混凝土结构及砌体结构课程设计.docx
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混凝土结构及砌体结构课程设计
1、设计任务书
(1)
2、设计计算书
(2)
3、平面结构布置
(2)
4、板的设计(3)
5、次梁的设计(6)
6、主梁的设计(io)
7、关于计算书及图纸的几点说明(16)
附图1、平面结构布置图(18)
附图2、板的配筋图(19)
附图3、次梁的配筋图(20)
附图4、主梁配筋图(21)
参考资料:
1、建筑荷载规范
2、混凝土结构设计规范
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书
一、设计题目
单向板肋梁楼盖设计
二、设计内容
1、结构平面布置图:
柱网、主梁、次梁及板的布置
2、板的强度计算(按塑性内力重分布计算)
3、次梁强度计算(按塑性内力重分布计算)
4、主梁强度计算(按弹性理论计算)
5、绘制结构施工图
(1)、结构平面布置图(1:
100)
(2)、板的配筋图(1:
100)
(3)、次梁的配筋图(1:
50;1:
10)
(4)、主梁的配筋图(1:
50;1:
10)及弯矩M剪力V的包络图
(5)、钢筋明细表及图纸说明
三、设计资料
1、楼面的活荷载标准值为2.5kN/m2
2、楼面面层水磨石自重为0.65kN/m2,梁板天花板混合砂浆抹灰15mm.
3、材料选用:
(1)、混凝土:
C25
(2)、钢筋:
主梁及次梁受力筋用H级钢筋,板内及梁内的其它钢筋可以采用I级。
现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书
一、平面结构布置:
1、确定主梁的跨度为5.4m,次梁的跨度为5.0m,主梁每跨内布置两根次
梁,板的跨度为1.8m。
楼盖结构布置图如下:
2、按高跨比条件’当「点一亦时’满足刚度要求’可不验算挠度。
对于工业建筑的楼盖板,要求h一80mm,取板厚h=80mm
3、次梁的截面高度应满足h=()L=(278〜417)mm,取400mm
1218
11
则b=()h=(133〜200)mm,取b=200mm。
23
4、主梁的截面高度应该满足〜丄)L=(386〜675)mm,600mm,则
814
11
h=(2〜3"=(200〜300)mm,取b=250mm。
二、板的设计(按塑性内力重分布计算)
1、荷载计算:
板的恒荷载标准值:
取1m宽板带计算:
0.651=0.65kN/m
水磨石面层
恒载:
gk=2.905kN/m
活载:
qk=2.51=2.5kN/m
恒荷载分项系数取1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值等于
2.5kN/m,所以活荷载分项系数取1.4。
于是板的
设计值总值:
gq=1.2gk1.4qk=6.986kN/m
2、板的计算简图:
120
F'*
次梁截面为200mmx400mm,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按塑性内力重分布设计,板的计算边跨:
Al0^ln■-h=1800-100-120SO?
