《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)——單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)》計(jì)算書(shū).

1、?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)?計(jì)算書(shū)一、設(shè)計(jì)資料1、建筑尺寸：縱向跨度L1=2160mm,橫向跨度L2=2400mm.柱截面尺寸：400mmX400mm.2、樓面做法：水磨石面層,鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm石灰砂漿抹底.3、材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為030,梁、板受力鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋,梁箍筋、板構(gòu)造筋采用HRB335級(jí)鋼筋.4、荷載：鋼筋混凝土重度25KN/m3,舞廳標(biāo)準(zhǔn)值4.0KN/m2,恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4.、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5.4m,次梁的跨度為6m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁,板的跨度為1.8m,l02/l01=

2、6/1.8=3.3>3,故按單向板設(shè)計(jì).按跨高比條件,要求板厚hm800/40=45mm,對(duì)跨度大于等于1500mm,民用建筑樓板,h>60mm故取板厚h=60mm.次梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/1810/12=6000/186000/12=333500mm.故截面高度取為h=450mm,截面寬度b=(1/31/2)h=150225mm,故取b為b=200mm.主梁的截面高度應(yīng)滿足h=l0/1510/10=5400/155400/10=360540mm,取h=500mm.截面寬度b=(1/31/2)h=167250mm,故取b為=250mm.樓蓋建筑平面及樓蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖見(jiàn)附圖1、

3、附圖2.三、板的設(shè)計(jì)(按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算)如樓蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單元板.1、荷載計(jì)算板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石面層60mm鋼筋混凝土板20mm石灰砂漿小計(jì)板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.65kN/m2-20.0625=1.5kN/m20.02X17=0.34kN/m2.49kN/m24.0kN/m2永久荷載設(shè)計(jì)值g=2.49X1.2=2.988kN/m2口受柿載設(shè)計(jì)值2q=4.0X1.4=5.6kN/mg+q=8.588kN/m2近似取為g+q=8.6kN/m22、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁截面為200mmx450mm,現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于120mm,取板在墻上

4、的支承長(zhǎng)度為120mm.按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì),板的計(jì)算跨度：邊跨l0=in+h/2=1800200/2-120+60/2=1610mm<l-a/2=1640mm,取l°=1610mm中間跨10=in=1800200=1600mm因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算,取五跨.取1m寬板帶作為計(jì)算單元,從左到右節(jié)點(diǎn)編號(hào)依次為A,B,C.C,B,A.單元中點(diǎn)處的編號(hào)1,2,3,2,1.計(jì)算簡(jiǎn)圖為：g-bq-8.6KN/M"R弋玲,餐*中、弋才L61.,1600118.口、16口0十任1口,3、彎矩設(shè)計(jì)值由調(diào)幅法,查表11-1可查得,板的彎矩系數(shù)am分別為:支承情況截面位

5、置端支座邊跨支座離端第一支座離端第二跨中中間支座中間跨中A1B2C3梁板擱支在墻上01/11兩跨連續(xù)：-1/10三跨以上連續(xù)：-1/111/16-1/141/16板與梁整澆連接-1/161/14梁-1/24梁與柱整澆連接-1/161/14故：M1=Mb=(g+q)102/11=8.6幡12/11=2.02kNm-Mc=(g+q)102/14=-8.61洸2/14=-1.57kNm-M2=(g+q)102/16=8.6K62/16=1.376kNm這是對(duì)端區(qū)單向板而言的,對(duì)中間區(qū)格單向板,其Mc=-1.57/8=-1.256kNmM2=0.8M.376=1.1kNm4、正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類

6、別為一級(jí),C30混凝土,板的最小保護(hù)層厚度c=15mm.板厚60mm,ho=60-20=40mm;板寬b=1000mm.C30混凝土,ai=1.0,fc=14.3N/mm2；HRB400鋼筋,fy=360N/mm2.那么板的配筋計(jì)算的過(guò)程如下表.板的配筋計(jì)算截面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值(KNm)2.02-2.021.376-1.57,2、c(s=M/(«ifcbh0)0.0880.0880.0600.069-=1-Ji-240.0920.0920.0620.071軸線避,計(jì)算配筋A(yù)=ibhofc/fy146.2146.298.51112.81實(shí)際配筋(mm2)亞6190As=149韭619

7、0As=149口6190As=149變6190As=149軸線冠計(jì)算配筋A(yù)s=ebh05fc/fy146.2146.20.8*98.51=78.80.8*112.81=90.2實(shí)際配筋(mm2)中6160As=1775/6160As=123/177訃6160As=123弟5160As=123計(jì)算結(jié)果說(shuō)明,支座截面的七均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布原那么；As/bh=123/(1000X60)=0.205%,此值大于0.45ft./fy=0.l8%,同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋率的要求.5、確定各種構(gòu)造鋼筋：分布筋選用生6250.嵌入墻內(nèi)的板面附加鋼筋選用生6200.垂直于主梁的板面附加鋼

