毕业设计钢筋混凝土结构课程设计计算书.doc

土木工程系土木建筑学院课程设计说明书题目: 混凝土结构课程设计专业班级：城市地下空间工程10-1班 学 号： 2010304447 学生姓名： 李 飞 指导教师： 汪 汇 2013年 6月15日 目 录1、楼盖梁格布置及截面尺寸确定.12、板的设计按考虑塑性内力重分布设计.2（1）、荷载计算.2（2）、计算简图.2（3）、弯矩设计值.2（4）、配筋计算正截面受弯承载力计算.3（5）、板的配筋图绘制.33、次梁设计按考虑塑性内力重分布设计.5（1）、荷载设计值.5（2）、计算简图.5（3）、弯矩设计值和剪力设计值的计算.5（4）、配筋计算.6（5）、施工图的绘制.74、主梁设计主梁内力按弹性理论设计.9（1）、荷载设计值.9（2）、计算简图.9（3）、内力设计值计算及包络图绘制.9（4）、配筋计算承载力计算.12（5）、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断.125、 设计体会及今后的改进意见.14参考文献.15图纸.16钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书1.楼盖梁格布置及截面尺寸确定确定主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。楼盖结构的平面布置图如图所示。按高跨比条件要求板的厚度hl/40=2300/40=57.5mm，对工业建筑的楼板，要求h80mm，所以板厚取h=80mm。次梁截面高度应满足(1/18 1/12)l=(1/18 1/12)×6900=383 575mm，取h=500mm，截面宽b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×500=167 250mm，取b=200mm。主梁截面高度应满足h=(1/14 1/8 )l=(1/14 1/8) ×6900=493863mm,取h=650mm，截面宽度b=(1/3 1/2)h=(1/3 1/2) ×650=217 325mm,取b=300mm。2.板的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载计算恒荷载标准值20mm厚水泥沙浆面层：0.02 ×20=0.4 kN/80mm厚钢筋混凝土板：0.08×25=2.0 kN/15mm厚混合沙浆天棚抹灰：0.015×17=0.255 kN/小计 2.655 kN/ 活荷载标准值： 8.0 kN/因为是工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取1.3， 恒荷载设计值：g=2.655×1.2=3.186 kN/ 活荷载设计值：q=8.0×1.3=10.4kN/ 荷载设计总值：g+q=13.568kN/, 近似取13.6kN/（2）、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知：次梁截面宽为b=200mm，现浇板在墙上的支承长度为a=，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定： l01=ln+h/2=(2300-120-200/2)+80/2=2120mm l011=ln+a/2=(2300-120-200/2)+120/2=2140mm故边跨板的计算跨度取lo1=2120mm中间跨： l02=ln=2300-200=2100mm板的计算简图如图所示。（3）、弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差（2120-2100）/2100=0.95%小于10%，可按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数M,，板的弯矩设计值计算过程见下表 板的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=2.12l01=2.12l02=2.10l02=2.10(kN.m)13.6×2.12×2.12/11=5.56-13.6×2.12×2.12/11=-5.5613.6×2.10×2.10/16=3.75-13.6×2.10×2.10/14=-4.28（4）、配筋计算正截面受弯承载力计算板厚80mm,ho=80-20=60mm,b=1000mm,C30混凝土 a1=1.0,fc=14.3N/ mm2，HRB335钢筋，fy=300N/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便，近似对钢筋面积折减20%。板配筋计算过程见表。 板的配筋计算截面位置1B2C 弯矩设计值（）5.56-5.563.75-4.28s=M/1fcbh020.108-0.1080.073-0.084 0.1150.1<-0.115<0.350.0970.1<-0.088<0.35轴线 计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy329-329277262实际配筋（mm2）10230102308180 8190As=341As=341As=279As=264轴线计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy3293290.8×277=222 0.8×262=210实际配筋（mm2）102301023081808190As=341As=341As=279As=264 配筋率验算pmin= 0.45ft/fy=0.45×1.43/300=0.21%P=As/bh =0.43%P=As/bh =0.43%P=As/bh =0.47%P=As/bh =0.44%（5）、板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。3.