【土木工程本科毕业设计】《混凝土结构》课程设计.doc

混凝土结构课程设计班 级：土木工程指导老师： 姓 名： 学 号： *广播电视大学混凝土结构课程设计图一是某多层工业厂房的楼盖建筑平面布置（楼梯间在此平面外），楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，按要求进行设计。其中板、次梁按考虑塑性内力重分布设计，主梁按弹性理论设计。设计资料如下：、楼面做法如下：水泥砂浆面层：20mm厚 （容重20kN/m3）；钢筋混凝土现浇板： （容重25kN/m3）；板下混合砂浆抹面：15mm厚（容重17kN/m3）。、楼面活荷载q=7.0kN/m2。、材料：混凝土采用C25；板中全部钢筋、梁的箍筋采用HPB235，其他钢筋采用HPB400。、梁、板伸入墙长度：板为120mm，次梁为250mm，主梁为370mm。、柱：b×h=350mm×350mm。1、根据构造要求确定板厚及主、次梁的截面尺寸确定主梁跨度为6.0m，次梁为6.0m，主梁每跨跨内布置两根次梁，板跨度为2.1m。确定板厚，要求板厚h2000/40=50mm，对工业建筑的楼盖板，要求h70mm，取板厚h=100mm。次梁截面尺寸：h=333500mm取h=450mm；b=150225mm取b=200mm。主梁截面尺寸：h=429750mm取h=600mm，b=300mm。2、板的设计（按塑性内力重分布法）（1）、确定板的计算跨度次梁截面200mm×450mm，板在墙上支承宽度为120mm，板的跨长如图一所示。边跨：1650+=1700mm中间跨：2000-200=1800mm边跨荷中间跨跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取1m宽板带为计算单元。（2）、荷载计算板的永久荷载标准值：水泥砂浆面层 0.02×20=0.4 kN/m2 钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.5 kN/m2 板下混合砂浆抹面 0.015×17=0.26 kN/m2 合计 3.16 kN/m2活荷载标准值为7.0 kN/m2，活荷载标准值大于4.0 kN/m2，取分项系数为1.3。永久荷载设计值：g=3.16×1.2=3.786 kN/m2可变荷载设计值：p=7.0×1.3=9.1 kN/m2荷载总设计值：g+p=3.786+9.1=12.89 kN/m2近似取g+p=12.9 kN/m2计算简图如下图所示 (3)、内力及配筋计算查板的弯矩系数表可知，板弯矩系数：边跨中为，离端第二支座为-，中跨中为，中间支座为-，故有：M1=-MB=（g+p）=×12.9×1.72=3.39kN·mM2=M3=（g+p）=×12.9×1.82=2.61 kN·mMc=-（g+p）=-×12.9×1.82= -2.99 kN·m板厚h=100mm，h0=100-20=80mm；混凝土C25：=1，fc=11.9N/mm2；HPB235钢筋：fy=210N/mm2；板按考虑塑性内力重分布方法计算，取1m宽板带作为计算单元（b=1000mm），板的配筋计算见下表。（下页）板的配筋计算截 面1B2C弯矩设计值(kN·m)3.39-3.392.61-2.99=M/(0.0450.0450.0340.0390.9770.9770.9830.980轴线AB EF206.5206.5158.0181.6选用钢筋实配As(mm2)6/8180As=2186/8180As=2186/8180As=2186/8180As=218轴线BE206.5206.5158.0181.6选用钢筋实配As(mm2)6/8180As=2186/8180As=2186/8180As=2186/8180As=218分布钢筋取6250，As=113mm2。C支座配筋量较计算小2.7%，小于5%，可以不再增加钢筋。板的配筋见图二。3、次梁设计（按塑性内力重分布法）（1）、确定次梁的计算跨度次梁在砖墙上的支承长度为250mm，主梁截面为300mm×600mm，次梁的跨长如下图所示。边跨：=1.025×5600=5740mm=5600+125=5625mm取5625mm。中间跨：=5700mm两跨跨度相差10%，可按等跨连续梁计算。（2）、荷载计算板传来的永久荷载：3.786×2.0=7.57kN/m次梁自重：0.2×(0.45-0.10)×25×1.2=2.1 kN/m次梁粉刷层：(0.45-0.10)×2+0.2×0.015×17×1.2=0.28 kN/m永久荷载设计值：g=9.95 kN/m可变荷载设计值：p=9.1×2=18.2 kN/m荷载总设计值：g+p=9.95+18.2=28.15 kN/m近似取28.2 kN/m,偏安全设计，则次梁的计算简图见图2。（3）、内力计算由梁的弯矩系数表可知，次梁的弯矩系数值：边跨为，离端第二支座为-，中跨中为，中间支座为-，故弯矩设计值：M1=-MB=（g+p）=×28.2×5.9752=91.52kN·mM2=M3=（g+p）=×28.2×5.72=57.26 kN·mMc=-（g+p）=-×28.2×5.72= -65.44 kN·m剪力设计值为：VA=0.45（g+p）=0.45×28.2×5.85=74.24kNVB1=0.6（g+p）=0.6×28.2×5.85=98.98kNVBr=0.55（g+p）=0.55×28.2×5.7=88.41kNVB1=0.55（g+p）=0.55×28.2×5.7=88.41kN（4）、承载力计算1）、正截面受弯承载力支座B、C按200mm×450mm的矩形截面计算，跨内按T形截面计算，其翼缘宽度取下面二者中较小者：= =6000/3=2000mm=b+Sn=200+1800=2000mm故取f= 2000mm。判断各跨内截面属于哪一类T形截面：取h0=450-35=415mm，则：1×11.9×2000×100×(415-)=868.7 kN·mM1M2 均属第一类T形截面。