=1620胡.025ln=1845mm,
取l01=1620mm(a=120mm)
中跨:
|02=ln=1700-200=1600mm
板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相
同,且跨差不超过10%寸,均可按五跨等跨度连续板计算。
计算简图如下图:
q+g=6.986kN/m
丿}1
丁
丿1
1
/1
1
11
1
1丿
1
B
2
C
3
C
2
B
■
p1620
1600
1600
1600
亠
1620
3、内力计算及配筋:
用塑性内力重分布理论计算,则有a系数如下:
表1.0
支承情况
截面位置
端支座
边跨支座
离端第一支座
离端第二跨中
中间支座
中间跨中
A
1
B
2
C
3
梁板搁支在墙上
0
1/11
两跨连续:
-1/10三跨以上连续:
-1/11
1/16
-1/14
1/16
板
与梁整浇连接
-1/16
1/14
梁
-1/24
梁与柱整浇连接
-1/16
1/14
则由M=〉(g7)1;可计算出Mi、Mb、M2、Mc,计算结果如下表:
截面位置
1
B
2
C
a
1/11
-1/11
1/16
-1/14
2
M=ct(g+q)l°
1/11X6.986X1.622
1./'11x6.986<1.62
116X6.98&1.62
2
-1/14:
<6.986x1.6
(kN/m)
=1.607
=—1.568
=1.078
=-1.231
由题知:
b=1000mm,设a$二20mm,贝卩h0二h—a$=80—20二60mm,fc=11.9N/mm2,fy=210N/mm2
根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:
截面
1
B
2
C
M(kNm)
M1
Mb
M2
0.8M2
Mc
0.8Mc
2
M"(g+q)l°
1.607
-1.568
1.078
0.86
1.23
0.99
«1fcbh:
(kNm)
42.84
M
«1fcbh(2
0.037
0.036
0.025
0.020
0.029
0.023
匕=1-J1-2%
(,=0.614)
0.038
0.037
0.025
0.020
0.029
0.023
化=1-0.5:
0.981
0.982
0.988
0.990
0.986
0.989
As=M/"h。
(m冷
130.0
126.7
86.6
68.9
99.0
79.4
选钢筋
①〜②轴线
⑤〜⑥轴线
*8@200
中8@200
4'8@200
1申8@200
②〜⑤轴线
°8@200
*8@200
4;8@200
屮8@200
实际配
筋
①〜②轴线
⑤〜⑥轴线
2
251mm
251mm
251mm
2
251mm
X
②〜⑤轴线
2
251mm
2
251mm
2
251mm
2
251mm
位于次梁内跨上的板带,其内区格四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(M2、M3)和中间支座(Me)计算弯矩可以减少20%其他截面则不予以减少。
4、确定各种构造钢筋:
⑴分布筋选用8@20Q
⑵嵌入墙内的板面附加钢筋选用8@200
⑶垂直于主梁的板面附加钢筋选用8@200
⑷板角构造钢筋:
选用|v'|8@200双向配置板四角的上部。
5、绘制板的配筋示意图:
采用弯起式筋,详见板的配筋图.
三、次梁设计(按塑性内力重分布计算):
1、次梁的支承情况:
2、荷载计算:
由板传来:
2.9052.2=6.391kN/m
次梁肋自重:
0.20.4-0.0825=1.6kN/m
次梁粉刷重
0.0150.4-0.08217=0.2176kN/m
恒载:
g^8.2086kN/m
活载:
qk=2.52.2=5.5kN/m
设计值总值:
gq=1.2gk1.4qk=17.55kN/m
3、确定计算跨度及计算简图。
塑性内力重分布计算时,其计算跨度:
中跨:
|02=ln=5000-250=4750mm
边跨:
1。
1=lna2=5000-120-25022402=4875mm
_1.0251n=1.0254755=4873mm,取l01=4870mm(a=240mm)
因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算,计算简图如下:
q+g=17.55kN/m
厂
1)
I
]1
1
11
*
I1
I
B
2
C
3
C
n
B
1
X-
4870
4750
4750
4750
4
4870
vvV°°7匸
3、内力计算:
由M「(gq)l0可计算出M1、Mb、M?
