煙大土木混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計計算書

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 課程設(shè)計計算書學(xué)院：班級：姓名：學(xué)號：目 錄1、設(shè)計任務(wù)書-（2）2、設(shè)計計算書-（2）3、平面結(jié)構(gòu)布置-（2）4、板的設(shè)計-（2）5、次梁的設(shè)計-（4）6、主梁的設(shè)計-（7）7、樓梯的設(shè)計-（11）8、雨篷的設(shè)計-（13）9、雨篷梁的抗傾覆-（16）參考資料：1、建筑荷載規(guī)范2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 1、設(shè)計資料（1）建設(shè)地點：煙臺某市區(qū)（2）面做法：水磨石地面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm石灰沙漿板底抹灰。（3）層高:4.5m,門：寬*高：3300mm*3000mm，樓梯如圖，尺寸自定，雨棚懸挑1.2m，墻體為370mm磚砌體，柱截面尺寸400mm*400mm。（4）設(shè)計基

2、本數(shù)據(jù)：組別使用用途活 荷 載L(1)L(2)混凝土強度等級鋼筋品種6四類金工8.0/6.0/5.069006300C30板：HPB235梁：HRB4002、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁跨度為6.3m，次梁跨度為6.9m，主梁每跨間按布置兩根次梁算，板的跨度為6.3/3=2.1m,所以，6.9/2.1=3.29>3,荷載主要沿短跨方向傳遞，可忽略沿長跨方向的傳遞，按單向板設(shè)計。按高跨比條件，要求板厚h>2100/40=52.5mm,而對四類金工這樣的工業(yè)建筑樓板，要求h>80mm,故取板厚h=80mm。次梁截面高度應(yīng)滿足,考慮到樓面的可變荷載較大，取

3、h=500mm,對截面寬度b，范圍為h/3到h/2=167250，取b=200mm。主梁的截面高度應(yīng)滿足,考慮到樓面的可變荷載較大，取h=600mm，截面寬度取為。最終樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如下所示3、板的設(shè)計 如上圖所示，軸線12，56區(qū)域內(nèi)屬于端區(qū)格單向板，而軸線25之間的板則屬于中間區(qū)格單向板。（1） 荷載板的恒荷載標準值：水磨石地面 鋼筋混凝土板 板底石灰沙漿 小計 板的活荷載標準值： 恒荷載分項系數(shù)1.2；因露面可變荷載標準值大于4.0，活荷載分項系數(shù)取1.3。于是板的恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 荷載總設(shè)計值 近似取g+q=10因為,所以可按塑性內(nèi)力分布計算。（2） 計算簡圖次梁截面為，

4、取板在墻上的支承長度為。按內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨<1.025(2100-100-120)=2030mm,取l=1920mm中間跨（1） 因跨度相差（1920-1900）/1920小于10%，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖2所示。(2) 彎矩設(shè)計值由表12-1可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨跨中，1/11；離端第二支座，-1/11；中間跨跨中，1/16；中間支座，1/14。故對端區(qū)格單向板而言：而對于中間區(qū)隔單向板，Mc和M2應(yīng)乘以0.8,分別為Mc=0.8Mc=-2.89kN.m,M2=0.8M2=2.53kN.m（3）正截面受彎承載力計算環(huán)境類別

5、為一級，混凝土，板的最小保護層厚度c=15mm板厚，板寬b=1000mm，鋼筋，。板配筋計算的過程如下表示： 截面1B2C彎矩設(shè)計值(KN.m)4.69-4.693.16-3.610.0910.0910.0610.0700.0960.0960.0620.073軸線計算配筋（mm2）392.0392.0257.4298.2實際配筋（mm2）軸線計算配筋（mm2）392.0392.0實際配筋（mm2） 計算結(jié)果表明，支座截面的 對軸線間的板帶，其跨內(nèi)截面2、3和支座截面的彎矩設(shè)計值可折減 20%。為了方便，也近似對鋼筋面積折減20%。4、次梁設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情

6、況，其次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。（1）荷載設(shè)計值恒荷載設(shè)計值板傳來恒荷載 次梁自重 次梁粉刷 小計 活荷載設(shè)計值 荷載總設(shè)計值 易知：，所以可用塑性內(nèi)力重分布理論計算。（2）計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm。主梁截面為。計算跨度：邊跨：取，中間跨因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算簡圖如下：（3）內(nèi)力計算由表12-1、12-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設(shè)計值：剪力設(shè)計值：（4）承載力計算1）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，因翼緣寬度取，和中較小值，故。除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境級別

