《混凝土課程設計》word版

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1、樓 蓋 課 程 設 計 指導教師：姜 銘 閱 班 級：工程管理1001 姓 名： 甘 霖 學 號：0512100104 樓蓋課程設計任務書 1、設計題目： 某儀表廠裝配車間為多層內(nèi)框架，現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，磚砌體承重外墻，墻厚370mm。樓面層做法：20mm水泥砂漿找平后做10mm厚水磨石面層，板底采用20mm厚混合砂漿天棚抹灰。 結(jié)構布置尺寸兩種方式如下 平面布置圖1 2、設計資料

2、：可變荷載標準值qk，永久荷載分項系數(shù)取1.2，可變荷載分項系數(shù)取1.3。材料選用：C30，梁內(nèi)受力縱筋HRB335，其余鋼筋為HPB300。 3、設計內(nèi)容：1）確定梁板截面尺寸。2）按照塑性方法設計板和次梁。3）按照彈性方法設計主梁。4）畫出梁板的詳細配筋圖。 第四組 29000 5800 20700 2300 6 4）繪制結(jié)構施工圖（采用CAD繪圖） （1）、板的配筋圖（1：50，1：25） （2）、次梁的配筋圖（1：50，1：25） （3）、主梁的配筋圖（1：50，1：25）及彎矩M、剪力V的包絡圖 5、參考文獻： 1．《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》（GB

3、 50009-2001） 2．《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》（GB50010-2002或2010） 3．混凝土結(jié)構（上冊、中冊），東南大學天津大學同濟大學合編 4．《混凝土結(jié)構》郭繼武 鋼筋混凝土肋形樓蓋設計計算書 1、樓蓋梁格布置及截面尺寸確定 確定主梁的跨度為6.9m，次梁的跨度為5.8m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.3m。樓蓋結(jié)構的平面布置圖如圖所示。 板厚取h=80㎜； 次梁截面高度應滿足(1/18 ~ 1/12)l=(1/18 ~ 1/12)×5800=322~483mm，取h=400mm，截面寬b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2) ×400=133

4、~200mm，取b=200mm。 主梁截面高度應滿足h=(1/14 ~ 1/8 )l=(1/14 ~ 1/8) ×6900=493~863mm,取h=650mm，截面寬度b=(1/3 ~ 1/2)h=(1/3 ~ 1/2) ×650=217 ~ 325mm,取b=300mm。 2、 板的設計——按考慮塑性內(nèi)力重分布設計 （1）、荷載計算 恒荷載標準值 20mm厚水泥沙漿面層和10mm厚水磨石面層：1.2×0.65=0.78 kN/㎡ 80mm厚鋼筋混凝土板：1.2×0.08×25=2.4 kN/㎡ 20mm厚混合沙漿天棚抹灰：1.2×0.02×17=0.408 kN/㎡ 小計

5、 3.59kN/㎡ 活荷載標準值： 6.0 kN/㎡ 因為是工業(yè)建筑樓蓋且樓面活荷載標準值大于4 kN/㎡，所以活荷載分項系數(shù)取1.3， 恒荷載設計值：g=3.59 kN/㎡ 活荷載設計值：q=6×1.3=7.80kN/㎡ 荷載設計總值：g+q=11.39kN/㎡ 取1m板寬作為計算單元，板的實際結(jié)構如圖所示，由圖可知：次梁截面寬為b=200mm，現(xiàn)澆板在墻上的支承長度為

6、a=，則按塑性內(nèi)力重分布設計，板的計算跨度為： 邊跨按以下二項較小值確定： l01=ln+h/2=(2300-120-200/2)+80/2=2120mm l011=ln+a/2=(2300-120-200/2)+120/2=2140mm 故邊跨板的計算跨度取l01=2120mm 中間跨： l02=ln=2300-200=2100mm 板的計算簡圖如圖所示。 （3） 彎矩設計值 因邊跨與中跨的計算跨度相差（2120-2100）/2100=0.95%小于10%，可按等跨連續(xù)板計算 由資料可查得：板的彎矩系數(shù)αM,，板的彎矩設計值計算過程見下表。 板的彎矩設計

7、值的計算 截面位置 1 邊跨跨中 B 離端第二支座 2 中間跨跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù) 1/11 -1/14 1/16 -1/16 計算跨度l0(m) l01=2.12 l01=2.10 l02=2.10 l02=2.10 (kN.m) 4.65 -3.59 3.14 -3.14 （4） 板的正截面承載力計算 項目 邊區(qū)格板 中間去格板 邊跨跨中 第一內(nèi)支座 中間跨中 中間支座 邊跨跨中 第一內(nèi)支座 中間跨中 中間支座 彎

8、矩折減系數(shù) 1 1 1 1 1 1 0.8 0.8 M(kN?m) 4.65 -3.59 3.14 -3.14 4.65 -3.59 2.51 -2.51 αs=M/bh02fc 0.090 0.070 0.061 0.061 0.090 0.070 0.049 0.049 γs 0.953 0.964 0.969 0.969 0.953 0.964 0.975 0.975 As=M/γsh0fy 302 230 200 200 302 230 159

