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/）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：3结构类型：框架结构3建筑材料：3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4荷载4计算简图5弯矩计算值5正截面受弯承载力计算54.次梁设计64.1荷载64.2内力计算64.3承载力计算6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8弯矩设计值9剪

2、力设计值9弯矩、剪力包络图95.4承载力计算10正面受弯承载力10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13对支座B的配筋面积计算13对第二跨中配筋面积计算137.2对主梁裂缝宽度计算14对支座B进行裂缝宽度计算14对第一跨中进行裂缝计算151.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/，横向柱网尺寸

3、取为：6.6m，纵向柱网尺寸与横向柱网相同。1.2设计条件：1.2.1结构类型：框架结构1.2.2建筑材料：1.2.2.1楼面做法：（自上而下）18mm厚大理石（重度28kN/）；1：3水泥砂浆找平22mm厚现浇钢筋混凝土楼板，板底混合砂浆抹灰20mm厚楼盖建筑平面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，/=6.6/2.2=3，因此按单向板设计。按跨高比条件，要求板厚h2200/40=55mm，对百货大楼的楼盖板，要求h60mm，取板厚h=70mm。次梁截面高度应满足h=/18/12=6600

4、/186600/12=367550mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度取b=200mm主梁截面高度应满足h=/14/8=6600/146600/8=470825mm。截面宽度为b=300mm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/70mm现浇钢筋混凝土板 0.07×25=1.75kN/22mm1：3水泥砂浆找平 0.022×20=0.44kN/20mm板底混合砂浆抹灰 0.02

5、5;17=0.34kN/ 轻型Pvc吊顶 自重不计 小计 3.034kN/板的可变标准荷载值 3.5kN/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/，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=+=1.35×3.034+0.7×1.4×3.5=7.53kN/q=+=1.2×3.034+1.4×3.5=8.54kN/由于>，所以取q=8.54kN/，近似取q=8.5kN/3.1.2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=2200-100-200=

6、1900mm，取=1900mm中间跨=2200-200=2000mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示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座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内 中间跨跨内中间支座弯矩计算系数 amM= am（g+q）l02 /(KN.m) -2.122.43-3.12.125-2.433.1.4正截面受弯承载力计算板带部位截面边区板带（1-2,5-6轴线间）中间区板带（25轴线间）端支座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内，中间跨跨内中间支座端支座边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内，中间跨跨内中

7、间支座M/(KN.m)-2.1252.43-3.102.125-2.43-2.152.43-3.101.7-1.9440.0720.08260.1040.0720.08160.0720.08160.1040.0570.0650.0750.0860.1100.0750.0860.0750.0860.1100.0590.067As=bfh0a1fc/fy165.3190242165.3190165.3190242130148选配钢筋8260826010320103208260826082608260103201032061906190实配钢筋193193245245 193193193193245

8、245 149149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，=70-20=50mm；板宽b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9kN/；HPB300钢筋，=270N/。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 3.034×1.2×2.2=8kN/m次梁自重 0.2×（0.5-0.07）×25×1.2=2.58kN/m次梁粉刷 0.0

9、2×（0.5-0.07）×2×17×1.2=0.35kN/m小计 g=10.94kN/m可变荷载设计值 q=4.9×2.2=10.78kN/m荷载总设计值 g+q=21.72kN/m3.1.2计算简图次梁与主梁整体浇筑。主梁截面为300mm×700mm。计算跨度：边跨=6600-300-300/2=6150mm中间跨=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座离端第二跨

10、跨内 中间跨中间支座弯矩计算系数 am M= am（g+q）l02 /(KN.m) 58.68 -78.40 53.88 -61.58 连续次梁剪力计算截面端支座端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧 内侧剪力计算系数 av0.500.550.550.550.55V= av（g+q）ln /KN66.7966.7973.4775.2675.263.3承载力计算3.3.1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=/3=6150/3=2050mm<=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除B截面纵向钢筋排两排布置外。其余截面均布置

11、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=500-35=465mm二排纵向钢筋=500-60=440mm。C25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；纵向钢筋采用HRB335钢，=300N/，箍筋采用HPB300钢，=270N/。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座离端第二跨跨内中间支座M(kN·m)-34.2358.68-78.4053.88-51.680.007250.0110.170.009970.120.007280.0110.188<

12、3.50.010.13As=bfh0a1fc/fy25394655387480选配钢筋212+116316+110210+214210+214实配钢筋427682387465 3.3.2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侧离端第二支座内侧中间支座内侧，外侧V/KN73.4782.1075.2675.26(kN)2767000>V2618000>V2618000>V2767000>V(kN)82600>V78200>V78200>V82600>V选用箍筋28282828(mm2)101101101101(mm)按

13、构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配间距(mm)200200200200 4.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）×2×2.2×17）×1.2=13.6kN永久荷载设计值 G=72.2+13.6=85.8kN 取G=86kN可变荷载设计值 Q=10.78×6.6=71.15kN 取Q=71kN4.2计算简

14、图主梁按连续梁计算，主梁与边柱整体浇筑，边柱尺寸为500mm×500mm，中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其计算跨度边跨 =+a/2+b/2=6600-500-200+250+200=6350mm取 =1.025+b/2=1.025×5900+400/2=6247mm近似取=6250mm中跨 =6600mm<=1.05=6510mm主梁的计算简图如下，因跨度相差不超过10%，故可利用附表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/M1K/MB(MC)K/M20.244131.15-0.267-14

15、7.740.06737.010.289128.24-0.133-61.47-61.47=-20.49-0.133-61.470.20092.440.229101.62-0.311(-0.089)-143.74 (-41.74)0.17078.58=-13.71-41.74 (-143.74)78.58最不利荷载组合+259.39-206.48 -24.46+110.66-206.48129.45+232.77-300.17 -197.57115.59+117.44-197.57 -300.17115.59 主梁剪力计算序号计算简图端支座 中间支座K/VAinK/VBex(VCex)K/VBin

16、0.73366.48-1.267 (-1.000)108.96 (-86)1.000 (1.267)86 (108.96)0.86661.49-1.134-80.51400.68948.95-1.131 (0.778)-80.30 (-55.25)1.222 (0.089)86.76 (6.32)=VBex=-6.32-6.32 (-86.76)55.25 (80.30)最不利荷载组合+124.53-189.4786+111.99-189.26172.76 (115.28)+59.65-115.28141.25 (189.26)剪力包络图如下（b）所示主梁的内力包络图（a）弯矩包络图；（b）剪

17、力包络图5.4承载力计算5.4.1正面受弯承载力跨内按T形截面计算，因=0.1050.1。翼缘计算宽度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中较小值确定取=2.2m 支座截面按矩形截面计算，取=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=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M(kN·m)259.39-288.75129.45-24.46V0b/2 (kN·m)32.2(M-V0b/2 )/ (kN·m)-267.97 /mm20.0220.1

18、80.01120.0170.0220.20.01120.017As=bfh0a1fc/fy13001499653128选配钢筋218+222218+222+212218+210210实配钢筋/mm212761491666157 主梁纵向钢筋的弯起和切断按弯矩包络图确定。5.4.2斜截面受剪承载力 主梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧V/KN124.53-189.26172.76(N)593500>V562300>V562300>V(N)177400>V168000<V168000<V选用箍筋282828(mm2)10110110

19、1(mm)实配箍筋间距(mm)200200200 /N297254297254 /mm选配弯筋实配弯筋面积 /mm2主梁边支座需设置梁垫，计算从略。5.4.3.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=141.3KN141300/(23000.707）=380.8mm2选216（=402mm2）6. 绘制施工图 次梁配筋图主梁配筋图7.对主梁挠度与裂缝宽度的计算7.1对主梁挠度的计算简化将梁为简支梁来计算，综合其有矩形截面与T型截面的计算，故有7.1.1对支座B的配筋面积计算由已知可得=1495，按矩形截面进行计算，=0.5由计算可求得=13.2kN/m，=7.7kN

20、/m求和=+=×13.2×+×7.7× =102.1kN·m=+=×13.2×+×0.5×7.7×=83.25kN·m计算有关系数=×=0.057=0.0140.01=126.6××=0.447计算=1.97×N·计算BB=×1.97×=1.09×N·变形验算=×=3.85mm查附表5-1知，=1/200=0.005=3.49/6510=0.00060.005变形满足要求。7.1.2对第

21、二跨中配筋面积计算由已知可得=666，按T型截面进行计算求和=+=×13.2×+×7.7×=110.7kN·m=+=×13.3×+×7.7×=90.3kN·m计算有关系数=×=0.024=1.94×10×故=0.01=287××=0.67计算=8.72×N·计算BB=×8.72×=4.8×N·变形验算=×=10.1mm查附表5-1知，=1/200=0.005=10.1/6510=0.00150.005变形满足要求。第一跨中，=1269，也满足要求。7.2对主梁裂缝宽度计算对于受弯构件=2.17.2.1对支座B进行裂缝宽度计算（因为最大所以对B截面进行计算）已知=1495=0.014/=18.3/0.014=1307=124.6××=0.44=（1.9c+0.08×/）=2.1×0.44×（1.9×25+0.08×1307）=0.008mm=0.008mm=0.3mm满足要求。7.2.2对第一跨中进行裂缝计算已知=1269=0.00530.01故取=0.01/=20.2/0.01=20