電大土木混凝土結構課程.doc

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1、 已知：車間倉庫的樓面梁格布置如圖17所示，軸線尺寸為30m19.8m, 樓面面層為20mm厚水泥砂漿抹面，梁板的天花抹灰為15mm厚混合砂漿，樓面活荷載選用7.0kN/m2 ,混凝土采用C20，梁中受力鋼筋采用HRB335, 其他鋼筋一律采用HPB235，板厚80mm，次梁截面為bh=200mm450mm，主梁截面為bh=300mm700mm，柱截面為bh=400mm400mm。樓板周邊支承在磚墻上，試設計此樓蓋。 一、板的計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算） 1、荷載計算 20mm厚水泥砂漿面層 200.02=0.400kN/m2 80mm厚現(xiàn)澆鋼筋

2、混凝土板 25 0.08=2.000kN/m2 15mm厚石灰砂漿抹底 170.015=0.225kN/m2 恒載標準值: =0.4+2.0+0.225=2.655 9.420kN/m2 活載標準值: =7.000 kN/m2 經(jīng)試算, 永久荷載效應控制的組合為最不利組合,因此取荷載設計值 =1.352.655+1.01.37.000=12.684 kN/m2 2、計算簡圖 取1m寬板帶作為計算單元, 各跨的計算跨度為: 中間跨: ==2200-200=2000mm 邊跨: =

3、2200－100－120+1200/2=2040mm ?。?020mm 平均跨度: =(2020+2000)/2=2010mm 3、內(nèi)力計算: 因跨度差: (2020-2000)/2000=1%<10% 故可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力 各截面的彎距計算見表5 截面 邊跨中 第一內(nèi)支座 中間跨度 中間支座 彎距系數(shù) +1/11 -1/11 +1/16 -1/16 (kNm) 1/1112.7 2.022 ＝4.71 -1/1112.7 2.022 ＝－4.71 1/1612.7 2.02 ＝3.18 -1/1612.7 2.02 ＝－3.1

4、8 板彎距計算 表5 4、截面強度計算 =210N/mm2 , =9.6 N/mm2, =1.0, = 80－20=60mm 正截面強度計算見表6 正截面強度計算 表6 截面 邊跨中 B支座 中間跨中 中間支座 在平面圖上的位置 ①～② ⑤～⑥ ②～⑤ ①～② ⑤～⑥ ②～⑤ M(kNm) 4.71 －4.71 3.18 0.83.18 －3.18 -0.83.18 0.136 0.136 0.092 0.073 0.092

5、 0.073 0.927 0.927 0.952 0.962 0.952 0.962 (mm2) 403.25 403.25 265.11 209.55 265.11 209.55 選用鋼筋 φ8@125 φ8@125 φ6/8@125 φ6@125 φ6/8@125 φ6@125 實際配筋面積 402 402 314 226 314 226 根據(jù)計算結果及板的構造要求, 畫出配筋圖如圖20所示 二、次梁的計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算） 1、荷載計算 板傳來的恒載： 2.6552

6、.2=5.841 kN/m 次梁自重： 250.2(0.45－0.08) =1.850 kN/m 次梁粉刷抹灰： 170.01510.45－0.0872=0.189 kN/m 恒載標準值: =5.841+1.850+0.189=7.880 kN/m 活載標準值: =7.0002.2=15.400 kN/m 經(jīng)試算, 永久荷載效應控制的組合為最不利組合, 因此取荷載設計值=1.357.880+1.01.315.400=30.7 kN/m2 2、計算簡圖 各跨的計算跨度為: 中間跨: =n =6000－300=5700mm 邊跨: =6000－150－120

7、+250/2=5855mm 1.025=5873.25mm, 取小值5855mm 平均跨度: =(5855+5700)/2=5777.5mm 跨度差: (58511-5700)/5700=2.7%<10% 次梁的計算簡圖見圖21。 3、內(nèi)力計算:見表7、表8 次梁的彎距計算 表7 截面 邊跨中 第一內(nèi)支座 中間跨度 中間支座 彎矩系數(shù) +1/11 -1/11 +1/16 -1/16 (kNm) 1/1130.7 5.8552 =95.7 -1/1130.7 5.7782 =-93.2 1/1

8、630.7 5.702 =62.3 -1/1630.7 5.702 =-62.3 次梁的剪力計算 表8 截面 A支座 B支座左 B支座右 c支座 剪力系數(shù) 0..45 0.55 0.55 0.55 (kN) 0.4530.75.73 =79.16 0.5530.75.73 =96.7 0.5530.75.70 =96.3 0.5530.75.70 =96.3 4、正截面強度計算 （1）次梁跨中截面按T形截面計算 邊跨：=5.855/3=1.95m =0

9、.2+1.98=2.18m 取=1.95m 中間跨：=5.7/3=1.90m =0.2+2.0=2.2m 取=1.90m 支座截面按矩形截面計算 (2) 判斷截面類型 h0＝h－35＝450－35＝415mm， fy＝300 N/mm2 =1.09.6195080(4111-80/2) =561.6 kNm＞95.7 kNm(62.3 kNm) 屬于第一類T形截面 次梁正截面強度計算見表9 次梁正截面強度計算 表9

10、截面 邊跨中 B支座 中間跨中 中間支座 M(kNm) 95.7 -93.2 62.3 -62.3 或(mm) 1950 200 1900 200 0.0297 0.282 0.0198 0.188 0.985 0.830 0.99 0.895 (mm2) 780.4 901.9 505.5 559.1 選用鋼筋 2φ16(彎) 2φ16(直) 2φ14(直) 3φ16(彎) 1φ16(彎) 2φ16(直) 2φ12(直) 2φ16(彎) 實際配筋面積 (mm2) 804 911 603 628 5、斜

