建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)《混凝土樓蓋設(shè)計(jì)》

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1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 《混凝土樓蓋設(shè)計(jì)》 論文題目：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 學(xué) 部：建設(shè)學(xué)部 專 業(yè)： 工程管理 （工程造價(jià)與項(xiàng)目承包方向） 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 二、計(jì)算說(shuō)明書 2 1、基本設(shè)計(jì)資料 2 (1)材料 2 (2)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2 2、板的設(shè)計(jì) 2 (1)確定板厚及次梁截面 2 (2)板荷載計(jì)算 2 (3)板的計(jì)算簡(jiǎn)圖3 (4)板的彎矩及配筋計(jì)算 3 3、次梁設(shè)計(jì) 4 (1)次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5 (2)次梁的內(nèi)力及配筋計(jì)算 6 4、主梁設(shè)計(jì) 8 (1)主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖8 (2)

2、內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力包絡(luò)圖 9 (3)主梁截面配筋計(jì)算 10 (4)附加橫向鋼筋計(jì)算 11 (5)主梁配筋圖 12 5、參考文獻(xiàn) 13 三、附表 14 6、附表1 14 7、附表2 15 8、附表3 16 混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 某內(nèi)框架結(jié)構(gòu)輕工倉(cāng)庫(kù)，二層建筑平面如圖所示，墻厚 240mm混凝 土柱400X 400mm房屋的安全等級(jí)為二級(jí)，擬采用鋼筋混凝土整澆 樓蓋，設(shè)計(jì)之。 1.設(shè)計(jì)資料 1 .樓面面層為水磨石、梁板底面為 15mnff混合砂漿抹平。 2 .柱網(wǎng)尺寸和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)附表。 3 .材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 C25,梁內(nèi)受力主筋采用HRB3

3、3屋岡， 其余均采用HPB23哪。 4 .該廠房無(wú)特殊要求，樓梯位于樓蓋外部的相鄰部分。（一類環(huán)境） 2.設(shè)計(jì)要求： ①板、次梁內(nèi)力按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算； ②主梁內(nèi)力按彈性理論計(jì)算； ③繪出結(jié)構(gòu)平面布置圖、板、次梁和主梁的模板及配筋圖。 進(jìn)行鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題有： （1）計(jì) 算簡(jiǎn)圖；（2）內(nèi)力分析；（3）截面配筋計(jì)算；（4）構(gòu)造要求；（5）施 工圖繪制 400X400 碎柱 +4.5 V- 倉(cāng)庫(kù)二層建筑平面 120 -120 L1 i 7f 計(jì)算說(shuō)明書 1、基本設(shè)計(jì)資料： (1)材料：C25混凝土： fc=11.9N/mn2

4、i, ft = 1.27NZmn2,f tk=1.78NZmn2 專岡筋：HPB235級(jí)：fy=210N/mmHRB335 級(jí)：fy=300N/mri, (b=0.55 (2)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 倉(cāng)庫(kù)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=5.0KN/m吊水磨石地面：0.65KN/mnr,鋼 筋混凝土： 25KN/m,混合砂漿：17KN/m (3)樓蓋梁格布置及截面尺寸確定：主梁的跨度為6.9 m,次梁的跨 度為6 m ,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3 m 2、板的設(shè)計(jì)(按塑性理論方法) (1)確定板厚及次梁截面 ①板厚h h > l/40=2300/40=57.5mm,并應(yīng)不小于工業(yè)建筑樓面最小

5、厚度 70mm 取 h=80mm ②次梁截面bx h 次梁截面高h(yuǎn)按(1/20 —1/12 )初估，選h=450mm截面寬b(l/2 —1/3 ) h,選 b=200mm (2)板荷載計(jì)算 樓面面層：0.65 KN/m2 板自重：0.08 X25=2.0 KN/m2 板底抹灰：0.015 X 17=0.255 KN/m2 恒荷載 g: 1.2 X 2.905=3.49 KN/m 2 活荷載 q： 1.3X5.5=7.15 KN/m 2 g+q=10.64 KN/m2, q/g=7.15 /3.49=2.05<3 ⑶計(jì)算簡(jiǎn)圖 取板寬b=1000mn^為計(jì)算單元，由板和次

