混凝土结构设计计算书12-10

课程设计计算书课程：混凝土结构设计原理(一)课程设计设计题目：现浇单向板肋梁楼盖设计指导教师：所在学院：土木工程学院专业年级：2010级土木工程专业班级：10工程管理姓名：学号：日期：2012年12月混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理1/20目录一、设计要求……………………………………2二、设计资料……………………………………3三、次梁的计算…………………………………8四、五、主梁的计算…………………………………12混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理2/20一、设计要求1、计算书格式及书写步骤可参阅教材中的单向板肋梁楼盖设计例题。2、完成结构计算书一份。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。（A4纸型打印，正文采用五号仿宋字，）3、楼盖施工图二张。采用2#图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达规范，字体工整，图面整洁。（要求手工绘制）4、在完成上述设计任务后，方可参加设计成绩评定。混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理3/20二、设计资料1、任务书资料某多层混合结构轻工仓库，其建筑平面如图所示，层高4.5m，房屋安全等级为二级，采用钢筋混凝土整浇楼盖，请进行梁、柱的布置并确定梁、板、柱截面尺寸，梁板的承载力计算及配筋，并绘制结构施工图。其平面图如附图所示，楼面荷载、材料及构造等设计资料如下：1）、按使用要求不同，楼盖做法分两种类型：①20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋灰板底粉刷；②35mm厚水泥砂浆面层及水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋灰板底粉刷；2）、柱网尺寸和楼面活荷载标准值，见附表；3）、材料：混凝土强度等级选用范围C20~C35，梁内受力主筋采用HRB335级、HRB400级钢筋，其余均用HPB300级、HRB335级钢筋，钢筋直径最大不超过25mm；注：（1）该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部；（2）每位同学以学号末两位数作为题号：建筑10（1）班同学楼面做法按类型①；建筑10（2）班、管理10班按类型②。混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理4/202、选用资料1）、楼面活荷载标准值𝑞𝑘=7.0KN∕𝑚22)、楼面面层用35mm厚水泥砂浆面层及水磨石地面，80mm厚钢筋混凝土现浇板（γ=25KN/m3）,12mm厚纸筋灰（γ=17KN/m3）板底粉刷。3）、混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2ft=1.27N/mm24)、主、次梁钢筋选用HRB400，fy=360N/mm2,板选用HPB300，fy=270N∕mm23、楼盖结构平面布置及截面尺寸选定1）、主梁跨度为6900mm，次梁跨度为6000mm，主梁一跨内布置两根次梁，板跨为2300mm2）、板厚度为80mm3）、主梁截面b×h=300mm×700mm,次梁截面b×h=200mm×450mm,柱截面b×h=400mm×400mm4)、墙厚370mm，板伸入墙内250mm。混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理5/20三、板的计算1、荷载计算1）35mm厚水泥砂浆面层及水磨石地面：0.65KN/m280mm厚现浇钢筋混凝土板:25×0.08=2.000KN/m212mm厚纸筋灰板底粉刷:17×0.012=0.204KN/m2恒载标准值：𝑔𝑘=0.65+2.0+0.204=2.854KN/m2活载标准值：混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理6/20𝑝𝑘=7.0KN/m22)、荷载设计值应比较以下两种组合，并取较大值（1）有可变荷载效应控制的组合：q=1.2×2.854+1.3×7.00=12.52KN/m2（2）有永久荷载效应控制的组合：q=1.35×2.584+0.7×1.3×7.00=10.23KN/m2因此取q=12.52KN/m22、计算简图取1m宽板作为计算单元，各跨的计算跨度如下，次梁截面宽度b=200mm,现浇板在墙上支承长度a=250mm。中间跨：l=𝑙𝑛=2300-200=2100mm边跨：𝑙0=𝑙𝑛=2300−100−250+802=1990mm≤𝑙𝑛+𝑎2=2075mm取𝑙0=2100mm19902100210021001990q=12.52𝐾𝑁𝑚2⁄混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理7/203、内力计算因跨度差2100−19901990=5.52%10%故可按等跨连续板计算内力。各截面的弯矩计算如表截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数a111-11111-11M=aql2(KN·m)4.51-4.513.45-3.944截面强度计算已知fy=270N/mm2，fc=11.9N/mm2，𝛼1=1.0，h0=80-35=45mm正截面强度计算如表截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座在平面图上的位置①-②⑤-⑥②-⑥①-②⑤-⑥②-⑤M(KN•m)4.51-4.513.450.8×3.4-3.94-0.8×3.94=0.1870.1870.1430.115-0.1640.1310.5(1+√1−2𝛼)0.8960.8960.9220.9390.9100.930=414.3414.3307.9241.956.4279.1选用钢筋10101010810∕81081010810实际配筋面（𝑚𝑚2）491491314246403314经计算，配筋率混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理8/20𝑆𝑏ℎ=241000∗80=0.31%ρ𝑚𝑖𝑛=0.45×1.27270=0.21%也大于0.2%，满足要求根据计算结果及