1、土木工程混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計一、設(shè)計題目鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋二、基本資料某多層廠房，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，其二層樓面結(jié)構(gòu)布置如下圖所示，板伸入墻內(nèi)120mm,次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm，樓面面層為水磨石，白重為0.65kn/m2,板底及梁側(cè)用15mm厚石灰砂漿粉刷。樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取qk=3.0+0.1n（n:學(xué)號）。柱網(wǎng)尺寸為lix|2,li=l2=6+0.3m,其中m取值為：當(dāng)學(xué)號n=1?10時，m=3;當(dāng)學(xué)號n=11?20時，m=2;當(dāng)學(xué)號n=21?30時，m=1;當(dāng)學(xué)號n=31?40時，m=0。混凝土強(qiáng)度等級為C20或C25,主次

2、梁縱向受力鋼筋采用HRB335或HRB400其余鋼筋均采用HPB235。三、基本任務(wù)及成果要求1. （一）撰寫混凝土樓蓋設(shè)計計算說明書設(shè)計資料板的設(shè)計（按可塑性內(nèi)力重頒布理論進(jìn)行設(shè)計）次梁的設(shè)計（按可塑性內(nèi)力重頒布理論進(jìn)行設(shè)計）主梁的設(shè)計（按彈性理論進(jìn)行設(shè)計，要求滿足承載力及裂縫寬度條件）設(shè)計總結(jié)（對設(shè)計的合理性方面及存在的不足進(jìn)行總結(jié)）（二）繪制樓面結(jié)構(gòu)施工圖（2#圖紙2張）樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖（1:100）圖中需標(biāo)注墻、柱定位軸線編號，梁、柱定位尺寸及構(gòu)件編號（建議代號：板一Bn，次梁一CLn,主梁一ZLn）。1. 板的配筋圖（可直接繪在結(jié)構(gòu)平面布置圖上）圖中需標(biāo)明板厚、鋼筋直徑、間距及其長

3、度定位尺寸次梁模板及配筋圖(1:50,1:20)圖中需標(biāo)注次梁截面尺寸，箍筋形式、直徑及間距，縱向鋼筋直徑、根數(shù)、編號及縱向長度定位尺寸。2. 主當(dāng)模板及配筋圖(1:30,1:20)包括主梁的彎矩包絡(luò)圖及材料抵抗彎矩圖。圖中需標(biāo)注主梁截面尺寸、箍筋形式、直徑及間距，縱向鋼筋直徑、根數(shù)、編號及縱向長度定位尺寸，其中縱筋的縱向長度定位應(yīng)依據(jù)材料抵抗彎矩圖進(jìn)行。結(jié)構(gòu)施工圖說明主要說明構(gòu)件的確混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋代號與級別的對應(yīng)(如代表HPB235等)、保護(hù)層厚度，尺寸單位以及樓面荷載值等。某工業(yè)廠房鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計-、設(shè)計資料圖1是某多層工業(yè)廠房的樓蓋建筑平面布置(樓梯間不在此平面內(nèi))，

4、樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，試進(jìn)行設(shè)計。其中板、次梁按考慮塑性內(nèi)力重頒布設(shè)計，主梁按彈性理論設(shè)計。設(shè)計資料如下：樓面做法如下：鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（容重25kn/m2）板下混合砂漿抹面15mm（容重17kn/m2）樓面活荷載q=5.7kn/m2材料：混凝土，C25,鋼筋，梁內(nèi)受力鋼筋為HRB335,其余用HPB235鋼筋。 梁板入墻長度：板為120mm;次梁為240mm;主梁為360mm。 柱：bxb=500mmx500mm。恒載分項系數(shù)為1.2;活荷載分項系數(shù)為1.3（因為樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kn/m2）。1. 根據(jù)構(gòu)造確定板厚及主、次梁的截面尺寸確定主梁跨度為6.3m，次梁跨度為

5、6.3m,主梁每跨跨內(nèi)布置兩根次梁,板跨度為2100mm。按高跨比條件，要求板厚h>2100/40=525mm,對工業(yè)建筑的樓蓋板，要求h>70mm,取板厚h=80mm。次梁截面尺寸：h=l/18?1/12=350?525mm取h=450mmb=13?1/2=150?225mm取b=200mm主梁截面尺寸：h=1/14?1/8=450?787.5mm取h=650mm,b=300mm板的設(shè)計（塑性內(nèi)力重頒布法）（1）確定板的計算跨度次梁截面200X450,板在墻上支承寬度為120mm,板跨長如附圖1邊跨：1m=1n+h/2=1760+80/2=1800m中跨：102=1n=2100-

