混凝土設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)終極版

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書題目：某百貨大樓樓蓋設(shè)計(jì)（兩層跨柱網(wǎng)：6.6m×6.6m樓面活荷載3.5kN/）院 系： 建筑學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師： 2011年12月目錄1.設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)條件31.1設(shè)計(jì)題目：31.2設(shè)計(jì)條件：3結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)3建筑材料：3樓面做法：（自上而下）32.樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置：33.板的設(shè)計(jì)43.1樓蓋板的設(shè)計(jì)4荷載4計(jì)算簡(jiǎn)圖5彎矩計(jì)算值5正截面受彎承載力計(jì)算54.次梁設(shè)計(jì)64.1荷載64.2內(nèi)力計(jì)算64.3承載力計(jì)算6正截面受彎承載力64.3.2斜截面受剪承載力75.主梁設(shè)計(jì)75.1荷載設(shè)計(jì)值85.2計(jì)算簡(jiǎn)圖85.3內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖8彎矩設(shè)計(jì)值9剪

2、力設(shè)計(jì)值9彎矩、剪力包絡(luò)圖95.4承載力計(jì)算10正面受彎承載力10斜截面受剪承載力106.繪制施工圖117.對(duì)主梁撓度與裂縫寬度的計(jì)算137.1對(duì)主梁撓度的計(jì)算13對(duì)支座B的配筋面積計(jì)算13對(duì)第二跨中配筋面積計(jì)算137.2對(duì)主梁裂縫寬度計(jì)算14對(duì)支座B進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算14對(duì)第一跨中進(jìn)行裂縫計(jì)算151.設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)條件1.1設(shè)計(jì)題目：百貨大樓樓蓋設(shè)計(jì)。采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋形式?；炷敛捎肅25級(jí)，梁中的縱向受力鋼筋采用HRB335，其他鋼筋采用HPB300。設(shè)計(jì)時(shí)取樓面活荷載、橫向及縱向的柱網(wǎng)尺寸為設(shè)計(jì)參數(shù)，其中：根據(jù)該百貨大樓的使用要求，樓面活荷為3.5kN/，橫向柱網(wǎng)尺寸

3、取為：6.6m，縱向柱網(wǎng)尺寸與橫向柱網(wǎng)相同。1.2設(shè)計(jì)條件：1.2.1結(jié)構(gòu)類型：框架結(jié)構(gòu)1.2.2建筑材料：1.2.2.1樓面做法：（自上而下）18mm厚大理石（重度28kN/）；1：3水泥砂漿找平22mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，板底混合砂漿抹灰20mm厚樓蓋建筑平面2.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6.6m，次梁的跨度為6.6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.2m，/=6.6/2.2=3，因此按單向板設(shè)計(jì)。按跨高比條件，要求板厚h2200/40=55mm，對(duì)百貨大樓的樓蓋板，要求h60mm，取板厚h=70mm。次梁截面高度應(yīng)滿足h=/18/12=6600

4、/186600/12=367550mm?？紤]到樓面可變荷載比較大，取h=500mm。截面寬度取b=200mm主梁截面高度應(yīng)滿足h=/14/8=6600/146600/8=470825mm。截面寬度為b=300mm樓蓋板結(jié)構(gòu)平面布置圖3.板的設(shè)計(jì)3.1樓蓋板的設(shè)計(jì)已如前述，軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單向板。3.1.1荷載板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值18mm厚大理石 0.018×28=0.504kN/70mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.07×25=1.75kN/22mm1：3水泥砂漿找平 0.022×20=0.44kN/20mm板底混合砂漿抹灰 0.02

5、5;17=0.34kN/ 輕型Pvc吊頂 自重不計(jì) 小計(jì) 3.034kN/板的可變標(biāo)準(zhǔn)荷載值 3.5kN/永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2或1.35，因樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值等于3.5kN/，所以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.4。于是板的荷載總計(jì)算值q=+=1.35×3.034+0.7×1.4×3.5=7.53kN/q=+=1.2×3.034+1.4×3.5=8.54kN/由于>，所以取q=8.54kN/，近似取q=8.5kN/3.1.2計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為200mm×500mm，按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度：邊跨=2200-100-200=

6、1900mm，取=1900mm中間跨=2200-200=2000mm 因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示3.1.3彎矩計(jì)算值由表11-1可查得， 連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算截面端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi) 中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù) amM= am（g+q）l02 /(KN.m) -2.122.43-3.12.125-2.433.1.4正截面受彎承載力計(jì)算板帶部位截面邊區(qū)板帶（1-2,5-6軸線間）中間區(qū)板帶（25軸線間）端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)，中間跨跨內(nèi)中間支座端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)，中間跨跨內(nèi)中

