77混凝土结构课程设计

混凝土结构课程设计混凝土结构课程设计任务书(单向板肋形楼盖设计)某多层建筑楼盖的轴线及柱网平面尺寸如下图所示，建筑层高为4.5m，采用钢筋混凝土现浇楼盖。试设计该楼盖。设计资料：（1）楼面做法：30mm厚现制水磨石面层，下铺70mm厚水泥石灰焦渣，梁板下面用20mm厚石灰砂浆抹灰。（2）楼面可变荷载标准值q=5KN/㎡，其分项系数为1.3。（3）材料：梁板混凝土：采用C25级混凝土；钢筋：直径≥12mm时，采用HRB335级钢筋，直径＜12mm时，采用HRB235级钢筋。设计要求：（1）计算书可采用钢笔书写，也可以用电脑打印。(A4纸)（2）板、次梁、主梁配筋图可以手画，也可以用电脑打印。(A3纸)（3）装订成册。设计计算书1、构件截面尺寸选择按不需要做挠度验算的条件考虑。板：2600654040lhmm≥60mm，取板厚h=80mm。次梁：截面高度1111(~)(~)6000333~50018121812hlmm，取高度h=450mm；截面宽度b=(1/3-1/2)h=450/3～450/2=150～225mm，取宽度b=200mm。主梁：截面高度h=(1/14～1/8)L=7800/14～7800/8=557～975mm，取高度h=800mm；截面宽度b=(1/3-1/2)h=800/3～800/2=267～400mm，取宽度b=300mm。柱：400400bhmmmm。2、板的设计按内力塑性重分布方法计算。（1）荷载计算板的荷载计算见下表1：表1板荷载计算表荷载种类荷载标准值（2kNm）分项系数荷载设计值（2kNm）永久荷载30mm现制水磨石0.65--70mm水泥焦渣3140.070kNmm0.98--80mm钢筋混凝土板3250.080kNmm2--20mm石灰砂浆抹底3170.020kNmm0.34--小计kg3.971.2g3.97*1.2=4.76可变荷载kq5.01.3q5*1.3=6.50全部计算荷载--gq4.764+6.5=11.26为计算方便，取沿板的长边方向1m宽的板带作为计算单元，每米板宽2()1pgqkNmm11.264kN/m。（2）计算简图次梁截面为200450mmmm。根据图1计算连续板的净跨见表2。图1连续板的结构布置图连续板的边跨一端与梁整体连接，另一端搁支在墙上，中跨两端都与梁固接，故计算跨度0l的计算见表2。表2板的净跨和计算跨度项目净跨计算跨度边跨260012020022380nl0223808022420nllh12nl墙支承宽度238012022440满足要求中跨26002002400nl02400nll边跨与中间跨的计算跨度相差24202400100%0.83%10%2400；且跨数大于五跨，故可近似按五跨的等跨连续板的内力系数计算内力。取1m宽板带进行计算，根据表1、表2确定连续板的计算简图如图2所示。gq11.26kN/m图2连续板的计算简图（3）内力和截面承载力计算②~⑤轴间板带的中间跨跨中和中间支座考虑板四周与梁整体连接，故弯矩值降低20%，计算结果列在表3的括号内。表3连续单向板的截面弯矩及正截面抗弯承载力计算表截面边跨跨中1第一内支座B中间跨中2中间支座C计算跨度0()lm2.4202.4202.4002.400弯矩系数mb1/11-1/111/16-1/1420()()mbMgqlkNm5.995-5.9954.054(3.243)-4.633(-3.706)20()bhmm1000*60210scMfbh0.1400.1400.095(0.076)0.108(0.087)112s0.1510.1510.100(0.079)0.1115(0.091)0.9240.9240.950(0.961)0.943(0.955)515515339(268)390(308)选用钢筋Ф10@140Ф10@140Ф10@140(Ф10@140)Ф10@140(Ф10@140)实配钢筋截面面积（2mm）561561561(561)561(561)最小配筋率min（%）配筋率sAbh0.70%min0.70%min0.70%min(0.70%min)0.70%min(0.70%min)（4）板配筋图板配筋图见附件图纸，图号：图3。3、次梁设计次梁按塑性内力重分布方法计算。（1）荷载计算次梁荷载计算见表4：表4次梁荷载计算表荷载种类荷载标准值（kNm）分项系数荷载设计值（kNm）永久荷载由板传来的恒载3.97*2.6=10.32--次梁自重250.20(0.450.08)1.85--梁侧抹灰170.02(0.450.08)20.25--小计kg12.421.2g14.90可变荷载kq5.00*2.6=13.001.3q16.90全部计算荷载--gq31.80（2）计算简图主梁截面为400mmX800mm。根据图4计算连续梁的净跨见表5。图4次梁结构布置图连续梁的边跨一端与梁整体连接，另一端搁支在墙上，中跨两端都与梁固接，故计算跨度0l的计算见表5。表5次梁的净跨和计算跨度项目净跨计算跨度边跨590012030025630nl01.0251.02556305771nll12nl墙支承宽度563025025755取05755l中跨60003005700nl05700nll边跨与中间跨的计算跨度相差57555700100%0.96%10%5700，因此次梁按端支座是铰接的五跨等截面等跨连续梁计算。承受正弯矩的跨中截面按03fbl的T形截面计算。根据表4、表5确定次梁的计算简图如图5所示。