6、梁尺寸可得板的計(jì)算 簡(jiǎn)圖(實(shí)際9跨，可按5跨計(jì)算)，如圖(a)、(b)所示。其中 中間跨的計(jì)算跨度l 0=l n=2100mm邊跨的計(jì)算跨度 l 0=l n+h/2=2120mm邊跨與中間跨的計(jì)算跨度相差：(2120-2100) /2100 X 100%=0.95%)故可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。 (a) (b) 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (4)彎矩及配筋計(jì)算 板的截面有效高度ho=h-as=80-20=60mm并考慮用②~⑤與 A1~C2$由線間的彎矩折減，可列表計(jì)算如下表: 表1板的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算 1 邊跨跨中 B 離端第一支座 2 中間跨跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù)M

7、 1/11 -1/11 1/16 -1/14 計(jì)算跨度lo(m) 2.12 2.11 2.1 2.1 …，、, 2 Mm (g q)lo (kN.m) 4.35 -4.13 2.93 -3.35 表2板的配筋計(jì)算 1 B 2 C 彎矩設(shè)計(jì)值(kN m) 4.35 -4.31 2.93 -3.35 a s=M/ a 1fcbh02 0.102 -0.101 0.068 -0.078 己 1，1 2 s 0.108 0.107 0.070 0.081 軸線 ①通⑤?⑥ 計(jì)算配筋(mm2) As= E bh0

8、 a 1fc/fy 367 364 238 275 實(shí)際配筋(mm2) ())8@130 ())8@130 ())6@100 ())6@100 386 386 283 283 軸線②?⑤ 計(jì)算配筋(mm2) As= E b(ha 1fc/fy 295 291 190 220 實(shí)際配筋(mm2) ())8@130 ())8@130 ())6@140 ())6@120 296 296 202 236 配筋率驗(yàn)算 P min= (45ft/f y) % =(45X 1.27/210 ) %=0.272c p =296/

9、(1000x80) ‘=0.37% p =296/ (1000x80) =0.37% p =202/ (1000x80) =0.25% p =236/ (1000 x80) =0.29% 對(duì)軸線②通間的板帶，考慮起拱作用，其跨內(nèi)2截面和支座C截面的彎矩設(shè)方t值可折減 20% 為了方便，近似對(duì)鋼筋面積折減20%板配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 2 在一般情況下，樓面所受動(dòng)力荷載不大，可采用分離式配筋見(jiàn)圖紙。 3、次梁設(shè)計(jì)(按塑形理論計(jì)算) (1)計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 ①荷載 板傳來(lái)的恒荷載：3.49 x 2.3=8.03KN/m 次梁自重：1.2 X25X0.2 X (0.45-0.0

10、8 ) =2.22KN/m 次梁粉刷：1.2 X 17X 0.015 X (0.45-0.08 ) x 2=0.23KN/m 恒荷載：g=10.48KN/m 活荷載：q=1.3 X5.5 X2.3=16.445KN/m g+q=10.48+16.445=26.925KN/m , q/g=16.445/10.48=1.569<3 ②主梁截面尺寸選擇 主梁截面高度 h 為( 1/14—1/8 ) 10=493?863mm 選 h=600mm 由 b= (1/2 —1/3) h=220?325mm 選 b=250mm 則主梁截面尺 寸 bXh=250X600 ③計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)平面

11、布置及主梁截面尺寸，可得出次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖(c)、 (d)。中間跨的計(jì)算跨度10=l n=5750mm邊跨的設(shè)計(jì)跨度 l0=l n+a/2=5750+130/2=5875mm<1.0251n=5894mm邊跨和中間 跨計(jì)算跨度相差(5880-5750) /5750=2.2%,可按等跨連續(xù)梁 計(jì)算。 (c) (d) 次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 (2)內(nèi)力及配筋計(jì)算 ①正截面承載力計(jì)算 次梁跨中截面按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度按課本P81表5-6, 有 b' 々10/3=5750/3=1917mm b'[ f< b+Sn=200+1800=2000mm (Sn為梁凈距) 取 h0=h-

12、as=450-35=415mm h' f/h 0=80/415=0.193>0.1 ,故取 b'f = 1917mm 且％1fcb'f h' f(h。- h' f/2)=1 X 11.9 X 1917X80X(415-80/2) =684.4KN 以此作為判別T形截面類別的依據(jù)，次梁支座截面按bxh=200 X 450mm勺矩形截面計(jì)算，并取h0=415mm支座截面應(yīng)滿足（＜ 0.35 ,以下計(jì)算過(guò)程列表進(jìn)行。次梁受力縱筋采用HRB335a鋼 筋（I b=0.55 , fy=300N/mrm 表3次梁的彎矩設(shè)計(jì)值的計(jì)算 1 邊跨跨中 B 離端第一支座 2 中間跨