7、間支座M/(KN.m)-2.1252.43-3.102.125-2.43-2.152.43-3.101.7-1.9440.0720.08260.1040.0720.08160.0720.08160.1040.0570.0650.0750.0860.1100.0750.0860.0750.0860.1100.0590.067As=bfh0a1fc/fy165.3190242165.3190165.3190242130148選配鋼筋8260826010320103208260826082608260103201032061906190實(shí)配鋼筋193193245245 193193193193245

8、245 149149環(huán)境類別為一級(jí)，C25混凝土，板的最小保護(hù)層厚度c=15mm。板厚70mm，=70-20=50mm；板寬b=1000mm。C25混凝土，=1.0，=11.9kN/；HPB300鋼筋，=270N/。板配筋計(jì)算的過(guò)程于上表。*對(duì)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(jì)值都可折減20%。為了方便，近似對(duì)鋼筋面積乘以0.8.3.次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。3.1荷載永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)永久荷載 3.034×1.2×2.2=8kN/m次梁自重 0.2×（0.5-0.07）×25×1.2=2.58kN/m次梁粉刷 0.0

9、2×（0.5-0.07）×2×17×1.2=0.35kN/m小計(jì) g=10.94kN/m可變荷載設(shè)計(jì)值 q=4.9×2.2=10.78kN/m荷載總設(shè)計(jì)值 g+q=21.72kN/m3.1.2計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁與主梁整體澆筑。主梁截面為300mm×700mm。計(jì)算跨度：邊跨=6600-300-300/2=6150mm中間跨=6600-300=6300mm因跨度相差小于10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。3.2內(nèi)力計(jì)算由表11-1、表11-3可分表查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。 連續(xù)次梁彎矩計(jì)算截面端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨

10、跨內(nèi) 中間跨中間支座彎矩計(jì)算系數(shù) am M= am（g+q）l02 /(KN.m) 58.68 -78.40 53.88 -61.58 連續(xù)次梁剪力計(jì)算截面端支座端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè) 內(nèi)側(cè)剪力計(jì)算系數(shù) av0.500.550.550.550.55V= av（g+q）ln /KN66.7966.7973.4775.2675.263.3承載力計(jì)算3.3.1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度去=/3=6150/3=2050mm<=b+=200+2000=2200。故取=2200mm。除B截面縱向鋼筋排兩排布置外。其余截面均布置

11、一排。環(huán)境類別為一級(jí)，C25混凝土，梁的最小保護(hù)厚度c=35mm，一排縱向鋼筋=500-35=465mm二排縱向鋼筋=500-60=440mm。C25混凝土，=1.0，=11.9N/，=1.27N/；縱向鋼筋采用HRB335鋼，=300N/，箍筋采用HPB300鋼，=270N/。正截面承載力計(jì)算過(guò)程列于下表。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面。 連續(xù)次梁正截面承載力計(jì)算截面端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)中間支座M(kN·m)-34.2358.68-78.4053.88-51.680.007250.0110.170.009970.120.007280.0110.188<

12、3.50.010.13As=bfh0a1fc/fy25394655387480選配鋼筋212+116316+110210+214210+214實(shí)配鋼筋427682387465 3.3.2斜截面受剪承載力 連續(xù)次梁斜截面承載力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座內(nèi)側(cè)，外側(cè)V/KN73.4782.1075.2675.26(kN)2767000>V2618000>V2618000>V2767000>V(kN)82600>V78200>V78200>V82600>V選用箍筋28282828(mm2)101101101101(mm)按

13、構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配間距(mm)200200200200 4.主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì)4.1荷載設(shè)計(jì)值為了簡(jiǎn)化計(jì)算將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來(lái)的永久荷載 10.94×6.6=72.2kN主梁自重（含粉刷）（0.7-0.07）×0.3×2.2×25+0.02×（0.7-0.07）×2×2.2×17）×1.2=13.6kN永久荷載設(shè)計(jì)值 G=72.2+13.6=85.8kN 取G=86kN可變荷載設(shè)計(jì)值 Q=10.78×6.6=71.15kN 取Q=71kN4.2計(jì)算簡(jiǎn)

14、圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算，主梁與邊柱整體澆筑，邊柱尺寸為500mm×500mm，中間支承在400mm×400mm的混凝土柱上，其計(jì)算跨度邊跨 =+a/2+b/2=6600-500-200+250+200=6350mm取 =1.025+b/2=1.025×5900+400/2=6247mm近似取=6250mm中跨 =6600mm<=1.05=6510mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，因跨度相差不超過(guò)10%，故可利用附表6-2計(jì)算內(nèi)力4.3內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖主梁彎矩計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨彎矩中間支座中間跨跨內(nèi)K/M1K/MB(MC)K/M20.244131.15-0.267-14