7、一類，C30混凝土，梁的最小保護層厚度c=25mm,一排縱向鋼筋處h=500-35=465mm，二排縱向筋h=500-60=440, ，縱向鋼筋采用，箍筋采用，。正截面承載力計算過程列于下表：經(jīng)判別式判斷跨內(nèi)截面均屬于第一類T性截面。截面1B2C彎矩設(shè)計值(KN.m)110.92-110.92 72.91-83.320.0160.2000.01020.1350.0160.225<0.30.01030.146<0.35679.73786.5437.57471.9選配鋼筋（mm2）上圖示，支座截面的均小于0.35，符合塑形內(nèi)力重分布的原則，而A/bh=437.1/200*500=0.4

8、4%>0.45*1.43/360=0.18%,同時大于0.2%，滿足最小配筋率的要求。2）斜截面受剪承載力計算：驗算截面尺寸：，因，截面尺寸按下式驗算。故截面尺寸滿足要求；計算所須腹筋：采用直徑為6mm的雙肢箍筋，計算支座B左側(cè)截面，由公式得調(diào)幅后受剪承載力因加強，梁局部范圍內(nèi)將計算的箍筋面積增加20%，或箍筋間距減少20%，現(xiàn)調(diào)整箍筋間距，最后取為s=200mm,方便施工，沿梁長不變。驗算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的箍率下限為：，實際配箍率，滿足要求。5.主梁設(shè)計主梁按彈性理論設(shè)計。（1） 荷載設(shè)計值 為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁 傳來恒荷載 : 10.4×6

9、.9=71.76kN主梁自重（含粉刷）:（0.60.08）×0.3×2.1×25 +34×(0.6 0.07)×0.02 ×2.2×1.2=10.76kN恒 荷 載 : G= 71.76+10.76=82.52KN,取G=83KN 活 荷 載 : Q= 94.185KN 取Q=94KN （2） 計算簡圖主梁端部支撐在帶壁柱墻上，支撐長度為370mm ，中間支撐在400mm ×400mm 的混凝土柱上。主梁按連續(xù)梁計算。其計算跨度取邊跨, 因 0.025 近似取中跨 主梁的計算簡圖見圖 6330 6300 6330因

10、跨度相差不超過10%,故可利用附錄7中的附表計算內(nèi)力。（3） 內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖。彎矩 式中的系數(shù)k1,k2由附錄7附表7-2中相應(yīng)欄內(nèi)查得。不同荷載組合下各截面的彎矩計算結(jié)果見表1主梁的彎矩計算：2）剪力設(shè)計值剪力 式中的系數(shù)k3,k4由附錄7附表7-2中相應(yīng)欄內(nèi)查得。主梁的剪力計算:3)彎矩,剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖第1、3跨有可變荷載，第2跨沒有可變荷載有附表62知，支座B或C的彎矩值為：MB=MC=0.267×83×6.330.133×94×6.33=219.42kNm 在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的連線為基線，作G=83kN，Q=94kN的簡支梁彎矩圖，

11、得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：（于前面計算的接近）在第2跨內(nèi)以支座彎矩，的連線為基線，作G=83kN，Q=0的簡支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值： 第1、2跨有可變荷載，第3跨沒有可變荷載在第1跨內(nèi)以支座彎矩，的連線為基線，作G=83kN，Q=94kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點彎矩值分別為： 在第二跨內(nèi)。以支座彎矩，的連線為基線，作G=83kN ，Q=94KN的簡支梁彎矩圖， 第2跨有可變荷載，第1、3跨沒有可變荷載 第2跨兩集中荷載作用點處的彎矩為：（與前面計算的接近）第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩分別為： 作出彎矩包絡(luò)圖如下A所示

12、。剪力包絡(luò)圖： 第1跨； 過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。 ； 過第1個集中荷載后為；過第2個集中荷載后為。 第2跨 ；過第1個集中荷載后為。當(dāng)可變荷載僅作用在第2跨時；過第1個集中荷載后為。剪力包絡(luò)圖如上圖B所示。 （4） 承載力計算C30混凝土，；縱向鋼筋采用HRB400,。箍筋采用HPB235，；1） 正截面受彎計算跨內(nèi)按T形截 面計算，因翼緣計算寬度按 和b+中的較小值確定，取B支座的彎矩值設(shè)計值。縱向受力鋼筋除B截面布置兩排外其它均為一排?？鐑?nèi)界面經(jīng)判別為屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程列于下表：主梁正截面承載力計算截面1B2彎矩設(shè)計值（kN.m）300.3

