畢業(yè)設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、土木工程系土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書題目: 混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：城市地下空間工程10-1班 學(xué) 號(hào)： 2010304447 學(xué)生姓名： 李 飛 指導(dǎo)教師： 汪 匯 2013年 6月15日 目 錄目 錄1、樓蓋梁格布置及截面尺寸確定.12、板的設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì).2（1）、荷載計(jì)算.2（2）、計(jì)算簡圖.2（3）、彎矩設(shè)計(jì)值.2（4）、配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算.3（5）、板的配筋圖繪制.33、次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì).5（1）、荷載設(shè)計(jì)值.5（2）、計(jì)算簡圖.5（3）、彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算.5（4）、配筋計(jì)算.6（5）、施工圖的繪制.74、主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈

2、性理論設(shè)計(jì).9（1）、荷載設(shè)計(jì)值.9（2）、計(jì)算簡圖.9（3）、內(nèi)力設(shè)計(jì)值計(jì)算及包絡(luò)圖繪制.9（4）、配筋計(jì)算承載力計(jì)算.12（5）、主梁正截面抗彎承載力圖（材料圖）、縱筋的彎起和截?cái)?125、 設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見.14參考文獻(xiàn).15圖紙.16樓蓋梁格布置及截面尺寸確定鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算書1.樓蓋梁格布置及截面尺寸確定確定主梁的跨度為6.9m，次梁的跨度為6.9m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3m。樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置圖如圖所示。按高跨比條件要求板的厚度hl/40=2300/40=57.5mm，對(duì)工業(yè)建筑的樓板，要求h80mm，所以板厚取h=80mm。次梁截面高度應(yīng)

3、滿足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)×6900=383 575mm，取h=500mm，截面寬b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×500=167 250mm，取b=200mm。主梁截面高度應(yīng)滿足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) ×6900=493863mm,取h=650mm，截面寬度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×650=217 325mm,取b=300mm。17板的設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)2.板的設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)（1）、荷載計(jì)算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值20mm厚水泥沙漿面層：0.02 &#

4、215;20=0.4 kn/80mm厚鋼筋混凝土板：0.08×25=2.0 kn/15mm厚混合沙漿天棚抹灰：0.015×17=0.255 kn/小計(jì) 2.655 kn/ 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 8.0 kn/因?yàn)槭枪I(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于，所以活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3， 恒荷載設(shè)計(jì)值：g=2.655×1.2=3.186 kn/ 活荷載設(shè)計(jì)值：q=8.0×1.3=10.4kn/ 荷載設(shè)計(jì)總值：g+q=13.568kn/, 近似取13.6kn/（2）、計(jì)算簡圖取1m板寬作為計(jì)算單元，板的實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖可知：次梁截面寬為b=200mm，現(xiàn)澆板在墻上的

5、支承長度為a=，則按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度為：邊跨按以下二項(xiàng)較小值確定： l01=ln+h/2=(2300-120-200/2)+80/2=2120mm l011=ln+a/2=(2300-120-200/2)+120/2=2140mm故邊跨板的計(jì)算跨度取lo1=2120mm中間跨： l02=ln=2300-200=2100mm板的計(jì)算簡圖如圖所示。（3）、彎矩設(shè)計(jì)值因邊跨與中跨的計(jì)算跨度相差（2120-2100）/2100=0.95%小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算由資料可查得：板的彎矩系數(shù)m,，板的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算過程見下表 板的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置1邊跨跨中b離端第二

6、支座2中間跨跨中c中間支座彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=2.12l01=2.12l02=2.10l02=2.10(kn.m)13.6×2.12×2.12/11=5.56-13.6×2.12×2.12/11=-5.5613.6×2.10×2.10/16=3.75-13.6×2.10×2.10/14=-4.28（4）、配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,c30混凝土 a1=1.0,fc=14.3n/ mm2，hrb335鋼筋，f

