混凝土结构课程设计

1、精品WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY混凝土结构课程设计学 校：武汉理工大学专 业：土木工程2012本科（秋）姓 名：段雪飞指导老师：感谢下载载目录1 设计资料 12 楼盖的结构平面布置 23 板的设计 34 次梁设计 55 总结 10现浇单向板肋形楼盖设计某多层工业建筑物平面如下图所示：采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。L JL. .J一、设计资料1）楼面构造层做法：水泥砂浆地面（0.65KN/ m2 ）钢筋混凝土现浇板（25kNm2 ）；20mm 厚石灰砂浆抹底（17kNm2 ）；2）可变荷载：Pk=6.0 kNm23） 永久荷载分项系数为1.2 ,可变荷载分项系

2、数为1.4 （当楼面可变荷载标 准值 4kNm2 时,取 1.3）；4）材料选用：混凝土 ：采用 C25 ；钢筋：梁纵向受力钢筋采用 HRB400级钢筋，其余采用HPB235级钢筋；5）本建筑物位于非地震区，建筑物安全级别为二级，结构环境类别为一类。二、楼盖的结构平面布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为 6.3m,次梁跨度为6.6m , 主梁每跨内布置两跟次梁，板的跨度为 2.1m ,102/101=6.6/2.1=3.14, 因此安单 向板设计。按跨高比条件，要求板厚h 220040=55.0mm,对工业建筑的楼盖板，要 求 h 80mm ,取板厚 h=100mm 。次梁截面高度

3、应满足 h=l018l012=660018660012=366550mm。考虑到楼面活荷载比较大，取 h=500mm。截面宽度取为b=200mm。框架梁截面高度应满足h=l015l010=660015660010=440660mm,取 h=600mm。截面宽度取为b=300mm 。楼盖结构平面布置图如下图所示：三、板的设计1) 荷载板的恒荷载标准值：水泥砂浆地面(0.65KN/ m2 )=0.65kNm2钢筋混凝土现浇板： 0.1*25=2.5kNm22I I Jl '小计：3.49 kNm2 取 3.5 kNm2板的活荷载标准值：60.0kNm2永久荷载分项系数为1.2 ,可变荷载分

4、项系数为1.4 ,因当楼面可变荷载标准 值4kNm2,所以取1.3。于是板的恒荷载设计值：g=1.2*3.5=4.2kNm2活荷载设计值：q=1.4*6.0=8.4kNm2荷载总设计值：g+q=4.2+8.4=12.6kNm21) 计算简图次梁截面为200*5Oomm ,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm ,取板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：I=l0+h2=2100-100-120+1002=1930mm<1.025In=1950mm，取 I0=1950mm中间跨：10=In=2100-200=1900mm因跨度相差小于10% ,可按等跨连续板计

5、算。取Im宽板带作为计算单元， 计算简图如下图所示：I IIPftttttttttttttttttti2) 弯矩设计值查表得，板的弯矩系数 m分别为：边跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，中跨中：1/16 ,中间支座：1/14。故M仁-Mb=(g+q)l01211= 12.6*1.95211=4.36kN.mMc=-(g+q)l01214=12.6*1.9214=3.25kN.mM2=(g+q)l01216=12.6*1.9216=2.85kN.m3) 正截面受弯承载力计算板厚 100mm，h0=100-20=80mm;板宽 b=1000mm。C25 混凝土， 1=1.0，fc=11.9

6、Nmm2，fy=210Nmm2;板配筋计算的过程如下表：截面1 B 2 C4.36 2.85 3.25 弯矩设计值(kN.m)-4.360.065 0.065 0.03 0.034 s=Ma1fcbh02 =1-(1-2 S) 1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 轴线 计算配筋(mm2) 304304 136 159 ，AS= bh0fcfy 实际配筋(mm2) 8150 8150 8180 8180As=335 As=335 As=279 As=279轴线 计算配筋(mm2) 304 304 0.8*136=0.8*305= AS= bh0fcfy 109 127实际配筋(

