混凝土结构设计原理课程设计自己.docx

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1、混凝土结构设计课程设计整体式单向板肋梁楼盖设计任务书适用专业： 建筑工程专业本科使用班级：2010级建筑1、2、3班设计时间：2013年5月某某学院土木工程系土木工程教研室混凝土结构设计课程设计整体式单向板肋梁楼盖设计任务书一、设计任务：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进展第 二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。二、设计目的建筑结构课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的根 本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。1. 了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，

2、为毕业设计以与今后从事实际设计、管理工作奠定初步根底。2. 复习巩固加深所学的根本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。3. 掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：1进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；2掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；3掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；4了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；5掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；6学习书写结构计算书；7学习运用规X。二、设计资料1、结构平面与柱网布置如下列图楼梯间在此平面外，按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1,车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表

3、二。每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进展设计。活荷载标准值表1序号活何载标准值(kN/mm 2)cHX结构平面与柱网布置图柱网尺寸 表2序号LxLy660054006600660069005700690063007200600075006300分组编号表3医孚7?度序号 活载序号、_. 1234531678910321112131415331617181920342122232425352627282930362、楼面构造2;顶棚为15mm厚混合砂浆抹灰；梁用15mm厚混合砂浆抹灰。3、材料 混凝土：采用C25的混凝土。 钢 筋：主、次梁受力纵筋采用HRB400级钢筋，其他钢筋均用HPB

4、300级钢筋四、设计内容与要求1. 结构布置柱网尺寸给定，要求了解确定的原如此。梁格布置，要求确定主、次梁布置方向与次梁间距。2. 按塑性理论方法设计楼板和次梁，按弹性理论方法设计主梁。3. 提交结构计算书一份。要求：步骤活楚、计算正确、书写工整。4. 绘制结构施工图1X1号图。内容包括1结构平面布置；2板、次梁配筋图；3主梁配筋图；4主梁画钢筋别离图；5必要的施工说明。要求真正做到施工图深度，交给工地即能付诸丁施工。图面必须按“制图 标准规定绘制，要求布图匀称、表达正确、线条活晰、图面整洁。五、成绩考核与评定根据结构计算书、施工图、辩论三方面综合按优、良、中、合格、不与格五个 等级评定成绩。

5、辩论内容：所抽考签题目、图纸、计算书三方面。六、参考资料l .建筑结构教材，何益斌主编，。2. 混凝土结构设计教材，沈蒲生主编，高等教育。3. 混凝土结构设计教材，朱彦鹏主编，同济大学。4. 建筑结构荷载规XGB50009-20015. 混凝土结构设计规 XGB50010-20106. 建筑结构制图标准整体式单向板肋梁楼盖计算书图1:轴网平面图环境类别为二a类，如此保护层厚度板：c 20mm 梁：c 25mm混凝土等级C25,保护层厚度增加5mm 0所以最终保护层厚度；板：c 25mm 梁：c 30mm一、结构平面布置与构件尺寸选择建筑物的楼盖平面为矩形，轴线尺寸为30m 21.6m。按肋梁楼

6、盖的板、梁合理 跨度，主梁为6 T2m，次梁为4 6m ,单向板为1.73m。由此确定主梁跨度为7.2m，次梁跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的 跨度为2.4m。根据要求，初定截面尺寸如下：板厚：按 h , l 2400，且 h 80,取 h 100mm； 40次梁：梁面按h 240-333mm ;估算并考虑建筑模数，取梁高18 25 h h h 450mm，梁克按 b -一 150 225mm估算，取 b 200mm；3 2主梁：梁高按h - 514 900mm估算，取h 700mm，梁宽取b 300mm。 8 14柱截面为400mm 400mm。楼盖的梁板结构平面布置与构件尺寸如图：

7、1-1图1-1 :梁板结构平面布置与构件尺寸图、板的计算按塑性理论方法设计楼板板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的 k 6000 2.5 3,宜按单向板设计, 112400按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造筋。在这里按单 向板设计。20mm厚水泥砂浆和10mm厚的面层0.65kN /m2100 mm厚现浇钢筋混凝土板25kN/m3 0.1 2.500kN/m215mm厚混合砂浆抹灰顶棚17kN/m3 0.015 0.255kN/m2包荷载标准值2gk 3.045kN /m活仙载标准值 2 pk 6.500kN / m荷载设计值每米板宽q G*kQPk1.2 3.405