、,计算结果如下表:
截面位置
1
B
2
C
a
1/11
-1/11
1/16
-1/14
2
m=ot(g+q)i°
111x17.55x4.87
2
0V/11x17.55X4.87
2-
0116x17.55x4.75
2
0_1/14x17.55x4.75
(kN/m)
=37.83
=」7.83
=24.75
=<8.28
由V八(gq)ln可计算出Va、Vbi、VBr、Vc,计算结果如下表:
截面位置
A
Bi
Br
C
a
0.45
0.60
0.55
0.55
0.45X17.55X4.75
50.60X17.55X4.755
0.55X17.55X4.75
00.55乂17.55X4.750
V=B(g竹儿
(kN)
=37.55
=50.07
=45.85
=45.85
4、截面承载力计算:
⑴、次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度b'f,按
11
bfl5000=1667mm:
:
:
bs0=2000200=2200mm,故取bf=1667mm。
3
3
梁高:
h=400,h0二400「40=360mm
翼缘厚:
hf=80mm
判定T形截面类型:
:
jfcbh(h°-匕)=1.011.9166780(360-翌)=507.8106Nmm
22
二507.8kNm
37.83kNm边跨中)
24.25kNm中间跨中)
故各跨中截面属于第一类T形截面
⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考
虑,取h。
=400-60=340mm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,
取%二360mm
⑶、次梁正截面承载力计算见下表:
截面
1
B
2
C
弯矩M(kNm)
37.83
-37.83
24.75
-28.28
ctifcbh。
2或cdfcbfh2
2
1.0x11.9x1667x360
=2570.914X106
2
1.0x11.9x200x340
=275.128X1O6
1.0<11.9<166^36C2
=2570.914X106
2
1.0x11.9x200x360
=308.448X106
MM
aPM或apcb』;
0.015
0.137
0.010
0.092
(g』350)
0.015
0.148
0.010
0.096
=1-0.5;
0.993
0.926
0.995
0.952
As=M/Ysfyh。
503.9
572.2
329.0
392.9
选用钢筋
3中16(弯1)
3虫16(弯1)
3少12(弯1)
2*16(弯1)
实际钢筋截面
面积(mm)
603
603
339
402
⑷、次梁斜截面承载力计算见下表:
截面
A
B左
B右
C
V(kN)
76.03
101.37
92.82
92.82
0.25氏fcbh(kN)
214.2aV
截面满足
202.3aV
截面满足
202.3aV
截面满足
214.2AV
截面满足
V^0.7ftbh0(kN)
64.01>V
无需配箍筋
60.45aV
无需配箍筋
60.45aV
无需配箍筋
64.01>V
无需配箍筋
四、主梁设计(按弹性理论计算):
1、支承情况:
B
柱截面350X350,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。
主梁端部支承于砖壁柱上,其支承长度a=370。
2、荷载计算:
为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。
次梁传来的荷载:
8.20865.0=41.043kN
主梁自重:
(0.6-0.08)0.251.825=7.15kN
主梁粉刷重:
2(0.6-0.08)0.0152.217=0.58344kN
恒载:
Gk=48.776kN
恒载设计值:
Gn1.2GkH58.53kN
活载设计值:
Q=2.52.25.01.4=38.5kN
3、确定计算跨度及计算简图
主梁计算跨度:
边跨:
11
l01=lnb柱0.025ln=51053500.0255105=5408mm
22
11
-lna匕柱=5105370/235012=5480mm,
22
近似取|01=5410mm
因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:
主梁的计算简图
3、内力计算:
1)、弯矩设计值:
M=k1GLk2QL
其中,k1k2可由书中表查取,L为计算跨度,对于B支座,计算跨度可取相邻两跨的平均值。
2)、剪力设计值:
V=k3G+k4Q,其中,k3可由书中表查可知。
主梁弯矩计算
项
次
荷载简图
k/M1
k/MB
①
GGGG
丨丨J
0.222
-0.333
70.29
-105.43
②
QQ
11
0.278
-0.167
57.74
-34.69
③
Q(
1
0.056
—0.167
10.93
-32.79
mC.Xi.J.