7、mm2) 8150 8150 8180 8180As=335 As=335 As=279 As=279计算结果表明，均小于0.35 ,符合塑性内力重分布的原则；Asbh=279(1000*80)=0.34%,此值比0.45ftfy=0.45*(1.43210)=0.30%大，同时大于 0.2% ,符合要求。四、次梁设计按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主 梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。1）荷载设计值恒荷载设计值：板传来恒荷载：4.2*2.仁8.82kNm 次梁自重：0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4kNm小计：11.6kNm 活荷载设计值：q

8、=6*2.1*1.4=17.64kNm荷载总设计值：g+q=29.3kNm2）计算简图次梁在砖墙上的支承长度为 270mm。主梁截面为250*650mm。计算跨度:边跨：l=l0+a2=6600-120-2502+2402=6475mm<1.025In=6508mm，取 l0=6475mm中间跨：10=In=6600-250=6350mm因跨度相差小于10% ,可按等跨连续梁计算，次梁计算简图如下图所示：I I IIII3) 内力计算 弯矩设计值：M仁-Mb=(g+q)l0211=29.3*6.47521 仁 111.68kN.m2Mc=-(g+q)ln214=29.3*6.350214

9、=85.05kN.m2M2=(g+q)l01216=29.3*6.350216=73.85kN.m2 剪力设计值：VA=0.45*(g+q)l01=0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l01 =0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l0 仁0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4)承载力计算 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b'f=l3=660 0/3=220Omm ,又 b'

10、;f=b+sn=300+2000=2200mm ,故 b'f=2200mm 。除 支座B截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。C25 混凝土， 1=1.0，fc=11.9Nmm2 ，ft=1.27Nmm2 ,纵向钢筋采 用 HRB400 钢，fy=360Nmm2 ,箍筋采用 HPB235 钢，fyv=210Nm2 。经 判别跨内截面均属于第一类T形截面。截面1 B111.68 弯矩设计值(kN.m)-111.68273.85C 85.05第5/9页 S=M/ 1fcbh02 或 S=M/ 1fcb'fh02 =1-(1-2 s)12AS= b'fh0fcfy A

11、S= bh0fcfy 选配配筋(mm2)0.0122 0.012 5290.0122 0.012 5290.008 0.008 3530.009 0.009 3973 18 3 18 3 16 3 16 As=763 As=763 As=603 As=603计算结果表明，均小于0.35 ,符合塑性内力重分布的原则；Asbh=762(200*500)=0.762%,此值比 0.45ftfy=0.45*(1.43360)=0.1787%大，同时大于0.2% ,满足要求。2)斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配箍率验 算。验算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100

12、=365mm, hwb=365200=1.8<4,截面尺寸按下式验算：0.25 CfCbh0=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>Vmax =115.06kN。故截面尺寸满足要求。SV=2*50.24/( 250*150)=0.26%>0.3*ftfyv=0.3*1.27210=0.18%,满足要求。五、主梁设计主梁按弹性方法设计1、荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载：次梁传来恒荷载：11.6*6.6=76.6kN主梁自重：0.3*(0.60-0.1)*25*1.2*6.3=28.35kN小计： 取 106.55kN 活荷载：17.64*

13、6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、计算 简图4）内力设计值及包络图 A）弯矩设计值弯矩 M=k1GI0+k2QI0公式中系数 k1 , k2 查表得 M1 , max =0.244*106.55*6.3+0.289*155*6.3=446kN.mMB，max =-0.267*106.55*6.3-0.311*155*6.3=-483kN.mM2，max =0.067*106.55*6+0.200*155*6=229kN.m B）剪力设计值剪力 V=k3G+k4Q公式中系数k3，k4查表得 VA，max =0.733*106.55+0.822*155=210kNVBL，max=-

14、1.267*106.55-1.311*155=-338kN VBR, max =1.0*106.55+1.222*155=296kN C）弯矩、剪力包络图第1、3跨有活荷载，第2跨没有活荷载由附表19知，支座B或C的弯矩值为MB=MC=-0.267*106.55*6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m在第1跨内以支座弯矩 MA=0 , MB=-287kN.m 的连线为基线，作 G=86k N，Q=152kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处 弯矩值分别为：13(G+Q)l0+MB3=13*(86+152)*6.64-2873=431kN.m(与前面计算的

