《混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》

1、10 土木工程（專升本）混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計姓 名：學(xué) 號：完成日期：混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計一、設(shè)計資料1）樓面構(gòu)造層做法:某多層工業(yè)建筑物平面如下圖所示：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。5 :aXMM,«JW*KC魂：,srr n11Ei111! 11ij11,1 fl1f蓼3 圭l 口 hrrq1tlr i rr11gJimCXB3NC竄SK31皿L%r.彳J；r>EI.水泥砂漿地面（0.65KN/ m2）鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（25kN/m 2）;2、20mm厚石灰砂漿抹底（17kN/m ）；22）可變荷載：Pk=6.0 kN/m3

2、）永久荷載分項系數(shù)為1.2,可變荷載分項系數(shù)為1.4 （當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 4kN/m2時, 取 1.3）;4）材料選用：混凝土：采用 C25;鋼筋：梁縱向受力鋼筋采用HRB400級鋼筋，其余采用 HPB235級鋼筋；5）本建筑物位于非地震區(qū)，建筑物安全級別為二級，結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類。二、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。主梁的跨度為6.3m,次梁跨度為6.6m,主梁每跨內(nèi)布置兩跟次梁，板的跨度為 2.1m ,l o2/lo1=6.6/2.1=3.14,因此安單向板設(shè)計。按跨高比條件，要求板厚h>2200/40=55.0mm,對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h>80mm

3、,取板厚h=100mm。次梁截面高度應(yīng)滿足 h=lo/1810/12=6600/186600/12=366550mm 。考慮到樓面活荷載比 較大，取 h=500mm。截面寬度取為 b=200mm。框架梁截面高度應(yīng)滿足h=10/1510/10=6600/156600/10=440660mm ,取h=600mm。截面寬度取為b=300mm。樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如下圖所示：13A56133卜，一6JJI'三、板的設(shè)計1)荷載板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水泥砂漿地面(0.65KN/ m2)鋼筋混凝土現(xiàn)澆板：20mm厚石灰砂漿抹底：小計：2=0.65kN/m20.1*25=2.5kN/m0.020*17=0

4、.34kN/m 23.49 kN/m2 取 3.5 kN/m 2板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：永久荷載分項系數(shù)為所以取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：60.0kN/m21.2,可變荷載分項系數(shù)為1.4,因當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值4kN/m2,g=1.2*3.5=4.2kN/mq=1.4*6.0=8.4kN/mg+q=4.2+8.4=12.6kN/m 21）計算簡圖次梁截面為200*500mm ,現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于100mm，取板在墻上的支承長度為120mm。按內(nèi)力重分布設(shè)計，板的計算跨度：邊跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<

5、1.0251n=1950mm ,取 lo=1950mm中間跨：M=1 n=2100-200=1900mm因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如下圖所示：2）彎矩設(shè)計值查表得，板的彎矩系數(shù)am分別為：邊跨中：1/11,離端第二支座：-1/11,中跨中：1/16,中間支座：1/14。故M 1=-M b=（g+q）1 012/11=12.6*1.95 2/11=4.36kN.mMc=-（g+q）1 012/14=12.6*1.9 2/14=3.25kN.mM 2=（g+q）l 012/16=12.6*1.9 2/16=2.85kN.m3）正截面受彎承載力計算2

6、板厚 100mm, h0=100-20=80mm ;板范 b=1000mm。C25 混僦土，a 1=1.0, fc=11.9N/mm ,fy=210N/mm2 ;板配筋計算的過程如下表：板的配筋計算表截回1B2C彎矩設(shè)計值（kN.m）4.36-4.362.853.252民 s=M/a1fcbh 00.0650.0650.030.034E=1-（1-2 aS） 1/20.0670.0670.030.035軸線計算配筋（mm2304304136159心AS= E bh0fc/fy實際配筋（mm24 8150（）8150（）8180（）8180As=335As=335As=279As=279軸線計算