7、y=300n/ mm2。 對(duì)軸線間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi)2截面和支座c截面的彎矩設(shè)計(jì)值可折減20%，為了方便，近似對(duì)鋼筋面積折減20%。板配筋計(jì)算過程見表。 板的配筋計(jì)算截面位置1b2c 彎矩設(shè)計(jì)值（）5.56-5.563.75-4.28s=m/1fcbh020.108-0.1080.073-0.084 0.1150.1<-0.115<0.350.0970.1<-0.088<0.35軸線 計(jì)算配筋（mm2）as=bh01fc/fy329-329277262實(shí)際配筋（mm2）10230102308180 8190as=341as=341as=279as=264軸線計(jì)

8、算配筋（mm2）as=bh01fc/fy3293290.8×277=222 0.8×262=210實(shí)際配筋（mm2）102301023081808190as=341as=341as=279as=264 配筋率驗(yàn)算pmin= 0.45ft/fy=0.45×1.43/300=0.21%p=as/bh =0.43%p=as/bh =0.43%p=as/bh =0.47%p=as/bh =0.44%（5）、板的配筋圖繪制板中除配置計(jì)算鋼筋外，還應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋。板的配筋圖如圖所示。次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)3.次梁設(shè)計(jì)按考慮

9、塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)（1）、荷載設(shè)計(jì)值恒荷載設(shè)計(jì)值 板傳來的荷載：3.186×2.0=6.372kn/m次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52 kn/m次梁粉刷： 2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257 kn/m小計(jì) g=9.149 kn/m活荷載設(shè)計(jì)值： q=10.4×2.0=20.8kn/m荷載總設(shè)計(jì)值： q+g=20.8+9.149=29.949 kn/m 近似取荷載29.95kn/m（2）、計(jì)算簡圖由次梁實(shí)際結(jié)構(gòu)圖可知，次梁在墻上的支承長度為a=24

10、0mm，主梁寬度為b=300mm。次梁的邊跨的計(jì)算跨度按以下二項(xiàng)的較小值確定： l01=ln+h/2=(6900-120-300/2)+240/2=6750mm l011=1.025ln=1.025×6900=7073mm故邊跨板的計(jì)算跨度取lo1=6750mm中間跨： l02=ln=6900-300=6600mm計(jì)算簡圖如圖所示。（3）、彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算因邊跨和中間跨的計(jì)算跨度相差（6750-6600）/6600=2.3%小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 由表可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。次梁的彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值見表：次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置1邊跨跨中b離端第

11、二支座2中間跨跨中c中間支座彎矩系數(shù)1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)l01=6.75l01=6.75l02=6.6l02=6.6(kn.m)29.95×6.752/11=124.05-29.95×6.752/11=-124.0529.95×6.62/16=81.54-29.95×6.62/14=-93.19次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面位置a邊支座 b(左) 離端第二支座b(右) 離端第二支座c中間支座剪力系數(shù) 0.450.60.550.55凈跨度lnln1=6.63ln1=6.63ln2=6.6ln2=6.6(kn)0.45×

12、;29.95×6.63=89.36kn0.6×29.95×6.63=119.14kn0.55×29.95×6.6=108.72kn0.55×29.95×6.6=108.72kn（4）、配筋計(jì)算 正截面抗彎承載力計(jì)算次梁跨中正彎矩按t形截面進(jìn)行承載力計(jì)算，其翼緣寬度取下面二項(xiàng)的較小值：bf=lo/3=6900/3=2300mmbf=b+sn=200+2300-200=2300mm 故取bf2300mm c30混凝土 a1=1.0, fc=14.3n/ mm2, ft=1.43n/ mm2 ; 縱向鋼筋采用hrb335，fy=3

13、00 n/ mm2 , 箍筋采用hpb235（沒有換？），fyv=210 n/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判別跨中截面屬于哪一支座截面按矩形截面計(jì)算，正截面承載力計(jì)算過程列于表。次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面1b2c 彎矩設(shè)計(jì)值（）124.05-124.0581.54-93.19s=m/1fcbh02124.05×106/(1×14.3×2300×4652)=0.017124.05×106/(1×14.3×200×4652)=0.20181.54×106/(1×14.3×

14、;2300×4652)=0.01193.19×106/(1×14.3×200×4652)=0.1510.0170.1<0.227<0.350.0110.1<0.165<0.×35選配鋼筋計(jì)算配筋（mm2）as=bh01fc/fy0.017×2300×465×1×14.3/300=866.70.227×200×465×1×14.3/300=1006.30.011×2300×465×1×14.3/

15、300=560.80.165×200×465×1×14.3/300=731.4實(shí)際配筋（mm2）218+122222+118122+ 212220+112as=889.1as=1014.5as=606.1as=741.1斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)。復(fù)核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式計(jì)算：0.25bcfcbho=0.25×1.0×14.3×200×465=332.5kn > vma

16、x =119.14kn故截面尺寸滿足要求次梁斜截面承載力計(jì)算見下表：截 面acv89.36119.14108.72108.72332.5>v截面滿足332.5>v截面滿足332.5>v截面滿足332.5>v截面滿足93.1>v不需配箍筋93.1<v需配箍筋93.1<v需配箍筋93.1<v需配箍筋選用鋼筋_282828_100.6100.6100.6_471.6786.1786.1實(shí)配箍筋間距_200200200_120.1>v滿足120.1>v滿足120.1>v滿足（5）、施工圖的繪制次梁配筋圖如圖所示，其中次梁縱筋錨固長度確定

17、：伸入墻支座時(shí)，梁頂面縱筋的錨固長度按下式確定：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.43=646.2取650mm.伸入墻支座時(shí)，梁底面縱筋的錨固長度按確定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面縱筋伸入中間支座的長度應(yīng)滿足l>12d=1222=264mm，取300mm.縱筋的截?cái)帱c(diǎn)距支座的距離: l=ln/5+20d=6622/5+20×22=1764.4mm, 取1800mm.主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì)4.主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì) （1）荷載設(shè)計(jì)值。（為簡化計(jì)算，將主梁的自重等效為集中荷載）次梁傳來的荷載：

18、 9.149×6.9=63.13kn主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0 ×1.2 =10.958kn恒荷載設(shè)計(jì)值： g=63.13+10.958=74.088kn 取g=74.1(83)kn活荷載設(shè)計(jì)值： q=20.8×6.9=143.52kn 取q=143.5(81)kn （2）計(jì)算簡圖主梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖所示,主梁端部支承在墻上的支承長度a=370mm,中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其

19、計(jì)算跨度按以下方法確定:邊跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6900-200-120)+400/2+400/2=6980mm lo1=1.025ln+b/2=1.025×(6900-200-120)+200=6945mm故l01取6945mm中跨 l02=6900mm計(jì)算簡圖如圖所示，因跨度相差不超過10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。（3）、內(nèi)力設(shè)計(jì)值計(jì)算及包絡(luò)圖繪制彎矩值計(jì)算：，式中k1和k2由附表1查得m1,max=0.244×74.1×6.945+0.289×143.5×6.945=125.57+288.02=413.59kn·

20、mmb,max =-0.267×74.1×6.945-0.311×143.5×6.945=-137.40-287.85=-425.25 kn·mm2,max =0.067×74.1×6.90+0.200×143.5×6.945=34.26+199.32=233.58 kn·m 主梁的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算（）項(xiàng)次荷載簡圖      彎矩圖示意圖1恒載0.244125.6-0.2674-136.70.06734.3-0.2674-136.72活載0.289288.0

