混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)資料某多層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)使用年限為50年，安全等級(jí)為二級(jí)，環(huán)境類別為一類。結(jié)構(gòu)形式采用框架結(jié)構(gòu)，其中梁柱線剛度比均大于3。樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋，廠房底層結(jié)構(gòu)布置圖見圖1，L1=5400,L2=5400。篇=離|_1-m_ll.頃_|頃_|c7rKM_ls_l篇=離|_1-m_ll.頃_|頃_|c7rKM_ls_l&■ rk3^— —1^-■a25一一巽■a■a一一Tee一一圖1底層結(jié)構(gòu)布置圖樓面構(gòu)造層做法：20mm厚水泥砂漿面層，20mm厚混合砂漿板底抹灰?；詈奢d：標(biāo)準(zhǔn)值為5kN/m\材料選用：混凝土采用C35(f=16.7N/mm2，f=1.57N/mm2)。鋼筋梁、板中受力縱筋采用HRB400級(jí)(fy=360N/mm2)；板的設(shè)計(jì)板按塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)。板的厚度按構(gòu)造要求取 h=80mm>—牝1800=45mm40 40次梁截面高度取h='~'=300~450mm，取h=400mm，截面寬度取b=200mm。1510板的幾何尺寸和計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：(取邊梁寬300mm)

圖2板的幾何尺寸32522515751001001700100圖2板的幾何尺寸32522515751001001700100十100190019001900g+q=9.79kN/m1575 1 1700 1 1700 1 1700 1 1575圖3板的計(jì)算簡(jiǎn)圖2.1荷載①恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：板自重 0.10mx25kN/m3=2.5kN/m2樓面面層 0.02mx20kN/m3=0.4kN/m2板底抹灰 0.02mx17kN/m3=0.34kN/m2gK=3.24kN/m2使用活荷載 q=5kN/m2K荷載組合設(shè)計(jì)值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，%=1.3,而w=1.0，所以取1m寬的板帶有：活荷載控制 g+q=1.2x3.24kN/m+1.3x5kN/m=10.388kN/m永久荷載控制 g+q=1.35x3.24kN/m+1.3x5kN/mx0.7=8.924kN/m取g+q=10.388kN/m2.2內(nèi)力計(jì)算取1米寬板帶作為計(jì)算單元，各跨的計(jì)算跨度為邊跨：10=l=1.8-0.225-0.2/2+0.1/2=1.525任1.53m中間跨：10=1=1.8-0.2=1.6m各截面的彎矩計(jì)算如表示：表1板的彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)第一內(nèi)支座中間跨中中間支座端支座彎矩計(jì)算系數(shù)am1141-—111話1-—14116M=a(g+q)l2/(kN-m)2.12-2.421.66-1.9-1.832.3正截面承載力計(jì)算取板的截面有效高度h0=h-a=100-20=80mm，b=1000mm，用HRB400級(jí)鋼筋。a1=1.0

表2板的各截面配筋計(jì)算板帶部位截面端支座（邊區(qū)板帶）邊跨跨內(nèi)（邊區(qū)板帶）離端第二支座（邊區(qū)板帶）離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)（邊區(qū)板帶）中間支座（邊區(qū)板帶）M/(kN-m)-1.832.12-2.421.66-1.9Ma= sa1fbh00.0170.0200.0230.0160.018&=1-J1-2aVs0.170.0200.0230.0160.018A=&bhaf/fs 01c y/mm284.1299113.8191.0489.07選配鋼筋8@2008@2008@2008@2008@200實(shí)配鋼筋面積/mm2302302302302302板帶部位截面端支座（中間板帶）邊跨跨內(nèi)（中間板帶）離端第二支座（中間板帶）離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)（中間板帶）中間支座（中間板帶）M/(kN-m)-1.832.12-2.421.66x0.8=1.33-1.9x0.8=-1.52Ma= safbh20.0170.0200.0230.0120.014&=1-J1—2a0.170.0200.0230.0120.014

