混凝土的結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、土木工程混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計（雙向板）學(xué)校名稱：無為電大學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：班 級：14秋土木工程（本）目錄1. 設(shè)計背景 11.1設(shè)計資料 11.2設(shè)計要求 22. 設(shè)計方案 32.1板布置圖 32.2選用材料,地面的做法： 43. 方案實施 43.1板的計算 4板的荷載 6板的內(nèi)力及配筋 63.2梁的計算 10梁的荷載 10梁內(nèi)力計算 12梁配筋計算 13正截面受配彎筋計算 13斜截面受配彎筋計算 15目錄1設(shè)計資料 12板的設(shè)計 12.1荷載 22.2內(nèi)力計算 22.3截面承載力計算 33次梁設(shè)計 33.1荷載 43.2內(nèi)力計算 43.3截面承載力計算 54主梁計算 64.1荷載 74.2

2、內(nèi)力計算 74.3截面承載力計算 114.4主梁吊筋計算 13多層工業(yè)廠房單向板肋梁樓蓋1設(shè)計資料某多層工業(yè)廠房設(shè)計使用年限為50年，安全等級為二級，環(huán)境類別為一類。結(jié)構(gòu)形 式采用框架結(jié)構(gòu)，其中梁柱線剛度比均大于3。樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋, 廠房底層結(jié)構(gòu)布置圖見圖1。樓面做法、邊梁、墻、及柱的位置關(guān)系見圖 2。II11IIIIIIII II11IIIIIIIIII1II1HemMlMHpJLfl©JJ圖1底層結(jié)構(gòu)布置圖樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值8kN/mf，樓面面層為20mm水泥 砂漿，梁板的天棚抹灰為20mm厚混合砂漿。材料選用 混凝土：采用C30(fc=14.3 N/mm)鋼

3、筋：梁的受力縱 筋采用HRB335級鋼筋(fy=300 N/mm),其余采用HRB300 級鋼筋(fy=270 N/mni)。2板的設(shè)計板按塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計。按剛度條件板厚要 求取h=L/30=2000/3067mm工業(yè)廠房樓面最小厚度 為70mm取板厚 h=80mm取次梁截面高度 h=450mm(L/18=6000/18=333mm- L/12=6000/12=500mm ,截面 寬度 b=200mm(h/2.5=450/2.5=180mm- h/2=450/2=225mm),主梁和次梁采用 HRB335級,其余均采用HPB30C級鋼筋；板的L2/L 1=6000/2000=3,宜按單

4、向板設(shè)計。板的幾何尺寸和 計算簡圖見圖3。2.1荷載恒載標(biāo)準(zhǔn)值板自重：0.08X 25 kN/m2=2.0 kN/m樓面面層：0.02天棚抹灰：0.022X 20 kN/m =0.4 kN/m2X 17 kN/m =0.34 kN/m2gk=2.74 kN/m使用活荷載2qk =8 kN/m荷載組合值：q=1.3g q=1.2 gk +1.3 qk =1.2 X 2.74+1.3 X 8=13.69 kN/m22g q=1.35 gk+1.3 X 0.7 qk=1.35 X 2.74+1.3 X 0.7 X 8=10.98 kN/m取 g q=13.69 kN/m 2XIr2001925200

5、200018002000IT20018002000聲%r7tS/'I,I 、,準(zhǔn)1.1925F9:1800 "»' 1:1800 "JuLAL您5iF4r圖3板的幾何尺寸和計算簡圖（單位：mm2.2內(nèi)力計算取1m寬板帶作為計算單元，各跨的計算跨度為:中間跨：l o = l n =2.0m-0.2m=1.80 m邊跨:l0 = ln =2.0-0.20/2+0.025=1.925 m1 92-1 8邊跨和中間跨的計算跨度相差：1.925 1.8 100% =6.9% 10%1.8故可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力，各截面的彎矩計算見表1。表1板各截面彎矩計算截

6、 面邊支座邊跨中中間跨中中間支座第內(nèi)支座彎矩計算系數(shù)am1111116141116142M =ctm(g +q)l°(kN m)-3.173.62-4.612.77-3.172.3截面承載力計算取板的截面有效高度g=80-20=60mm（環(huán)境類別為一類）,各截面配筋計算見表2表2板的各截面承載力計算截面邊支座邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座在平面圖位置 軸間軸間軸間軸間軸間軸間軸間M (kN/m)-3.173.62-4.612.772.22-3.17-2.54MQsg fcbh o0.0620.0700.0900.0540.0430.0620.049E =1 - J1 -2%0.06

7、40.0730.0940.0560.0440.0640.050A a1 fcbhb-203.5232.0298.7178.0139.8203.5158.9A fy選配鋼筋© 8200© 8200© 8160© 8200© 8200© 8200© 8200實配鋼筋面積（mm）251251314251251251251注：表中對于軸間板帶的中間跨中和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，故彎矩降低0.23次梁設(shè)計取主梁的梁高 h=650mm( L/12=6000/12=429mrrr L/8=6000/8=750mrr),寬 b=250mm