6、200=-1900mm邊跨和中跨相差小于10%，可按等跨連續(xù)板計算，取1m寬板帶為計算單元，其計算簡圖如下:2. 次梁設(shè)計（塑性內(nèi)力重頒布法）主梁設(shè)計（彈性理論法）:、計算1.板的計算:（1）荷載計算:恒載標(biāo)準(zhǔn)值:20mm水磨石面層0.0次0.65=0.013kn/m80mm鋼筋混凝土板0.08X25=2.0kn/m220mm混合砂漿頂棚抹灰0.02X17=0.34kn/m2；gk=2.35kn/m2恒載設(shè)計值g=1.2x2.35=2.82kn/m2活荷載設(shè)計值p=1.3X5.7=7.41kn/m2合計10.23kn/m2;(2)內(nèi)力及配筋計算：板彎短系數(shù)a:力跨為1/11，離端第二支座為-1

7、/11,中跨中為1/16,中間支座為了-1/14,固有M1=-Mb=1/11(p+g)(101)2=(10.12/11)x1.82=3.01kn-mM2=M3=1/16(p+g)(102)2=(10.2316)x1.92=2.31kn-mMc=-1/14(p+g)(loi)2=-(10.23a14)x1.92=-2.64kn-m板厚h=80mm,h0=80-20=60mm;混凝土C25,a=1fc=11.9n/mm2;HPB235鋼筋，fy=210n/mm2；板按考塑性內(nèi)力重頒布方法計算，取1m寬板帶作為計算單元（b=1000mm）,板的配筋計算見下表。板的配筋計算板帶部位截面1B2CM(kn

8、?m)30.1-3.012.31-2.64,?2cs=M/(cufcbh)0.070.070.0540.062丫s=0.51+(1-2a)-0.50.9640.9640.9720.968As=M/fy丫sh0(mm2)248248189216選配鋼筋8200820082008200實配鋼筋面積（mm2）251251251251板配筋如下圖:2.次梁的計算：次梁按考慮塑性內(nèi)力重頒布方法計算。（1）荷載計算：恒載設(shè)計值:由板傳來永久荷載：2.82x2.1=5.92kn/m;次梁日t:1.2x25X0.2X(0.45-0.08)=2.22kn/m;梁側(cè)抹灰：1.2X17X0.02X(0.45-0.0

9、8)x2=0.30kn/m;g=8.44kn/m;活荷載設(shè)計值：由板傳來：p=7.41x2.1=15.56kn/m;合計:g+q=24kn/m。(2)內(nèi)力計算：計算跨度：邊跨：l01=1.025ln=1.025X5910=6058mm;l01=ln+d2=5910+240/2=6030mm;取較小值6030mm中間跨：l0=ln=6000mm;跨度齋戒：(6058-6000)/6058V10%;按等跨連續(xù)梁計算內(nèi)力。查得彎矩系數(shù)a值；邊跨中為1/11,離端第二支座為-1/11,中跨中為1/16，中間支座為-1/14，故彎矩設(shè)計值為：Mi=-MB=(g+q)l012/11=24x6.032/11

10、=79.32kn-mM2=(g+q)l22/16=24X6216=54kn-mMc=-(g+q)l022/14=-24x6214=-61.71kn-m剪力設(shè)計值為VA=0.45(g+q)l0i=0.45X24x5.91=63.81knVBL=0.6(g+q)lni=0.6x24x5.91=85.10knVBr=0.55(g+q)ln2=0.55x24x6=79.20knVc=0.55(g+q)l02=0.55X24x6=79.20kn(3)承載力計算1)正截面受彎承載力計算支座B、C按200X450的矩形截面計算，跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣寬度取下面二都是較小值：bf=1/3x6000=mmv

11、b+sn=200+1900=2100mm取b'f=mm梁高：h=450mmh0=450-35=415mm翼緣厚：bf=80mm判別T形截面類型：Q1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0x11.9xx80x(415-80/2)=714kn-m>M1>M2;故各跨中截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，按布置一排縱筋考慮，h=415mm,混凝土C25,Q1=1,fc=11.9n/mm2,fy=300n/mm2次梁正截面及斜截面承載力計算分別見下表：次梁正截面承載力計算aw1B2CM(kn?m)79.32-79.3254-61.71,?