8、筋選用生8200.板角構(gòu)造鋼筋：選用生6200,雙向配置板四角的上部.6、板的配筋見(jiàn)圖紙.四、次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì).根據(jù)實(shí)際使用情況,樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁附屬面積的荷載折減.1、荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)永久荷載2.9881.8=5.39KN/m次梁自重0.2X(0.45-0.06)X25M.2=2.34KN/m次梁粉刷0.02X(0.5-0.06)X2X17X1.2=0.33KN/m小計(jì)g=8.05KN/m可變荷載設(shè)計(jì)值q=5.6M.8=10.08KN/m荷載總設(shè)計(jì)值g+q=18.13KN/m2、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm.主梁截面為250mm5

9、00mm.計(jì)算跨度：邊跨10=ln+a/2=6900-120-350/2+240/2=5875mm<1.025ln=1.0255755=5898.875,取10=5875mm中間跨l°=ln=6000-250=5750mm因跨度相差小于10%,可按等跨度連續(xù)梁計(jì)算.次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如g+q=18.13KN/M令令己令？令才5750#575.15875才3、內(nèi)力計(jì)算由表11-1、11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù).彎矩設(shè)計(jì)值：1B2Ca1/11-1/111/16-1/14一,、,2M=Wg+q)l0(kNm)111m18.13m5.8752=56.89_1.11x18.13x5.

10、8752=-56.89116M18.13m5.752=37.46-1/14M18.13M5.752=42.82剪力設(shè)計(jì)值:ABlBrCa0.450.600.550.55V=Wg+q)ln0.45X18.13X5.7550.60X18.13X5.7550.55X18.13X5.7500.55X18.13X5.750(kN)=46.95=62.6=57.34=57.344、承載力計(jì)算1正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí),各支座計(jì)算按矩形截面,跨內(nèi)按T形截面計(jì)算,翼緣寬度取bf=10/3=5875/3=1958.3mm；又b'f=b+sn=200+1800-200=1800mm,故取.,

11、bf=1800mm.各截面縱向鋼肋均布置一排.環(huán)境類別一級(jí),C30混凝土,梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm.一排縱向鋼筋h0=450-40=410mm.C30混凝土,%=1.0,久=1,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2；縱向鋼筋采用HRB400鋼,fy=360N/mm2,箍筋采用HRB335鋼,fyv=300N/mm2.正截面承載力計(jì)算過(guò)程如表.經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面.截回1B2C彎矩設(shè)計(jì)值KN.m56.89-56.8937.46-42.82.2、%=M/(a1fcbh0)或%=M/(%fcbf摩)56.89父106656.89X1037.46X1066-42.82

12、1021M4.3父200父410=0.118_21M14.3M200M410=0.0891父14.3父1800M4102=0.0131X14.3X1800X4102=0.00821=1_41-2%0.0130.126<0.350.00870.093<0.35As=Ph.fc/fy或388411.42255.04304.36如3'As=3fh.%fc/fy選配鋼筋mm2域16As=402晚14As=462雄14As=308域14As=308計(jì)算結(jié)果說(shuō)明,支座界面的,均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原那么；As/bh=308/200父450=0.342%,此值大于0.45f

13、t/fy=0.451.43/360=0.18%,同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋率的要求.2斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算.驗(yàn)算截面尺寸：'hw=h0-hf=410-60=350mm,因hw/b=350/200=1.75<4截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25Pcfcbh.=0.25父1M14.3父200M410=293.15父103N>Vmax=62.6KN,故截面尺寸滿足要求.驗(yàn)算各截面：0.7ftbh0=0.7X1.43X200X410=82.02KN>Vmax=62.6KN,故按構(gòu)造配置箍筋,采用6200驗(yàn)算配箍率下限

14、值：Psv,min=0.24-f-=0.24X1.43/300=0.114%fyv實(shí)際配箍率：Rv=56.6/200X200=0.142%>0.114%,故滿足要求.五、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì).1、荷載計(jì)算值為簡(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8.05>6=48.3KN主梁自重含粉刷0.5-0.060.25X.8>25X1.2+0.02¥0.5-0.062X1.8M7X1.2=6.586KN永久荷載設(shè)計(jì)值G=48.3+6.586=54.89KN可變荷載設(shè)計(jì)值Q=10.08X6=60.48KN2、計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算,端部支承在磚墻上,支承