7、配筋（mm23043040.8*136=0.8*305=AS= E bh0fc/fy109127實際配筋（mm2（）8150（）8150（）8180（）8180As=335As=335As=279As=279計算結(jié)果表明，E均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；As/bh=279/（1000*80）=0.34% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/210）=0.30% 大，同時大于 0.2%,符 合要求。四、次梁設(shè)計按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計。 根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況， 樓蓋的次梁和主梁的活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：4.2*2

8、.1=8.82kN/m次梁自重：0.2* (0.5-0.1) *25*1.2=2.4kN/m次梁粉刷：0.02* (0.5-0.1 ) *2*17*1.2=0.32kN/m小計：11.6kN/m活荷載設(shè)計值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m荷載總設(shè)計值：g+q=29.3kN/m2)計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為270mm。主梁截面為250*650mm。計算跨度：邊跨：l=l 0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.0251n=6508mm ,取 10=6475mm 中間跨：1o=1 n=6600-250=6350mm因跨度相差小于10%,可按等

9、跨連續(xù)梁計算，次梁計算簡圖如下圖所示：93)內(nèi)力計算彎矩設(shè)計值：Mi=-M b=(g+q)l 02/11=29.3*6.475 2/11=111.68kN.m 2Mc=-(g+q)l n2/14=29.3*6.350 2/14=85.05kN.m 2M2=(g+q)l 012/16=29.3*6.350 2/16=73.85kN.m 2剪力設(shè)計值：VA=0.45*(g+q)l 01 =0.45*29.3*6.475=86.3kN.mVBL=0.60*(g+q)l 01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.mVBR=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102

10、.33kN.mVC=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m4)承載力計算正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T形截面計算，翼緣寬度取b'f=l/3=6600/3=2200mm ,又b'f=b+sn=300+2000=2200mm ,故b'f=2200mm。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。C25 混凝土， “1=1.0, fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2 ,縱向鋼筋采用 HRB400 鋼，fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235鋼，fyv=210N/m2。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截

11、面。次梁截而受彎承載力計算1B彎矩設(shè)計值(kN.m)111.68-111.682C73.8585.05a S=M/ a 1fcbh02 或0.01220.01220.0080.009a S=M/ a 1fcb'fh02E =1-(1-2 a s)1/20.0120.0120.0080.009As = E b'fh0fc/fy529529353397As= E bh0fc/fy選配配筋（mm23（f）183（f）183（f）163（f）16As=763As=763As=603As=603計算結(jié)果表明，E均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；AJbh=762/（200*500）

12、=0.762% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/360）=0.1787% 大，同時大于 0.2%, 滿足要求。2）斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復(fù)核，腹筋計算和最小配箍率驗算。驗算截面尺寸：hw=h0-h'f=465-100=365mm , hw/b=365/200=1.8<4 ,截面尺寸按下式驗 算：0.25 3 cfcbho=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>V max=115.06kN。故截面尺寸滿足要求。0.7ftbhO=0.7*1.27*200*465=82.7kN>V A=73.34kN。僅需按造配置箍筋，選配

13、（I）8200 osv=2*50.24/ （250*150） =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18%,滿足要求。五、主梁設(shè)計主梁按彈性方法設(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。恒荷載：次梁傳來恒荷載：11.6*6.6=76.6kN主梁自重：0.3* （0.60-0.1） *25*1.2*6.3=28.35kN主梁粉刷：0.02* （0.6-0.1） *2*17*1.2*6.3=2.142kN取 106.55kN活荷載：17.64*6.6=116.45kN取 152.0kN2、計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支承長度為370m

14、m中間支承在400*400mm的混凝土柱子上，其計算跨度邊跨：ln=6300-120-200=5980mm ,因 1.0251n=150mm<a/2=185mm ,取1oi=1.0251 n+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm中間跨：1o=6000mm主梁的計算簡圖如下圖：3、內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖A)彎矩設(shè)計值彎矩M=k iGl o+kzQl0公式中系數(shù)ki, k2查表得Mi, max =0.244* 106.55 *6.3+0.289* 155*6.3=446kN.mMb，max =-0.267*106.55 *6.3-0.311*155*6.3= -483kN.mM

