水利水电--钢混---课程设计.doc

郑 州 大 学课程设计报告 设计题目： 整体式单向板肋形楼盖设计学 院 水利与环境学院 学 生 姓 名： 专 业： 水利水电工程专业 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 设计时间： 2011年 6 月郑州大学水利与环境学院制目录l 设计课题··············3l 设计资料··············3一、相关数据·············4二、楼盖结构平面布置·····4三、板的设计·············6(1) 荷载计算(2) 计算简图(3) 弯矩计算值计算(4) 配筋计算四、次梁设计··············8(1) 荷载计算(2) 计算简图(3) 弯矩和剪力计算(4) 正截面承载力计算(5) 斜截面承载力计算五、主梁设计·············12(1) 荷载计算(2) 计算简图(3) 内力设计值及包络图(4) 正截面承载力计算(5) 斜截面承载力计算(6) 吊筋计算六、柱设计···············20七、基础设计·············21设计课题设计如图所示的钢筋混凝土单向板整浇肋形楼盖及柱、基础。设计资料（1） 该建筑位于非地震区。安全等级为二级，基本荷载组合。（2） 安全等级为二级，基本荷载组合。（3） 结构环境类别为一类。（4） 楼面做法:20mm厚水泥砂浆（重度为20）面层，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋石灰（重度为17）粉底。（5） 楼面可变荷载标准值为4。（6） 材料：混凝土用C25；梁内纵向受力筋采用HRB400钢筋，板内纵向受力钢筋才好用HRB335钢筋，其他钢筋采用HPB235钢筋。（7） 外墙厚度为370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm.（8） 钢筋混凝土柱的截面尺寸为350mm×350mm。一、 相关数据板：采用受力筋为HRB335钢筋，分布钢筋为HPB235钢筋，混凝土用C25。11.9 =300（HRB335） =210（HPB235）梁：纵向受力筋采用HRB400钢筋，箍筋等采用HPB235钢筋。凝土用C25。11.9 =360（HRB400） =210（HPB235）以下设计采用混凝土结构设计规范（GB500102002）。二、 楼盖结构平面布置及截面尺寸1、 粱格布置 如下图：由图知：板的跨度为=6900/3=2300mm 次梁的跨度为=6000mm 主梁跨度为=6900mm2、 截面尺寸：(1) 板 板厚h=80mm>=2300/40=57.5 合理；取80mm(2) 次梁 h=（）=（）×6000=333500；取450mm b=h/（23.5）=450/（23.5）=128225；取200mm 所欲次梁尺寸为：b × h=200mm×450mm(3) 主梁 h=（）=（）×6900=575862；取650mm b=h/（23.5）=650/（23.5）=325185；取300mm 所欲主梁尺寸为：b × h=300mm×650mm三、板的设计板的内力和配筋计算都考虑塑性内力重分布计算(1) 荷载计算 恒载：20mm厚水泥砂浆面层20 × 0.02=0.4 80mm钢筋混凝土现浇板25×0.08=2.0 12mm厚纸筋石灰 17×0.012=0.204 =0.4+2.0+0.204=2.604楼面活载：标准值为4。（达到4以上，取1.3）1) 由可变荷载效应控制的组合g +q =1.2×2.604+1.3×4=8.332) 由永久荷载效应控制的组合g +q =1.35×2.604+1.3×0.7×4=7.16(2) 计算简图：板的计算跨度（次梁b × h=200mm×450mm）边跨：=2300-240-=1960mm=1960+=2000mm<=1960+=2020mm中跨：=2300-100-100=2100mm跨度差（2100-2000）/2000=5<10。可按等跨计算。取1m宽板作为计算单元计算弯矩及配筋。(3) 弯矩设计值计算（如下表格）(4) 配筋计算 b=1000mm，=h-20=80-20=60mm。计算如表：采用分离式配筋，示意图如下：四、次梁的设计(1) 荷载计算恒载设计值：板传来的 1.2×2.604×2.3=7.18 次梁自重1.2×25×0.2×（0.45-0.08）=2.22 梁侧面粉刷重 1.2×17×0.012×（0.45-0.08）×2=0.18 合计：g=7.18+2.22+0.18=9.58活载设计值：q=1.3×4×2.3=11.96 g +q =9.58+11.96=21.54(2) 计算简图：计算跨度（主梁尺寸b × h=300mm×650mm）；边跨：=6000-240-=5610mm=5610+=5730mm<=5610×1.025=5750mm中跨：=6000-300=5700mm跨度差（5730-5700）/5700=0.52<10。可按等跨计算。