13、跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù)M 1/11 -1/11 1/16 -1/14 計(jì)算跨度10 （m） 5.88 5.82 5.75 5.75 2 MM (g q)10“z 、 M'? r，0(kN.m) 84.63 -82.91 55.64 -63.59 ②斜截面受剪承載力計(jì)算 表4次梁的剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算 A 邊支座 B（左） 離端第一支座 B（右） 離端第一支座 C 中間支座 剪力系數(shù)V 0.45 0.6 0.55 0.55 凈跨度ln 5.755 5.755 5.75 5.75 V V(g q)ln (kN)

14、69.73 92.97 85.15 85.15 截面尺寸校核：hJ面415/200<4 , 0.25f cbh0=0.25 X 11.9 X 200 X 415=246.9KN>V故截面尺寸滿足要求。 截回 1 B 2 C 彎矩設(shè)計(jì)值（kN m） 84.63 -82.91 55.64 -63.59 a s=M/ a 1 fcbh02 0.018 -0.172 0.012 -0.132 E 1 J12s 0.018 0.190 0.012 0.142 選 配 鋼 筋 計(jì)算配筋(mm2) As= E bh0 a ifc/fy 616

15、 678 411 507 實(shí)際配筋（mm2） 2 ① 16+1 ① 18 1 ① 14+2 ① 18 3①14 3①14 As=656 As=663 As=462 As=462 截面類別及截面尺寸 一類T形 bx h=1917X 500 矩形 b x h=250 x 500 一類T形 b x h=1917 x 500 矩形 b x h=250 x 500 表5次梁正截面受彎承載力計(jì)算 箍筋設(shè)計(jì)（如下表） 表6箍筋計(jì)算表 截回 A B左 B右 C V(KN) 69.73 92.97 95.15 85.15 0.7f

16、 tbh°(N) 73787 73787 73787 73787 ftbh°(N) 105410 105410 105410 105410 箍筋肢數(shù)、直徑 2())6 2（））6 2())6 2())6 AS，S=0.24f tb/f yv V<0.9f tbh0 0.29 0 V<029ftbh。 V<0.29f tbh。 S(mm) 190 200 200 200 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，畫出次梁配筋圖，詳見(jiàn)圖紙。中間支座負(fù)鋼筋 分別在l o/3處及l(fā) J5+20d處截?cái)?。其中次梁縱筋錨固長(zhǎng)度確定: 伸入墻支座時(shí)，梁頂面縱筋的錨固長(zhǎng)度按下式確

17、定： l=la=% x （f y/f t） xd=0.14x 300X 10/1.27=330.7mm,取 335mm 伸入墻支座時(shí)，次梁的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小與 240mm故取240mm 梁底面縱筋伸入中間支座的長(zhǎng)度應(yīng)滿足l>12d=12 x 16=192mm, 故取200mm 4、主梁設(shè)計(jì)（按彈性理論計(jì)算） （1）計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定 ①荷載 次梁傳來(lái)恒荷載：10.48 X 6=62.88KN 主梁自重：1.2 X25X 2.3 X 0.25 X (0.6-0.08 ) =8.97KN 梁側(cè)抹灰：1.2 X 17X 2.3 X0.015 X (0.6-0.08 ) x 2=0.73KN

18、 恒荷載 G: =72.58KN 活荷載 Q 16.445 X6=98.67KN G+Q=171.25KN ②計(jì)算簡(jiǎn)圖 假定主梁線剛度與鋼筋混凝土柱線剛度比大于5,則中間支承 按較支座考慮，邊支座為石專砌體，支承長(zhǎng)度為370mm按彈性 理論計(jì)算時(shí)，各跨計(jì)算跨度均可取支座中心線間距離，則中間 跨l 0==6m邊跨10=6.06m,計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： (e) 主梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 （2）內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力包絡(luò)圖 包絡(luò)圖詳見(jiàn)圖紙（在同一坐標(biāo)下，畫出① ①+⑤的荷載組合下的內(nèi)力圖，其外包線是彎矩包絡(luò)圖和剪力包 絡(luò)圖） 表7主梁的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算（kN m ） 項(xiàng) 次 荷載簡(jiǎn)圖

