同济大学地下混凝土结构课程设计计算书

地下混凝土结构课程设计计算书1.某工厂包装车间的钢筋混凝土现浇双向板肋梁楼盖设计1.1楼板的设计计算①1.1.1设计资料(1).楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。(2).楼面可变荷载标准值为8kN/m2。(3).材料选用混凝土：C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43kN/mm2)；钢筋：HPB300(Ⅰ级钢，fy=270N/mm2)。(4).截面尺寸柱：400mm×400mm；梁：两个方向的梁宽均为b=200mm；板：板厚h=100mm。(5).泊松比取0.2。1.1.2荷载计算20mm厚水泥砂浆面层0.02×20=0.40kN/m2100mm钢筋混凝土板0.10×25=2.50kN/m215mm混合砂浆天棚抹灰0.015×17=0.26kN/m23.16kN/m2永久荷载设计值g=1.2×3.16=3.79kN/m2可变荷载设计值q=1.3×8.00=10.4kN/m2合计14.19kN/m21.1.3设计计算跨中最大正弯矩在可变荷载为棋盘形布置时，简化为当内支座固定时2qgg作用下的跨中弯矩与当内支座铰支时2qq作用下的跨中弯矩之和。支座最大负弯矩按可变荷载满布时求得，即内支座固定时gq作用下的支座弯矩。在上述各种情况下，将周边梁对板的作用均视为固定支座。平面布置简图如图1所示210.43.798.99/22qggkNm210.45.2/22qqkNm计算跨度纵向：中间跨0min{,1.1}min{3.4,1.1(3.40.2)}3.4mxcnlll边跨0min{,}min{3.30.10.1,3.30.050.1}3.45m2222xnnabhblll横向：中间跨0min{,1.1}min{2.2,1.1(2.20.2)}2.2mycnlll边跨0min{,}min{2.10.10.1,2.10.050.1}2.25m2222ynnabhblll图1双向楼板肋梁楼盖结构平面布置简图理论计算的结果如下表所示。当板间支座弯矩不平衡时，实际应用时刻近似地取相邻两区格板支座弯矩的平均值。计算配筋时有效高度取值，对跨中截面，纵向h0=70mm，横向h0=80mm，对支座截面均取h0=80mm。楼板配筋，对于按照内力配筋若小于楼板最小配筋率的，配筋时取最小配筋率。其中最小配筋率按下式计算：min{0.45,0.2%}0.238%tyff对应的配筋量最小为：8@200sA表1按弹性理论计算弯矩计算内容B1B2B3B400/xyll3.4/2.23.4/2.253.45/2.23.45/2.250xm20.00948.992.220.02695.22.21.08620.00998.992.2520.01315.22.250.79620.00908.992.220.02855.22.21.11020.00968.992.2520.01525.22.250.837ym20.03468.992.220.07545.22.23.40320.03398.992.2520.05065.22.252.87520.03508.992.220.06475.22.23.15120.03438.992.2520.04605.22.252.7720.2xm1.7671.3711.7401.391ym3.6203.0343.3732.939xm20.057114.192.23.92220.057114.192.254.10220.057114.192.23.92220.057114.192.254.102ym20.076814.192.25.27520.075914.192.255.45220.077314.192.25.30920.076514.192.255.496表2按弹性理论计算配筋截面0/hmm/()MkNm2/sAmm选配实际2/sAmm跨中B10xl向701.7670.8=1.41475.598@200251.330yl向803.6200.8=2.896136.278@200251.33B20xl向701.3710.9=1.23465.888@200251.330yl向803.0340.9=2.731128.388@200251.33B30xl向701.7400.8=1.39274.408@200251.330yl向803.3730.8=2.698126.808@200251.33B40xl向701.39174.348@200251.330yl向802.939138.328@200251.33支座B1-B1(0xl向)803.9220.8=3.138147.868@200251.33B1-B1(0yl向)805.2750.8=4.220200.108@200251.33B1-B2805.2755.4520.92=4.827229.708@200251.33B1-B3803.9220.8=3.138147.868@200251.33B2-B2804.1020.8=3.282154.778@200251.33B2-B4804.102194.378@200251.33B3-B3805.3090.8=4.247201.4110@200392.70B3-B4805.3095.4962=5.403257.9910@200392.70B2边支座805.452260.4110@200392.70B3边支座803.922185.648@200251.33B4边支座(0xl向)804.102194.378@200251.33B4边支座(0yl向)805.496262.5810@200392.70楼板配筋图如图2所示。