混凝土结构课程设计计算书概述

1、混凝土结构课程设计计算书-现浇单向板肋形楼盖设计11 土木工程（专升本）姓 名：学 号：完成日期：混凝土结构课程设计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。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（25kN/m 2）20mm厚石灰砂浆抹底（17kN/m2）；22）可变荷载：Pk=6.0 kN/m3） 永久荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数为1.4 （当楼面可变荷载标准值 4kN/m 2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

2、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 ,l 02/101=6.6/2.仁3.14,因此安单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h> 2200/40=55.0mm,对工业建筑的楼盖板，要求h>80mm ,取板厚h=100mm。次梁截面高度应满足 h=lo/18lo/12=66OO/1866OO/12=36655Omm。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

3、截面高度应满足 h=lo/15lo/1O=66OO/1566OO/1O=44O66Omm，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：1234561 T J TS-/KJL1I血1112三、板的设计1)荷载 板的恒荷载标准值：水泥砂浆地面(0.65KN/ m2)钢筋混凝土现浇板：20mm 厚石灰砂浆抹底:小计：60.0kN/m21.2,可变荷载分项系数为1.4,因当楼面可变荷载标准值24kN/m ,g=1.2*3.5=4.2kN/m 22q=1.4*60=8.4kN/m2g+q=4.2+8.4=12 6kN/m=0.65kN/m 3.49 kN/m2 取 3

4、.5 kN/m 2板的活荷载标准值：永久荷载分项系数为所以取1.3。于是板的恒荷载设计值：活荷载设计值： 荷载总设计值：1) 计算简图次梁截面为200*500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承0.1*25=2.5kN/m 220.020*17=0.34kN/m长度为120mm。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：l=l°+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.025ln=1950mm ，取 lo=195Omm中间跨：lo=l n=2100-200=1900mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单

5、元，计算简图如下图所示：2) 弯矩设计值查表得，板的弯矩系数a 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2 2M1 =-M b=(g+q)l 012/11=12.6*1.95 2/11=4.36kN.m2 2Mc=-(g+q)l 01 /14=12.6*1.9 /14=3.25kN.m2 2M2=(g+q)l01 /16=12.6*1.9 /16=2.85kN.m3) 正截面受弯承载力计算2 板厚 100mm, ho=1OO-2O=8Omm ;板宽 b=1000mm。C25 混凝土，a 1=1.0, fc=11.9N/mm , fy=2

6、10N/mm2 ;板配筋计算的过程如下表：板的配筋计算表截面1B2C弯矩设计值（kN.m）4.36-4.362.853.252a s=M/a1fcbh 00.0650.0650.030.034E =1-(1-2 a S) 1/20.0670.0670.030.035轴线计算配筋（mm2304304136159，AS= E bhofc/fy实际配筋（mm20 81500 81500 81800 8180As=335As=335As=279As=279轴线计算配筋（mm23043040.8*136=0.8*305=AS= E bhOfc/fy109127实际配筋（mm20 81500 81500

7、81800 8180As=335As=335As=279As=279计算结果表明，E均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则；As/bh=279/（1000*80）=0.34%，此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/210）=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4.2*2.1=8.82kN/m恒荷载设计值：板传来恒荷载：次梁自重：0.2* (0.5-0.1) *25*1.2=2.4kN/m次梁粉刷：0.02* (0.5-0.1 ) *2*17

8、*1.2=0.32kN/m小计：11.6kN/m活荷载设计值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m荷载总设计值：g+q=29.3kN/m2) 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：1=10+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.025In=6508mm，取 l°=6475mm 中间跨：l0=l n=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：11 1 1 11 1FII1 11 1 111一 ; 一 一、16I/01.6350* 5350F

9、 '11i-111!1 13) 内力计算弯矩设计值：2 2 2M1=-Mb=(g+q)l 0/11=29.3*6.475 /11=111.68kN.m222Mc=-(g+q)l n /14=29.3*6.350 /14=85.05kN.m222M2=(g+q)l01 /16=29.3*6.350 /16=73.85kN.m剪力设计值：VA=0.45*(g+q)l 01 =0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l 01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102.33