19、 k M7 k Mb k m； k Mc 彎矩圖示意圖 1 恒 載 [0.244 -0.267 0.067 -0.267 * 裔 毓田 123 .26 - 134.88 33. 55 -134 .88 _fl 加 1T .J KA L 3 ' W 2 活 載 0.289 -0.133 -0.133 -0.133 |Q Q| 128.2! 198 .47 -91 .34 -90 .55 -91. 34 0.133 布5 iF h — △ 1 U2 bXa 1 T

20、 c fl T w 3 活 載 -0.045 -0.133 0.200 -0.133 0.1B 1 i -30 .90 -21 3.58 136 .16 -9134 V 41 ah J_? I ，A H T 八 4 活 載 JI D E. . _ L r 0.229 -0.311 0.17 -0.089 U -stJU? 60 DJii l :Xk 157 .26 -21 3.58 115 .71 -61.1 2 本「后工？ b口 1J T b c

21、I 0 1 1- u LI 1 1 5 活 載 Q陽(yáng) Q| l( ! 上 D -0.030 -0.089 0.17 -0.311 ^￡1 Tt J i It r Tfl -20 .60 -61 .12 115 .74 -213 .58 7 組合項(xiàng)次 Mmin(kN ' m) ①+③ 92.36 ①+④ -348.46 ①+② -57 ①+⑤ -348.46 組合項(xiàng)次 Mmax(kN ' m) ①+② 321.73 ①+⑤ -196 ①+③ 169.71 ①+④ -196

22、 表8主梁的剪力計(jì)算（kN） 項(xiàng)次 荷載簡(jiǎn)圖 k V7 k VBl k VBr 1 恒載 ABc& 0.733 53.20 -1.267 -91.96 1.000 72.58 2 Fl。1 |Q 今J日于2卜十日【才 0.866 85.45 -1.134 -111.89 0 0 4 Q| F 在 0.689 -1.311 1.222 a xl X T UM J C D 67.98 -129.36 120.57 5 一 坪1 2時(shí) -0.089 -0.089 0.778 -

23、ij-a I jL C。 -8.78 -8.78 76.77 組合項(xiàng)次 V max(kN) ①+② 138.65 ①+⑤ -100.74 ①+④ 193.15 組合項(xiàng)次 Vmin(kN) ①+⑤ 44.42 ①+④ -221.32 ①+② 72.58 (3)截面配筋計(jì)算 跨中截面在正彎矩作用下，為T形截面，其翼緣寬度按課本P81 表5-6取用 b'f

24、下，為矩形截面，按兩排鋼筋考慮，取 h0=h-as=600-90=510mm 主梁中間支座為整澆支座，寬度 b=350mm0U支座邊M=M-VX b/2,V 0=G+Q=143.02KN配筋計(jì)算結(jié)果如下表: 表9主梁正截面受彎承載力及配筋計(jì)算 截卸1 1 B 2 彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m ) 320.67 -316.40 -57 169.71 a s=M/ a 1fcbh02 0.037 -0.409 0.060 0.019 截回尺寸(mm) b=b'f=2000 h0=565 b=250 hc=510 b=250 hc=565 b=2300 hc

25、=565 1 J12s 0.038 0.540 0.062 0.019 選配 鋼筋 計(jì)算配筋（mm2） As=2 bh0 a 1fc/fy 1958 2731 347 979 實(shí)際配筋(mm2) 2 ① 22+2 ① 25 6①25 2①16 3①20 表10主梁斜截面受剪計(jì)算 截回 邊支座邊 B支座左 B支座右 V(KN) 138.65 22.32 193.15 0.25f cbh0(KN) 420.22>V 379.31>V 379.31>V 0.7f tbh0(N) 122571 113347 113347 ftb

26、h0(N) 179387>V 161925>V 161925>V 箍筋肢數(shù)、直徑 n=2,())8 n=2,())8 n=2,())8 Av/S 0.135 0.807 0.596 計(jì)算值S (mm 744 125 169 實(shí)配箍筋間距(mm 250 120 150 注：抗剪計(jì)算時(shí)的 b均為腹板寬度b=250mm As=1742 As=2945 As=402 As=942 (4)附加橫向鋼筋計(jì)算 由次梁傳至主梁的集中荷載設(shè)計(jì)值： F= 次梁傳來(lái)恒荷載+活荷載=62.88+98.67=167.55KN 附加橫向鋼筋應(yīng)配置在 S=3b+2