9、159 選配鋼筋 φ8/10 @200 φ8 @200 φ6/8 @200 φ6/8 @200 φ8/10 @200 φ8 @200 φ6 @200 φ6 @200 實配鋼筋面積（mm2） 322 251 196 196 322 251 141 141 （5）板的配筋圖繪制 板中除配置計算鋼筋外，還應配置構造鋼筋如分布鋼筋和嵌入墻內(nèi)的板的附加鋼筋。板的配筋圖如附表所示。 3、次梁設計——按考慮塑性內(nèi)力重分布設計 （1）荷載設計值： 恒荷載設計值 板傳來的荷載：3.59×2.3=8.25kN/m 次梁自重： 0.2

10、×（0.4-0.08）×25×1.2=1.92 kN/m 次梁粉刷： 2×0.015×（0.4-0.08）×17×1.2=0.34 kN/m 小計 g=10.52kN/m 活荷載設計值： q=7.8×2.3 =17.94 kN/m 荷載總設計值： q+g=10.52+17.94=28.46 kN/m （2）、計算簡圖 由次梁實際結(jié)構圖可知，次梁在墻上的支承長度為a=240mm，主梁寬度為b=300mm。次梁的邊跨的計算跨度按以下二項的較小值確定： l01=ln+h/2=(5800-120-3

11、00/2)+240/2=5650mm l011=1.025ln=1.025×5800=5659mm 故邊跨板的計算跨度取l01 =5650mm 中間跨： l02=ln=5800-300=5500mm 計算簡圖如附表所示。 （3） 彎矩設計值和剪力設計值的計算 因邊跨和中間跨的計算跨度相差（5650-5500）/5500=2.7%小于10%，可按等跨連續(xù)梁計算。 由表可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。次梁的彎矩設計值和剪力設計值見表： 次梁的彎矩設計值的計算 截面位置 1 邊跨跨中 B 離端第二支座 2 中間跨跨中 C 中間支座 彎矩系數(shù) 1/11 -

12、1/11 1/16 -1/16 計算跨度l0(m) l01=5.65 l01=5.65 l02=5.5 l02=5.5 (kN.m) 82.58 -82.58 53.80 -53.80 ? 次梁的剪力設計值的計算 截面位置 A 邊支座 B(左) 離端第二支座 B(右) 離端第二支座 C 中間支座 剪力系數(shù) 0.4 0.6 0.5 0.5 凈跨度ln ln1=5.53 ln1=5.53 ln2=5.5 ln2=5.5 (kN) 62.94 94.41 78.25 78.25 （4）配筋計算

13、①正截面抗彎承載力計算 次梁跨中正彎矩按T形截面進行承載力計算，其翼緣寬度取下面二項的較小值： b’f=lo/3=5500/3=1833mm b’f=b+Sn=200+2300-2000=2300mm 故取b’f＝1833mm C30混凝土 α1=1.0, fc=14.3N/ mm2，ft=1.43 N/ mm2，縱向鋼筋采用HRB335，fy=300 N/ mm2 , 箍筋采用HPB300，fyv=270 N/ mm2 ,h0=400-35=365mm。 判別跨中截面屬于哪一 支座截面按矩形截面計算，正截面承載力計算過程列于表。 次梁正截面承載力計算 截面 邊跨跨中

14、第一內(nèi)支座 中間跨中 中間支座 M(kN?m) 82.58 -82.58 53.80 -53.80 αs=M/fcbh02 0.024 0.217 0.051 0.141 ξ 　 0.22<0.35 　 0.14<0.35 γs 0.988 0.876 0.992 0.924 As=M/fyγsh0(mm2) 763 861 495 532 選配鋼筋 3Φ18 1Φ18+2Φ20 2Φ18 1Φ14+2Φ16 實配鋼筋面積（mm2） 763 882 509 556 次

15、梁正截面受彎承載力計算 Asv/s≥(V-0.7 ft b h0)/fy h0 =0.142 s≤Asv/0.382=nAsv1/0.142=398.60mm≈400mm 采用s=150mm，并沿梁全長布置，這是后配箍率為 ρsv= nAsv1 /bs =0.189％＞0.24 ft/fyv =0.163％ 故滿足要求。 ②斜截面受剪承載力計算(包括復核截面尺寸、腹筋計算和最小配箍率驗算)。 復核截面尺寸： hw =ho- b’f=365-80=285mm且hw/b=365/200=1.825<4,故截面尺寸按下式計算： 0.25βc fcb ho4.3x200x36

16、5=261.0kN > Vmax =83.89kN 故截面尺寸滿足要求 次梁斜截面受剪承載力計算 截面 邊支座 第一內(nèi)支座(左) 第一內(nèi)支座(右) 中間支座 V(kN) 62.94 94.41 78.25 78.25 0.25fcbh0(N) 260975>62943 260975>94414 260975>78252 260975>78252 0.7ftbh0(N) 73073>62943 73073<94414 73073<78252 73073<78252 箍筋肢數(shù)，直徑 雙肢φ6 雙肢φ6 雙肢φ6 雙肢φ6 Asv=nAs

