湖南农业大学课程论文--混凝土结构设计

1现浇整体式单向板肋粱楼盖课程设计1.设计资料某设计使用年限为50年工业厂房楼盖，采用整体式钢筋混凝土结构，楼盖梁格布置如图1所示:图1结构平面布置图（1）楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层，20.65kN/m，15mm厚混合砂浆梁板天花抹灰。（2）活荷载：标准值为92kN/m（3）恒载分项系数为1.2;活荷载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于42kN/m）（4）材料选用：混凝土采用C20（29.6N/mmcf,21.10N/mmtf）钢筋梁中受力钢筋采用HRB335级（2300N/mmyf）其余采用HPB235级（2210N/mmyf）2.板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的215700mm2.8532000mmll＜，按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。2板的厚度按构造要求取12000mm80mm50mm4040lh。次梁截面高度取25700mm500mm380mm1515lh，截面宽度200mmb，板尺寸支撑情况如图2a所示。()a()b图2板的尺寸和计算简图()a板的尺寸；()b计算简图（1）荷载恒载标准值30mm水磨石面层20.65kN/m80mm钢筋混凝土板320.08m25kN/m2.0KN/m15mm混合砂浆天棚抹灰320.015m17kN/m0.255KN/m22.875kN/mkg线恒载设计值1.22.875kN/m=3.45kN/mg线活载设计值1.39kN/m=11.7kN/mq合计15.15kN/m即每米板宽15.15kN/mgq3（2）内力计算计算跨度边跨0.2m0.08m2.0m-0.12m-+1.82m222nhl0.2m0.12m2.0m-0.12m-+1.84m1.82m222nal取01.82ml。中间跨02.0m-0.20m=1.80ml计算跨度差1.82m1.80m/1.80m=1.11%10%,说明可按等跨连续计算内力（为简化起见，统一取01.82ml）。取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图2b所示。连续板各截面弯矩计算见表1。表1连续板各截面弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间跨跨内中间支座弯矩计算系数m11111111611420()/(kNm)mMgql4.564.563.073.51（3）截面承载力计算0=1000mm,=80mm,=80mm-20mm=60mmbhh,1=1.0,连续板各截面配筋计算见表2。表2连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带（①—②，⑤—⑥轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间跨跨内中间支座/(kNm)M4.564.563.073.51210scMfbh0.1320.1320.0890.1020.1420.1420.0930.108012//mmscyAbhff3893892552964续表2板带部位截面边区板带（①—②，⑤—⑥轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间跨跨内中间支座选配钢筋10@20010@2008/10@2008/10@200实配钢筋面积/(2mm)393393322322板带部位截面中间区板带（②—⑤轴线间）边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间跨跨内中间支座/(kNm)M4.564.563.070.82.463.510.82.81210scMfbh0.1320.1320.0710.0820.1420.1420.0740.086012//mmscyAbhff389389204237选配钢筋10@20010@2008@2008@200实配钢筋面积/(2mm)393393251251中间区板带②—⑤轴线间，各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%。连续板的配筋示意图如图4所示。()a5()b图3板的配筋示意图()a中间区板带；()b边区板带3.次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。取主梁的梁高16000700mm5001212lh,梁宽250mmb,次梁有关尺寸及支撑情况图4()a所示。()a()b图4梁的尺寸和计算简图()a次梁尺寸；()b计算简图6（1）荷载恒载设计值由板传来23.45kN/m2.0m6.9kN/m次梁自重31.225kN/m0.2m(0.50-0.08)2.52kN/m梁侧抹灰31.217kN/m0.015m(0.5-0.08)20.26kN/m9.68kN/mg活载设计值由板传来211.7kN/m2.0m23.4kN/mq合计33.08kN/mgq（2）内力计算计算跨度边跨0.25m5.7m-0.12m-5.455m2nl0.24m5.455m5.575m22nal1.0251.0255.455m5.591m5.575mnl取05.575ml中间跨05.7m-0.25m5.45mnll跨度差(5.575m5.45m)/5.45m2.29%10%说明可按等跨连续梁计算内力，计算简图如图4()b所示。连续次梁各截面弯矩及剪力计算见表3和表4。