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计（1）、荷载设计值恒荷载设计值 板传来的荷载：3.186×2.0=6.372kN/m次梁自重： 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52 kN/m次梁粉刷： 2×0.015×（0.5-0.08）×17×1.2=0.257 kN/m小计 g=9.149 kN/m活荷载设计值： q=10.4×2.0=20.8kN/m荷载总设计值： q+g=20.8+9.149=29.949 kN/m 近似取荷载29.95kN/m（2）、计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定： l01=ln+h/2=(6900-120-300/2)+240/2=6750mm l011=1.025ln=1.025×6900=7073mm故边跨板的计算跨度取lo1=6750mm中间跨： l02=ln=6900-300=6600mm计算简图如图所示。（3）、弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差（6750-6600）/6600=2.3%小于10%，可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置1边跨跨中B离端第二支座2中间跨跨中C中间支座弯矩系数1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(m)l01=6.75l01=6.75l02=6.6l02=6.6(kN.m)29.95×6.752/11=124.05-29.95×6.752/11=-124.0529.95×6.62/16=81.54-29.95×6.62/14=-93.19次梁的剪力设计值的计算截面位置A边支座 B(左) 离端第二支座B(右) 离端第二支座C中间支座剪力系数 0.450.60.550.55净跨度lnln1=6.63ln1=6.63ln2=6.6ln2=6.6(kN)0.45×29.95×6.63=89.36kN0.6×29.95×6.63=119.14kN0.55×29.95×6.6=108.72kN0.55×29.95×6.6=108.72kN（4）、配筋计算 正截面抗弯承载力计算次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：bf=lo/3=6900/3=2300mmbf=b+Sn=200+2300-200=2300mm 故取bf2300mm C30混凝土 a1=1.0, fc=14.3N/ mm2, ft=1.43N/ mm2 ; 纵向钢筋采用HRB335，fy=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB235（没有换？），fyv=210 N/ mm2 ,ho=500-35=465mm。 判别跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C 弯矩设计值（）124.05-124.0581.54-93.19s=M/1fcbh02124.05×106/(1×14.3×2300×4652)=0.017124.05×106/(1×14.3×200×4652)=0.20181.54×106/(1×14.3×2300×4652)=0.01193.19×106/(1×14.3×200×4652)=0.1510.0170.1<0.227<0.350.0110.1<0.165<0.×35选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy0.017×2300×465×1×14.3/300=866.70.227×200×465×1×14.3/300=1006.30.011×2300×465×1×14.3/300=560.80.165×200×465×1×14.3/300=731.4实际配筋（mm2）218+122222+118122+ 212220+112As=889.1As=1014.5As=606.1As=741.1斜截面受剪承载力计算(包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算)。复核截面尺寸： hw =ho- bf=465-80=385mm且hw/b=465/200=1.93<4,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25×1.0×14.3×200×465=332.5kN > Vmax =119.14kN故截面尺寸满足要求次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV89.36119.14108.72108.72332.5>V截面满足332.5>V截面满足332.5>V截面满足332.5>V截面满足93.1>V不需配箍筋93.1<V需配箍筋93.1<V需配箍筋93.1<V需配箍筋选用钢筋_282828_100.6100.6100.6_471.6786.1786.1实配箍筋间距_200200200_120.1>V满足120.1>V满足120.1>V满足（5）、施工图的绘制次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.43=646.2取650mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定：l=12d=1218=216mm,取250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l>12d=1222=264mm，取300mm.纵筋的截断点距支座的距离: l=ln/5+20d=6622/5+20×22=1764.4mm, 取1800mm.4.主梁设计主梁内力按弹性理论设计 （1）荷载设计值。