石老师：建筑结构课程设计实例

1课程设计任务书设计题目钢筋混凝土现浇楼盖学生姓名王玉超所在院系土木与建筑工程学院专业、年级、班08工程管理1班设计要求：砼楼盖课程设计是理论教学结合实际重要的实践环节之一，是学习结构理论课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对结构计算基本理论和基本知识的理解，提高学生结构设计、解决实际问题的能力。运用《建筑结构》基本计算理论，结合设计任务书的要求，设计钢筋混凝土楼盖。从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：（1）确定结构尺寸（包括板、主梁、次梁），材料等级，荷载种类及其数值；（2）结构内力分析过程（主梁考虑塑性调幅）；（3）CAD绘制结构施工图（板的配筋图、主梁的弯矩包罗图、主次梁的配筋图）。学生应完成的工作：课程设计内容及要求：（1）设计题目：钢筋混凝土楼盖；（2）主要技术指标和要求：按课程设计任务书的要求，确定结构布置及截面尺寸，荷载及其作用计算，确定配筋量并做构造处理；（3）方案选择及工作原理：设计方案应符合设计任务书的基本要求，在指导教师的安排下做适当难度调整；（4）设计成果的要求：完整计算过程的《课程设计说明书》一份；完整楼盖配筋施工图一套。参考文献阅读：《钢筋混凝土现浇楼盖课程设计指导及设计实例》《03-G101标准图集》《建筑结构》王黎怡.北京大学出版社工作计划：识图及课程设计时间总共为两周，识图训练为3天；理论计算4天,绘图3天。按课程设计任务书的要求，确定结构布置及截面尺寸，荷载及其作用计算，进行内力计算并确定配筋量和相应的构造处理；画图3天，按照绘图要求和表示方法，将配筋计算结果绘制为一张1#图。并完整填写绘图图框内容。任务下达日期：2010年12月14日任务完成日期：2010年12月26日指导教师（签名）：学生（签名）：2钢筋混凝土现浇楼盖设计摘要：按课程设计任务书的要求（确定的柱网参数和荷载条件），合理确定结构布置及截面尺寸，并对其进行受力计算（板和次梁按照弹性理论计算，主梁则考虑塑性调幅）；参考相关图集确定配筋及做了相关的构造处理，达到了实际施工的的深度；设计成果主要包括课程设计说明书一份（包括选择的参数说明，板、次梁、主梁构件的计算过程，构件配筋图等）。关键词：现浇楼盖设计、结构布置、受力计算、配筋、塑性调幅目录1.设计背景…………………………………………………………12.设计方案…………………………………………………………12.1材料选用………………………………………………………12.2结构平面布置…………………………………………………13.方案实施………………………………………………………13.1材料选用……………………………………………………13.2板的计算………………………………………………………23.3次梁的计算……………………………………………………53.3主梁的计算……………………………………………………84结果与结论……………………………………………………1535.收获与致谢……………………………………………………156.参考文献………………………………………………………151.设计背景某工业用仓库楼盖平面如图1所示，采用现浇钢筋混凝土结构，可变荷载标准值kq=6kN/m2，楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇楼板，20mm厚石灰砂浆抹底。123456ABCD柱300x300550055005500550055006450645064501935027500370240130120120120120图1楼盖平面图2.设计方案2.1材料选用（1）混凝土：采用C30级（cf=14.3N/mm2，tf=1.43N/mm2，1=1.0）；（2）钢筋：板中钢筋采用HPB235级（yyff=210N/mm2），梁中纵筋采用HRB4004级（yyff=360N/mm2），箍筋采用HPB235级。2.2结构平面布置（见图2）123456ABCD550055005500550055003x21503x21503x2150主梁次梁图2楼盖结构平面布置图3.方案实施3.1板的计算（按考虑塑性内力重分计算）板厚度按不验算挠度条件应不小于/402150/4054lmm，工业房屋楼面板最小厚度为80mm，故取板厚h=80mm。次梁髙度(1/12~1/18)(1/12~1/18)5500hl=458～306mm，故取次梁高度h=400mm，宽度b=200mm。（1）荷载计算查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，钢筋混凝土重力密度24-25kN/m3（本例取25kN/m3），水泥砂浆重力密度20kN/m3，石灰砂浆重力密度17kN/m3。20mm厚水泥砂浆面层：4.02002.0kN/m280mm厚钢筋混凝土板：22508.0kN/m220mm厚石灰砂浆抹底：34.01702.0kN/m25板恒载标准值：k0.420.34g=2.74kN/m2板活载标准值：kq=6kN/m2板荷载设计值：①由可变荷载效应控制的组合63.174.22.1q=11.088kN/m2（对标准大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载分项系数Q=1.3）②由永久荷载效应控制的组合67.03.174.235.1q=9.159kN/m2故，取荷载设计值为q=11.088kN/m2（2）计算简图1201201930200195020080400图3板的计算跨度①边跨（一端与梁整体连接，另一端搁置在墙上）n/22150200/212080/2lt=1970mmn/2la=1940+60=2000mm故，取l=1970mm②中跨n2150200ll=1950mm平均跨2/)19501970(l=1960mm（计算B支座负弯矩用）取1m板宽为计算单元，计算简图如图4所示。