8、1.3 6.512.536kN /m2取 q 12.536kN /m板为多跨连续板，对丁跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷一样，且跨 差不超过10%寸，均可按五跨等跨度连续板计算。取1m板宽作为计算单元，将9跨连续板视为5跨连续板计算，次梁截面尺寸b h 200mm 450mm，板厚 100mm。板的计算跨度为边跨或|0|0|n - 24002|n a 24002100 120 1002230mm2240 mm100 12021202取小值|02230mm中间跨平均跨度为跨度差|0|n 2400 200 2200mm2230 22002215mm22230 22001.4% 10%2200

9、可以采用等跨度连续板退出的弯矩系数计算板的弯矩。板的计算简图如图2-1 :二旧商 k20*riV R图2-1 :板计算简图用塑性内力重分布理论计算，如此有 a系数如下支承情况截面 位置端支座边跨支 座离端第二支座离端第二 跨中中间支 座中间跨 中AP 1B2C3梁板搁文在 墙上01/11两跨连续:-1/10 三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇 连接-1/161/14板的内力计算见表2.1表2.1板弯矩计算截面位置边跨中B支座中间跨中中间支座弯矩系数111111116114Mql2(kN-m)1212.536 2.23 115

10、.6671212.536 2.23 115.6671212.536 2.2 163.7921212.536 2.2 144.334取 b 1000mm, a c 翌 25 5 30mm, h0 100 30 70mm。._2. 2fc 11.9N/mm, fy 360N / mm。考虑中间区格板穹顶作用，其弯矩折减 20%0这是因为板的支座在负弯矩作用 下上边缘开裂，跨中截面如此由丁正弯矩作用下边缘开裂，这使板的实际轴线成拱 形。因而在荷载作用下将产生平面内的推力，该推力对板的承载力来说是有利的。 为计算简便，在内力计算时，对中间支座与四周与梁整体连接板的中间跨的跨中截 面的弯矩乘以0.8的折

11、减系数以考虑此有影响。对四周与梁整体连接的单向板的边跨跨中截面与支座截面，角区格和边区格的跨中与支座截面弯矩不予折减。表2.2正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中中间支座在平面图 上的位置-M /(kN,m)5.6675.6673.7923.792 0.84.3344.334 0.8MS1 fch。20.0970.0970.0650.0520.0740.0591 J 2 s0.9490.9490.9660.9730.9610.970s2As工fy sh0237.0237.0155.8123.7179.0141.8选用钢筋A8200A8200A8200A8200A8200A8200实际配筋面积

12、/ mm251251251251251251板的构造按构造要求配。分布钢筋的布置为 A8250，满足要求因为 g 6.5kN2.14 3,所以 a J 550mm。g 3.04kN4板的配筋图见图2-2:图2-2 :板的配筋图三、次梁的计算按塑性理论方法设计次梁有板传来的恒载3.405kN/m2 2.4m 8.172kN /m次梁自重-一一3- -一一25kN / m 0.2m (0.45 0.1)m 1.75kN / m次梁粉刷317kN/m3 0.015m 0.45 0.1 m 2 0.1785kN/m包荷载标准值gk 10.1005kN/m活仙载标准值pk 6.5 2.4 15.6kN/

13、m仙载设计值q 1.2 10.1005 1.3 15.6 32.4006kN / m次梁为五跨连续梁，主梁截面尺寸为 b h 300mm 700mm 计算跨度：边跨a250l0 ln - 6000 150 120 5855mm221.0251。1.025 (6000 150 120) 5873.25mm l取l0 5855mm中间跨l0 ln 6000 300 5700mm跨度差5855 57002.7% 10%5700可以采用等跨度连续梁推出的弯矩系数计算梁的弯矩 次梁计算简图如图3-1所示。图3-1 :次梁计算简图次梁弯矩计算见表3-1表3-1次梁弯矩计算截面位置边跨中B支座中间跨中中间支

14、座弯矩系数1_11111111614M qlo1232.4006 5.85521232.4006 5.85521232.4006 5.721232.4006 5.7211111614(kN *m)100.98100.9865.7975.19次梁剪力见表3-2剪力使用量的净跨ln表3-2次梁剪力计算截面位置A支座B支座左B支座右C支座剪力系数V qln(kN)0.4 32.4006 5.7383.540.6 32.4006 5.73111.390.55 32.4006 5.7101.580.55 32.4006 5.7101.581确定翼缘宽度。次梁工作时，板可作为翼缘参与工作。在跨中截面，翼缘

