混凝土结构课程设计

1、摘要本设计主要进行了结构方案中单向板肋梁楼盖设计。在确定框架布 局后，先进行楼层间荷载代表值得计算，进而求出在水平荷载作用下 的结构内力（弯矩和剪力） 。完成了板，次梁和主梁等构件的内力和配 筋计算及施工图绘制，楼盖的设计完成了板的配筋和次梁与主梁的配 筋计算。2012年 12 月 10 日课程设计任务书（一）课程设计目的本设计是混凝土结构设计原理中一个重要环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构 工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。1了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为今后从事实际设计工作奠定初步基础。2复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等

2、章节的理论知识。3掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：（1）掌握单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图的确定；（2）掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；（3）掌握内力包络图和材料抵抗弯矩图的绘制方法；（4）了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；（6）学习书写结构计算书；（7）学习运用规范。（二）设计资料某多层混合结构轻工仓库，其建筑平面如图所示，层高4.5m，房屋安全等级为二级，采用钢筋混凝土整浇楼盖，请进行梁、柱的布置并确定梁、板、柱截面尺寸，梁板的承载力计算及配筋，并绘制结构施工 图。其平面图如附图所示，楼

3、面荷载、材料及构造等设计资料如下：1、按使用要求不同，楼盖做法分两种类型： 20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板， 12mm 厚纸筋灰板底粉刷； 35mm 厚水泥砂浆面层及水磨石地面，钢筋混凝土现浇板， 12mm 厚纸筋灰板底粉刷 ；2、柱网尺寸和楼面活荷载标准值，见附表；3、材料：混凝土强度等级选用范围 C20C 35，梁内受力主筋采用 HRB335级、HRB400级钢筋，其余均用 HPB300 级、 HRB335 级钢筋，钢筋直径最大不超过 25mm；注 :该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部； 每位同学以学号末两位数作为题号：建筑10（ 1）班同学楼面做法按类型；建筑 10（ 2）班

4、、管理 10 班按类型。（三）设计内容和要求1、板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图以及材料图。2、绘制楼盖结构施工图1 ： 200）；（2） 板配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例 1： 1001： 200）；（3） 次梁配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例 1：50，剖面图比例 1： 15 1： 30）；（4） 梁材料图、配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图、模板图及配筋图），（标注 主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸） ；（比例 1

5、： 50，剖面图比例1： 151： 30）；（5）在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（四）设计要求1、计算书格式及书写步骤可参阅教材中的单向板肋梁楼盖设计例题。2、 完成结构计算书一份。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。（A4 纸型 打印，正文采用五号仿宋字， ）3、 楼盖施工图二张。采用2#图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。（要求手工绘制）4、在完成上述设计任务后，方可参加设计成绩评定。五）参考文献1(GB50010-2011)混凝土结构设计规范 S. 北京：中国建筑工业出版社2(GB50011-2

6、010)建筑抗震设计规范 S. 北京：中国建筑工业出版社3(GB50009-2001)建筑结构荷载规范 S. 北京：中国建筑工业出版社4(GB50068-2010)建筑结构可靠度设计统一标准 S. 北京：中国建筑工业出版社5 刘立新 .叶燕华 .混凝土结构原理 M. 武汉：武汉理工大学出版社 2012.7 第二版6 白国良 .王毅红 .混凝土结构设计 M. 武汉：武汉理工大学出版社 2011.11 新一版KMFfyij JG-0&. 5T-07. 58.0S. 54112&46COO4G0OO6Ss6W*6900101 - 11诵115setxmaoo13IT11319i202

7、1eecx>*7Soo鮭2S24制362T曲旳車下zoo2B甜ao31閃69»?500»57箱59课程设计计算书(一) 楼盖结构平面布置及截面尺寸确定(1) 楼盖结构平面布置确定主梁的跨度为 7.2m,次梁的跨度为6.6m,主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.4m。(2) 板厚的确定1楼板按高跨比条件，板厚时，对于工业建筑的楼盖板，要求师丽三,取板厚h=80mm满足要求。(3) 次梁尺寸的确定h =(厂仆=(3t>7*-550)injn次梁的截面高度应满足，取 h=450mm,截面宽= (150-225)mm取 b=200mm。(4) 主梁尺寸的确定主梁的截面