15、7.740.06737.010.289128.24-0.133-61.47-61.47=-20.49-0.133-61.470.20092.440.229101.62-0.311(-0.089)-143.74 (-41.74)0.17078.58=-13.71-41.74 (-143.74)78.58最不利荷載組合+259.39-206.48 -24.46+110.66-206.48129.45+232.77-300.17 -197.57115.59+117.44-197.57 -300.17115.59 主梁剪力計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖端支座 中間支座K/VAinK/VBex(VCex)K/VBin

16、0.73366.48-1.267 (-1.000)108.96 (-86)1.000 (1.267)86 (108.96)0.86661.49-1.134-80.51400.68948.95-1.131 (0.778)-80.30 (-55.25)1.222 (0.089)86.76 (6.32)=VBex=-6.32-6.32 (-86.76)55.25 (80.30)最不利荷載組合+124.53-189.4786+111.99-189.26172.76 (115.28)+59.65-115.28141.25 (189.26)剪力包絡(luò)圖如下（b）所示主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖（a）彎矩包絡(luò)圖；（b）剪

17、力包絡(luò)圖5.4承載力計(jì)算5.4.1正面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因=0.1050.1。翼緣計(jì)算寬度按=6.6/3=2.2mm和b+=6m中較小值確定取=2.2m 支座截面按矩形截面計(jì)算，取=700-70=630(因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，并布置在次梁主筋下面)?？鐑?nèi)截面在負(fù)彎矩作用子啊按矩形截面計(jì)算，取=700mm-60=640mm 主梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)中間支座 中間跨跨內(nèi)M(kN·m)259.39-288.75129.45-24.46V0b/2 (kN·m)32.2(M-V0b/2 )/ (kN·m)-267.97 /mm20.0220.1

18、80.01120.0170.0220.20.01120.017As=bfh0a1fc/fy13001499653128選配鋼筋218+222218+222+212218+210210實(shí)配鋼筋/mm212761491666157 主梁縱向鋼筋的彎起和切斷按彎矩包絡(luò)圖確定。5.4.2斜截面受剪承載力 主梁斜截面承載力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)V/KN124.53-189.26172.76(N)593500>V562300>V562300>V(N)177400>V168000<V168000<V選用箍筋282828(mm2)10110110

19、1(mm)實(shí)配箍筋間距(mm)200200200 /N297254297254 /mm選配彎筋實(shí)配彎筋面積 /mm2主梁邊支座需設(shè)置梁墊，計(jì)算從略。5.4.3.主梁吊筋計(jì)算由次梁傳至主梁的全部集中力為:G+Q=70.32+71=141.3KN141300/(23000.707）=380.8mm2選216（=402mm2）6. 繪制施工圖 次梁配筋圖主梁配筋圖7.對(duì)主梁撓度與裂縫寬度的計(jì)算7.1對(duì)主梁撓度的計(jì)算簡(jiǎn)化將梁為簡(jiǎn)支梁來(lái)計(jì)算，綜合其有矩形截面與T型截面的計(jì)算，故有7.1.1對(duì)支座B的配筋面積計(jì)算由已知可得=1495，按矩形截面進(jìn)行計(jì)算，=0.5由計(jì)算可求得=13.2kN/m，=7.7kN

20、/m求和=+=×13.2×+×7.7× =102.1kN·m=+=×13.2×+×0.5×7.7×=83.25kN·m計(jì)算有關(guān)系數(shù)=×=0.057=0.0140.01=126.6××=0.447計(jì)算=1.97×N·計(jì)算BB=×1.97×=1.09×N·變形驗(yàn)算=×=3.85mm查附表5-1知，=1/200=0.005=3.49/6510=0.00060.005變形滿足要求。7.1.2對(duì)第

21、二跨中配筋面積計(jì)算由已知可得=666，按T型截面進(jìn)行計(jì)算求和=+=×13.2×+×7.7×=110.7kN·m=+=×13.3×+×7.7×=90.3kN·m計(jì)算有關(guān)系數(shù)=×=0.024=1.94×10×故=0.01=287××=0.67計(jì)算=8.72×N·計(jì)算BB=×8.72×=4.8×N·變形驗(yàn)算=×=10.1mm查附表5-1知，=1/200=0.005=10.1/6510=0.00150.005變形滿足要求。第一跨中，=1269，也滿足要求。7.2對(duì)主梁裂縫寬度計(jì)算對(duì)于受彎構(gòu)件=2.17.2.1對(duì)支座B進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算（因?yàn)樽畲笏詫?duì)B截面進(jìn)行計(jì)算）已知=1495=0.014/=18.3/0.014=1307=124.6××=0.44=（1.9c+0.08×/）=2.1×0.44×（1.9×25+0.08×1307）=0.008mm=0.008mm=0.3mm滿足要求。7.2.2對(duì)第一跨中進(jìn)行裂縫計(jì)算已知=1269=0.00530.01故取=0.01/=20.2/0.01=20