混凝土结构课程设计.doc

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工程施工资料
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混凝土结构课程设计
学校:武汉理工大学
专业:土木工程2012本科(秋)
姓名:段雪飞
指导老师:
武汉理工大学网络与继续教育学院毕业设计
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目录
1设计资料 1
2楼盖的结构平面布置 2
3板的设计 3
4次梁设计 5
5总结 10
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现浇单向板肋形楼盖设计
某多层工业建筑物平面如下图所示:采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。
一、设计资料
1)楼面构造层做法:水泥砂浆地面()
钢筋混凝土现浇板(25kN/m2);
20mm厚石灰砂浆抹底(17kN/m2);
2)可变荷载:Pk=
3)永久荷载分项系数为1。2,可变荷载分项系数为1。4(当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2时,);
4)材料选用:混凝土:采用C25;
钢筋:梁纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,其余采用HPB235级钢筋;
5)本建筑物位于非地震区,建筑物安全级别为二级,结构环境类别为一类。
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二、楼盖的结构平面布置
主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。,,主梁每跨内布置两跟次梁,,l02/l01=6。6/=3。14,因此安单向板设计.
按跨高比条件,要求板厚h≥2200/40=55。0mm,对工业建筑的楼盖板,要求h≥80mm,取板厚h=100mm.
次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6600/18~6600/12=366~,取h=500mm。截面宽度取为b=200mm。
框架梁截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6600/15~6600/10=440~660mm,取h=600mm。截面宽度取为b=300mm。
楼盖结构平面布置图如下图所示:
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三、板的设计
1)荷载
板的恒荷载标准值:水泥砂浆地面()=
钢筋混凝土现浇板:*25=2。5kN/m2
2
小计:。5kN/m2
板的活荷载标准值:
永久荷载分项系数为1。2,可变荷载分项系数为1。4,因当楼面可变荷载标准值≥4kN/m2,所以取1。3。
于是板的恒荷载设计值:g=*=
活荷载设计值:q=*=8。4kN/m2
荷载总设计值:g+q=+8。4=
1)计算简图
次梁截面为200*500mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计,板的计算跨度:
边跨:l=l0+h/2=2100-100—120+100/2=1930mm<1。025ln=1950mm,取l0=1950mm
中间跨:l0=ln=2100—200=1900mm
因跨度相差小于10%,,计算简图如下图所示:
2)弯矩设计值
查表得,板的弯矩系数αm分别为:边跨中:1/11,离端第二支座:-1/11,中跨中:1/16,中间支座:1/14。故
M1=-Mb=(g+q)l012/11=*=4。36kN。m
Mc=-(g+q)l012/14=12。6*=3。25kN。m
M2=(g+q)l012/16=12。6*1。92/16=
3)正截面受弯承载力计算
板厚100mm,h0=100—20=80mm;板宽b=1000mm。C25混凝土,α1=,fc=,fy=210N/mm2;板配筋计算的过程如下表:
截面1B2C
4。(kN。m)-4。36
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0。。030。034αs=M/a1fcbh02
ξ=1-(1—2αs)1/20。。(mm2)304304136159①~②,AS=ξbh0fc/fy
⑤~⑥实际配筋(mm2)φ******@150φ******@150φ******@180φ******@180
As=335As=335As=279As=279
轴线计算配筋(mm2)*136=0。8*305=②~⑤AS=ξbh0fc/fy109127
实际配筋(mm2)φ******@150φ******@150φ******@180φ******@180
As=335As=335As=279As=279
计算结果表明,,符合塑性内力重分布的原则;
As/bh=279/(1000*80)=%,此值比0。45ft/fy=0。45*(1。43/210)=%大,同时大于0。2%,符合要求。
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四、次梁设计
按考虑内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载
不考虑梁从属面积的荷载折减。1)荷载设计值
恒荷载设计值:板传来恒荷载:*2。1=8。82kN/m次梁自重:0。2*(0。5-0。1)*25*=
小计::q=6*2。1*=17。64kN/m荷载总设计值:g+q=
2)计算简图
*650mm。计算跨度:边跨:l=l0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm〈=6508mm,取l0=6475mm中间跨:l0=ln=6600-250=6350mm
因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,次梁计算简图如下图所示:
3)内力计算弯矩设计值:
M1=-Mb=(g+q)l02/11=29。3*6。4752/11=111。=—(g+q)ln2/14=29。3*6。3502/14=。m2M2=(g+q)l012/16=*6。3502/16=:
VA=0。45*(g+q)l01=0。45*29。3*6。475=86。3kN。mVBL=0。60*(g+q)l01=0。6*29。3*6。475=。mVBR=*(g+q)l01=0。55*29。3*==*(g+q)l01=*29。3*=102。33kN。m4)承载力计算
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正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取b’f=l/3=6600/3=2200mm,又b’f=b+sn=300+2000=2200mm,故b’f=2200mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置外,其余截面均布置一排。
C25混凝土,α1=,fc=11。9N/mm2,ft=1。27N/mm2,纵向钢筋采用HRB400钢,fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235钢,fyv=210N/。截面1B
(kN。m)-111。68
2