27、h=3X 200+2X (600-450)=900mm 的范圍內(nèi)。 方案一：僅選擇箍筋 由 F< mnfyvAsvi ,并取 F/nf yvAsvl =161550/ (2X210X50.3) =7.65 個(gè) 取m=10個(gè)，在主次梁相交處的主梁內(nèi)，每側(cè)附加 4(|) 8@7髓筋 方案二：選擇吊筋 由F<2fyAsbsin %，并選用HRB33駁鋼,則 _______c2 AsbAF/2fysin % =161550/(2 X300X sin45 )=381mm 可選用2①14 (Ab=308mm吊筋， 由于集中荷載不大，故可按方案一配附加箍筋。 5）主梁配筋圖 ①按比

28、例畫出主梁的彎矩包絡(luò)圖 ②按同樣比例（長(zhǎng)度方向）畫出主梁縱向配筋圖。但本課程設(shè)計(jì) 不需縱向鋼筋彎起抗剪， 故縱向鋼筋彎起時(shí)只需要滿足正截面 受彎承載力要求 （材料圖覆蓋彎矩圖） 及斜截面受彎承載力要 求（彎起鋼筋彎起點(diǎn)距該鋼筋充分利用截面距離不小于h0/2 ） ③作材料圖， 確定縱向鋼筋的彎起位置和截?cái)辔恢茫?切斷鋼筋應(yīng) 在“理論斷點(diǎn)”以外，當(dāng)V>0.7ftbh0時(shí)，從該鋼筋充分利用截 面伸出的長(zhǎng)度n 1.2l a+ho;當(dāng)VW0.7f tbh。時(shí)，從該鋼筋充分利 用截面伸出的長(zhǎng)度n 1.2l a,縱筋伸入支座大于等于兩根，且 面積不得少于鋼筋面積的50%，并且伸入支座要有一定的

29、錨固 長(zhǎng)度。 以上圖均詳見(jiàn)圖紙。 參考文獻(xiàn)： （ 1） 熊 丹安 . 建筑結(jié)構(gòu)（第 4 版） . 廣州：華南理工大學(xué)出版社， 2009. （ 2） 重 慶大學(xué)等編. 土木工程施工 （上冊(cè)） . 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2008 （ 3） 劉 元芳 . 建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià). 中國(guó)建材工業(yè)出版社， 2009 附表1 鋼筋配料單 構(gòu) 件 名 稱 鋼筋編號(hào) 鋼筋簡(jiǎn)圖 符號(hào) 直徑 (mm 下料長(zhǎng)度 (mm 數(shù)量 重量 (kg) 板 ( A~B ? ① |~ ~| 。 8 2400 225 213.3 ③ 。 6 390 15

30、0 12.98 ④ C□ 。 6 2375 410 216.17 ⑤ 8 1230 221 107.37 ①~ ②) ⑥ p 1 。 8 1230 573 278.39 ⑦ — 6 6075 23 12.2 ⑧ 十 。 6 1200 34 4.32 附表2 鋼筋配料單 構(gòu) 件 名 稱 鋼筋編號(hào) 鋼筋簡(jiǎn)圖 符 號(hào) 直徑 (mm 下料長(zhǎng) 度(mm 數(shù) 量 重量 (kg) ① — ① 16 6220 2 15.66 ② ?

31、~\L ① 14 8295 1 10.06 ③ — ① 18 4090 2 16.36 ④ — ① 14 6140 2 14.86 次 梁 ① ? ③ ⑤ P -~ ① 14 9760 1 11.81 ⑥ — ① 14 4090 2 9.89 ⑦ _| J ① 10 4695 2 5.79 ⑧ ① 10 2755 2 3.39 |_ _| ⑨ ( ) 6 21 62 289.04 附表3 鋼筋配料單

32、構(gòu) 件 名 稱 鋼筋編號(hào) 鋼筋簡(jiǎn)圖 符號(hào) 直徑 (mm 下料 長(zhǎng)度 (mm 數(shù) 量 重量 (kg) 主 ① ① 22 6220 2 37.07 梁 （ 主 梁 配 筋 圖 所 示 部 分） ② ① 20 9275 1 22.9 ③ ① 20 8745 1 21.6 ④ — ① 20 6000 3 44.46 ⑤ _| J ① 12 3700 2 6.57 ⑥ ① 20 11950 2 59.03 ⑦ — ① 20 3550 2 17.54 ⑧ ( ) 8 1620 51 32.63