21、-0.133-131.7-0.133-132.5-0.133-131.7 3活載-0.044-43.9-0.133-131.70.200199.2-0.133-131.7  4活載0.229228.2-0.311-310.00.09695.6-0.089-88.15活載-0.089/3-29.6-0.089-88.10.17169.3-0.311-307.9 組合項(xiàng)次mmin(kn·m)+81.7+-446.7+-98.2+-444.6 組合項(xiàng)次mmax(kn·m)+413.6+-224.8+233.5+-224.8 、剪力設(shè)計(jì)值：不

22、同截面的剪力值經(jīng)過計(jì)算如表所示。va,max=0.733×74.1+0.866×143.5=54.31+124.27=178.58knvbl,max=-1.267×74.1-1.311×143.5=-93.88-188.13=-282.01knvbr,max=1.0×74.1+1.222×143.5=74.1+175.36=249.46kn 主梁的剪力計(jì)算（kn）項(xiàng)次荷載簡圖 恒載0.73354.3-1.267-93.91.0074.1活載0.866124.3-1.134-162.700活載0.68998.9-1.311-188.11

23、.222175.4活載-0.089-12.8-0.089-12.80.788113.1組合項(xiàng)次vmax(kn) +178.6+-106.7+249.5組合項(xiàng)次vmin(kn) +41.5+-282.0+74.1彎矩、剪力包絡(luò)圖繪制荷載組合+時(shí)，出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)最大彎矩和第二跨跨內(nèi)最小彎矩，此時(shí)，ma=0， mb=-136.7-131.7=-268.4 kn . m，以這兩個(gè)支座的彎矩值的連線為基線，疊加邊跨載集中荷載g+q=74.1+143.5=217.6kn作用下的簡支梁彎矩圖：則第一個(gè)集中荷載下的彎矩值為1/3(g+q)l01 -1/3×mb=(74.1+143.5) ×

24、6.945/3-268.4/3=414.3 kn . m mmax =413.6kn。第二集中荷載作用下彎矩值為1/3(g+q) l01 -2/3×mb=(74.1+143.5) ×6.945/3-268.4×2/3=324.8kn . m。中間跨跨中彎矩最小時(shí)，兩個(gè)支座彎矩值均為268.4kn·m，以此支座彎矩連線疊加集中荷載。則集中荷載處的彎矩值為1/3 g l02mb =74.1×6.9/3-268.4=-97.97 kn·m.荷載組合+時(shí)支座最大負(fù)彎矩mb=-446.7 kn·m其它兩個(gè)支座的彎矩為ma=0， mc=

25、-224.8 kn·m，在這三個(gè)支座彎矩間連線，以此連線為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷在g+q時(shí)的簡支梁彎矩圖：則第一個(gè)集中荷載下的彎矩值為1/3(g+q)l01 -1/3×mb=(74.1+143.5) ×6.945/3-446.7/3=354.8 kn . m。第二集中荷載作用下彎矩值為1/3(g+q) l01 -2/3×mb=(74.1+143.5) ×6.945/3-446.7×2/3=205.9kn . m。同理，當(dāng)mc最大時(shí)，集中荷載下的彎矩倒位排列。荷載組合+時(shí)，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)彎矩最小與中間跨跨中彎矩最大。此時(shí)mb

26、= mc=-268.4 kn·m，第一跨在集中荷載g作用下的彎矩值分別為：g l01 /3-1/3×mb=74.1 ×6.945/3-268.4×1/3=81.8kn·m。g l01 /3-2/3×mb=74.1 ×6.945/3-268.4×2/3=-7.4kn . m。第二跨在集中荷載g+q作用下的彎矩值為324.8·kn m +情況的彎矩按此方法計(jì)算。所計(jì)算的跨內(nèi)最大彎矩與表中有少量的差異，是因?yàn)橛?jì)算跨度并非嚴(yán)格等跨所致。主梁的彎矩包絡(luò)圖見下圖。荷載組合+時(shí)，vamax=178.6kn，至第二跨荷載

27、處剪力降為178.6-217.6=39.0kn；至第二集中荷載處剪力降為 39.0217.6=256.6kn，荷載組合+時(shí)，最大，其vbl=-282.0kn，則第一跨中集中荷載處剪力順次為（從左到右）153.2kn,64.6kn,其余剪力值可按此計(jì)算。主梁的剪力包絡(luò)圖見圖。（4）配筋計(jì)算承載力計(jì)算c30混凝土，a1=1.0, fc=14.3n/ mm2 , ft=1.43 n/ mm2 ; 縱向鋼筋hrb335 ，其中fy=300 n/ mm2 ,箍筋采用hpb235 ，fyv=210 n/ mm2 .正截面受彎承載力計(jì)算及縱筋的計(jì)算跨中正彎矩按形截面計(jì)算，因翼緣計(jì)算寬度按lo/3=6.9/3

28、=2.3m和b+sn=0.3+6.9-0.3=6.9m，中較小值確定，取bf=2300mmb支座處的彎矩設(shè)計(jì)值：mb= mmax-vob/2=-413.6+217.6×0.4/2=-370.1 kn·m判別跨中截面屬于哪一類t形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0×14.3×2300×80×(615-40)=1512.9(1094.8) kn·m > m1>m2屬于第一類t形截面.正截面受彎承載力的計(jì)算過程如下:表1-15主梁正截面受彎承載力及配筋計(jì)算截面1b2彎矩設(shè)計(jì)值（kn.m）413.6370.

29、1233.598.2s=m/1fcbh020.0420.2560.0220.0630.043<0.5180.301<0.5180.022<0.5180.065<0.518選配鋼筋計(jì)算配筋（mm2）as=bh01fc/fy2418.63448.41289.9557.7實(shí)際配筋(mm2)722622220422220as=2660as=3222as=1520as=628 箍筋計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算 驗(yàn)算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式計(jì)算：0.25bcfcbho=0.25

30、15;1.0×14.3×300×500=536.25kn > vmax =282.0kn故截面尺寸滿足要求斜截面配筋計(jì)算：截 面av178.6-282.0249.5659.6>v截面滿足622.1>v截面滿足622.1>v截面滿足184.7>v不需配箍筋286.8>v不需配箍筋286.8>v不需配箍筋（5）、主梁正截面抗彎承載力圖（材料圖）、縱筋的彎起和截?cái)?按比列繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖按同樣比列繪出主梁的抗彎承載力圖（材料圖），并滿足以下構(gòu)造要求：彎起鋼筋之間的間距不超過箍筋的最大容許間距smax；鋼筋的彎起點(diǎn)距充分利用點(diǎn)

31、的距離應(yīng)大于等于h0/2。按課本所述的方法繪材料圖，并用每根鋼筋的正截面抗彎承載力直線與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)，確定鋼筋的理論截?cái)帱c(diǎn)（即按正截面抗彎承載力計(jì)算不需要該鋼筋的截面）。當(dāng)時(shí)，且其實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到理論截?cái)帱c(diǎn)的距離不應(yīng)小于等于h0或20d，鋼筋的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于。若按以上方法確定的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)仍位于負(fù)彎矩的受拉區(qū)，其實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到理論截?cái)帱c(diǎn)的距離不應(yīng)小于等于1.3h0或20d。鋼筋的實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)到充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于等于。 主梁縱筋的伸入墻中的錨固長度的確定：梁頂面縱筋的錨固長度：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.43=646.2m

32、m取750mm.梁底面縱筋的錨固長度：12d=1222=264mm，取300mm 檢查正截面抗彎承載力圖是否包住彎矩包絡(luò)圖和是否滿足構(gòu)造要求:主梁的材料圖和實(shí)際配筋圖如圖所示。設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)這門課有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。這次課設(shè)是對(duì)這門課程的一個(gè)總結(jié)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用。首先，我要感謝我的指導(dǎo)師汪匯老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一