8、高度应该满足h(514 *900) mm取 h=700mm,则b=300mm 。(5) 柱尺寸的确定柱的截面尺寸选 400mm恥4oOmm。(6) 楼盖结构布置楼盖结构布置如下图所示:2410720(660Q66Q0660066QD3021600B-1202501 33Dnn I k 25mm厚水泥砂浆+10mm厚水磨石面层80mm厚钢筋混凝土现浇板12mm厚纸筋灰板底粉刷(二) 板的设计(按塑性内力重分布计算)(1) 荷载计算楼盖做法如右图所示：35mm厚水泥砂浆面层及水磨石地面(0L65kN/m280mm厚现浇钢筋混凝土板0.08 x25 = 2.00kN/m212mm厚纸筋灰板底粉刷0.

9、012 X 17 =0.204kN/m2恒载标准值gk = 0.65 + 2,00 + 0,204 = 254kN/m活载标准值qk = 7rODOW/m2荷载设计值应比较以下两种组合，并取较大值：由可变荷载效应控制的组合q = 1.2 x 2.854 + 7.000 X 1.3 = 12525kN/?i2由可变荷载效应控制的组合I = 1.35 X 2.854 + 0.7 x 7,000 x 1P3 = 10.223kN/m因此取 q = 12.525kN/m2(2) 板的计算简图取1m板宽作为计算单元，板得实际结构如上图所示，次梁截面宽度b=200mm，现浇板在墙上的支承长度a=120mm

10、，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为: 边跨按一下两项较小值确定：h4 = S + 芦HO+ y= 2220mm <= 2235mmaI200X1204 = J + 芦 12400 - 120-1 + = 2240mm所以边跨的计算跨度取4 = 2220mm中间跨度的计算跨度取4 = J = 2400 - 200 = 2200mm板的计算简图下如图所示：q 12. 525kN / m2(3) 弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差2220 -22002200-=0,91% < 10%，可按等跨连续板计算，由附表可查得板的弯矩系数，板的弯矩设计过程如下表:板的弯矩设计值的计算截面位置

11、边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座1B2C弯矩系数a1111"TT1Tg114计算长度% = 2.220f0 = 2.220妇=22202 M =aq/05.61-5.613.79-4.33(4) 配筋计算板厚h=80mm，知“0-20 =伽期，b=iooomm.C25混凝土，幻, f产心阳f f LZ7N/mm板的受力钢筋选用HPB300级钢筋厶"刖伽卅。对于轴线之间的板带，考虑到起拱作用，其中间跨中截面和中间支座C截面的弯矩设计值可以折减20%,为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋过程见下表：板的配筋计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座在平面图上的位置M

12、(kN-m)5.61-5.613.790.8X 3.79-4.33-0少 4.33Mas=20.1310.1310.0890.0710.1010.081打=広5（1十J（】-2的0.9300.9300.9540.9630.9470.958372.4372.4245.2194.4282.2223.2选用钢筋 10200 102008150 82008150 8200实际配筋面积（处皿）393393335251335251乓 2511.27.,二314% > p. - 0.45 x - = 0.21%经验算，配筋率：，也大于0.2%，满足要求。板的配筋分布筋选用0 62001/ I嵌入墙内的

13、板面附加钢筋选用08200。a='/7=314mm，取350mm垂直于主梁的板面附加钢筋选用08200。a= /4=550mm板角构造钢筋：选用08200双向配置板四角的上部。a= /4=550mm由计算结果及板的构造要求，绘制板的配筋图，见图1.1（三）次梁的计算（按塑性内力重分布计算）（1）荷载计算板传来的何载次梁自重2.845 X 2.4 = 6.85kN/m次梁粉刷抹灰25 X 0,25 X (0.45 - 0.08)=LB50kN/m恒载标准值17 x 0.012 X (045 - 0.08) X2 = 0.151kN/m活载标准值= 6.58 + 1.5B + 0.151

14、=p* 7.0 x 2.4 = 16.8kN/m荷载设计值应比较以卜两种组合，并取较大值：由可变荷载效应控制的组合:|q - 1.2 X 8.58 + 1.0 X 16.8 X 1.3 = 32J4kN/m| 由永久荷载效应控制的组合：q = 1.35 X 8.58 + 0.7 X 16.8 x 1,3 = 26.87kN/m因此取- ' 1- / 1(2) 计算简图由次梁的实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁的宽度为 b=300mm。次梁的实际结构图 次梁的边跨计算跨度按以下两项较小值确定：a I300240L = L + -= I 6600 - 120 - +

15、 = 640mm v 1 L L £.1.025/fi = 1.025 X 6330 6488mm所以次梁边跨的计算跨度取 张=中间跨度的计算跨度取心=lit = 6600 - 300 = 6300q = 32.14 kN/m小小H H小HI H 1山H妙1禺2禺2禺2鸟1鸟A 6450 B:6300 C 6300C 6300X zX ZR 6450Ar_T*厂-u-J*次梁的计算简图（3）内力计算6450 - 630C。 =0-24% < 10%因边跨与中跨的计算跨度相差，可按等跨连续板计算次梁的弯矩计算如下表：次梁的弯矩计算截面位置边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座1R

16、2C弯矩系数a1111 "111161"14计算长度'阿= 6450/0 = 6.4506.450lQ = 6.450M =3ql(kNm)121.55-121.5579.73-96.48次梁的剪力计算如下表:次梁的剪力计算截面位置边支座离端第二支座左离端第二支座右中间支座AB（左）B（右）C剪力系数P1111"111Tg114计算长度5町/0 = 6450i0 = &450g = 6.450= 6.450V =阿井町93.30124.39111.36111.36(4) 正截面强度计算次梁跨中截面按 T形截面计算-f 6450hf = 3 = =

17、2”15m边跨3 S4-= 0.2 + 2.18 = 2.39tti取小值h=2A5mI 6300中间跨二 b + S野二 0,2 4- 2.2 = 2.4m取小值bf= lAm支座截面按矩形截面计算判断截面类型C25混凝土，“1心，人二1丄恥加用，=。纵向钢筋采用HRB400级钢筋几Z如加卅。箍筋采用hpbboo级钢筋= 2押伽心h讦倾 m伽叫=1,0 x 1 1.9 x 2150 x HO x=757.32阳m > 12l.5kN m因此，边跨中和中间跨中截面都属于第一类T形截面次梁正截面强度计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M < kNm)125.55-125.5579

18、.73-96.48»或甘21502002100200M' aJcbhf0.0280.3040.0190.241鼻=05（1十J。2叫）0.9860.8130.9900.8600.028<0.5180.374<0.5180.019<0.5180.280<0.518M28351013546760选用钢筋必18直）21 並6 （弯）皿18直）或18 （直）或18直）<12 （弯）或18直）瞪14 （直）实际配筋面积（杭皿）91110186408176401.Z7亦而 x 100% = 058% >=。丽 X = 036%也大于0.2%，符合要求。

19、（5）斜截面强度计算5330次梁斜截面强度计算如下表:hw=ha-hf = -H0 = 330mmy = = 1.65 < 4?次梁斜截面强度计算截面位置边支座离端第二支座左离端第二支座右中间支座AB（左）B（右）CV （kN）93.30124.39111.36111.360.250少心仇N）0.25 X 1*0 x 11*9 X 200 X 410 = 244kN > N 截面满座要求0/7f少心住川）0.7 x 127 x 200 X 410 = 72.9 < ¥按计算配筋箍筋直径和肢数6双支56.6S = V-0.7fm)307.1121.7162.9162.