8、次1125LL |255350125(1L12557501254 -1 F11 6000止1r6000!II*r13梁的截面尺寸及支撐情況見下圖 4。T1圖4次梁幾何尺寸及支承情況 （單位：mm）3.1荷載恒載由板傳來2.74X 2=5.48 kN/m次梁自重25X 0.2 X (0.45-0.08)=1.85 kN/m梁側(cè)抹灰17X (0.45-0.08) X 2X 0.02=0.25 kN/mgk=7.58 kN/m樓面使用活荷載qk =8.0 X 2=16.0 kN/m荷載組合設(shè)計值g q=1.2 gk+1.3 qk=1.2 X 7.58+1.3 X 16.0=29.90 kN/mg q

9、=1.35 gk+1.3 X 0.7 qk=1.35 X 7.58+1.3 X 0.7 X 16.0=24.79 kN/m 取 g q =29.90 kN/m3.2內(nèi)力計算按塑性內(nèi)力重分布方法計算次梁內(nèi)力。計算跨度為:中間跨：l0 Tn = 6.0-0.25 = 5.75m邊跨：l0=ln = 6.0 -0.25/2 -0.025 = 5.85m邊跨和中間跨的計算跨度相差：営.；75 I00%*48%"%故可按等跨連續(xù)次梁計算。剪力計算時跨度取凈跨，計算簡圖如圖 5所示/ *胃 * * / X* >f If $ r f X/ *t 5f ¥ tVAJ5.85mL,5h

10、75ttiL.5,75mLJL 5J5m.5,85ml*鼻F4FJ*J*圖5次梁計算簡圖次梁內(nèi)力計算見下表3、表4：表3次梁彎矩計算截 面邊支座邊跨跨內(nèi)支座中間跨中中間支座彎矩計算系數(shù)am1111124141116142M =otm(g +q)l°/(kN m)-44.1173.84-96.2360.34-70.61表4次梁剪力計算截面邊支座第一內(nèi)支座(左)第內(nèi)支座(右)中間支座剪力計算系數(shù)P0.500.550.550.55V=B(g+qh/(KN)88.9597.8594.5694.563.3截面承載力計算次梁跨中截面按T形截面進(jìn)行計算，翼緣計算寬度取以下三者較小值： 按計算跨度1

11、0考慮：bf =丄10二575 = 1.92m33 按梁肋凈距sn考慮：bf =sn 1.2 1.2.0mh 按翼緣高度hf考慮：丄=0.195 0.1可不考慮此種情況,ho故取 bf =1.92m判別各跨中截面屬于哪一類形：取ho =450-40=410mmb f hf fc(ho -hf/2) =1920 80 14.3 (410 - 80/2) =812.7kN m 73.84kN m故屬于一類倒T形截面支座截面按矩形截面計算，跨中及支座截面均按一排筋考慮，取h0 = 450-40=410mm.次梁正截面承載力見下表5,斜截面承載力見下表6。表5次梁正截面承載力計算截面邊支座邊跨中第一內(nèi)

12、支座中間跨中中間支座M /(kN m)-44.1173.84-96.2360.34-70.61MfY0.0920.0160.20.0130.147ctifcbf h o0.097<0.016<0.225<0.013<0.159<E =1 - J - 2c( s© =0.350.55匕=0.35札=0.55匕=0.35j =0.5(1-2c(s)0.9520.9920.8870.9930.920AMAs =2rsho fy (mm )376.6605.2882.0494.0624.0選配鋼筋2 |_162 |_202 20+1金 182 L182 _ 16

13、+1182實配鋼筋面積/ mm402628882.5509656.5注：Pmin -(0.2,45)%m -0.2%, p均大于Pmin ,考慮塑性內(nèi)力重分布要求，滿足 0.35f y表6次梁斜截面承載力計算截 面邊支座第一支座(外)第一支座(內(nèi))中間支座V/kN88. 9597.8594.5694.560.25氏 fcbh0/N293150>V293150>V293150>V293150>V0.7 ftbh0 /N82082<V82082<V82082<V82082<V選用箍筋282828282Asv = nAsv1 /mm100.6100.6

14、100.6100.6fyv Asv h0S=V -O.7ftbh01621.5706.3892.5892.5實配箍筋間距(mm)2002002002004主梁計算主梁按彈性理論計算主梁內(nèi)力，不考慮塑性內(nèi)力重分布。已知柱截面尺寸為450mrK450mm主梁的梁高h(yuǎn)=650mm寬b=250mm主梁的幾何尺寸與支承情況如圖 6所示圖6主梁幾何尺寸及支承情況（單位：mm4.1荷載 恒荷載由次梁傳來7.58 6.0 =：42.27kN主梁自重(折算為集中荷載)0.25 (0.65 - 0.08) 2.0 25 = 7.13kN梁側(cè)抹灰(折算為集中荷載)2 X 0.015 X( 0.65-0.08 )X