构造要求，画出配筋图，见图纸四、次梁的计算1、荷载的计算板传来的恒载：2.845×2.3=6.56KN/m次梁自重：25×0.2×（0.45-0.08）=1.85KN/m次梁纸筋灰抹灰：17×0.012×（0.45-0.08）×2=0.151KN/m恒载标准值：gk=6.56+1.85+0.151=8.561KN/m活载标准值：pk=7.00×2.3=16.1KN/m按由可变荷载效应控制的组合：q=1.2×8.561+1.0×1.3×16.1=31.2KN/m按由永久荷载效应控制的组合：q=1.35×8.561+0.7×1.3×16.1=26.2KN/m混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理9/20因此荷载设计值q=31.2KN/m2、计算简图各跨的计算跨度为中间跨:lo=ln=6000-300=5700mm边跨:𝑙0=𝑙𝑛+𝑎2=000−150−250+1202=50mm又1.025𝑙𝑛=5740mm,取最小值5660mm跨度差:5700−5050=0.7%10%可按等跨连续梁计算次梁的计算简图如下CCA56605700570057005660q=31.2𝐾𝑁𝑚2⁄ABB混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理10/203、内力计算次梁的弯矩计算如表所示截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座弯矩系数a111−11111−114M=aql2(KN·m)90.86-90.8663.35-72.4次梁的剪力计算如表所示截面A支座B支座左B支座右C支座剪力系数0.450.60.550.55V=ql0(KN)79.47105.9697.8197.814、正截面强度计算1）次梁跨中截面按T形截面计算对边跨:𝑏`=𝑙3=5.7253=1.91𝑚𝑏`=𝑏+𝑠0=0.2+1.95=2.15𝑚取𝑏`=1.91m对中间跨:𝑏`=𝑙3=5.73=1.90m𝑏`=𝑏+𝑠0=0.2+2.1=2.3m取𝑏`=1.90m支座截面按矩形截面计算混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理11/202）、判断界面类型已知ℎ0=ℎ−47=450−47=403𝑚𝑚𝑓𝑦=360N/mm则𝛼1𝑓𝑐𝑏、ℎ、(ℎ0−ℎ、2)=1.0×11.9×1900×80(403−802)=721.7KN·m92.96KN·m因此，边跨中和中间跨中截面均属于第一类T形截面。次梁正截面强度计算如表截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座M(KN•m)90.86-90.8663.35-72.4𝑏、或𝑏19102001900200=0.0250.2350.0170.1870.5(1+√1−2𝛼)0.9870.8640.9910.896=1−√(1−2𝛼)0.0250.5180.2710.5180.0170.5180.2130.518=（mm2）649.2724.85440.6556.9选用钢筋216(直)122（弯）216（直）122（弯）216(直)116（弯）216（直）116（弯）实际配筋面（𝑚𝑚2）804804452615𝐴=25200×03=0.5%𝜌𝑚𝑖𝑛=0.45×1.27360=0.1%也大于0.2%，符合要求。5、斜截面强度计算混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理12/20hw=h0−hf、=403−80=323mm因𝑤=323200=1.15%4次梁斜截面强度计算如表截面A支座B支座左B支座右C支座V（KN）79.47105.9697.8197.810.25cfcbh0(KN)239.78(截面满足要求)0.7ftbh0(KN)69.96（按计算配筋）箍筋直径和肢数6双肢ASV(𝑚𝑚2)56.656.656.656.6S=𝐴−0.7(𝑚𝑚)591.04165.47221.14221.14实际间距(mm)150150130150弯矩调幅时要求的配筋率下限为：0.3=0.3×1.27270=0.14%实际配筋率为：𝜌sv=𝑆𝑏𝑠=5.200×150=0.189%0.12%满足要求。6、根据计算结果及次梁的构造要求，绘制次梁配筋图，见图纸。五、主梁的计算1、荷载的计算次梁传来的恒载：混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理13/208.56×6.0=51.336KN主梁自重：25×0.3×（0.7-0.08）×2.2=10.23KN梁侧抹灰：117×0.012×（0.7-0.08）×2×2.2=0.557KN恒载标准值：𝑔𝑘=52.33+10.23+0.557=2.153KN活载标准值：𝑝𝑘=1.1∗=9.KN恒载设计值：G=1.2𝑔𝑘=1.2×62.153=74.58KN活载设计值：P=1.3𝑝𝑘=1.3×9.=125.58KN2、计算简图各跨的计算跨度为中间跨：𝑙0=𝑙𝑐=900𝑚𝑚边跨：𝑙𝑛+𝑎2+𝑏2=900−250−200+3702+4002=835𝑚𝑚混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理14/201.025𝑙𝑛+𝑏2=1.025×(900−250−200)+4002=812𝑚𝑚取最小值𝑙0=812𝑚𝑚跨度差6855−6811.256811.25=0.4%10%主梁的计算简图如图3、内力计算1)、弯矩计算M=𝑘1𝐺𝑙+𝑘2𝑃𝑙(k值由附表1.2差得)边跨：Gl=74.58×6.821=508.04KNPl=125.58×6.812=855.45KN混凝土结构设计原理（一）课程设计10工程管理15/20中间跨:Gl=74.58×6.9=514.6KNPl=125.58×6.9=866.5K主梁弯矩计算表如下项次荷载简图M1MaMBM2MbMc①恒载123.9675.1-135.6434.0434.04-135.64②活载247.22201.8-113.77-133.7-133.7-113.77③活载-36.95-75.36-113.77171.09171.09-113.77③活载195.89101.56-266.0475.75171.09-76.1⑤活载-24.72-54.38-76.1171.0975.75-266.04内力组合①+②371.18208.9-249.41-79.73-79.73-249.37①+③87.01-0.26-249.41205.13205.1