表3连续次梁弯矩计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数m11111111611420()/(kNm)mMgql93.4793.4761.4170.187表4连续次梁剪力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧剪力计算系数v0.450.60.550.55()/kNvnVgql81.20108.2799.1699.16(3)截面承载力计算次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：边跨'00115575mm1860mm200mm1800mm2000mm33fblbs离端第二跨、中间跨:'15450mm1820mm3fb梁高0500mm,500mm35mm465mmhh翼缘厚'80mmfh判别T形截面类型：跨内截面'00.031/80mm/465mm0.172fhh,故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取0500mm60mm440mmh，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，0465mmh，连续次梁正截面及斜截面承载力计算分别见表5和表6。表5连续次梁正截面承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座/(kNm)M93.4793.4761.4170.18'210210/(/)scfscMfbhMfbh0.0240.2510.0160.1690.0240.2940.0160.186'01012/(/)/mmSfcyScyAbhffAbhff6648284335548续表5截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座选配钢筋218116218216214116216212实配钢筋面积/2mm710911509628表6连续次梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧/VkN81.20108.2799.1699.1600.25/ccfbhN223200V211200V211200V223200V100.7/fbhN71610V67760V67760V71610V选用箍筋2828282821/mmsvsvAnA1011011011010101.250.7/mmwsvfAhsVfbh1286288372447实配箍筋间距s/mm200200200200次梁配筋示意图见图5。图5连续次梁配筋示意图4.主梁计算主梁按弹性理论计算柱高4.5mH，柱截面尺寸300mm300mm,主梁的有关尺寸及支撑情况如图6()a所示。9（1）荷载恒载设计值由次梁传来9.68kN/m5.7m55.18kN主梁自重（折合为集中荷载）31.225kN/m0.25m(0.7-0.08)2.09.3kN梁侧抹灰（折合为集中荷载）31.217kN/m0.015m(0.70-0.08)20.76kN/m65.24kNG活载设计值由次梁传来Q=23.4kN5.4m126.36kN合计191.6kNGQ()a()b图6主梁的尺寸及计算简图()a主梁尺寸；()b计算简图(2)内力计算边跨0.3m6.0m-0.12m-5.73m2nl1000.31.0251.0255.73m+m6.02m220.36m0.3m5.73m6.06m2222nnbllabl中间跨6.0m-0.3m5.7mnl05.7m+0.3m6.0mnllb跨度差(6.02m6.0m)/6.0m0.33%10%，可按等跨连续梁计算。由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图6()b。在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则00MKGlKQlVKGKQ式中系数K值由附录7查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7和表8，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，如图11所示。表7主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内1KM()BCKMM2KM①0.24495.830.267104.690.06726.23②0.289219.840.1331010.200151.63③1333.67BM0.1331010.200151.63④0.229174.200.331(0.089)236.18(67.59)0.170128.8911续表7序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内1KM()BCKMM2KM⑤1322.53BM67.59(236.18)128.89最不利荷载组合①+②315.67205.6974.77①+③129.5205.69177.86①+④270.03340.87(172.28)155.12①+⑤73.3172.28(340.87)155.12表8主梁剪力计算序号计算简图端支座中间支座AinKV()BexCexKVVBinKV①0.73347.821.267(1.000)82.66(65.24)1.000(1.267)65.24(82.66)②0.866109.431.134143.30④0.68987.061.131(0.778)142.91(98.31)1.222(0.089)154.41(11.25)⑤11.25BexV11.25(154.41)98.31(142.91)12续表8序号计算简图端支座中间支座AinKV()BexCexKVVBinKV最不利荷载组合①+②157.25225.9665.24①+④134.88225.57(163.55)219.65(93.91)①+⑤36.5793.91(219.65)163.55(225.57)（3）截面承载力计算主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：'00116000mm2000mm5700mm33fblbs,并取0700mm35mm665mmh。判断T形截面类型：按第一类T型截面试算。跨内截面'0/80/6650.120fhh,故各跨内截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，取0700mm80mm620mmh（因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取0700mm60mm640mmh。主梁正截面及斜截面承载力计算表见表9和表10。表9主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间