简图如下：(3) 弯矩和剪力设计值计算如下表：(4) 正截面承载力计算支座截面按照矩形截面（b×h=200mm×450mm）计算，跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:梁高 h=450mm，=450-35=415mm，=0.19>0.1 边跨 =1910mm< =200mm+2100mm=2300mm 中跨=1900mm< =200mm+2100mm=2300mm判别T形截面的类型 =1×11.9×1900×80（415-80/2）=678.30显然这值比个截面弯矩设计值大的多，各截面均属于第一类T形截面。 由于荷载较小，跨中截面和支座截面的配筋量也较小，钢筋按布置一排考虑，取=415mm，正截面承载力计算如下表:(5) 斜截面承载力计算（415-80）/200=1.675<4.0边跨： 72180/（1×11.9×200×415）=0.073<0.25截面尺寸符合要求。=0.7×1.27×200×415=73.79KN>。所以不需要进行计算配筋，按照构造要求配筋。中跨：66940/（1×11.9×200×415）=0.068<0.25截面尺寸符合要求。=0.7×1.27×200×415=73.79KN>。所以不需要进行计算配筋，按照构造要求配筋。按照构造要求，箍筋选用HPB235。查表知：。取s=200mm，配双肢箍8200。符合要求。配筋示意图如下：五、主梁设计主梁尺寸为b × h=300mm×650mm，柱尺寸350mm×350mm 高4500mm。主梁按弹性理论计算。(1) 荷载计算（梁重和粉刷重折算为集中荷载）次梁传来的集中力：9.58×6=57.48（KN）主梁自重： 1.2×25×0.30×（0.65-0.08）×2.3=11.799(KN)梁侧粉刷重：1.2×17×0.012×（0.65-0.08）×2.3×2=0.642(KN)恒载合计：g=57.48+11.799+0.642=69.92（KN）次梁传来的活荷载设计值：q=11.96×6=71.76（KN）(2) 计算简图主梁的线刚度（独立梁）：=考虑现浇板的影响作用，主梁实际的线刚度=独立梁线刚度×2。所以主梁的实际线刚度=2×=柱的线刚度：=梁柱刚度比：=7.12>5.0；因此主梁的中间支座可按铰支于柱上考虑，梁端搁置在墙上，长度a=370mm。计算跨度：边跨：=6900-240-175=6485mm=+=6485+=6845mm=6485×1.025+175=6822mm取小值：=6822mm中间跨：=6900-175-175=6550mm=+b=6550+350=6900mm取小值： 跨度差：（6877-6822）/6822=55/6822=0.8<10,可按等跨连续梁计算。计算简图如下：(3) 内力计算弯矩剪力主梁内力计算结果及最不利影响组合如下表：将以上结果用来绘制弯矩包络图和剪力包络图，见下图：(4) 主梁正截面承载力计算梁的支座处按矩形截面计算（b × h=300mm×650mm）；跨中按T形状截面计算，其翼缘计算宽度为：跨中(双排)：（650-60）=590mm(跨中负弯矩处也取590)支座：（650-80）=570mm判别T形截面的类型：=1×11.9×2300×80×（615-80/2）=1259.02 显然这值比个截面弯矩设计值大的多，各跨中截面均属于第一类T形截面。 计算步骤和结果如下表：(5) 主梁斜截面承载力计算； 如下表：(6) 主梁附加箍筋计算由次梁传到主梁的全部集中力为：F=Q+G=69.92+71.76=141.68 KN因为： 用HRB235钢筋， 选择双肢箍，。因此， 取7支。 即配：主梁配筋示意图：六、柱的设计柱高4500mm，柱的上端与主梁铰接，下端与基础刚接，因此计算高度等于=0.7×4500=3150mm。由=9，查表得：。由柱的计算简图及荷载传递方式可知：取Q=70KN，G=72KN。N=3×F=3×（Q+G）=3×（70+72）=3×142 KN=426KN公式：中， 因此柱子按构造来配筋。选配：818（），经济。纵向受力筋采用焊接骨架，所以箍筋间距=20×18=360mm且。取S=300。选：。示意图如下：七、基础设计资料：地基基础设计等级为丙级，。土质为的粉土。(1) 确定基础底面尺寸查表得：，。并设计基础埋深为d=1.5m。=200+0+2.2×20×（1.5-0.5）=244Kpa则：。(2) 基础高度。初步选定H=600mm。柱内受压钢筋的锚固长度为： ，符合要求。基础的形式采用锥形，只需验算由柱边开始的冲切面上的受冲切承载力，基础下设置100mm C15的素混凝土垫层（取保护层厚度为40mm）。按内层钢筋计算的受冲切破坏的承载力有效高度为。冲切破坏锥体的底边长：。由于，因此不需要抗冲切验算。(3) 配筋计算由柱传到基础上的轴力为N=426+0.35×0.35×25=440KN。则：方形基础，近似取，=25.38选配钢筋：如下图：参考文献： 1 沈蒲生. 混凝土结构设计. 3版 M. 北京：高等教育出版社，2007. 2 河海大学，郑州大学，等. 水工钢筋混凝土结构学. 4版 M. 北京：中国水利水电出版社，2009. 3 张飘. 土建工程基础 M. 北京：化学工业出版社，2004. 4 苑辉，等. 混凝土结构设计计算与实例 M. 北京：人民交通出版社，2008. 5 中华人民共和国国家标准. GB50007-2002建筑地基基础设计规范S. 北京：中国建筑工业出版社，2002.