15、長(zhǎng)度為370mm;中間支承在400mm<400mm的混凝土柱上.其計(jì)算跨度ln=5400-200-120=5080mm,因0.0251n=127mm<a/2=185mm,取,近似取l0=5410mml0=1.025ln+b/2=1.025>5080+400/2=5407mm中跨：l0=5400mm主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如：GGGGGGGG也I£3AD4£#才7T才3、內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖1彎矩設(shè)計(jì)值彎矩：M=k1Gl0+k2Ql0,式中系數(shù)kk2可由附表6-2查得.GA04M1,max=0.286X60.48>5.41+0.23854.89>5.41=1

16、64.25KNmM3,max=0.222X60.48>5.4+0.11154.89>5.4=105.40KNm(ii)J5410J540口J540口j541口*M2,max=0.111為4.89>5.4+0.22260.48>5.4=105.40KNm(iii)QA0ITqtQIQiEMB,max=-0.28654.89>5.41-0.32160.48>5,41=-189.96KNmivBA-.Q1Q1Q4o3Fo41054Mc,max=-0.28660.48>5.4-0.1915<4>54.89=-150.05KNm2剪力設(shè)計(jì)值剪力：V=

17、k3G+k,Q,式中系數(shù)均查附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)可得.由i,VA=0.714M54.89+0.857X60.48=91.02KNmax由iii,VBlH1=1.28654.89-1.32160<48=-9.3KNbi,xa由Hi,VBrxm=1.09554.89+1.27460.48=137.16KN由iv,Vcl,m=-0.90554.89-1.19060<48=-121.65KNVcr,max=0.90554.89+1.19060.48=121.65KN3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、4跨沒(méi)有可變荷載由附表知,支座城C的彎矩值為：MB=-0.14360.

18、485.41-0.28654.895.41=-131.72KNmMc=-0.09560.485.4-0.19154895.4=-87.64KNmMd=-0.14360.485.41-0.2865*895.41=-131.72KNm-在第1跨內(nèi)以支座彎矩MA=0,Mb=-131.72KNm的連線為基線,作G=54.89KN,Q=60.48KN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖,得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1_M113172(G+Q)l0+=-(54.89+60.48)£41-皿",=164.144KNm333312M113172(G+Q)l0+B-=-(54.89+60

19、.48)X5.41-2X131,2=120.244KNm3333在第2跨內(nèi)以支座彎矩Mb=-131.72KNm,MC=-87.64KNm的連線為基線,作G=54.89.KN,Q=0的簡(jiǎn)支彎矩圖,得第一個(gè)和第二個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 一11-Gl0+MB-(MBMC)=X54.89>5.4-117.03=-18.228KNm3 334 -21Gl0+Mb-(Mb-Mc)=-X54.89>5.4-(-131.72+44.08>2/3=117.03KNm333在第3跨內(nèi)以支座彎矩Me=-87.64KNm,Md=-131.72KN.m連線為基線,作G=54.89KN,Q=,6

20、0.48KN的簡(jiǎn)支彎矩圖,得第一個(gè)和第二個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 一一1(G+Q)10+MC十一(MDMC)=105.33KN331 _2-GQ)loMe-(Md-Me)=90.64KN33在第4跨內(nèi)以支座彎矩MD=-131.72KN.m,ME=0連線為基線,作G=54.89KN,Q=,0KN的簡(jiǎn)支彎矩圖,得第一個(gè)和第二個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 11.Gl0+-MD=-X54.89>5.41+2/3>(-131.72)=11.17KN3 33121-Gl0-MD=-X54.89>5.41+1/3><-131.72)=55.08KN333第1、2、4跨有

21、可變荷載,第3跨沒(méi)有可變荷載Mb=-0.321X5.41X60.48-0.286X54.89X5.41=-189.96KNmMe=-0.048X5.4X60.48-0.191X54.89X5.4=-72.29KNmMd=-0.155X5.41X60.48-0.286X54.89X5.41=-135.64KNm各跨的集中荷載處的彎矩值的計(jì)算方式與情形相同.因此：第1跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 _一-M1189.96(G+Q)l0+B=(54.89+60.48)X5.41=326.86KNm3333第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1.Mb12189.96一(G+Q)l0+B=(54

22、.89+60.48)X5.41-=81.41KNm3333第2跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一.1(G+Q)10+Mb-(Mb-Mc)=56.93KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 2.(G+Q)10+MB-(MB-MC)=96.15KNm33第3跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 1八G10+MC+(MdMc)=5.40KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1一一2-Gl0+Mc+(Md-Mc)=-15.72KNm33第4跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 2Md(G+Q)l0+=117.62KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1(G+Q)l

