混凝土结构设计课程设计

1、混凝土结构设计课程设计现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖指导教师：.学生姓名：_学号：班级:一、设计题目：现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖某轻工业厂房，二楼包装车间楼面结构拟采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖，要求按所设定的结构支承条件、尺寸关系、材料与荷载作用等情况，进行楼盖结构的板、次梁、主梁的内力计算与配筋设计，并绘制施工图。二、设计条件1 .结构形式：楼盖的纵向为4个柱距，主梁横向为4跨,支承形式是周边为240厚的承重砌体墙，在搁置主梁处墙体设壁柱承重，中间支座为钢筋混凝土柱(300mmx300mm)。图一梁板结构平面布置2 .材料：混凝土采用C25(fc=11.9N/mm2,f

2、t=1.27N/mm2,fck=16.7N/mm2,Ec=2.80X104N/mm2)钢筋采用HPB235(fy=210N/mm2,E=2.1X105N/mm2)或HRB335(fy=300N/mm2,Es=2.0X105N/mm2)3 .荷载：1)恒载楼面构造层做法：采用20mm厚水泥砂浆找平，面层用10mm耐磨砂浆压关抹平；板底梁侧与顶棚均采用20厚混合砂浆抹面(参考标准容重可分别取20kN/m3,22kN/m3,18kN/m3)。2)活载标准值为7.0kN/m2。包载分项系数为1.2,活载分项系数为1.3。三、板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的以=6000mm=2.73-<

3、;3,宜按双112200mm向板设计，按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。本设计按单向板设计。板的厚度按构造要求取h=80>k=2200mm=55mm。次梁截面高度取4040h=450mm>W=6000mm=400mm,截面宽度b=200mm。板尺寸及支承情况1515如图下：图二板的尺寸bq二12E8kN/W"777712020202020202020a'.-1-/.图三计算简图1）荷载恒荷载标准值20mm厚水泥砂0.02m乂20kN/m3=0.4kN/m280mm钢筋混凝土板0.08mX25kN/m3=2.0kN/m210mm耐磨

4、砂浆0.01mx22kN/m3=0.22kN/m220mm厚混合砂浆0.02mx18kN/m3=0.36kN/m2gk=2.98kN/m2线包载设计值线活载设计值即每米板宽2）内力计算板计算跨度为：边跨ll取l0=2.02m中间跨g=1.2X2.98kN/m2=3.58kN/m2q=1.3X7.00kN/m2=9.10kN/m2g+q=3.58kN/m2+9.10kN/m2=12.68kN/m212.68kN/m2h2a22.2m0.12m2.2m0.12m0.2m20.2m20.08m20.12m22.02m2.04m2.02ml0=2.2m-0.20m=2.0m跨度差（2.02m-2.0m

5、）/2.0m=0.01<10%因此可以采用等跨连续梁板计算内力（为简化计算，统一取l°=2.02m）取1m宽板带作为计算单元，计算简图如上所示，连续板各截面的弯矩计算见下表表1连续板各截面弯矩计算截面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1111m11111614，、,2Mm(gq)l04.7-4.73.2-3.7/(kN.m)3）截面承载力计算b=1000mm,h=80mm,h0=（80-20）=60mm,11.0,连续板各截面的配筋计算见下表：表2连续板各截面配筋计算边区板带（，轴线问）中间区板带（轴线问）板带部位截面边跨跨内离端第二支座中间跨跨内

6、中间支座边跨跨内离端第二支座中间跨跨内中间支座M/(KN-m)4.7-4.73.2-3.74.7-4.72.562.96Ms1fcbh：0.110.110.0750.0860.110.110.060.0690.1170.1170.0780.090.1170.1170.0620.0721J12sAsbh01fc/fy/(mm2)398398266306398398211245选配钢筋。10180。10180。8180。8160。10180。10180。8180。8180实配钢筋/mm2436436279314436436279279四、次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算主梁的高度按l3-6

7、600550mm，故取h650mm,梁宽b=250mm。次1212梁有关尺寸及支撑情况如下图所示1)荷载包载设计值由板传来3.58kN/m2X2.2m=7.88kN/m次梁自重1.2X25kN/m3x0.2mX(0.45m-0.08m)=2.22kN/m梁侧抹灰1.2X18kN/m3x0.02mx(0.45m-0.08m)x2=0.32kN/mg=10.42kN/m活荷载设计值由板传来q=9.10kN/m2X2.2m=20.02kN/m合计g+q=30.44kN/m2）内力计算边跨计算跨度:ln=6.0m0.12m-0.25/2=5.755mln5.755m0.24m25.875m1.025l

8、n1.0255.755m5.899m5.875m取1o=5.875m中间跨1o=ln=6.0m-0.25m=5.75m跨度差(5.875m5.75m)/5.75m=2.2%<10%说明可以按等跨连续梁计算内力。计算简图如下图图4次梁尺寸J、rIL1口rjrJirirJr11/1、rt'iriri<ir1r.4'IffTtfj口grJJirllllri7Z?TEfffff5875575057505785图5计算简图连续次梁的弯矩及剪力计算分别见表3和表4:表3连续次梁弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座弯矩计算系数1111m11111614一，、,2

9、Mm(gq)l0/(kN.m)95.51-95.5162.90-71.89表4连续次梁剪力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座剪力计算系数V0.450.60.550.55Vv(gq)ln/kN78.83105.1196.2796.273）截面承载力计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：边跨11bfl05875mm1960mmb8200mm2000mm2200mm331离端第一跨、中间跨bf-5750mm1920mm3梁高h=450mm,h°=450mm35mm=415mm翼缘厚hf80mm判别T形截面类型：按第一类T形截面试算。跨内截面0.021Thf/ho=

10、80mm/415mm=0.193,故各跨内截面均属于弟一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取h0=450mm-60mm=390mm,其他中间支座按布置一排纵筋考虑，取h0=415mm。表5连续次梁正截面承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座M95.51-95.5162.90-71.892sM/1fcbfh0sM/1fcbfh；0.0240.2640.0160.199112s0.0240.3130.0160.224As1fcbfh0/fyAs1fcbh0/fy，z2、/(mm”)774.4968.4505.7693.1选配钢筋3也203M18+1

11、620好16+16184A16实配钢筋回积/mm29421077.26038044）斜截面强度计算表6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外侧、内侧V/kN78.83105.1196.2796.270.25cfcbh0/kN246.9>V232.0>V232.0V246.9>V0.7ftbh0/kN73.8<V69.3<V69.3<V73.8<V选用箍筋2小82小82小82小8A212AsvnAsv1/mm1011011011011.25fyvAvh0sV0.7ftbh0/mm按构造配筋351.3384.048

12、9.4实配箍筋间距s/mm200200200200五、主梁计算主梁按弹性理论计算。由已知条件得，柱截面尺寸为300nlmX300mm.主梁的有关尺寸及支承情况如图示。10.42KN/mX6.0m=62.52kN1）荷载计算包载设计值由次梁传来主梁自重1.2X25KN/m3x0.25mX(0.65m-0.08m)x2.2m=9.41kN梁侧抹灰1.2X18KN/m3x0.02mX(0.65m-0.08m)X2X2.2m=1.08kN活载设计值由次梁传来G=73.01kNQ=20.02KN/mX6.0m=120.12kNG+Q=193.13kN合计图6主梁的尺寸|Q|QQjQ口jQjQ口二120!

13、2kN2o24,/T二hldi)22flC'220066006000«>2yo“20Tr2bo4-0图7计算简图2）内力计算计算跨度:边跨ln=6.60m-0.12m03m=6.33m2中间跨bl0=1.025ln+一21.0256.33m6.33m0.36m20.3m20.3m26.64m6.66mln=6.60m0.30m=6.30miCIC'iQiG|6I5ICIG二73.01kN1o=ln+b=6.30m+0.30=6.60m跨度差(6.64m6.6m)/6.6m=0.61%<10%则可按等跨连续梁计算:由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视

14、为钱支柱顶上的连续梁，计算简图如上所示。在各种不同分布分布的荷载下作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则M=KG0+KQ0V=KG+KQ式中系数K查表可得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7,表8。将以上最不利荷载组合下的弯矩及剪力图分别叠画在同一坐标图下，即可得主梁的弯矩弯矩包络图及剪力包络图，如图4示。表7主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内第二支座中间跨内中间支座KMiKMbKM2KMccc11QI13C11C70.238115.370.286137.810.11153.490.19292.52工.444Q0QQ0.286228.110

15、.143113.370.09575.321162.90占4.443GnJ11QI1J10.226180.260.321254.490.194153.800.04838.05a4QQQQ0.09575.320.175138.740.286226.7425.111cn10.274218.540.178141.120.04838.0559.72k0.1310.143a34.62103.8672.41113.37最不利荷载组合遂343.48-251.18116.39-167.840X3295.63-392.3207.29-130.57+4140.48-213.13192.23-319.26嫂333.9

16、1-278.93-6.23-54.47dX680.75-241.67125.9-205.89最大值343.48-392.3207.29-319.26表8主梁剪力计算序号计算简图端支座第二支座中间支座KVAinKVBexKVBinKVcexKVeinCCQGCGCC0.714COdQ1.28693.891.09579.950.90566.070.90566.07111144440Q00"-0.857102.941.143137.300.0485.770.0485.770.952114.35Aa-*44(15!a1111Q0.67981.560.72687.210.10712.850.7

17、2687.210.10712.85.Q】QQtor0.09511.411.191.191.191.191T142.94142.94142.941429一4d©-10.8220.2260.060.2260.0698.7427.157.2127.157.2qadHhtoiaQ0_下一a二4；0.1311.0130.1781.0130.17815.74121.6821.38121.68，21.38最不利荷载组合155.1-231.285.7-71.84180.4+3133.7-181.192.8-153.378.9263.5-236.8222.9-209.0209.0谊150.9-66.7

18、472.7-38.958.9理）36.39-215.6101.3-187.887.5最大值155.1-236.8222.9-209.0209.0图8主梁的弯矩包络图及剪力包络图3）截面承载力计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:1 1bfl06600mm2200mmbs06000mm3 3并取h°=650mm-35mm=615mm。判别T形截面类型0.060hf/h080mm/615mm0.130,故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，取h0=650mm-80mm=570mm（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

19、下按矩形截面计算，取h0=650mm-60mm=590mm。表9主梁正截面承载力计算截面边跨跨内第二支座中间跨内中间支座M/(kN.m)343.48-392.3207.29-319.26bVo-/(kN.m)28.9728.97bMV0b/(kN.m)2363.3290.3sM/1fMh：sM/#a20.0350.3760.0210.300112s0.0360.5020.0210.368As1fcbfho/fyA1fcbh)/fy1932.12703.61127.02080.1选配钢筋2X22+2.£252电22+4Jl252Jl22+2A252Jl22+4J)25实配钢筋面积/mm

20、21960272019602720表9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中间支座外侧、内侧V/kN155.1-236.8222.9209.00.25cfcbh0/kNcc457.41>V423.94>V423.94>V423.94>V0.7ftbh°/kN136.68<V126.68<V126.68<V126.68<V箍筋肢数、直径2小82小82小82小8八八，2AsvnAsv1/mm1011011011011.25fyvAsvh0s/mmV0.7ftbh0885.4实配箍筋间距s/mm200200200

21、2001.25fyvAsvVcs0.7ftbh0ys/KN137137137VVcs,Asb/mm0.8fysin588.1506.2424.3选配弯筋1A281A281_128实配弯筋面积/mm2615.8615.8615.84）主梁吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中力为182.64103N2=430.6mmG+Q=62.52+120.12=182.64kN22fysin2300N/mm20.707选2318(As=509mm2)六、裂缝宽度验算1）板的裂缝宽度验算截面1B2C32Mkm(gkqk)lo(kN.m)6.306.174.254.854.25As(mm2)436436279314279sknQ_A,(Mpa)0.87Ash0276.827