11、截面強度計算： 次梁斜截面強度計算見表10 次梁斜截面強度計算 表10 截面 A支座 B支座左 B支座右 C支座 (kN) 79.16 96.7 96.3 96.3 (kN) 0.251.09.6200415=199.2kN>V 截面滿足要求 (kN) 0.71.1200415=63.91kN

12、.4 190.4 實配間距(mm) 180 180 180 180 計算結果及次梁的構造要求，繪次梁配筋圖, 見圖22。 三、主梁的計算（按彈性理論計算） 1、荷載計算: 次梁傳來的恒載： 7.886.0=47.28kN/m2 主梁自重： 250.3（0.7－0.08）2.2=10.23kN 梁側(cè)抹灰： 170.015（0.7－0.08）22.2=0. 696 kN 恒載標準值: =47.28+10.23+0.696=58.206 kN 活載標準值: =15.46=92.400 kN 恒載設計值: 1.35=1.3558.2

13、06=78.58 kN 活載設計值: 1.3=1.392.40=120.1 kN 2、計算簡圖 各跨的計算跨度為: 中間跨: ==6600-400+400=6600mm 邊跨: =6600－120－200+370/2+400/2=6665mm ≤1.025+b/2 =1.025（6600－120－200）+400/2＝6637mm, 取小值6637mm 平均跨度: =(6637+6600)/2=6619mm 跨度差: (6637-6600)/6600=0.56%<10% 主梁的計算簡圖見圖23。 3、內(nèi)力計算: (1) 彎距計算

14、(值由附表5－1查得) 邊 跨: =78.586.637=521.5 kN =120.16.637=797.1 kN 中 跨: = 78.586.6=518.6kN =120.16.6=792.7kN 平均跨: =78.586.619=520.1kN =120.16.619=795kN 主梁彎矩計算見表11。 (2) 剪力計算 (值由附表查得) 剪力計算見表12。 主梁彎矩及剪力包絡圖見圖24 主梁彎矩計算 表11 項次 荷載簡圖 ① 恒載 0.244 127.2 7

15、8.2 -0.267 -138.9 0.067 34.7 0.067 34.7 -0.267 -138.9 ② 活載 0.289 230.4 194.5 -0.133 -105.7 -105.7 -105.7 -0.133 -105.7 ③ 活載 -35.6 -70.7 -0.133 -105.7 0.200 158.5 0.200 158.5 -0.133 -105.7 ④ 活載 0.229 182.5 99.8 -0.311 -247.2 75.9 0.170 134.

16、8 -0.089 -70.8 ⑤ 活載 -23.9 -47.3 -0.089 -70.8 0.170 134.8 75.9 -0.311 -247.2 內(nèi) 力 組 合 ①+② 357.6 272.7 -244.6 -71 -71 -244.6 ①+③ 91.6 7.5 -244.6 193.2 193.2 -244.6 ①+④ 309.7 178 -386.1 110.6 169.5 -209.7 ①+⑤ 103.3 30.9 -209.7 169.5 110.6 -386.1 最

17、 不 利 內(nèi) 力 組合項次 ①+③ ①+③ ①+④ ①+② ①+② 組合值(kNm) 91.6 7.5 -386.1 -71 -71 -386.1 組合項次 ①+② ①+② ①+⑤ ①+③ ①+③ ①+④ 組合值(kNm) 357.6 272.7 -209.7 193.2 193.2 -209.7 4、正截面強度計算 (1) 確定翼緣寬度 主梁跨中按T形截面計算 邊跨：=6.37/3=2.2123m =0.3+5.7=6.0m 取 =2.2123m 中間跨：=6.6/3=2.2m =0

18、.3+5.7=6.0m 取 =2.2m 支座截面仍按矩形截面計算 (2) 判斷截面類型 取=640mm（跨中），=610mm（支座） =1.09.62212.380(640-80/2) =1019.42 kNm＞357.6 kNm(193.2 kNm) 屬于第一類T形截面 主梁剪力計算 表12 項次 荷載簡圖 ① 恒載 0.733 57.6 -1.267 -99.56 1.000 78.58 ② 活載 0.866 104.0 -1.134

19、 -136.2 0 0 ③ 活載 -0.133 -16 -0.133 -16 1.000 120.1 ④ 活載 0.689 82.7 -1.311 -157.5 1.222 146.8 ⑤ 活載 -0.089 -10.7 -0.089 -10.7 0.778 93.4 (kN) 組合項次 ①+③ ①+④ ①+⑤ 組合值 41.6 -257.1 172 (kN) 組合項次 ①+② ①+⑤ ①+④ 組合值 161.6 -110.3 225.4 （3） 截面強度計算 主梁正截面

20、強度計算見表13 5、斜截面強度計算： 主梁斜截面強度計算見表14 表中 ＝G+P=78.58+120.1=198.68 KN 主梁正截面強度計算 表13 截面 邊跨中 B支座 中間跨中 M(kNm) 357.6 -386.1 193.2 -71 (kN) ___ 198.68＝39.74 ___ ___ (kNm) 357.6 -346.36 193.2 -71 0.041 0.323 0.022 0.010 0.979 0.797 0.989 0.995

21、(mm2) 1902.5 2298.1 1017.4 371.6 選用鋼筋 2φ25(彎) 3φ20(直) 1φ18+3φ25 (彎) 2φ16+1φ20 (直) 2φ16(直) 1φ18+1φ25 (彎) 2φ16(直) 2443.6 1147.3 402 主梁斜截面強度計算 表14 截面 A支座 B支座左 B支座右 (kN) 161.6 257.1 225.4 (kN) 0.251.09.6300610=439.2kN>V 截面滿足要求 (kN) 0.71.13

22、00610=140.91kN