13、3-325.33154.05-45.12或0.0310.260.0160.0330.9840.8460.9920.9831500.61978.1763.5225.7 選配鋼筋（）主梁縱向鋼筋的彎矩和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定2)斜截面受剪承載力驗算截面尺寸：，因，截面尺寸按下試驗算：知截面尺寸符合要求。計算所需腹筋，采用8200mm 雙肢箍筋，截面不需配置彎曲鋼筋。驗算最小配筋率 滿足要求。次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋的計算：次梁傳來的集中力 取附加箍筋布置范圍。取附加箍筋8200mm雙肢, 則在長度s內(nèi)可布置附加箍筋的排數(shù)，m=800/200+1=5排，考慮到對稱及安全因素，取m=6，次梁兩側(cè)各布置3排。

14、另加吊筋1 由式滿足要求。6.樓梯的設(shè)計 層高4.5m,踏步尺寸160mm×300mm,采用C30混凝土，板采用HPB235鋼筋，梁縱筋采用HRB400鋼筋。樓梯上均布活荷載標準值為(1)梯段板的設(shè)計 取板厚h=130mm,約為板斜長的1/30，板的傾斜角取1m寬的板帶計算 1） 荷載計算。其自重重力荷載計算如下：踏步板自重 混凝土斜板 0.13×25/0.882=3.68KN/m 水磨石面層 底面抹灰重 恒載 7.06KN/m活荷載 3.5KN/m總荷載設(shè)計值 p=1.2×7.06+1.4×3.5=13.372 KN/m所以取總荷載的設(shè)計值為13.37

15、2N/m進行內(nèi)力計算。2） 內(nèi)力計算。樓梯斜梁的截面尺寸為160mm*3 0mm，則踏步板的計算跨度和跨中界面彎矩分別為 3） 受彎承載力計算。踏步板的折算高度則選120 。分布鋼筋每級踏步1根10 （2）平臺板計算 厚70mm, 取1m寬的板帶計算1）荷載計算 水磨石面層 0.65 70mm厚混凝土板 0.0725=1.75 板底抹灰 0.0217=0.34恒荷載 2.74活荷載 3.5設(shè)計值 取選用（3）平臺梁計算。設(shè)平臺梁截面尺寸為200mm400mm平臺梁計算跨度為1） 荷載計算梁自重 0.2（0.4-0.07）25=1.65KN/M梁側(cè)粉刷 0.020.4-0.07）217=0.22

16、4 KN/M平臺板傳來2.742.3/2=3.15KN/M梯段板傳來7.063.9/2=13.77KN/M小計 16.92KN/M活荷載 3.5（3.9/2+2.3/2）=10.85荷載設(shè)計值2） 內(nèi)力計算。 彎矩設(shè)計值彎矩剪力設(shè)計值V為3）正截面受彎承載力計算：截面按倒L形計算，梁的有效高度最后取.3）應(yīng)按第一類T型截面計算，則所以應(yīng)選用214+216，As=710mm2 配置200,則斜截面受彎承載力滿足要求 7：雨篷板承載力計算取1米板寬為計算單元，按懸壁板進行承載力計算1 荷載及內(nèi)力計算恒荷載設(shè)計值：（取平均板厚80mm）: 施工或檢修集中荷載 板的計算跨度，則板固端彎距為2正截面受彎承載力計算雨篷板根部板厚設(shè)選用，實際的符合要求。分布鋼筋采用二雨篷梁計算梁截面尺寸為設(shè)則1 荷載及內(nèi)力計算梁自重 20mm厚梁粉刷重 梁上磚砌體重 雨篷板傳來的均布荷載 雨篷傳來的集中荷載 1.4kN雨篷梁的計算跨度取彎矩：剪力： 雨篷板均布荷載恒荷載對雨篷梁產(chǎn)生的力矩為： kN.m/m雨篷板集中荷載對雨篷梁產(chǎn)生的力矩為： 2截面承載力計算：由于雨篷梁承受彎，剪，扭共同作用的構(gòu)件，故先驗算其截面尺寸及是否