10、kN.mVc=0.55*(g+q)l 01=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=l/3=6600/3=2200mm，又bf=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。2 2C25 混凝土， a 1=1.0, fc=11.9N/mm , ft=1.27N/mm ，纵向钢筋采用HRB400 钢，fy=360N/mm 2,箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/m2。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。次梁正截

11、面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值(kN.m)111.68-111.6873.8585.05a S=M/ a 1fcbh02 或0.01220.01220.0080.009a S=M/ a 1fcb'fh02E =1-(1-2 a S)1/20.0120.0120.0080.009As = E b'fh0fc/fy529529353397As= E bh0fc/fy选配配筋(mm23© 183© 183© 163 © 16As=763As=763As=603As=603计算结果表明，E均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则；As/b

12、h=762/(200*500)=0.762%，此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=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=365mm，hw/b=365/200=1.8<4，截面尺寸按下式验算：0.25 3 cfcbh°=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>V max=115.06kN。故截面尺寸满足要求。 0.7ftbhg=0.7*1.27*200*465=82.7kN>V A=73.

13、34kN。仅需按造配置箍筋，选配© 820Q psv=2*50.24/ (250*150 ) =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=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主梁粉刷：0.02* (0.6-0.1) *2*17*1.2*6.3=2.142kN小计：取106.55kN活荷载：17.64*6.6=116.45kN取 152.0kN2、计算简图主梁按

14、连续梁计算，端部支承在砖墙上，支承长度为370mm中间支承在400*400mm的混凝土柱子上，其计算跨度边跨：ln=6300-120-200=5980mm，因 1.0251 n=150mm<a/2=185mm，取101=1.0251 n+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm中间跨：l0=6000mm主梁的计算简图如下图：3、内力设计值及包络图A) 弯矩设计值弯矩M=k iGlo+k2Qlo公式中系数ki, k2查表得Mi, max =0.244* 106.55 *6.3+0.289* 155*6.3=446kN.mMb，max =-0.267*106.55 *6.3-0

15、.311*155*6.3= -483kN.mM2, max =0.067* 106.55 *6 +0.200*155*6=229kN.mB) 剪力设计值剪力V=<3G+k4Q公式中系数k3 , k4查表得Va，max =0.733* 106.55 +0.822*155=210kNVbl，max =-1.267* 106.55 -1.311*155= -338kNVbr, max =1.0* 106.55 +1.222*155=296kNC) 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 *6.64-0.1

16、33*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=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：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(与前面计算的 M1max=431kN.m 相近。)1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=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

17、矩值：1/3Gl0+MB=1/3*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：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m在第 2 跨内以支座弯矩 Mc=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3

18、kN.m 。以支座弯矩 MB=-287kN.m,M c=-242.3kN.m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：1/3(G+Q)l 0+Mc+2/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m1/3(G+Q)l 0+Mc+1/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kN.m 第2跨有活荷载，第1、3跨没有活荷载MB=Mc=-0.267*86*6.64-0.133*152

19、*6.64=-286.7kN.m ，第 2 跨两集中荷载作用点处的弯 矩：1/3(G+Q)l 0+M B=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为：1/3Gl 0+1/3M B=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m1/3Gl 0+2/3M B=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m弯矩包络图如图：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.

20、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：4、承载力计算1）正截面受弯承载力跨内按T形

21、截面计算，因 b'f/ho=1OO/615=O.16>O.1，翼缘计算宽度按l/3=6.9/3=2.3m和 b+sn=6. m中较小值确定，取 b'f=2.3m。B支座边的弯矩设计值 MB=MBmax-Vob/2=398.2-231.4*O.4O/2=351.7kN 。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：主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值(kN.m)367.7-398.2193.4-68.4a s=M/ a 1fcbh02 或0.0360.0420.0190.007a s=M/ a 1fcb'fh02Y s=1-(1-2 a s)1/2/20.980.980.990.996AS=M/ y sh0fy16951913882310选配配筋(mm24© 257© 203© 202© 20As=1963As=2200As=942As=628计算结果表明，E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 0.45ft/fy=0.45*(1.27