15、2, max =0.067* 106.55 *6 +0.200*155*6=229kN.mB)剪力設(shè)計值男力V=k3G+k4Q公式中系數(shù)k3 , k4查表得Va，max =0.733*106.55 +0.822*155=210kNVbl，max =-1.267* 106.55 -1.311*155= -338kNVbr, max =1.0* 106.55 +1.222*155=296kNC)彎矩、剪力包絡(luò)圖第1、3跨有活荷載，第2跨沒有活荷載由附表19知，支座B或C的彎矩值為Mb=Mc=-0.267* 106.55 *6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m在第1跨內(nèi)以支座彎矩

16、 Ma=0, MB=-287kN.m的連線為基線，作G=86kN , Q=152kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m(與前面計算的 Mmax=431kN.m 相近。)1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kN.m在第2跨內(nèi)以支座彎矩 MB=Mc=-287kN.m的連接為基線，作 G=86kN , Q=152kN的簡 支彎矩圖，得集中荷載作用點處的彎矩值：1/3Gl0+MB=1/3*86*6.6-287=

17、-97.8kN.m第1、2跨有活荷載，第3跨沒有活荷載第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩 Ma=0, MB=-287kN.m的連線為基線，作 G=86kN , Q=152kN的簡支梁彎矩圖，得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點處彎矩值分別為：1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m在第 2 跨內(nèi)以支座彎矩 Mc=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m。以支座彎矩MB=-287kN.m,M c=-

18、242.3kN.m的連接為基線， 作G=86kN , Q=152kN的簡支彎矩圖， 得第1 個集中荷載和第2個集中荷載作用點處的彎矩設(shè)計值分別為：1/3(G+Q)l 0+Mc+2/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m1/3(G+Q)l 0+Mc+1/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kN.m 第2跨有活荷載，第1、3跨沒有活荷載MB=Mc=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m,第 2 跨兩集中荷

19、載作用點處的彎矩：1/3(G+Q)l 0+M B=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m第1、3跨兩集中荷載作用點處的彎矩設(shè)計值分別為：1/3G10+1/3M B=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m1/3G10+2/3M B=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m彎矩包絡(luò)圖如圖：剪力包絡(luò)圖：第1跨Va，max =0.733*86+0.822*152=187.9kN ;過第 1 個集中荷載后為：187.9-86-152= -50kN ; 過第2個集中荷載后為：-44.1-86-119=-249.1kN 。Vbl，max =-1

20、.267*86-1.311*152=-308.3kN ;過第 1 個集中荷載后為：-308.3+86+152=-70.3kN ; 過第2個集中荷載后為：-70.3+86+152=167.7kN。第2跨Vbr，max =1.0*86+1.222*152=271.7kN ;過第 1 個集中荷載后為： 271.7-86=185.7kN ;當(dāng) 活荷載僅取作用在第 2跨時，Vbr =1.0*86+1.0*152=238kN ;過第1個集中荷載后為： 238-86-152=0kN ,剪力包絡(luò)圖如圖所示：4、承載力計算1）正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計算，因 b'f/h0=100/615=0.16

21、>0.1 ,翼緣計算寬度按l/3=6.9/3=2.3m和 b+sn=6. m中較小值確定，取 b'f=2.3m。B支座邊的彎矩設(shè)計值 MB=MBmax-Vob/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN ?？v向受力給你鋼筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T形截面。正截面受彎承載力的計算過程如下表所示：主梁正截面承載力計算截面1B2彎矩設(shè)計值(kN.m)367.7-398.2193.4-68.4a S=M/ a 1fcbh02 或0.0360.0420.0190.007a S=M/ a 1fcb'fh02T S=1-(1-2 a s)1/2/20.980.980.990.996AS=M/ 丫 sh0fy16951913882310選配配筋(mm24(|)257小203(|)202小20As=1963As=2200As=942As=628計算結(jié)果表明，E均小于0.518,滿足要求；取中間跨跨中截面驗算，其承載負(fù)彎矩時 的最小配筋率， AS、bh=628/ (250*650) =0.39%,此值比 0.45ft/fy=0.