第5/9页
αs=M/α1fcbh02或αs=M/α1fcb’fh02ξ=1-(1—2αs)1/2
As=ξb’fh0fc/fyAs=ξbh0fc/fy选配配筋(mm2)
0。01220。012529

。008353
。009397
3φ183φ183φ163φ16As=763As=763As=603As=603
计算结果表明,ξ均小于0。35,符合塑性内力重分布的原则;
As/bh=762/(200*500)=0。762%,此值比0。45ft/fy=*(1。43/360)=0。1787%大,%,满足要求.
2)斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核,腹筋计算和最小配箍率验算。
验算截面尺寸:hw=h0-h'f=465—100=365mm,hw/b=365/200=〈4,截面尺寸按下式验算:=0。25*1*9。6*200*465=223。2kN>Vmax=115。06kN。=2*50。24/(250*150)=0。26%>0。3*ft/fyv=0。3*1。27/210=%,满足要求。五、主梁设计
主梁按弹性方法设计1、荷载设计值
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。恒荷载:次梁传来恒荷载:11。6*=76。6kN
主梁自重:0。3*(-0。1)*25**6。3=28。35kN
小计:取106。55kN活荷载:17。64*=116。45kN取152。0kN2、计算简图
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主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm,中间支承在400*400mm的混凝土柱子上,其计算跨度
边跨:ln=6300—120—200=5980mm,=150mm〈a/2=185mm,取l01=1。025ln+b/2=*5980+300/2=6300mm中间跨:l0=6000mm
主梁的计算简图如下图:
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4)内力设计值及包络图A)弯矩设计值
弯矩M=k1Gl0+k2Ql0公式中系数k1,k2查表得M1,max=0。244**+*155*=,max=—0。267**—*155*6。3=-483kN。mM2,max=0。067**6+0。200*155*6=)剪力设计值
剪力V=k3G+k4Q公式中系数k3,k4查表得VA,max=0。733*106。55+*155=210kNVBL,max=-*106。55—1。311*155=—338kNVBR,max=*+*155=296kNC)弯矩、剪力包络图
①第1、3跨有活荷载,第2跨没有活荷载
由附表19知,支座B或C的弯矩值为
MB=MC=—*106。55*6。64—0。133*155*=—287kN。m
在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=-,作G=86kN,Q=152kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为:
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1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6。64-287/3=431kN。m(与前面计算的M1max=.)1/3(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6。64—2*287/3=。m
在第2跨内以支座弯矩MB=MC=—,作G=86kN,Q=152kN的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值:1/3Gl0+MB=1/3*86*6。6—287=—97。②第1、2跨有活荷载,第3跨没有活荷载
第1跨内:在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB=—,作G=86kN,Q=152kN的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处弯矩值分别为:1/3(G+Q)l0+MB/3=1/3*(86+152)*6。64—466/3=371。(G+Q)l0+2MB/3=1/3*(86+152)*6。64—2*466/3=216kN。m
在第2跨内以支座弯矩MC=-0。267*86*—*152*6。64=-。以支座弯矩MB=-,MC=—。m的连接为基线,作G=86kN,Q=152kN的简支弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为:
1/3(G+Q)l0+MC+2/3(MB—MC)=1/3*(86+152)*-242。3—2/3*(287—)=。m1/3(G+Q)l0+MC+1/3(MB-MC)=1/3*(86+152)*6。64-242。3-1/3*(—242。3)=③第2跨有活荷载,第1、3跨没有活荷载
MB=MC=—0。267*86*-0。133*152*=-,第2跨两集中荷载作用点处的弯矩:1/3(G+Q)l0+MB=1/3*(86+152)*6。4—286。7=221kN。m
第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩设计值分别为:1/3Gl0+1/3MB=1/3*86*6。64—1/3*286。7=+2/3MB=1/3*86*-2/3*=-0。:
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剪力包络图:①第1跨
VA,max=0。733*86+*152=187。9kN;过第1个集中荷载后为:187。9—86—152=—50kN;过第2个集中荷载后为:-—86—119=—249。1kN.
VBL,max=-*86-1。311*152=—308。3kN;过第1个集中荷载后为:—308。3+86+152=—;过第2个集中荷载后为:—70。3+86+152=。②第2跨
VBR,max=*86+1。222*152=271。7kN;过第1个集中荷载后为:—86=;当活荷载仅取作用在第2跨时,VBR=1。0*86+1。0*152=238kN;过第1个集中荷载后为:238-86-152=0kN,剪力包络图如图所示: