工程结构课程设计

1、1.设计资料某工业仓库楼盖，平面尺寸如图1所示。其中纵向尺寸为5XA,横向尺寸为2XB(A=6600mpB=6900mm外围墙体为砖墙，采用MU1骁结普通砖、M5混合砂浆砌筑，其中纵墙厚度为370mm横墙厚度为240mm轴线通过各墙体界面中心线。楼梯间设在该平面之外。0%Ea/-1Aa/rLR11Ax广777图1楼盖平面轴线尺寸本设计中内柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mr400mm楼面采用水磨石面层，白重标准值0.65kN/m2；顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚，白重标准值17kN/m3；钢筋混凝土白重标准值25kN/m3。混凝土强度等级：C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/m

2、m2,ftk=1.78N/mm2)。楼面活荷载标准值qk=5.5kN/m3。2.设l算书2.1楼盖结构平面布置根据给出的平面尺寸，确定主梁沿仓库横向布置，故主梁跨度I主梁=6900mm次梁跨度1次梁=6600mm主梁每跨内布置两根次梁，板跨度I板=2300mm楼盖的结构平面布置图见图22.2楼板设计(按塑性理论方法)2.2.1确定板厚及次梁截面板厚hh_l/30=2300/30=76.7mm,单向现浇工业建筑楼板最小厚度70mm取h=80mm次梁截面bxh次梁截面高h按(1/20-1/12)初估，选h=450mm截面宽b=(1/21/3)h,选b=200mm2.2.2板荷载计算 恒荷载：g=1

3、.2X(0.65+0.08X25+0.02X17)=3.59kN/m2。 活荷载：q=1.3x5.0=6.5kN/m2。g+q=10.09kN/m2；q/g=1.8c32.2.3计算简图取板宽b=1000mr为计算单元，由板和次梁尺寸可得板的计算简图，如图3所示。其中中间跨的计算跨度l0=ln=2.3-0.2=2.1m;边跨的计算跨度l°=ln+h/2=(2.3-0.1-0.185)+0.08/2=2.06m。边跨与中间跨跨度差(2.1-2.06)/2.06=1.9%<10%,故可按等跨连续板计算内力。次梁1Q0(a)g+q=10.09kN/m2/7777777T7/77777

4、77T7/7T7777777j77777Zw7777777720602100210021002100(b)图3板的计算简图2.2.4弯矩及配筋计算板的保护层取15mm则板的截面有效高度h。=h-20=60mm,考虑©-轴线间的弯矩折减。楼板配筋采用HPB300(fy=270N/mm、;知=0.576)列表1计算如下表1板的配筋设计截面边跨跨中离端第一支座离端第二跨中中间跨中中间支座弯矩系数a1/11-1/111/16(1/16X0.8)-1/14(-1/14X0.8)-,2M=a(g+q)l°(kNm)1/11X10.09X2.063.89-1/110.092.12=-4.

5、051/16乂10.09乂2.12=2.78(2.22)-1/110.092.12=3.18(2.54)0.095-0.0900.067(0.053)-0.072(-0.058)M匚=1一1一三0.5fcbh°-fcbh2As=(mm)fy252238178(141)191(154)选用钢筋481904819046140(4)6160)46140(4)6160)实际钢筋面积265265202(177)202(177)注：括号内数字用于-(5轴间由上表可知，均小于匕。楼板的受力钢筋最小配筋面积：A,min=Pminbh=maxb.2%,45ft/fy%=0.21%xi000x80=16

6、8mm2,实配受力钢筋面积均大于168mm2,满足要求。2.2.5楼板配筋图绘制为方便设计与施工，采用分离式配筋。板的配筋图中除了按计算配置受力钢筋外，还应设置构造钢筋： 分布钢筋：根据GB50010-201O规范规定，配筋面积、一max(26515%,1000800.15%)=120mm2且至少为§6250故选用§6220As=129mm2120mm2,满足要求。 板面沿板边构造钢筋：根据GB50010-201醐范规定，至少为48200且配筋面积As占265/389mm2,故选用§8200A=251mn2。钢筋从墙边伸入板内长度至少为2060/7=295mm取3

7、00mm钢筋从梁边伸入板内的长度至少为2060/4=515mm取550mm 板面板角构造钢筋，选用48200双向配置在楼盖四角。钢筋从墙边伸入板内的长度为550mm根据以上数据绘制楼板配筋图，楼板配筋图详见结构施工图图1。2.3次梁设计(按塑性理论方法)2.3.1确定计算简图荷载板传来的恒荷载：3.59x2.3=8.26kN/m次梁日重:25X0.2X(0.45-0.08)=1.85kN/m梁侧抹灰：17X0.015X(0.45-0.08)X2=0.19kN/m次梁恒荷载:g=8.261.2(1.850.19)=10.71kN/m次梁活荷载：q=1.35.02.3=14.95kN/mgq=25

8、.66kN/mq/g=1.40：3主梁截面尺寸选择主梁截面高度h为(1/141/8)1。=493863mm,选h=700mm；由b=(1/21/3)h,选b=300mm则主梁截面尺寸bxh=300mrH700mm 计算简图根据平面布置及主梁截面尺寸，可得出次梁计算简图（图4）。中间跨的计算跨度1°=1n=6.30m；边跨的计算跨度l°=ln+a/2=6.33+0.24/2=6.45m<1.025ln=6.49m。边跨和中、t6.45-6.30间跨计算跨度相差K=2.4%，可按等跨连续梁计算。6.30(a)g+q=2566kN/mM506300630063006300(

9、b)次梁的计算简图2.3.2次梁内力及配筋计算正截面承载力计算次梁跨中截面按T型截面计算，翼缘计算宽度按GB50010-2010规范中表b；£1。/3=6300/3=2100mm5.2.4规定b；b+&=200+2100=2300mm取h0=45035=415mmhf/h0=80/415=0.1930.1,故取bf=2100mm'一.hf80'，一且fcbfhf(hb-万)=11.护2100乂80乂(415-)=749.7kNm»M，故属于I类T形截面。次梁受力纵筋采用HRB40(a(fy=360N/mm2;J=0.517)，列表2计算aw边跨跨中离

10、端第一支座离端第二跨中中间跨中中间支座弯矩系数a1/11-1/111/16-1/14M="(g+q)1；(kNm)1/11X25.66X6.452=97.05-1/125.66_26.452=-97.051/16乂25.66x6.32=63.661/14乂25.66尺6.32=72.75截面类别及截面尺寸一类T形bxh=210(X450矩形bxh=20(X450一类T形bXh=2100<450矩形bxh=20«450己dLM-1_J1_20.5fcbh°0.0230.2740.0150.197八fcbh。，2.As-(mm)fy663752433541选用钢

11、筋2Jl_18+1加162420+侦161Jl16+0143Jl16实际钢筋面积710829509603表2次梁正截面受弯承载力计算由上表可知，均小于匕，支座，小于0.35。楼板的受力钢筋最小配筋面积：人刚=Pminbh=maxb2%,45ft/fy%=0.2%><200x450=180mm2,实配受力钢筋面积均大于180mm2,满足要求。斜截面受剪承载力计算a.剪力设计（列表3计算）表3剪力设计值计算表aw端支座右侧离端第一支座左侧离端第一支座右侧中间支座左侧、右侧剪力系数«v0.450.60.550.55V=c(V(g+q)ln(kN)0.45x25.66x6.33=

12、73.100.625.66乂6.33=97.460.55x25.66x6.3=88.920.55x25.66x6.3=88.92b.截面尺寸校核hw/b=450/20040.25fcbh。=0.2511.9200415=246.9kNV故截面尺寸满足要求。c.箍筋设计（列表4计算）aw端支座右侧离端第一支座左侧离端第一支座右侧中间支座左侧、右侧V(kN)73.1097.4688.9288.920.7ftbh0(N)73738737387373873738ftbh°(N)105410105410105410105410箍筋肢数、直径246246246246Asv,二=0.24ftb/f

13、yvsV<0.7ftbh°0.290.290.29s(mm)180180180180表4箍筋计算表（选用HPB30傲筋）注：s最大为200mm2.3.3次梁配筋绘制根据2.3.2的计算结果画出次梁配筋图，架立钢筋选用2&12钢筋，钢筋等级同纵向受力筋，中间支座负钢筋分别在l°/3处及l°/5+20d处截断，次梁配筋图详见结构施工图图2。2.4主梁设计（按弹性理论方法）2.4.1确定计算简图荷载次梁传来的恒荷载：10.71x6.6=70.69kN主梁白重:25X2.3X0.3X(0.7-0.08)=10.70kN侧梁抹灰:17X2.3X0.015X(0

14、.7-0.08)x2=0.73kN主梁恒荷载:G=70.691.2(10.700.73)=84.41kN主梁活荷载：Q=14.956.6=98.67kNGQ=183.08kN计算简图主梁端部支撑在砖墙上的两跨梁，支撑长度为370mm中间支撑在400mmX400mm勺混凝土柱上，其边跨的计算跨度为bal0=k=6.90m22l0=1.025lnb=6.88mm2两者较小值，1。=6.88m假定主梁线刚度与钢筋混凝土柱线刚度比大于5,主梁可视为较支柱顶上的连续梁，计算简图如图5(a)G=84.41kN(b)图5主梁的计算简图2.4.2内力计算和内力包络图在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等

15、跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算弯矩：M=KGlKQl弯矩：V=KGKQ具体计算结果以及最不利内力组合见表5表5主梁正截面受弯、斜截面受剪计算表项次荷载图跨中最大弯矩支座弯矩剪力MM2MBVaVBl(VBr)VC0.2220.222-0.3330.667-1.333(1.333)-0.667JiA-一必w3128.93128.93-193.3956.31-112.52(112.52)-56.31,1Q1_0.278-0.056-0.1670.833-1.167(0.167)0.167188.73-38.02-113.3782.20-115.15(16.48)16

16、.48aAibAi/QQ0.2220.222-0.3330.667-1.333(1.333)-131.53(131.53)-0.667150.71150.71-226.0665.82-65.82|aAitA2cZbII不利“力且合®+(D317.6690.91-306.76138.51-227.67(129.00)-39.83+279.64279.94419.15122.13-244.05(244.05)-122.13由表5绘出弯矩包络图和剪力包络图，如图6317663LM6(a)弯矩包络图+心13-4.40-44.白L-60.68-L2.OO一雄7茁7-2+4,05-a-14,05

17、-227.67-ie9.ro-3胡T4&-4+.4(1*122.13+136.51(a)剪力包络图图6弯矩包络图和剪力包络图2.4.3截面配筋计算边跨截面在正弯矩作用下，为T形截面，其翼缘宽度按GB50010-2010规范Ib,-L/3=6880/3=2294mm中表5.2.4规定壬b+Sn=300+6300=6600mm._'取h0=700-35=665mmhf仇=80/665=0.120.1，故取bf=2294mm且，故属于一类T形截面。跨中钢筋按一排考虑，h。=h-a=700-35=665mm。支座截面在负弯矩作用下，为矩形截面，按两排钢筋考虑，取ho=h-as=700-

18、70=630mm主梁中间支座为整浇支座，宽度400mm则支座边Mc=M-"b,2V0=G+Q=183.08kN。主梁受力纵筋采用HRB40(05(fy=360N/mm2;七=0.517)，箍筋采用HPB300级(fy=270N/mm2)配筋计算结果如表6、表7:表6主梁正截面受弯计算aw边跨跨中中间支座M(kNm)317.66-391.69截面类别及截面尺寸一类T形bxh0=2294<665矩形bxh=300<630J“一_)0.5fcbh°0.0270.331Afcbh。2As=(mm)fy13622068选用钢筋2A22+2J_204J).22+2A20实际钢筋面积13882148注：。中间支座弯矩已修正为Mc,2As,min=Pminbh=maxb.2%,45ft/fy%>=420mm2表7