17、v1（mm2） 56.6 56.6 56.6 56.6 s=fyvAsvh0/V-0.7ftbh0 (mm) -551<0 261 1077 1077 實配箍筋間距（mm） 200 200 300 300 4、主梁設計——主梁內(nèi)力按彈性理論設計： （1）荷載設計值。（為簡化計算，將主梁的自重等效為集中荷載） 次梁傳來的荷載： 10.52×5.8=61.06 kN 主梁自重（折算成集中荷載）：1.2×0.3×（0.65-0.08）×2.3×25=11.799 kN 梁的抹灰重（折算成集中荷載）：1.2×[（0.65-0.08）×2＋0.3]

18、×0.02×2.3×17=1.351 kN 11.799＋1.351=13.15 kN 恒荷載設計值： G=61.06+13.15=74.21 kN 活荷載設計值： Q=17.94×5.8=104.052 kN 總和在 G+Q=178.26 （2）計算簡圖 主梁的實際結(jié)構如圖所示,主梁端部支承在墻上的支承長度a=370mm,中間支承在400mm×400mm

19、的混凝土柱上,其計算跨度按以下方法確定: 邊跨: l01=ln＋a/2＋b/2=(6900-200-120)+370/2+400/2=6959mm l01=1.025ln+b/2=1.025×(6900-200-120)+ 400/2=6945mm 故l01取6945mm 中跨 l02=6900mm 計算簡圖如附表次梁的計算簡圖所示。 （3） 組合荷載單獨作用下主梁的內(nèi)力 組合荷載單獨作用下主梁的內(nèi)力 荷載情況 內(nèi)力計算 內(nèi)力圖 ①恒載分別作用在1、2、3跨 M1=KGl0 =125.62kN?m MB=KGl0 =-136.58kN?m

20、 M2=KGl0 =34.27kN?m VA=K1G =54.34kN VB左=K1G =-93.93kN VB右=K1G =74.14kN ②活荷載分別作用在1、3跨 M1=KQl0 =208.83kN?m 　 MB=KQl0 =-95.49kN?m M2=KQl0 =-95.49kN?m VA=K1Q =90.11kN VB左=K1Q =-117.99kN VB右=K1Q =0kN ③活荷載分別作用在2跨 M1=KQl0 =-31.79kN?m MB=KQl0 =-95.49kN?m M2=KQl0 =143.59kN?

21、m VA=K1Q =-13.84kN VB右=K1Q =104.05kN VC左=K1Q =-104.05kN ④活荷載分別作用在2跨 M1=KQl0 =165.47kN?m MB=KQl0 =-224.73kN?m M2=KQl0 =122.84kN?m MC=KQl0 =-64.31kN?m VA=K1Q =71.69kN VB左=K1Q =-136.41kN VB右=K1Q =127.15kN VC左=K1Q =-80.95kN VC右=K1Q =9.26kN 繪制內(nèi)力包絡圖 以恒載①在各控制界面產(chǎn)生的內(nèi)力為基礎，分別疊加以對

22、各截面為最不利布置的活荷載②、③和④所產(chǎn)生的內(nèi)力，即可得到各截面可能產(chǎn)生的最不利內(nèi)力。相應的內(nèi)力圖見下圖 ①+② ①+③ ①+④ 配筋計算 主梁跨中截面按T形截面計算，T形截面的翼緣寬度應取下式計算結(jié)果中的較小者： 故翼緣寬度，同時，取，由于 ，故次梁各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。 主梁各支座截面均按矩形截面計算，并取 主梁正截面承載力計算過程見表4-2。 主梁正截面承載力計算 截面 邊跨跨中 中間支座 中間跨中 M(kN?m) 334.45

23、 361.31 177.87 V*b/2(kN?m) - 40.26 - M-V*b/2(kN?m) - 321.05 - αs=M/fcbh02 0.027 0.215 0.014 γs 0.986 0.877 0.993 As=M/fyγsh0(mm2) 1838 2067 971 選配鋼筋 4Φ25 3Φ22+2Φ25 2Φ25 實配鋼筋面積（mm2） 1964 2122 982 斜截面受剪承載力計算過程見表4-3。 主梁斜截面受剪承載計算 截面 邊支座 支座B（左） 支座B(右) V(kN

24、) 141.45 230.35 201.29 0.25fcbh0(N) 659588>144452 632775>230345 632775>201290 0.7ftbh0(N) 184685<144452 177177<230345 177177<201290 箍筋肢數(shù)，直徑 雙肢φ6 雙肢φ10 雙肢φ10 Asv=nAsv1（mm2） 56.6 157 157 s=fyvAsvh0/V-0.7ftbh0 (mm) -234<0 470 1037 實配箍筋間距（mm） 300 250 250 主梁吊筋的計算 由次梁傳給主梁的集中荷載設計值為： F=G+Q=61.06+74.21=135.27 吊筋總截面面積 As=F/2fysina=135.27/2 x270 x0.707=0.354 選2φ16。