次梁正截面承载力计算过程列于下表中，其中：混凝土为C25，fc=11.9 N/mm2；纵向钢筋采用HPB400钢筋，fy=360N/mm2。次梁按考虑塑性内力重分布方法计算，次梁的正截面计算见下表。次梁正截面受弯承载力计算截 面1B2C弯矩设计值（kN·m）91.52-91.5257.26-65.44或=0.0220.2230.014=0.1600.9890.8720.9930.912(mm2)619.4702.5386.0480.3配筋(mm2)220As=628318As=763218As=509218As=5092)、斜截面承载力计算混凝土为C25，ft=1.27 N/mm2；箍筋采用HPB235钢筋，fyv=210N/mm2；4，属厚腹梁。次梁斜截面承载力计算过程见下表。次梁斜截面承载力计算截 面AB1BrC计算跨度（mm）剪力系数剪力V（kN）5.600.4574.245.600.698.985.70.5588.415.70.5588.41246.9kN73.8kN箍筋肢数、直径(mm2)73.8VA246.9计算配筋双肢、82×50.3=100.673.8VB1246.9计算配筋双肢、82×50.3=100.673.8VBr246.9计算配筋双肢、82×50.3=100.673.8VBr246.9计算配筋双肢、82×50.3=100.6(mm)配箍筋实24907×0.8=199268200435×0.8=3488200750×0.8=60082006008200验算=0.25%0.18%=0.25%0.18%=0.25%0.18%=0.25%0.18%次梁配筋见图。4、主梁设计（按弹性理论法）（1）、计算跨度主梁两端支承于砖墙，入墙370mm，中间支承柱350mm×350mm，按连续梁计算（见下图）。边跨：取5890mm。中间跨：因跨度差小于10%，故可按等跨计算。（2）、荷载计算次梁传来永久荷载：9.947×6=59.68kN主梁自重：0.3×(0.6-0.1)×2×25×1.2=9kN主梁粉刷：(0.6-0.1)×2+0.3×2×0.015×17×1.2=0.80kN永久荷载：G=69.5kN可变荷载：P=18.2×6=109.2kN(3)、内力计算 1）、弯矩设计值，G=69.52kN，P=109.2kN。 边跨：69.5×5.89=409.4kN·m =109.2×5.89=643.2kN·m 中跨：69.5×6.0=417.0kN·m =109.2×6.0=655.2kN·m主梁弯矩设计值计算项次荷载简图M图恒载活载活载活载活载内力组合+285.8220.4-198.4-59.2-59.2-198.4说明：1、注“”符号的弯矩系数由内力平衡关系求出；2、座弯矩MB、MC计算时跨度采用边跨跨长。+71.66.3-198.4158.9158.9-198.4+247.2144.5-315.194.1139.3-169.6+80.625.6-169.6139.394.1-315.1最不利内力Mmin组合项次+Mmin组合值(kN·m)71.66.3-315.1-59.2-59.2-315.1Mmax组合项次+Mmax组合值(kN·m)285.8220.4-169.6158.9158.9-169.62）、剪力设计值V=k3G+k4P，G=69.5kN，P=109.2kN。主梁剪力计算项次荷载简图M图恒载活载活载活载活载内力组合+145.51-211.8969.50说明：跨中剪力值由静力平衡求得。+36.42-102.58178.70+126.18-231.22202.94+41.22-97.78154.46最不利内力Vmin组合项次+Vmin组合值(kN)36.42-231.2269.50Vmax组合项次+Vmax组合值(kN)145.51-97.78202.943）、弯矩及剪力包络图见图。荷载组合+时，VAmax=145.51kN，至第一集中荷载处剪力降为145.51-178.70=-33.19kN，至第二集中荷载处剪力降为-33.19-178.1=-211.89kN；其余剪力值可照此计算，从而可得主梁剪力包络图。（4）、主梁得承载力计算1）、正截面受弯承载力计算跨内按T形计算，因为hf/h0=100/565=0.180.10，所以b+sn=0.3+5.7=6m取计算。 判定1、2截面类型：=1×11.9×2000×100×(565-40)=1249.5kN·mM1M2属第一类T形截面。B支座截面按矩形计算，其弯矩设计值：MB=MBmax-V0·=-315.1+178.70×0.175=-283.8kN·m纵向受力钢筋除B支座截面为二排外，其余均为一排。主梁受弯承载力计算见下表。主梁弯矩计算截 面1B2弯矩设计值（kN·m）285.8-283.8158.9-59.2或=0.038=0.2830.0210.0520.9810.8390.9890.973(mm2)14321773790299配筋(mm2)222(直)+ 222(弯)As=1520322(直)+ 222(弯)As=1900320As=941218As=5092）、斜截面受剪承载力计算（h0=530mm）4，属厚腹梁。（5）、次梁支座处吊筋计算次梁传来集中力：F1=59.68+109.2=168.88kN吊筋：As=332mm2选用216（As=402mm2）。也可配置附加箍筋，配附加箍筋范围为：3b+2h1=3×2002×200=1000mm=804.2mm2在次梁两侧各附加4道双肢8箍筋，则：Asv=（4+4）×2×50.3=804.8mm2804.2 mm2主梁配筋见图。主梁受剪承载力计算表截 面AB1Br剪力设计值（kN）145.51-231.22202.94246.9kN73.8kN箍筋肢数、直径73.8VA517.7计算配筋双肢、62002×28.3=56.6mm273.8VB1517.7计算配筋双肢、62002×28.3=56.6mm273.8VBr517.7计算配筋双肢、62002×28.3=56.6mm2192.2192.2192.2（mm2）19252.7选用弯起钢筋118,，Asb=254114,，Asb=153.9