15、 MImaX=431kN.m相近。)13(G+Q)l0+2MB3=13*(86+152)*6.64-2*2873=335.1kN.m在第2跨内以支座弯矩 MB=MC=-287kN.m的连接为基线，作 G=86kN ，Q=152kN的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：13Gl0+MB=13*86*6.6-287=-97.8kN.m 第1、2跨有活荷载，第3跨没有活荷载第1跨内：在第1跨内以支座弯矩MA=0，MB=-287kN.m 的连线为基线, 作G=86kN，Q=152kN的简支梁弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷 载作用点处弯矩值分别为：13(G+Q)l0+MB3=13*(86+1

16、52)*6.64-4663=371.0kN.m13(G+Q)l0+2MB3=13*(86+152)*6.64-2*4663=216kN.m在第 2 跨内以支座弯矩 MC=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m。以支座弯矩 MB=-287kN.m,MC=-242.3kNm的连接为基线，作 G=86kN，Q=152kN的简支弯矩图，得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的 弯矩设计值分别为：13(G+Q)l0+MC+23(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m13(G+Q)l0+M

17、C+13(MB-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-13*(257.6-242.3)=280kN.m 第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载何载作用点处的弯矩：13(G+Q)l0+MB=13*(86+152)*6.4-286.7=221kN.MB=MC=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m,第2跨两集中m第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：13GI0+13MB=113GI0+23MB=13*86*6.64-23*286.73*86*6.64-13*286.7=94.8kN.m=-0.8kN.m 弯矩包络图如图：第7/9页

18、剪力包络图：第1跨VA，max =0.733*86+0.822*152=187.9kN;过第 1 个集中荷载后为：187.9-86-152=-50kN ;过第 2 个集中荷载后为：-44.1-86-119=-249.1kN。VBL，max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kN;过第 1 个集中荷载后为：-308.3+86+152=-70.3kN;过第 2 个集中荷载后为：-70.3+86+152=167.7kN。第2跨VBR，max =1.0*86+1.222*152=271.7kN；过第 1 个集中荷载后为：271.7-86=185.7kN ;当活荷载仅取作用在第 2跨

19、时，VBR =1.0*86+1.0*152=238kN ;过第1个集中荷载后为：238-86-152=0kN,剪力包络图如图所示：5）承载力计算正截面受弯承载力跨内按T形截面计算，因b'fh0=100615=0.16>0.1,翼缘计算宽度按l3=6.93=2.3m 和 b+sn=6. m 中较小值确定，取 b'f=2.3m 。第8/9页B 支座边的弯矩设计值 MB=MBmaX-Vob2=3982-2314*0.402=3517kN。纵向受力给你钢筋除B支座截面为两排外，其余均为一排。跨内截面经判别 都属于第一类T形截面。正截面受弯承载力的计算过程如下表所示：主梁正截面承载

20、力计算截面 1 B 弯矩设计值(kN.m) 367.7 -398.2 s=M IfCbh02 或 0.036 0.042 s=M/ 1fcb'fh02 Y s=1-(1-2 s)1220.98 0.98 AS=M/ Ysh0fy 1695 1913 选配配筋(mm2) 4 25 7 20As=1963 As=22002193.4 0.019 0.99 882 3 20 As=942-68.4 0.007 0.996 310 2 20 As=628计算结果表明，均小于0.518 ,满足要求；取中间跨跨中截面验算，其承载负弯矩时的最小配筋率， AS、bh=628( 250*650)=0.39% ,此值比0.45ftfy=0.45*(1.27360)=0.158% 大，同时大于 0.2% ,满足要求。斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核，腹筋计算和最小配箍率验算。验算截面尺寸：hw=h0-h'f=590-100=490mm, hwb=490250=1.96<4，截面尺寸按下式验算：0.25 CfCbh0=0.25