gq31.80kN/m图5次梁的计算简图（3）内力及截面承载力计算边跨：翼缘计算宽度fb1/3*5755=1918mmfb200+5630=5830，取fb1918mm中跨：翼缘计算宽度fb1/3*5700=1900mmfb200+5700=5900，取fb1900mm判别T形截面类型，取03545035415hhmm边跨：0()2fcffhfbhh11.9*1918*80*(415-80/2)=684.8kN·m95.75kN·m中间跨：0()2fcffhfbhh11.9*1900*80*(415-80/2)=678.3kN·m64.57kN·m所以各跨跨中截面均属于第一类T形截面。各截面承载力计算见表6和表7。表6次梁正截面承载力计算截面边跨跨中1第一内支座B中间跨中2、3中间支座C计算跨度0()lm5.7555.7555.7005.700弯矩系数mb1/11-1/111/16-1/1420()()mbMgqlkNm95.7595.7564.5773.800bh或20()fbhmm1918*415200*3951900*415200*395210scMfbh0.0240.2580.0170.199112s0.0250.3040.0170.2240.9880.8480.9920.888779953523701选用钢筋416216+220316216+214实配钢筋截面面积（2mm）8041030603710最小配筋率min（%）45Ft/Fy=0.45*1.27/300=0.190.2,取min=0.2配筋率sAbh0.35%min1.14%min0.27%min0.79%min注：混凝土强度等级≤C50，钢筋为HRB335，则=0.550。表7次梁斜截面承载力计算截面端支座第一内支座（左）第一内支座（右）中间支座剪力系数vb0.450.60.550.55净跨()nlm5.635.635.705.70()()vbnVgqlkN80.57107.4299.6999.6900.25()cfbhkN246.93V235.03V246.93V235.003V00.7()tfbhkN73.79V70.23V73.79V70.23V箍筋肢数和直径2Φ62Φ62Φ62Φ621()svsvAnAmm57575757001.250.7yvsvtfAhsVfbh（mm）916159240201实配箍筋间距（mm）180150180180最小配筋率,minsv0.24*Ft/Fyv=0.145%配筋率svsvAbs0.158%,minsv0.158%,minsv0.158%,minsv0.158%,minsv注：Smax为200mm,Dmin为6mm,满足构造要求。（4）次梁配筋图次梁配筋图见附件图纸，图号：图6。4、主梁设计主梁按弹性理论计算。（1）荷载计算为简化起见，主梁自重及梁侧抹灰折算为集中荷载。主梁荷载计算见表8。表8主梁荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN）分项系数荷载设计值（kN）永久荷载由次梁传来恒载12.42*6.0=74.52--主梁自重0.3*(0.80-0.08)*2.6*25=14.04--梁侧抹灰0.02*(0.80-0.08)*2.6*2*17=1.27--小计kg89.831.2g107.80可变荷载kq13*6.0=78.001.3q101.40全部计算荷载---（2）计算简图柱截面为400400mmmm。根据图7计算主梁的净跨见表9。图7主梁结构布置图主梁的边跨一端与柱整体连接，另一端搁支在墙上，中跨两端都与柱固接，故计算跨度0l的计算见表9。表9主梁的净跨和计算跨度项目净跨计算跨度边跨780012040027480nl01.02521.025748040027867nllb370240027865nl+370/2+400/2=7480+370/2+400/2=7865中跨7800400240027400nl01.02521.025748040027867nllb370240027865nl+400/2+400/2=7400+400/2+400/2=7800主梁按端支座是铰接的三跨等截面等跨连续梁计算。承受正弯矩的跨中截面按03fbl的T形截面计算。根据表2、表9确定主梁的计算简图如图8所示。GQGQGQGQGQGQ图8主梁计算简图（3）内力计算主梁的内力计算见表10。表10主梁内力计算表项次荷载简图弯矩（kNm）剪力（kN）边跨跨中B支座中间跨跨中A支座B支座1kM2kMBkM3kM4kMAkVLeftBkVRightBkV①0.2440.155-0.2670.0670.0670.733-1.2761.000206.87131.42-224.5056.3456.3479.02-136.58107.80②0.2890.244-0.133-0.133-0.1330.866-1.1340230.48194.59-105.19-105.19-105.1987.81-114.990③-0.044-0.089-0.1330.2000.200-0.133-0.1331.000-35.09-70.98-105.19158.14158.14-13.49-13.49101.40④0.2290.125-0.3110.0960.1700.689-1.2111.222238.4699.69-245.9875.93134.4669.86-122.80123.91⑤-0.030-0.059-0.0890.1700.096-0.089-0.0890.778-23.93-47.05-70.39134.4675.93-9.03-9.0378.89内力不利组合①+②437.36326.01-329.70-48.86-48.86166.83-251.57107.80①+③171.7860.44-329.70214.5221