A=孫以f/fs 01c y/mm284.1299113.8159.3869.27選配鋼筋8@1508@1508@1508@1508@150實(shí)配鋼筋面積/mm2302302302302302注：1.各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，故各跨跨中、中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，計(jì)算彎矩降低20%。2.板如果要求滿足&Z1的規(guī)定，將導(dǎo)致用鋼量比按彈性方法計(jì)算的還多，因此不考慮&Z1的規(guī)定。Asmin=262mm2次梁的設(shè)計(jì)次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算。主梁截面高度為h=650mm>—x -=475mm，梁寬為b=300mm。12 12次梁有關(guān)尺寸及支撐情況如圖4所示。圖4次梁的幾何尺寸及支撐情況

3.1荷載①恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來3.88S/m2x1.8m=7kN/m次梁自重25kN/m3x0.2mx(0.4-0.1m)=1.8kN/m梁側(cè)抹灰17kN/m3x(0.45m-0.08m)x2x0.02m=0.25kN/mg=9.08kN/m②樓面使用活荷載q=6.5kN/m2x1.8m=11.7kN/m③荷載組合設(shè)計(jì)值g+q=20.78kN/m3.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度 邊跨：10=l=5.4-0.225-0.25/2=5.05m中間跨：10=1=5.4-0.25=5.15m計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5：圖5次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖

次梁內(nèi)力計(jì)算見下表:表3次梁彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座端支座彎矩計(jì)算系數(shù)am1141—1111—14124M=a(g+q)120/(kN-m)39.37-50.134.45-39.37-22.08表4次梁剪力計(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)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)剪力計(jì)算系數(shù)aV0.500.550.550.55V=a(g+q)1/kN52.4757.7258.8658.863.3截面承載力計(jì)算次梁跨中截面按T形截面進(jìn)行計(jì)算，其翼緣寬度取二者中的較小值bf=b+s=1800mm>310=3x5050=1683.33m，取bf=1683.33m, d(a=c+中+—=20+10+5=40mm,h=h—a=400一45=365mm,h=100mm)hafbh(h-或)T.OxMZx168333'100^365^0)=885.515kN-m>39.47kN-m，故各跨1cff0 2內(nèi)截面均屬于第一類T型截面，支座截面按矩形截面計(jì)算，h疽365mm,次梁正截面及斜截面承載力計(jì)算分別如下：表5次梁正截面承載力計(jì)算截面端支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座中間跨中中間支座M/(kN-m)-22.0839.37-50.134.45-39.37a=M/a1fbh20.0570.0110.130.0090.102

(a=M/a"'h2)g=1—J1—2as0.0590.0110.140.0090.108A=gbhaf/f(mm)s f01cyA=gbhaf/f(mm2)s 01cy186.11313.52441.62261.6340.68選配鋼筋3C143C143C143C143C14實(shí)配鋼筋面積/mm2461461461461461表6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)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)V/kN52.2757.7258.8658.860.25pfbh/Ncc0(h^/b<4)304775>V283900>V283900>V304775>V0.7fbh0/N80227>V74732>V74732>V80227>V選用箍筋2A82A82A82A8A=nA/mm2101101101101實(shí)配箍筋間距mm2200200200200主梁的設(shè)計(jì)按彈性理論計(jì)算主梁內(nèi)力，不考慮塑性內(nèi)力重分。柱截面尺寸450mmx450mm,主梁的支撐情況如圖所示：3251T 1.""I1111 11 11 11 —_LJ LJ LU LJ |11 /Pb,打 ：:：*】 -1二，1L |號(hào)也04圖6主梁幾何尺寸及支撐情況4.1荷載恒荷由次梁傳來 9.08kN/mx5.4m=49.032kN主梁自重(折算為集中荷載)1.2x17x0.02x(0.5-0.1)x1.8=5.4kN梁側(cè)抹灰(折算為集中荷載) 17kN/m3x(0.5m-0.1m)x2x1.8mx0.02m=0.59kNGk=55.022kN樓面使用活荷載 Qk=11.7x5.4=63.18kN荷載組合設(shè)計(jì)值G+Q=118.2kN4.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度：邊跨l=l+-+b=5.4-0.225-0.45/2=4.95m0n22一fb_ _450 -l0=1.025l+-=1.025x4.95+—^~=5.3m，中間跨 l0=l=5.4m，跨度差 則可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下

