计算系数11111m1614111614aM=am（g+q）-2.122.43-3.12.125-2.43l 02/(KN.m)3.1.4正截面受弯承载力计算边区板带（ 1-2,5-6轴线间）中间区板带（ 25轴线间）离端第二离端第二板带部位截端支座边跨离端第跨跨内，中间支端支边跨离端第跨跨内，中间跨跨中间跨跨面跨

9、内二支座内座座跨内二支座内M/(KN. m)-2.1252.43-3.102.125-2.43-2.152.43-3.101.7sM0.0720.08260.1040.0720.08160.0720.08160.1040.057201fcbh0.0750.0860.1100.0750.0860.0750.0860.1100.059As= bf h0a1f c165.3190242165.3190165.3190242130/f y中间支座-1.9440.0650.067148选配钢筋8810 10 88 810 106260260320320260260260320320190 8 62601

10、905实配钢筋193193245245193193193245245149193149环境类别为一级， C25混凝土，板的最小保护层厚度 c=15mm。板厚 70mm， ho =70-20=50mm；板宽 b=1000mm。 C25混凝土，a1 =1.0 ， f c =11.9kN/ m2 ；HPB300钢筋， f y =270N/m2 。板配筋计算的过程于上表。* 对轴线间的板带，其跨内截面2、 3 和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8.3. 次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。3.1 荷载永久荷载设计值板传来永久荷载3.034 ×1.2 

11、5;2.2=8kN/m次梁自重0.2 ×（ 0.5-0.07 ）×25×1.2=2.58kN/m次梁粉刷×2×17×1.2=0.35kN/m小计可变荷载设计值荷载总设计值计算简图0.02 ×（ 0.5-0.07 ）g+q=21.72kN/mg=10.94kN/mq=4.9 ×2.2=10.78kN/mA1B2C3C2B1Ag+q=21.72kN/m61506300630063006150次梁与主梁整体浇筑。主梁截面为300mm×700mm梁。计计算简算图次跨度：边跨 l o =ln =6600-300-3

12、00/2=6150mm中间跨 lo =l n =6600-300=6300mm因跨度相差小于 10%，可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图所示。3.2 内力计算由表 11-1 、表 11-3 可分表查得弯矩系数和剪力系数。连续次梁弯矩计算截面端支座边跨跨内离端第二支离端第二跨中间支座座跨内 中间跨弯矩计算系数11111am2414111614M= am（g+q）34.2358.68-78.4053.88-61.58l 02/(KN.m)6连续次梁剪力计算截面端支座端支座内侧离端第二支离端第二支中间支座外座外侧座内侧侧 内侧剪力计算系数0.500.550.550.550.55avV= av（g+

13、q）l n66.7966.7973.4775.2675.26/KN3.3 承载力计算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，翼缘宽度去b'f =l /3=6150/3=2050mm<b' f =b+sn =200+2000=2200。故取 b'f =2200mm。除 B 截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置一排。环境类别为一级， C25混凝土，梁的最小保护厚度 c=35mm，一排纵向钢筋 ho =500-35=465mm二排纵向钢筋 ho =500-60=440mm。C25混凝土， a1 =1.0 ， f c =11.9N/ mm2 ，

14、ft =1.27N/ mm2 ；纵向钢筋采用HRB335钢， f y =300N/ mm2 ，箍筋采用 HPB300钢， f yv =270N/ mm2 。正截面承载力计算过程列于下表。经判别跨内截面均属于第一类 T 形截面。连续次梁正截面承载力计算截面端支座边跨跨内离端第二支离端第二跨中间支座座跨内M(kN·m)M-34.2358.68-78.4053.88-51.680.007250.0110.170.009970.12s21 fcb(bf)h00.007280.0110.188<3.50.010.1325394655387480As= bf h0a1f c/f y选配钢筋

15、2 12+1 163 16+1 10210+2 142 10+2 14实配钢筋427682387465斜截面受剪承载力连续次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外离端第二支座内中间支座内侧，侧侧外侧V/KN73.4782.1075.2675.260.25 c fcbh0 (kN2767000>V2618000>V2618000>V2767000>V)t 0 (kN)82600>V78200>V78200>V82600>V0.7 f bh7选用箍筋282828282101101101101Asv (mm )1 .25fyv Asvh0s按构

16、造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋V 0.7 ft bh0(mm)实配间距 (mm)2002002002004. 主梁设计主梁按弹性方法设计4.1 荷载设计值为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来的永久荷载10.94 ×6.6=72.2kN主梁自重（含粉刷） （0.7-0.07）× 0.3 ×2.2 ×25+0.02×（ 0.7-0.07）GGGGGG×2×2.2 ×17） ×1.2=13.6kN取 G=86kN永久荷载设计值G=72.2+13.6=85.8kN可变荷载设计值Q=10.78

