混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

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1、一、 樓蓋平面布置 本次設(shè)計對象為雙向板肋梁樓蓋，其柱網(wǎng)尺寸為7.2m7.2m。僅沿橫向和縱向分別布置主梁，而不進(jìn)行次梁的布置。可以確定主梁跨度為7.2m，板的跨度為7.2m。雙向板的厚度不宜小于80mm，且連續(xù)板h≥l01（7200=144mm），可取h=160mm，主梁的截面高度應(yīng)滿足h=~=480~720mm，取h=700mm，截面寬度取b=300mm。 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置如圖一。 圖 一 二、 按彈性理論進(jìn)行板的設(shè)計 1. 荷載設(shè)計值 樓面活載標(biāo)

2、準(zhǔn)值為qk＝8.5kN/m2，樓面面層大理石貼面，其自重gk1＝1.16 kN/m2，板底和梁表面均采用20mm厚水泥砂漿粉刷，其自重為20 kN/m3。板厚160mm。 板的恒載標(biāo)準(zhǔn)值： 大理石貼面 1.16 kN/m2 20mm厚水泥砂漿層 0.0220=0.40 kN/m2 鋼筋混凝土板 0.1625=4 kN/m2 合計

3、 5.56 kN/m2 板的活載標(biāo)準(zhǔn)值： 8.5 kN/m2 恒荷載分項系數(shù)取1.2；民用建筑樓蓋，活載分項系數(shù)取1.4。 板恒載設(shè)計值：g=1.2gk=1.25.56=6.672 kN/m2 板活載設(shè)計值：q=1.4qk=1.48.5=11.9 kN/m2 g＋q/2＝6.672＋5.95＝12.622 kN/m2 q/2＝5.95 kN/m2 g＋q＝6.672＋11.9＝18.572 kN/m2 2. 板的計算跨度 內(nèi)跨：l0=lc=7200mm 邊跨：l0=lc－250+160/2=7

4、1600mm 3. 彎矩計算 跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時在g+q/2作用下的跨中彎矩值，與內(nèi)支座鉸接時在q/2作用下的跨中彎矩之和。泊松比取0.2；支座最大負(fù)彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定時g+q作用下的支座彎矩。 根據(jù)不同支承情況，整個樓蓋可以分A、B、C三種區(qū)格板。如圖一所示。 A區(qū)格板：l01/l02＝1，查表得 m1＝(0.0176＋0.20.0176) (g+q/2) l201＋(0.0368＋0.20.0368)ql201 ＝13.819＋13.621＝27.44 kN/m2 m2＝(0.0176＋0.20.0176) (g+q/2) l201＋(0.0368＋0.20.036

5、8)ql201 ＝13.819＋13.621＝27.44 kN/m2 m’1＝m’’1＝－0.0513(g＋q) l201＝－49.4 kN/m2 m’2＝m’’2＝－0.0513(g＋q) l201＝－49.4 kN/m2 其中，m1、m2分別代表板在l01和l02方向上的跨中彎矩，m’1、m’’1代表l01方向上支座彎矩，m’2、m’’2代表l02方向上支座彎矩。對邊區(qū)格板的簡支邊取m’、m’’ ＝0。 由于計算過程比較復(fù)雜，現(xiàn)將各區(qū)格板分別算的的彎矩值，列于下表（表一）。

6、 表一 區(qū)格 項目 A B C l01 7.2 7.16 7.16 l02 7.2 7.2 7.16 1 0.994 1 m1 (0.0176+0.20.0176)12.6227.22+(0.0368+0.20.0368)5.95 7.22=27.44 (0.0171+0.20.0227)12.6227.162+(0.0373+0.20.03675)5.957.162=27.6 (0.0234+0.20.0234)12.6227.162+(0.0368+0.20.0368)5.957.162=31.64 m2 27.44

7、(0.0227+0.20.0171)12.6227.2+(0.03675+0.20.0373)5.257.22=30.73 31.64 －0.051318.572 7.22=－49.4 －0.055618.572 7.162= －53 －0.067718.572 7.162=－64.5 －49.4 0 0 －49.4 －0.0603518.572 7.22= －58.1 0 －49.4 －58.1 －64.5 4. 截面設(shè)計 截面有效高度：假設(shè)選用B12鋼筋，l01方向跨中截面h01＝134mm，l02方向跨中截面h02＝122mm

8、，支座截面h0＝134mm。 截面設(shè)計彎矩：樓蓋周邊未設(shè)圈梁，故只能將格區(qū)A的跨中彎矩及A—A支座彎矩減少20%，其余均不折減。為便于計算，近似取γ＝0.95，As＝。截面配筋計算結(jié)果及實際配筋列于表二。 表二 - 33 - 項目 截面 h0 （mm） m （kN/m） As （mm2） 配筋 實有As （mm2） 跨 中 A l01方向 134 27.40.8=21.92 576 B12＠190 596 l02方向 122 27.40.8=21.92 633 B12＠180 628 B l01方向 134 27