■-.X |里"I:- ;1■■.Xf—11- [f--X1T::沖57DC1=IIG=60.62kN圖7主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖表7主梁彎矩計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)KMiKMB（M「）KM2①|(zhì)gGG G G G0.224-0.2670.067-D72.45-79.3319.9A/■ | j—— 1 —B 2 —T 二②1QIQ |qJq0.289-0.133-M B-A .1—B 2 —^C98.6-45.38-45.38③QQ-15.13-0.1330.200AM |一 _Lb -1 2-C-45.3868.23④|q|q 1Q|q0.299—0.311-106.1(-0.089)(-30.36)0.170A尸， i I I1 XB 2-D10258

⑤ QQ Q」QA— 1 —二 A-10.12-30.36(-106.1)58最不利荷載組合①+②171.65-124.71-25.48①+③57.32-124.7188.13①+④174.45-185.43(-106.69)77.9①+⑤62.33-106.69(-185.43)77.9注：M=KG/。+KQl0 v=KG+KQ表8主梁剪力計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖端支座中間支座KVAinKVBexV「KE)①|(zhì)g|g 」G|G |G；|g0.73340.33-1.267-69.71-1.000(-55.022)1.000(5.022)1.26769.71頃 1B 1. 1 B2 —c②|q|q|q|q0.86654.71-1.134-71.650A_ 1 J-B2 4④,QQQQID—0.68943.53-1.311-82.83-0.778(-49.15)1.222(0.089)77.21(5.62)-1 ±B2 AC _

⑤QQQQA V=Bex-5.62-5.62(-77.21)49.15(82.83)'B iC ID—1—2— —最不利荷載組合①+②95.04-141.3655.022①+④93.86-152.54(-104.12)132.232(75.33)①+⑤34.71-75.33(-114.172)104.172(152.54)表9各種荷載工況下主梁內(nèi)力計(jì)算序號(hào) 計(jì)算簡(jiǎn)圖 彎矩圖、剪力圖

QQ QQA._i__J ②—LB2芟m②①+②200.26-145.63-30151.59最不利荷載組合①+③-217.06-12176.59104.2461-8291.49I29-83 72.51①+④①+⑤72.51~I29.83-217.06-128Ir91.4961.82104.24176.594.3彎矩包絡(luò)圖主梁的彎矩包絡(luò)圖與建立圖如圖所示:

圖9主梁的彎矩剪力包絡(luò)圖4.4截面承載力計(jì)算主梁跨中截面按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度取二值中的較小值邊跨:b=?=3x5400mm=1800mm<b+s=300mm+5100mm=5400mm，所以b'=1800mm判別T形截面類別：hafbh(h一寸)=1.0x167x180(X100x(420-50)=1172.34kN?m>217.06kN?m故屬于1cff0 2第一類T形截面主梁支座截面按矩形截面計(jì)算，取h0=500-80=420mm，跨內(nèi)截面在負(fù)彎矩作用下按矩形截面計(jì)算，取h=500mm-60mm=440mm。表10主梁的正截面承載力及配筋截面邊跨跨中中間支座中間跨中M(kN-m)174.45-185.4388.13-25.48八b 、Q0?^(kN?m)26.6158.83

-b—、M-Q00?2(kN?m)M以=oafbh20.02680.02440.01360.0315&=1-J1-2ass0.02720.02470.01370.032A=gbfh0a1f/f(mm2)1056960532.5163.5選