17、15;6.6=71.15kN取 Q=71kN4.2 计算简图1B2C3DA500mm×500mm，中主梁按连续梁计算，主梁与边柱整体浇筑，边柱尺寸为651062506250间支承在 400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨l 0主梁的计算简图=ln +a/2+b/2=6600-500-200+250+200=6350mm取 l0 =1.025 ln +b/2=1.025 ×5900+400/2=6247mm近似取 l 0 =6250mm中跨l0=lc=6600mm<=1.05 =6510mml n主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用

18、附表6-2 计算内力4.3 内力设计值及包络图主梁弯矩计算序号计算简图边跨弯矩中间支座中间跨跨内K/M 1K/M B(M C)K/M 20.244-0.2670.067131.15-147.7437.010.289-0.133- M B128.24-61.47-61.478最不利荷 +载组合 + + +主梁剪力计算序号计算简图最不利荷载+组合+剪力包络图如下（ b）所示(a)MB1-0.1330.200=-20.49-61.4792.4430.229-0.311(-0.089)0.170101.62- 143.74 (-78.58141.74)MB-41.74 ( -143.74)78.58=

19、-13.713259.39-206.48-24.46110.66-206.48129.45232.77-300.17-197.57115.59117.44-197.57-300.17115.59端支座中间支座K/V A INK/V BEX (V CEX)K/V BIN0.733-1.267 (-1.000)1.000 (1.267)66.48108.96(-86)86 (108.96)0.866-1.134061.49-80.5140.689-1.131(0.778)1.222(0.089)48.95-80.30(-55.25)86.76(6.32)=V BEX = -6.32-6.32(-8

20、6.76)55.25(80.30)124.53-189.4786111.99-189.26172.76(115.28)59.65-115.28141.25(189.26)-206.48-24.26-300.17AB110.66115.59232.77259.39(b)172.76124.5386111.990-189.26-189.479主梁的内力包络图（ a）弯矩包络图； （ b）剪力包络图5.4 承载力计算正面受弯承载力跨内按 T 形截面计算，因 bf' h0 = 70/ 665=0.105 0.1 。翼缘计算宽度按 l 3 =6.6/3=2.2mm 和 b+sn =6m中较小值确

21、定取 b f' =2.2m支座截面按矩形截面计算，取h0 =700-70=630( 因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面)。跨内截面在负弯矩作用子啊按矩形截面计算，取0h=700mm -60=640mm主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内主M(kN·m)259.39-288.75129.45-24.46梁V0b/2 (kN·m)32.2纵0-267.97向(M-V b/2 )/ (kN·m)M钢s20.0220.180.01120.017筋1 f cb(b f )h02/ mm的0.0220.20.01120.017弯As=

22、bf h0a1f c /f y起13001499653128和选配钢筋切218+2 22218+222+2 122 18+2210断10按实配钢筋 /mm 212761491666157弯矩包络图确定。斜截面受剪承载力截面V/KN0.25 c fcbh0 (N)0.7 ft bh0 (N)选用箍筋2Asv (mm)主梁斜截面承载力计算端支座离端第二支座外侧离端第二支座内侧内侧124.53-189.26172.76593500562300>V562300>V>V177400168000<V168000<V>V282 82810110110110s 1.25f

23、yv Asv h0 (mm) V 0.7 ft bh0实配箍筋间距 (mm)200200200V0.7 fbh0fyvAsvh0/N297254297254cstssbVVcs/mmA0.8 f ysins选配弯筋实配弯筋面积/mm 2主梁边支座需设置梁垫，计算从略。主梁吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中力为:G+Q=70.32+71=141.3KNAs(GQ) /(2 fy sin a)141300/(2 300 0.707）=380.8mm2选 216（ As =402mm2 ）6. 绘制施工图BB000222000062006200626200220A022A1000003.6003.60

24、00050550500006690902201100 0 07788050076706500500300 05005005000665009B69500020182000282000 015085608200B68200588200568200B300B36090201069820006010770B562500220087306370B56250002500002500分布筋820013500005200135500500500B202050000分布筋8200530135010820082000B2021201037378200B16000B40500500500065002500018200008200101667 78B4820008200101B108 6308200865008500500612500500002 08200080882002608036600660035080036600660005231板的配筋图123板的配筋图20001120001500150015001500250345055362107721632011682050116251200 8200 1 21241-12-23-32144