15、2.0 X 17=0.58kNGk=53.19kN 使用活荷載Qk=16.0 6.0 = 96.00kN 荷載組合設(shè)計值G +Q =1.2 Gk +1.3 Qk =1.2 X 53.19+1.3 X 96.0=188.63 kNG +Q=1.35Gk+1.3 X 0.7 Qk=1.35 X 53.19+1.3 X 0.7 X 96.0=159.17 kN取G=1.2 X 53.19=63.83 kNQ=1.35 X 96.0=124.8 kN4.2內(nèi)力計算計算跨度如下:中間跨：Io = In = 6.0m 邊跨：l0 Tn 二 6.0m中間跨跨度和邊跨跨度相等，故可按等跨連續(xù)次梁計算。計算簡圖

16、見下圖7。圖7主梁計算簡圖（尺寸單位 m各種荷載工況下的主梁內(nèi)力計算見表 7表7各種荷載工況下主梁內(nèi)力計算計算簡圖內(nèi)力圖荷載工況G=6103kHA ,G ,rG,G 1；弓 D1M :46.7963.63-17.04-80.87C-124.3kNA lq lo q jgD1M :V :D1V :-16 J124.8M:152.511.1Q=124.fikMA Jq Iq Jq !q2陀 吒 D1內(nèi)力計算過程見表8表8內(nèi)力計算何載工況彎矩（KN.mi）剪力kNM1 =KGI =0.244 匯 63.83 漢6.00 = 93.45Mb = KGI = 0.267 漢 63.83 漢 6.00 =

17、102.26M2 = KGI =0.067x63.83x6.00 = 25.66M； =63.83漢 2.02/3 疋 102.26 = 54.49Va = QG = 0.733 如3.83 = 46.79乂右=Va -G = 46.79-63.83= -17.04Vb 左=QG = 1.267x63.83= 80.878右=K1G =1.0x63.83 = 63.83V2 左=VB 右一 G = 0M1 =0.289x124.8x6 = 216.40Mb = 0.133x124.8x6 = 99.59M 2 = -99.59M； =124.8 漢 2.02/3 漢 99.59 = 182.2

18、1Va =0.866x124.8 = 108.1 乂右=108.1-124.8=-16.7 乂左=1.134x124.8= 141.58右=0M1 =0.133/3匯124.8匯6 = 32.95Mb = 0.133 漢 124.8 汽 6 = 99.59M 2 = 0.2x124.8x6 = 149.76M； = 2/3漢（一99.59） = -66.39Va = -0.133X24.8= -16.6乂右=Vb 左=-16.6Vb 右=1.0"24.8= 124.8M b = 0.31仆 124.8 漢 6 = -232.88Me = 0.089 x 124.8漢61.8 = -6

19、6.64M1 =124.8 漢 2.01/3 漢 232.88=171.97M ； =124.8 漢 2.0 2/3疋 232.88 = 94.35M； = 124.8 疋 2.0 2/3 漢 232.88 1/ 3 父 66.64= 72.13M2 =0.170 漢 124.8 漢 6 =127.30Va =0.689X24.8=86.0乂右=86.0-124.8= -38.8Vb 左=1.33X24.8= 163.6Vb 右=1.222X24.8 = 152.5V2 右=152.5-124.8 = 27.7V2 右=0.089 漢 124.8 = 11.1最不利內(nèi)力組合見下圖8所示。LQ

20、JNIA ,”GLg荷載工況十丄匚G=63.43KN1S+-39-63.83I-33.74I-222ZS73l-Q JhQ=124,BKN/X Jr G*rG 、呻頤J G k圖B斤 D1荷載工祝+圖（b）1.0 1Q荷彝工況十®1Q IJ&=124«KN1g Jg-bj.bjkn 1g 1g 丄呂盂匚工圖（c）圖8主梁最不利內(nèi)力組合圖（a）、圖（b）及圖（c）主梁的包絡(luò)圖與剪力圖見下圖9圖9主梁的彎矩及剪力包絡(luò)圖4.3截面承載力計算主梁跨中截面按T形截面計算，其翼緣計算寬度取以下三者較小值： 按計算跨度10考慮：bf = 1 10 = 6.0 = 2.0m33 按

21、梁肋凈距sn考慮：bf = sn b = 6.0m 按翼緣高度hf考慮：也 800.1311 0.1可不考慮此種情況ho610故取 bf =2000mm ,h=650-40=610mm判別T形截面類型：b'fh'f fc(h0 -h'f/2) =1.0 2000 80 14.3 (610-80/2) = 1304.2kN m M1 = 73.32kN m 故屬于第一類T形截面。主梁支座截面按矩形截面計算，取h0 =650mm-85 = 565mm (因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋，布置在次梁主筋下面)。主梁截面承載力及配筋計算分別見表 9及表10。表9主梁正截面承載力計算截面邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨中M/(KN m)309.85-335.14175.42-73.93Q0 x -/(KN m)2一42.44一一(M- Q0 x -/2 )/(KN m