15、 受压，可按T行梁计算，翼缘的计算宽度取如下值得小值。2加 h as 450 45 405mm,fc 11.9N / mmfy 360N / mm2 ft 1.27N / mm2 HPB300: fy 270N / mm2因生 120 0.24 0.1,所以仅按跨度l和次梁净距Sn考虑。ho 405边跨：按计算跨度考虑按次梁净跨考虑bfbf1l 3b1c -5855 1950mm3(2400 120100) 2380mmSn200取 bf 1950mm o中间跨：按计算跨度考虑bf1l 31357001900mm按次梁净跨考虑bfbSn200 22002400mm取 bf 1900mm o2判

16、断次梁的截面类型。 边跨中 ：1fcb；h；(h0 y) 1.0 11.9 1950 100 (405 早)823.78kNm 100.98kNm 中间跨中：1fcbfhf(h W)1.0 11.9 1900 100 (405 晖)802.66kNm 65.79kNm届丁第一类T形截面，按梁宽为bf的矩形截面计算。3次梁正截面强度计算见表3-3表3-3次梁正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中中间支座M /(kNm)5.6675.6673.7924.3341 1-1 /、bf 或 b(mm)19502001900200Ms-21 fcbh。0.0270.2590.0180.1931瑚2 ss2

17、0.9860.8470.9910.892AsMfy sh0702.0817.3455.3578.1选用钢筋3C182C22 1C183C182C22实际配筋面积/ mm7631014.5763760次梁斜截面强度计算见表3-4表3-4次梁斜截面强度计算截面A支座B支座左B支座右C支座V / kN83.54111.39101.58101.580.25 cfcbh0/kN0.25 11.9 200 405=240.98kN V满足要求Vc 0.7ftbh)/kN72.00 V需配箍筋72.00 V需配箍筋72.00 V需配箍筋72.00 V需配箍筋箍筋肢数、直径双肢箍 2A6AsvnAsv1575

18、75757f/Asv，h0 s V0.7 ftbh0540.12158.24210.72210.72实配箍筋问距/ mm150150150150次梁的构造应满足：次梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求；次梁伸入墙内的长度不小丁240mm ;当截面尺寸满足高跨比(上)和高宽比18 1211(11)要求时，一般可以不做使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。3 2次梁沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mmt开始布置，在简支端的支座X围内各布置一根箍筋；次梁伸入墙内250mm。次梁配筋图见结构施工图1四、主梁的计算按弹性理论计算主梁自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷载值相比很小。为计算方面

19、，采取就近集中地方法，把集中荷载作用点两边的主梁自重集中荷载作用点,将主梁视为承受集中荷载的梁来计算。由次梁传来的包载10.1005kN/m 6=60.603kN主梁自重25kN/m3 0.3 (0.7 0.1)m 2.4m 10.8kN主梁粉刷抹灰17kN / m3 0.015m (0.7 0.1)m 2.4 2 0.7344kN包荷载标准值Gk 72.1374kN活荷载标准值Pk 15.6kN/m 6m 93.6kN包荷载设计值G 1.2 72.1374 86.565 kN活荷载设计值P 1.3 93.565 121.635kN主梁为三跨连续梁，柱截面尺寸为 b h 400mm 400mm

20、 计算跨度：边跨10 lnIo 1.025lna b 7200 120 2 2b-1.025 (7200 22502002120 200)4007205mm2400 7253.25mm27205mm。中跨101c7200mmlo 1.05ln1.05 (7200 400)7140mm7140mm。7205 7140平均跨度7172.5mm27205 7140跨度差0.09% 10%7140可以采用等跨度连续梁推出的弯矩系数计算梁的弯矩。计算简图见图4-1图:4-1主梁计算简图1弯矩计算有弯矩系数与剪力系数计算弯矩与剪力。弯矩设计值：Mk,Gl0 k2Pl0其中，峪k2为弯矩系数，1。为计算跨度

21、，对丁 B支座，计算跨度可取相邻 两跨的平均值。边跨G10 86.565 7.205 623.7kNmPI0 121.635 7.025 854.5kNm中跨G10 86.565 7.14 618.7kNmPI0121.635 7.14 868.5kNm平均跨Gl0 86.565 7.173 620.9kN，mPI0 121.635 7.173 872.5kNm主梁弯矩计算见表4-1表4-1主梁弯矩计算单位：kNm荷载简图MiMbM2Mc弯矩图_3r 11G盛AB cLJPc5PD活载活载活载活载内 力 组 合包载4D、1|JpzsABcDf 、pFaa ,aaABCD0.2440.2670.