20、9实配间距（mm）100100100100弯矩调幅时要求的配筋率下限为:h1.270 J= 03 X = 044% f yv实际配筋率为：仏 56,6 = 37 = 2007 ioo = （,-283%>014%满足要求1.2（6）次梁的配筋根据计算结果及次梁的构造要求，绘制次梁的配筋图，见图（四）主梁的计算（按弹性理论计算）（1）荷载计算次梁传来的荷载8.85 X 6.6 = 56.63kN主梁自重25 X 0.3 X （0.7-0.08） x 2.4 = ll.IGkN梁侧抹灰17 x 0.012 X （0.7-0.08） x 2 x 2.4 = 0.607kN恒载标准值：gk =

21、56.G3 + 11.16 + 0.607 = 68.4A/V活载标准值：叫=16.8 x 6.6 = 1 lO.SQkN恒载设计值：G = 12ffk = H2MkN活载设计值：P= l,2pA = l+4J4fc/V（2）设计简图各跨的计算跨度为：a=370mm，中间支承在主梁的实际结构如图所示，由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长度为400mm400mm的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定:主梁的实际结构图边跨的计算跨度心=7200 200 - 120 = 6QB0mm因为他叫"如g芦如7252mmb所以边跨的计算跨度取/0 = LO25/1； +-= 1.025 x 6.

22、880 + 200中间跨的计算跨度取5 = 7200 mm主梁的计算简图如下图所示:(3)内力计算弯矩计算边跨：中间跨：主梁弯矩计算如下表:G1 - 82.08 + 7.252 595.24kNPI = 144.14 x 7252 = 1045.32kNG1 - 82.08 + 7.200 590.9UkNPI = 144.14 x 7.200 = 1037.01kN主梁弯矩计算项次荷载简图恒载活载g 吐1 a | 2 bl a 1ABCDQ QABCD0.244145.20J5592.3k瓦-0.267二15&3叫0.06739-6活载A B C D活载A B C D0.06739.

23、6-0.267-158.3-0.2893024-0.044-46.00.229239.40.24425121-0433-138.5- 0J33138-0-0.1331380-0.133-138.5-0.089-93.0-0433-138.50.200207.60.200207-6-0.133138.50.125130J-0.133-323.80.09699-60.170176-4-0t089-92.6Hq H活载-0.03-0.095-0.0890.1700.096-0.311A虎炭ABCD-31.4-61792.6176.499.6-323.8内+447.3347.4-296.8-98.4-

24、98.4-296.8力+99.2-0.7-296.8247.2247.2-296.8组+384.6223-482.1139.2216-250.9合+113.830.6-250.9216139.2-482.1最"mg组合项次+不 利 内 力M肮蚊组合值(kN'm)L99.2-0.7-482.1-98.4-98.4-482.1M血;J组合项次+%呦合值P (kN-m)L447.3347.4-250.9247.2247.2-250.9剪力计算V = k3G 4-心P主梁剪力计算项次荷载简图kVBR恒载G Gt.0.73360.2-1.267-104.01.00082-08活载A B

25、 C D0.866124-8- 1.134163.5活载-0.133-1921.00082-08活载q_Hq孟 乂 乂A B C D0.66999.3-1J11L222176J1g卄 丄 t活载tA_T-0.069-0.0890J78砌f滋ABC D-12+8-12.8112J内+185.00-267.5082.08力组合+41.00-123.20164.16+159.50-293.00258.18+47.40-116.80194.18最 不 利 内 力17I和M组合项次+叫讪组合值(kN)41.00-293.0082.08卩机组合项次+叫皿组合值(kN)185.00-116.80258.20

26、(4)主梁弯矩包络图主梁弯矩包络图见图 1.4(5) 正截面强度计算 确定翼缘宽度 I 7,252 - = 2.417th边跨丿取小值卯=2,417m中间跨I 7,200 -=一= 2.4?n巧=b += (K3 十 6.3 = 6 6mb#= 2 Am取小值/支座截面仍然按矩形截面计算 判断截面类型取ho = 700 - 70 = 630mm(跨屮)，如二&10世啦虫屎。贝卩J 血八f 80时声f l-y = 10 x m 2417 x 80 X 1630 - yj = 1357.6frm > 447p3kN-m属于第一类T形截面 截面强度计算按简支梁计算的支座剪力计算值'''二：一二"主梁正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中M (kN;m>447.3-482.1247.2-98.4bVNni)45.24b447.3-436.9247.2-98.4耳或h241730024002400M10.0400.3080.0220.0087打= 0*5(1 十 J(l 2叫)0.9800.8100.9890.996*三1 - J(1叫)0.041<0.5180.380<0.5180.022<0.5180.009<0.518M2比=T7hmm fyfsa02012.52378.21102