6A12321BCCBA19701950195019501970q=11.088kN/m2图4板的计算简图（3）弯矩计算边跨与中跨计算长度相差1950/)19501970(=1.03%10%，可按等跨连续板计算内力。22197.1088.11111111lqM=3.912kN.m22B1111.0881.961111Mql=-3.872kN.m22231111.0881.951616MMql=2.635kN.m22c1111.0881.951414Mql=-3.012kN.m（4）配筋计算该楼盖处于室内正常环境，板保护层厚度取c=15mm，0208020hh=60mm。②-⑤轴线间板带的中间跨和中间支座考虑板的内拱作用，弯矩值降低20%，计算结果见表1。表1板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值（kN.m）3.912-3.8722.635（2.108）-3.012（-2.410）2s1c0/Mfbh0.0760.0750.051（0.041）0.059（0.047）s1120.0790.0780.052（0.042）0.061（0.048）s01cy/Abhff（mm2）322.8318.7212.5（171.6）249.2（196.1）7选配钢筋Φ6/8@110sA=357mm2（Φ8@125sA=314mm2）Φ6/8@110sA=357mm2（Φ6/8@125sA=314mm2）Φ6@110sA=257mm2（Φ6@125sA=226mm2）Φ6@110sA=257mm2（Φ6@125sA=226mm2）3.2次梁计算（按考虑塑性内力重分计算）（1）荷载计算由板传来恒载：15.274.2=5.891kN/m次梁自重：25)08.04.0(2.0=1.6kN/m次梁粉刷：34.02)08.04.0(=0.218kN/m次梁恒载标准值：k5.8911.60.218g=7.709kN/m次梁活载标准值：k62.15q=12.9kN/m次梁荷载设计值（由板的计算可知，只须考虑由可变荷载效应控制的组合）：kk1.21.31.27.7091.312.9qgq=26.021kN/m（2）计算简图120120525525052502508040055005500图5次梁计算跨度设主梁截面尺寸为250600bhmm，则计算跨度为（图5）：8①边跨（一端与主梁整体连接，另一端搁置在墙上）n240525522all=5375mmn1.0251.0255255l=5386mm故，取l=5375mm②中跨：nll=5250mm平均跨：2/)52505375(l=5313mm（计算B支座负弯矩用）次梁计算简图如图6所示。A12321BCCBA53755250525052505375q=26.02kN/m2图6次梁计算简图（3）内力计算边跨与中跨计算长度相差5250/)52505375(=2.4%10%，可按等跨连续梁计算内力。弯矩计算：221375.502.26111111lqM=68.34kN.m22B1126.025.3131111Mql=66.77kN.m223225.502.26161161lqMM=44.82kN.m2225.502.26141141lqMC=-51.23kN.m剪力计算：An0.450.4526.025.255Vql=61.53kNnB0.60.626.025.255Vql左=82.04kNCnB0.550.5526.025.250VVql右=75.13kN（4）正截面承载力计算9次梁跨中截面按T形截面进行计算，有效翼缘宽度为：f/35500/3bl=1833mm1950200nsb=2150mm故，取fb=1833mm室内正常环境，梁保护层厚度取c=25mm跨中截面钢筋排一排，03540035hh=365mmf1cff080()1.014.3183380(365)22hfbhh=61051.681N.mm=681.51kN.m68.34kN.m故，属第一类T形截面支座截面按矩形截面计算，B支座截面钢筋排二排，06040060hh=340mm，其它支座截面钢筋排一排，03540035hh=365mm，次梁正截面承载力计算见表2。表2次梁正截面承载力计算截面1B2CM（kN.m）68.3466.7744.8251.2321c0fbh或21cf0fbh（N.mm）214.31833365=93.49210（一排）214.3200340=90.33110（二排）214.31833365=93.49210（一排）214.3200365=90.38110（一排）s21c0Mfbh0.0200.2020.0130.134s1120.0200.2280.350.0130.1441c0syfbhAf（mm2）531.5615.9345.5417.6选配钢筋21231221221410214sA=534mm2214sA=647mm2114sA=379.9mm2114sA=461mm2（5）次梁斜截面承载力计算cc00.250.251.014.3200340fbh=243100N=243.1kNmaxV=82.04kNt00.70.71.43200340fbh=68068N=68.07kNBV左（82.04kN）、BV右（75.13kN）t00.70.71.43200365fbh=73073N=73.07kNAV=61.53kN可见次梁截面尺寸满足要求，B支座及中间支座截面应按计算配箍筋，次梁斜截面承载力计算见表3（只考虑箍筋的抗剪作用，部分弯筋的抗剪作用作为安全储备）。表3次梁斜截面承载力计算截面AB（左）B（右）CV（kN）61.5382.0475.1375.13箍筋肢数直径2Φ62Φ