22、0670.267152.18165.7841.45165.780.2890.1330.133246.95116.04116.04116.0438.680.229195.6825.88399.13190.86347.86126.300.133116.040.311271.350.08977.65281.82281.82437.13243.430.2000.133173.70116.0483.430.17147.6574.59215.15124.88189.100.08977.650.311271.35281.82281.82243.43437.13备注最 不 利 组 合M min组合项次M mi

23、n组合值M max组合项次Mmax组合值2剪力计算。Vk3Gk4P剪力计算见表4-2126.30437.1374.59437.13399.13243.43215.15243.43表示该点弯矩利用截 面法求出表4-2单位：kN荷载简图kVb；剪力图0.77366.921.2671.000109.6886.57WV 11 pFAA4A 1Bc D0.866105.341.1340137.9300.13316.180.1331.00016.18121.640.68983.811.3111.222159.46148.640.0890.77810.8394.63in52S&载AB 2C1D但83172.

24、25247.6186.57备注内力组合 最不利组合50.74125.86208.20150.72269.14235.20Vmin组合项次Vmin组合值Vmax组合项次Vmax组合值56.09120.50181.20172.25120.50235.20跨中剪力由静力平衡条件求 出1强度翼缘宽度。主梁跨中按T形截面计算，翼缘宽度取如下值中的小者。考虑布置两排钢筋时：h0 h as 700 70 630mm, 一排钢筋时h0 h as 700 45 655mm。 fc 11.9N/mm2, fy 360N / mm2 ft 1.27N / mm2 HPB300: fy 270N/mm2 因J 迎 0

25、.153 0.1,所以仅按跨度l和次梁净距Sn考虑。h。655边跨：按计算跨度考虑bf11l07205 2402 mm33按主梁净跨考虑bfb &300 (6000 120 150) 6030mm取 bf 2402mm o中间跨：按计算跨度考虑bf1 1l 336900 2300mm按主梁净跨考虑bfb Sn300 5700 6000mm取bf 2300mm o支座截面翼缘受拉，仍按矩形梁计算。2判断主梁的截面类型。 边跨中 ：1fcbfhf(h0 ) 1.0 11.9 2402 100 (655 100)221729.32kN,m 399.13kN*m中间跨中：1fcbfhf(h0 ) 11

26、.9 2300 100 (655 苴)221655.89kN,m 215.15kN*m届丁第一类T形截面，按梁宽为bf的矩形截面计算。3、正截面强度计算。因支座弯矩较大，考虑布置两排纵筋，次梁在上面, 取h0 700 90 610mm。主梁正截面强度计算见表 4-3.表4-3主梁正截面强度计算截面边跨中中间支座中间跨中M /(kNm)399.13437.13215.1574.59V号/(kN -m)0.3235.20 一 235.28bvM V ,匹/(kNm)2399.13401.85215.1574.59、_bf 或 b(mm)240230023002300hg / (mm)6306106

27、55655MS1 fcbho0.0350.3030.01830.0061 J1 2 s s20.9820.8140.9910.997Asfy she1791.92247.4920.9317.3选用钢筋5C22两排6C22两排4C182C18实际配筋面积/ mm190022811017509斜截面强度计算见表4-4表3-4主梁斜截面强度计算截面边支座B支座左B支座右V / kN172.25269.14235.200.25 cg / kN0.25 1.0 11.9 300 610=544.43kN V 满足要求Vc 0.7ftbh0/kN162.7 V需配箍筋162.7 V需配箍筋162.7 V需

28、配箍筋箍筋肢数、直径双肢箍 2A8AsvnAsv1101101101实配箍筋问距/mm150150150，AVVcs( 0.7ftbh0fyd)/Ns344.5344.5344.5V Vcs 侦. )/mm0.8 fy sin000弯起钢筋000实配面积000主梁构造应满足：主梁的构造应符合受弯构件的所有构造要求，主梁受力钢 筋的弯起和切断应由主梁的抵抗弯矩决定；防止次梁作用处主梁受集中力冲击破 坏，应在次梁下设吊筋；主梁中纵筋的锚固由构造决定。由次梁传给主梁的集中荷载为F 1.2 61.3374 1.3 93.565 195.24kNO195.24 1032511.394mm2 270 0.707次梁传给主梁的集中荷载Gk中应扣除主梁自重As F02fy sin 45选 2 20(628mm2)