图2楼板配筋图1.2梁的设计计算②1.2.1设计资料(1).楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。(2).楼面可变荷载标准值为8kN/m2。(3).材料选用混凝土：C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43kN/mm2)；钢筋：梁中受力纵筋采用HPB400(Ⅲ级钢，fy=360N/mm2)。其他钢筋均采用HPB300钢筋(1级钢，fy=270N/mm2)(4).截面尺寸柱：400mm×400mm；板：板厚h=100mm；次梁：h=(1/18~1/12)l=3400/18~3400/12=189~283mm，取h=250mm；b=(1/3~1/2)h=250/3~250/2=83~125mm，取b=100mm。主梁：h=(1/14~1/8)l=8800/18~8800/12=629~1100mm，取h=900mm；b=(1/3~1/2)h=900/3~900/2=300~450mm，取b=400mm。平面布置简图如图1所示。1.2.2次梁的设计(1).计算简图的确定如图3所示，将主梁、次梁的荷载分别当作三角形分布以及梯形分布。图3梁计算简图实际上将6跨的次梁按5跨计算，得到其计算简图如图4所示：图4次梁计算简图(2).荷载的确定q'的计算(包括永久荷载及可变荷载两部分)0002(gq)3.41.1214.192'31.22/3.4yxxllqkNmlqE的折算002323000.50.5(12)[12()()]25.74/yyEllxxllqqqkNmll次梁自重：1.2250.1(0.250.1)0.45/kNm梁侧抹灰：1.2170.015(0.250.1)20.092/kNm合计：26.28/gqkNm(3).正截面受弯承载力计算及配筋计算跨度：次梁与主梁、边跨次梁与承重墙均整浇，故有：对于边跨：0min{/2/2,1.025/2}min{3.10.3/20.3/2,1.0253.10.3/2}nnllablb3.33m中间跨：0min{,1.05}min{3.4,1.053.1}3.26cnlllm为计算方便起见，将边跨、中间跨的跨度均取为3.3m。取次梁的有效截面高度025035215hmm，则次梁正截面受弯及受剪承载力计算结果如下表所示。表3次梁正截面受弯承载力截面端支座边跨跨中离端第二支座中间支座中间跨跨中弯矩系数M-1/241/14-1/11-1/141/1620(gq)/MNMlkm-11.9220.44-26.02-20.4417.89受压区高度x/mm43.0982.19115.8482.1969.382/sAmm171.16326.48460.14326.48275.59选配2C123C123C143C123C12实际2/sAmm226.19339.29461.81339.29339.290bh()mmmm100215100215100215100215100215配筋率/%1.051.582.151.581.58min1.43max{0.2%,0.45}max{0.2%,0.45}0.2%360tyff，因此配筋满足最小配筋率要求表4次梁斜截面受剪承载力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中间支座内侧剪力系数V0.500.550.550.550.55(gq)/VnVlkN40.7344.8144.8144.8144.81000.71.25svtyvAVfbhsfh0.260.320.320.320.32选配(双肢箍)A8@200A8@200A8@200A8@200A8@200实际/svAs0.500.500.500.500.50配箍率/%0.500.500.500.500.50,min0.24/0.241.43/2700.13%svtyvff，因此配筋满足最小配箍率要求。1.2.3主梁的设计(1).计算简图的确定主梁只有1跨，计算简图如图5所示。图5主梁计算简图(2).荷载的确定①.均布荷载q'的计算(包括永久荷载及可变荷载两部分)0002(gq)2.21.1214.192'31.22/2.2yyyllqkNmlqE的折算519.51/8EqqkNm主梁自重：1.2250.4(0.90.1)9.6/kNm梁侧抹灰：1.2170.015(0.90.1)20.04896/kNm合计：29.60/gqkNm②.集中荷载主梁所受集中荷载为次梁传来的集中荷载。可以用结构力学求解器求出6跨连续梁的各支座处的支座反力。结果如下：图66跨连续梁的各支座处支座反力为计算方便及安全性考虑，统一取次梁传给主梁的集中荷载为105kN。(3).主梁内力计算及配筋主梁计算简图如下图7主梁计算简图取截面有效高度090075825hmm(双排钢筋)。利用结构力学求解器，解得：表5主梁正截面内力及配筋节点ABCDE弯矩/(kNm)-479.7781.63268.7681.63-479.77受压区高度x/mm108.8517.4859.0717.48108.852/sAmm1729.51277.74938.56277.741729.51选配8C184C184C184C188C18实际2/sAmm2035.751017.881017.881017.882035.750bh()mmmm400825400825400825400825400825配筋率/%0.620.310.310.310.62min1.43max{0.2%,0.45}max{0.2%,0.45}0.2%360tyff，因此配筋满足最小配筋率