9、.6 723 B12＠150 754 l02方向 122 30.73 883 B12＠130 870 C l01方向 134 31.64 828 B12＠130 870 l02方向 122 31.64 909 B12＠125 905 支 座 A-A 134 －49.40.8＝－39.5 1034 B12＠110 1028 A-B 134 －53 1388 B12＠80 1414 B-B 134 －58.1 1521 B14＠100 1539 B-C 134 －64.5 1689 B14＠90

10、1710 5.驗算截面配筋率 ρmin==100%=0.43%＞0.45=0.256%， 且0.43%＞0.2%=0.24%，故截面不少筋。 ＝0.254 0.299＜=0.55，故截面不超筋。 板的配筋圖見圖一 三、 按彈性理論進(jìn)行粱的設(shè)計 1. 粱的荷載 1) 計算跨度 主梁端部支承在墻上，支承長度為370mm，中間支承在350mm350mm的混凝土柱上，主梁按連續(xù)梁計算。其計算跨度： 邊跨：＝6905mm，因＜＝185， ＝7253mm；故取邊跨 l01=7253 中跨：l01=7200mm。 因跨度相差不超過10%，故可利用《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》中冊附錄6中

11、的附表計算內(nèi)力。 2) 荷載設(shè)計值 自身恒載設(shè)計值 鋼筋混凝土梁 (0.7－0.16)0.3251.2＝4.86 kN/m 粉刷層 0.02(0.7－0.16＋0.15)2201.2＝0.66 kN/m 小計 5.52 kN/m 板傳來的恒載設(shè)計值 26.672＝48.0384 kN/m 板傳來的活在設(shè)計值 211.9＝8

12、5.68kN/m 3) 計算簡圖 2. 內(nèi)力設(shè)計值計算及包絡(luò)圖 1) 三跨梁的彎矩設(shè)計值 彎矩可查內(nèi)力系數(shù)表來求得，計算簡圖，荷載，系數(shù)，彎矩見表三。包絡(luò)圖見附圖1 其中＝系數(shù)(或)。 項目 計算簡圖 ① 恒載g1 ② 恒載g2 ③ 活載1、3跨布滿 ④ 活載2跨布滿 ⑤ 活載1、2跨布滿 不同活載布置與恒載的組合值 ①＋②＋③ ①＋②＋④ ①＋②＋⑤ 最大組合值 ①＋②＋③＝466.190 466.190 89.832

13、385.059 最大組合值 ①＋②＋⑤＝-517.278 -327.972 -327.972 -517.278 最大組合值 ①＋②＋④＝291.189 -79.503 291.189 229.006 三跨主梁彎矩計算 表三 2) 三跨梁的剪力設(shè)計值 剪力同樣可查內(nèi)力系數(shù)表求得，計算簡圖，荷載，系數(shù)，剪力見表四，包絡(luò)圖見附圖2 其中＝系數(shù)(或) 項目 計算簡圖 ① 恒載g1 ② 恒載g2 ③ 活載1、3跨布滿 ④ 活載2跨布滿 ⑤ 活載

14、1、2跨布滿 不同活載布置與恒載的組合值 ①＋②＋③ ①＋②＋④ ①＋②＋⑤ 最大組合值 ①＋②＋③＝217.613 217.613 62.254 191.512 最大組合值 ①＋②＋⑤＝-333.802 -307.702 -152.343 -333.802 最大組合值 ①＋②＋⑤＝292.644 106.341 260.565 292.644 三跨主梁彎矩計算 表四 3) 五跨梁的彎矩設(shè)計值 求解方法與三跨梁相同，結(jié)果見下表。包絡(luò)圖

15、見附圖3 計算簡圖 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 不同活載布置與恒載的組合值 ①＋②＋③ ①＋②＋④ ①＋②＋⑤ ①＋②＋⑥ 最大組合值①＋②＋③＝458.575 458.575 83.300 377.444 107.729 最大組合值①＋②＋⑤＝-535.326 -346.020 -346.020 -535.326 -294.996 最大組合值①＋②＋④＝314.439 -54.743

16、 314.439 257.256 248.372 最大組合值①＋②＋⑥＝-455.547 -255.673 -255.673 -206.815 -455.547 最大組合值①＋②＋③＝359.891 359.891 -13.208 4.559 293.266 4) 五跨梁的剪力設(shè)計值 求解方法與三跨梁相同，結(jié)果見表六。包絡(luò)圖見附圖4。 五跨主梁剪力計算 表五 計算簡圖 ① ② ③

17、 ④ ⑤ ⑥ 不同活載布置與恒載的組合值 ①＋②＋③ ①＋②＋④ ①＋②＋⑤ ①＋②＋⑥ 最大組合值①＋②＋③＝214.736 214.736 100.392 188.636 66.213 最大組合值①＋②＋⑤＝-336.331 41.503 -154.871 -336.331 -148.035 最大組合值①＋②＋⑤＝304.763 117.834 272.068 304.763 237.522 最大組合值①＋②＋⑥＝-283.609 -94.839 -249.

18、063 -216.367 -283.609 最大組合值①＋②＋⑥＝295.728 260.565 106.341 97.705 295.728 3. 承載力計算 三跨主梁和五跨主梁都采用C30混凝土，縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，箍筋采用HRB235級鋼筋。.0，=14.3N/mm2，=1.43 N/mm2 ，=0.55； =300 N/mm2 ， =210 N/mm2。 1) 三跨梁正截面承載力計算 跨內(nèi)按T型截面計算，因為＝＝0.25＞0.1，翼緣計算寬度按＝＝2.4m和＝6.98m中的小值確定，?。?.4m。 B支

19、座邊的的彎矩設(shè)計值＝－。其中＝ [ ()＋]＝－262.483kN；＝－＝＝－471.343kNm。 縱向鋼筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類T型截面梁。正截面受彎承載力計算見表六。 三跨梁正截面受彎承載力計算 表六 截面 彎矩設(shè)計值() 466.19 471.343 291.19 －79.503 ＝0.037 ＝0.268 ＝0.0192 ＝0.042 ＝0.9844 ＝0.84 ＝0.99 ＝0.97

20、9 ＝2374 ＝2921 ＝1474 ＝407 選配鋼筋 () 5B25 ＝2454 3B25+5B20 ＝3043 3B25 ＝1473 2B20 ＝628 驗算截面配筋： ＝＝＝0.246%＞0.45=0.45%=0.226% ＞0.2%=0.2%=0.21%；故截面不少筋。 計算時全部，故截面不超筋。 2) 三跨主梁斜截面承載力計算 支座處剪力：＝321.136kN。 驗算截面面積： ＝40－160＝480；＝1.6＜4，屬于厚腹梁，應(yīng)滿足；＝0.25114.3300640＝686.4kN＞321.136kN；截面滿足

21、要求。 ＝0.71.43300640＝192.2kN 彎起一根B25鋼筋： ＝0.8300491＝83.3kN 0.272 驗算最小配箍率：＝＝0.163%＞＝0.091%；因此，應(yīng)該按最小配箍率進(jìn)行配筋：。 選A8鋼筋，；取s＝200mm。 B支座右邊同樣彎起一根鋼筋，因為＞，因此，B支座左邊箍筋同樣可用A8@200。 支座A處不配彎起鋼筋： ＜；因此也按最小配箍率進(jìn)行配筋，同樣采用A8@200。三跨梁配筋圖見圖 3)五跨梁正截面承載力計算 五跨梁與三跨梁高度等計算數(shù)值都相同，支座處，B、C支座邊的的彎矩設(shè)計值＝－＝－489.391kNm；＝－＝－409.612kNm。

22、正截面受彎承載力計算見表七。 截面 彎矩設(shè)計值() 458.575 －489.391 319.439 －54.743 -409.612 359.891 －13.208 =0.0302 =0.297 =0.021 0.0312 ＝0.248 ＝0.1897 ＝0.008 ＝0.985 ＝0.819 ＝0.99 ＝0.984 ＝0.855 ＝0.894 ＝0.996 ＝2334 ＝3214 ＝1617 ＝290 ＝2577 ＝2018 ＝69 選配鋼筋

23、 () 5B25 ＝2454 6B25+1B 20 ＝3259 2B 25+2B 20 ＝1610 2B25 ＝982 1B 20+5B25 ＝2768 2B25+3B22 ＝2122 2B 25 ＝982 驗算截面配筋： ＝＝＝0.246%＞0.45=0.45%=0.226% ＞0.2%=0.2%=0.21%；故截面不少筋。 計算時全部，故截面不超筋。 4) 五跨主梁斜截面承載力計算 驗算截面面積： ＝40－160＝480； ＝1.6＜4，屬于厚腹梁，應(yīng)滿足； ＝0.25114.33

24、00640＝686.4kN＞336.331kN；截面滿足要求。 a 支座A處剪力＞＝0.71.43300590＝177.2kN；按計算配筋：； 驗算最小配箍率：＝＝0.163%＞＝0.07 %； 因此按最小配箍率進(jìn)行配筋： 選用A8鋼筋，0.163%300＝0.49；，取s＝200mm。 b B支座左邊＝334.8kN； 0.968。 驗算最小配箍率：＝＝0.163%＜＝0.32 %； 因此，應(yīng)該按計算進(jìn)行配筋： 選A8鋼筋，；取s＝100mm。 c B支座右邊＝303.228kN。 ＝0.71.43300590＝177.2kN 0.814 驗算最小配箍率：＝＝0.1

25、63%＜＝0.27 %； 因此，應(yīng)該按計算進(jìn)行配筋： 選A8鋼筋，；取s＝120mm。 d ；；剪力值與相差不多，所以同樣采用A8@120 五跨梁配筋圖見圖三。 附圖一： 三跨梁彎矩包絡(luò)圖 附圖二： 三跨梁剪力包絡(luò)圖 附圖三： 五跨梁彎矩包絡(luò)圖 附圖四：