（为简化计算，将主梁的自重等效为集中荷载）次梁传来的荷载： 9.149×6.9=63.13kN主梁自重（含粉刷）：（0.65-0.08）×0.3×2.0×25+2×（0.65-0.08）×0.015×17×2.0 ×1.2 =10.958kN恒荷载设计值： G=63.13+10.958=74.088kN 取G=74.1(83)KN活荷载设计值： Q=20.8×6.9=143.52kN 取Q=143.5(81)KN （2）计算简图主梁的实际结构如图所示,主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨: lo1= ln+a/2+b/2=(6900-200-120)+400/2+400/2=6980mm Lo1=1.025ln+b/2=1.025×(6900-200-120)+200=6945mm故l01取6945mm中跨 l02=6900mm计算简图如图所示，因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。（3）、内力设计值计算及包络图绘制弯矩值计算：，式中k1和k2由附表1查得M1,max=0.244×74.1×6.945+0.289×143.5×6.945=125.57+288.02=413.59kN·mMB,max =-0.267×74.1×6.945-0.311×143.5×6.945=-137.40-287.85=-425.25 kN·mM2,max =0.067×74.1×6.90+0.200×143.5×6.945=34.26+199.32=233.58 kN·m 主梁的弯矩设计值计算（）项次荷载简图      弯矩图示意图1恒载0.244125.6-0.2674-136.70.06734.3-0.2674-136.72活载0.289288.0-0.133-131.7-0.133-132.5-0.133-131.7 3活载-0.044-43.9-0.133-131.70.200199.2-0.133-131.7  4活载0.229228.2-0.311-310.00.09695.6-0.089-88.15活载-0.089/3-29.6-0.089-88.10.17169.3-0.311-307.9 组合项次Mmin(kN·m)+81.7+-446.7+-98.2+-444.6 组合项次Mmax(kN·m)+413.6+-224.8+233.5+-224.8 、剪力设计值：不同截面的剪力值经过计算如表所示。VA,max=0.733×74.1+0.866×143.5=54.31+124.27=178.58kNVBl,max=-1.267×74.1-1.311×143.5=-93.88-188.13=-282.01kNVBr,max=1.0×74.1+1.222×143.5=74.1+175.36=249.46kN 主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图 恒载0.73354.3-1.267-93.91.0074.1活载0.866124.3-1.134-162.700活载0.68998.9-1.311-188.11.222175.4活载-0.089-12.8-0.089-12.80.788113.1组合项次Vmax(kN) +178.6+-106.7+249.5组合项次Vmin(kN) +41.5+-282.0+74.1弯矩、剪力包络图绘制荷载组合+时，出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩，此时，MA=0， MB=-136.7-131.7=-268.4 kN . m，以这两个支座的弯矩值的连线为基线，叠加边跨载集中荷载G+Q=74.1+143.5=217.6kN作用下的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)l01 -1/3×MB=(74.1+143.5) ×6.945/3-268.4/3=414.3 kN . m Mmax =413.6kN。第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l01 -2/3×MB=(74.1+143.5) ×6.945/3-268.4×2/3=324.8kN . m。中间跨跨中弯矩最小时，两个支座弯矩值均为268.4kN·m，以此支座弯矩连线叠加集中荷载。则集中荷载处的弯矩值为1/3 G l02MB =74.1×6.9/3-268.4=-97.97 kN·m.荷载组合+时支座最大负弯矩MB=-446.7 kN·m其它两个支座的弯矩为MA=0， MC=-224.8 kN·m，在这三个支座弯矩间连线，以此连线为基线，于第一跨、第二跨分别叠加集中荷在G+Q时的简支梁弯矩图：则第一个集中荷载下的弯矩值为1/3(G+Q)l01 -1/3×MB=(74.1+143.5) ×6.945/3-446.7/3=354.8 kN . m。第二集中荷载作用下弯矩值为1/3(G+Q) l01 -2/3×MB=(74.1+143.5) ×6.945/3-446.7×2/3=205.9kN . m。同理，当MC最大时，集中荷载下的弯矩倒位排列。荷载组合+时，出现边跨跨内弯矩最小与中间跨跨中弯矩最大。此时MB= MC=-268.4 kN·m，第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为：G l01 /3-1/3×MB=74.1 ×6.945/3-268.4×1/3=81.8kN·m。G l01 /3-2/3×MB=74.1 ×6.945/3-268.4×2/3=-7.4kN . m。第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为324.8·kN m +情况的弯矩按此方法计算。所计算的跨内最大弯矩与表中有少量的差异，是因为计算跨度并非严格等跨所致。主梁的弯矩包络图见下图。荷载组合+时，VAmax=178.6kN，至第二跨荷载处剪力降为178.6-217.6=39.0kN；至第二集中荷载处剪力降为 39.0217.6=256.6kN，荷载组合+时，最大，其VBl=-282.0kN，则第一跨中集中荷载处剪力顺次为（从左到右）153.2kN,64.6kN,其余剪力值可按此计算。