23、0+M-D-=162.84KNm33第2、4跨有可變荷載,第1、3跨沒(méi)有可變荷載(與情形相同,各彎矩值可參照情形得到)第1、4跨沒(méi)有可變荷載,第2、3跨有可變荷載Mb=-0.095X5.41X60.48-0.286X54.89X5.41=-116.01KNmMc=-0.286X5.4X60.48-0.191X54.89X5.4=-150.02KNmMd=-0.095X5.41X60.48-0.286X54.89X5.41=-116.01KNm第1跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為:1_Mb1116.01-Gl0+B=一>54.89X5.41=60.31KNm33332116.013=2

24、1.64KNm第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：11MBi-Gl0+B=>54.89X5.41-333第2跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為:1 一一1(G+Q)10+MB+-(MC-Mb)=80.32KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一.2(G+Q)10+MB十一(MCMb)=60.89KNm33第3跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一一、1(G+Q)10+MC-(MCMD)=60.98KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一.2(G+Q)10+MC-(MC-MD)=80.32KNm0CCD33第4跨內(nèi)第1個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1,2MdGl0

25、+D=21.64KNm33第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1,MDGl0+D=60.31KNm33第1、3、4跨有可變荷載,第2跨沒(méi)有可變荷載與情形相同,各彎矩值可參照情形得到所得彎矩包絡(luò)圖見(jiàn)附圖3剪力包絡(luò)圖：第1跨i 由圖i,VAxi=91.02KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為91.02-54.89-60.48=-24.35KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-24.35-54.89-60.48=-139.72KNii 由圖iiiVBlmax=-9.3KN,Imax過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-9.3+54.89+60.48=106.07KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為106.07+54.89+60.48=221.44KNi

26、ii 由圖ivv=-0.09560.48+0.714>54.89=33.45KNA過(guò)第1個(gè)集中荷載后為33.45-54.89=-21.44KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-21.44-54.89=-76.33KN第2跨i由圖iiiVBr,max=137.16KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為137.16-54.89-60.48=21.79KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為21.79-54.89-60.48=-93.58KNii由圖iVbp=0.04860.48+1.09554.89=63KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為63-54.89=8.11KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為8.11-54.89=-46.78KNiii由圖ivVc

27、i,max=-121.65KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為-6.28KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為109.09KN第3跨i由圖ivVer,max=1.19060.48+0.90554.89=121.65KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為121.65-54.89-60.48=6.28KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為6.28-54.89-60.48=-109.09KNii由圖iVer=0.952>60.48+0.90554.89=107.25KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為107.25-54.89-60.48=-8.12KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-8.12-54.89-60.48=-123.49KNiii由圖iiiVer=-0.10

28、760.48+0.90554.89=43.20KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為43.2-54.89=-11.69KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為-11.69-54.89=-66.58KN第4跨i由圖ivVDr=0.0950.48+1.28654.89=76.33KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為76.33-54.89=21.44KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為21.44-54.89=-33.45KNii由圖iVDr=0.143>60.48+1.28654.89=79.24KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為79.24-54.89=23.34KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為23.34-54.89=-30.54KNiii由圖iiiVDr=1.1

29、5560.48+1.28654.89=140.44KN過(guò)第1個(gè)集中荷載后為140.44-54.89-60.48=25.07KN過(guò)第2個(gè)集中荷載后為25.07-54.89-60.48=-90.3KN第1,3,4跨有可變荷載,第2跨沒(méi)有可變荷載的情況下,剪力值可參照?qǐng)Diii.第2、4跨有可變荷載,1、3跨沒(méi)有可變荷載,即圖ii的情況下,剪力值可參照?qǐng)Di.所得剪力包絡(luò)圖見(jiàn)附圖44、承載力計(jì)算1正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算,因h'f/h0=60/465=0.13>0.1,翼緣計(jì)算寬度按'l/3=5.4/3=1.8m和b+sn=0.4+5.4-0.4=5.4m中較小確定,取b

30、f=1.8m.經(jīng)判別,跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面.B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值MB=MBmsx-V0b/2=-189.96+9.30虛=-188.1KNm.C支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值Mc=MCmsx-V0b/2=-150.02-43.200.2=-141.38KNm-.縱向受力鋼筋除B、D支座截面為2排外,其余均為1排.主梁正截面受彎承載力的計(jì)算如表：截回1BC2彎矩設(shè)計(jì)值KN城164.25-188.1-141.38105.4-22.222%=M/(%fcbh02)或,尸,',2、cts=M/(«1fcbfh0)164.25406-188.1X106-141.38父106105.4X106-22.22父1061>14.3X1800X4652=0.0301X14.3X250X4302=02851X14.3X250X4652=0.1831X14.3X1800X4652=0.0191X14.3X250X4652=0.029工=(1+Jl-2口s)/20.9850.8280.8980.990.985As=M/(fyh0)996.121467.5940.5635.70134.7選配鋼筋mm2線22+1亞22(彎)As=114041t22(彎)+曲14As=1673.92業(yè)22(彎)+2曲16As=1162斑22As=