12、2cs=M/(cufcbh)0.0190.01930.0130.150丫s=0.51+(1-2Q)-巧0.9900.8920.9940.918As=M/fy丫shc(mm2)643.5714.2436.4540.0選配鋼筋218+144222314216+14實配鋼筋面積(mm2)662.9760461555.92掰截面承載力計算混凝土C25,ft=1.27n/mm2；箍筋采用HPB235,fyv=210n/mm2；hw/h=(465-80)/200v4,屬厚腹梁。次梁斜截面承載力計算截面AB1BrCV(kn)63.8385.1079.2079.200.256cfcbh=246.9kn0.7f

13、tbh=73.8knVav73.8kn構(gòu)造配筋35.34kn<VB1<246.9kn計算配筋35.34kn<VBr<246.9kn計算配筋35.34kn<VC<246.9kn計算配筋選用箍筋8666Asv=nAsv1(mm2)100.6100.6100.6100.6S=1.25fyvAsvh0/V-0.7ftbh0-1349X0.8=10794486X0.8=35893589實際配筋8200820082008200驗算0.24(ft/fyv)=0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.18%0.25%>0.

14、18%滿足最小配筋率。3. 次梁配筋圖見附圖3主梁的計算：主梁按彈性理論計算。主梁兩端支承于磚墻，入墻360mm，高柱截面尺寸為500X500mm,主梁的有關(guān)尺寸及支承情況如圖所示。恒載設(shè)計值:由次梁傳來:8.44x6.3=53.17kn主梁白重(折算為集中荷載)0.3X25X1.2X(0.65-0.08)x2.1=10.77kn;梁側(cè)抹灰(折算為集中荷載)1.2x17X0.02X(0.65-0.08)X2X2.1=0.98kn;G=53.17+10.77+0.98=64.92kn活荷載設(shè)計值：由次梁傳來:P=15.56X6.3=98.03kn合計：G+P=162.95kn(2)計算跨度主梁兩

15、端支承于磚墻，入墻360mm，中間支承柱500X500,按連續(xù)梁計算邊跨：l01=ln1+(a+b)/2=5810+(360+500)/2=6240mm;101=1.025xln+b/2=1.025x5810+500/2=6205mm;取l01=6210mm中間跨ln=6300mm;跨度差v10%，可按等跨連續(xù)梁計算。(3)內(nèi)力計算由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多，故主梁可視為較支柱頂上的連續(xù)梁。在各種不同頒布的荷載作用下的內(nèi)力計算可采用等跨連續(xù)內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)行，跨中和支座截面最大彎矩及剪力按下列公式計算，則：M=kiGi+k2Qi；G=64.92knP=98.03knV=I八G+kiP;G=6

16、4.92knP=98.03kn邊跨：G=64.92X6.3=409.00kn-mB=98.03X6.3=617.59kn-m式中系數(shù)k值由查表得。(4)主梁承載力計算1)正截面受彎承載力計算跨內(nèi)按T形截面計算，因為hf/h0=80/615=0.13>0.1因此b'f=1/3=633=2.1mvb+Sn=0.3+6=6.3m取bf=2100mm計算判斷1、2截面類型：a1fcb'fh'f(h0-h'f/2)=1.0x11.9x2100x80x(615-40)=1149.5kn-m>M1>M2屬第一類T形截面。B支座按矩形截面計算，其彎矩設(shè)計值MB

17、=MBmax-Vo-(b/2)=284.08+157.160.25=244.79kn-m2)斜截面受力計算(h0=580mm)Hw/b=(h0hf)/b=(58080)/3004,屬厚腹梁將以上最不利內(nèi)立縱使下的彎矩圖及剪力圖分別又疊畫在同一坐標(biāo)圖上，即可得主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖，參見圖紙。主梁正截面及斜截面承載力計算分別見表主梁正截面承載計算aw邊跨跨中中間支座中間跨跨中M(kn?m)262.16-244.79138.40-42.02,?2cb=M/(cufcbho)0.02770.2040.01460.0044丫s=0.51+(1-2o)-0'50.9860.8850.993

18、0.998As=M/fy丫sho(mm2)14411590755228選配鋼筋222(直)+222(彎)422(直)+222(彎)222218實配鋼筋面積(mm2)15201777760509主梁斜截面承載力計算截面支座Ar支座B1支座BrV(kn)126.64-207.01176.250.256cfcbh=517.7kn0.7ftbh0=154.7knVav154.7kn154.7knvVb1<517.7kn154.7knvVbrv517.7kn選用箍筋262002620026200Asv=nAsv1(mm2)56.656.656.6Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(kn)197.8197.8197.8Asb=V-V