主梁的剪力包络图见图。（4）配筋计算承载力计算C30混凝土，a1=1.0, fc=14.3N/ mm2 , ft=1.43 N/ mm2 ; 纵向钢筋HRB335 ，其中fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用HPB235 ，fyv=210 N/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按形截面计算，因翼缘计算宽度按lo/3=6.9/3=2.3m和b+Sn=0.3+6.9-0.3=6.9m，中较小值确定，取bf=2300mmB支座处的弯矩设计值：MB= Mmax-Vob/2=-413.6+217.6×0.4/2=-370.1 kN·m判别跨中截面属于哪一类T形截面 a1fcbfhf(ho-hf/2)=1.0×14.3×2300×80×(615-40)=1512.9(1094.8) kN·m > M1>M2属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下:表1-15主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值（kN.m）413.6370.1233.598.2s=M/1fcbh020.0420.2560.0220.0630.043<0.5180.301<0.5180.022<0.5180.065<0.518选配钢筋计算配筋（mm2）AS=bh01fc/fy2418.63448.41289.9557.7实际配筋(mm2)722622220422220As=2660As=3222As=1520As=628 箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：hw =ho- bf=580-80=500mm且hw/b=500/300=1.7<4,故截面尺寸按下式计算：0.25bcfcbho=0.25×1.0×14.3×300×500=536.25kN > Vmax =282.0kN故截面尺寸满足要求斜截面配筋计算：截 面AV178.6-282.0249.5659.6>V截面满足622.1>V截面满足622.1>V截面满足184.7>V不需配箍筋286.8>V不需配箍筋286.8>V不需配箍筋（5）、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。 主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.14×300×22/1.43=646.2mm取750mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1222=264mm，取300mm 检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求:主梁的材料图和实际配筋图如图所示。设计体会及今后的改进意见两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。通过这次课程设计，让我对混凝土结构原理设计这门课有了进一步的认识。这次课设是对这门课程的一个总结，对混凝土结构原理设计知识的应用。首先，我要感谢我的指导师汪汇老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，给了起到了指明灯的作用；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次课程设计就不会如此的顺利进行。此次毕业设计历时一周，是我大学学习中遇到过的一次重要的课程设计。俗话说的好，“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间记在本子上面，然后等答疑的时候问两位老师，老师对于我提出来的问题都一一解答，从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他们真正起到了“传道授业解惑疑”的作用，让人油然而生的敬佩。他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向汪汇老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。这次课设的书写中对格式的要求也很严格，在老师的指导下我们按照课程设计的格式要求完成课设。这就为我们做毕业设计打下了基础。通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高。在整个过程中，我查阅了相关书籍及文献，取其相关知识要点应用到课设中，而且其中有很多相关设备选取标准可以直接选取，这样设计出来的设备更加符合要求。在设计的最后附有结构图，在绘图的整个过程中，我对制图软细节更加熟悉。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。在以后的学习中我会更加认真地对待专业课学习，争取把专业课学的透、学的精，认真听老师静的每一句话，多和老师和同学交流。因为的知识有限，所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师对这次课设的评阅。2013年6月参考文献1. 混凝土结构设计规范(GB50010-2010). 北京: 中国建筑工业出版社，20102. 建筑结构荷载规范(GB50009-2001). 北京: 中国建筑工业出版社，20023. 东南大学, 等. 混凝土结构(中册，第四版). 北京: 中国建筑工业出版社，20094. 吴培明, 彭少民. 混凝土结构. 武汉: 武汉工业大学出版社, 20015. 马芹永. 混凝土结构基本原理. 北京: 机械工业出版社，20056. 徐有邻, 周氐. 混凝土结构设计规范理解与应用. 北京: 中国建筑工业出版社，2002