④
QQQ(
11)
1
0.222
46.11
-0.333
-69.16
Mmin
(kNm)
组合项次①+②
128.01
-174.59
组合项次①+③
77.2
-132.19
Mmax
(kNm)
组合项次①+④
102.39
-103.39
由此可作出下列几种情况下的内力图:
①+②;①+③;①+④
-174.59
弯矩包络图
将以上各图绘于
同一坐标系上,取其外包线,则为弯矩包络图
主梁剪力计算
项次
荷载简图
kM
k/VB左
①
GGgG
11丨丨
0.667
-1.333
37.04
—74.02
③
Q
1
Q
J
-0.167
-6.43
—1.167
—44.93
②
Q
|
Q
1
0.833
-0.167
32.07
-6.43
④
Q
I
Q
I
Q
]|
Q
I
0.677
-1.333
1
J
i|
26.06
-51.32
组合项次
①
+②
69.11
-118.95
①
+③
30.61
-80.45
—vmin
1小)
①
+④
63.10
-125.34
同样可绘出剪力包络:
130.96
66.11
-33.9
-130.96
剪力包络图
4、主梁正截面和斜截面承载力计算:
⑴、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度bf,按
11
bfl5400=1800mm:
:
b£=5000mm,故取bf=1800mm。
33
梁咼:
h=60Qh0=600-40=560mm(边跨),h0二600-40=560mm(中间跨)
翼缘厚:
h;二80mm
判定T形截面类型:
…h;806
rfcbfhfg。
-)=1.011.9180080(560)=891.110Nmm
22
-891.1kNm,341.44kNm(边跨中)
故各跨中截面属于第一类T形截面。
⑵、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考
虑,取h0=600—70=530mm。
正截面配筋计算。
截面
1
B
弯矩M(kN,m)
128.01
-174.59
V°b/2
(58.53+38.5)0.4/2
=19.41
1
M——V°b
2
-155.18
«1fcbh。
2或qfcbfho
2
1.0期1.9<1800<560
6
=6717.31X10
2
1.0汇11.9沃250<530
=835.6775X106
MM
Gpcbh0或apcb'f忙
0.019
0.186
隽—1-2後
(兰乍9.550)
0.019
0.208
化=1-0.5:
0.991
0.896
As=M/Ysfyh。
1139.1
1556.1
选用钢筋
6中16(弯4)
6*18(弯起4
根)
实际钢筋截面
面积(mm)
1206
1526
斜截面配筋计算:
截面
A
B左
V(kN)
69.11
125.34
hw=ho—h/=530—80=450mm,因十=45%50=1.8,截面尺寸按下
面式验算
0.25氏fcbh0(kN)
394.2aV
截面满足
394.2>V
截面满足
剪跨比:
Z
h=型°=3.33>3,取人=3.0
540
175
Vc=—ftbh。
(kN)九+1
77.79nV
不需配箍筋
73.62eV
需配箍筋
箍筋肢数、直径
X
2申8
Asv=nAsv1
100.6
s=1.OfyvAsvho/(V-Vc)
195.24
实配箍筋间距
200
Vcs=Vc+1.0fyvjAsvhc
s
126.32aV
满足
验算最小配筋率
f
Psv=Av=100.6=0.00202>0.24t=C
svbs250汉200fyv
,满足要求
5、两侧附加横向钢筋的计算:
次梁传来的的集中力:
F=41.0431.238.5=87.75kN,h=600-400=200mm
附加箍筋布置范围:
s=2hi,3b=22003250=1150mm
取附加箍筋8@200mm,则在长度范围内可布置箍筋的排数:
m=115°200「6.75取8)排,梁两侧各布置四排。
另加吊筋118,Asb=254.5mm2,则由:
2fyAsbsinamnfyvA^=2300254.50.7076221050.3=234.7kNF,,满足要求。
五、关于计算书和图纸的几点说明:
1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。
2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图,图纸采用2#图纸,2张。
2、结构平面布置图:
比例1:
100。
3、板的配筋图:
比例1:
100⑴、分布筋选用:
6@250
⑵、与主梁垂直的附加负筋选用:
8@200,深入板中的长度为500mm。
⑶、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用:
8@200,伸出墙边长度为300mm。
⑷、板角附加短钢筋双向布置8@200,每一方向伸出墙边的长度为500mm。
4、次梁的配筋图,比例:
纵剖面1:
50,横剖面1:
10
⑴、箍筋选用:
6@150通长布置。
⑵、中间支座负钢筋的弯起,上弯点距支座边缘为50mm。
⑶)、②、⑤号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩,相当于116,在矩支座边缘
1300mm处截断。
(⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。
(5)、两根⑤号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩,相当于116,在矩支座边缘
1300mm处截断。
(6)、B支座第二批截断的⑥号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。
(7)、③号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋,右端在距支座边缘2100mm处截断,与
⑦号钢筋在600mm范围内搭接,兼作第二跨的架立筋。
(⑻、⑦号钢筋在C支座右端通常兼作架立筋。
5、主梁的配筋图,比例:
纵剖面1:
50,横剖面1:
10
⑴、箍筋选用:
加密区选用6@100,非加密区选用6@150。
⑵、中间支座负钢筋的弯起,上弯点距支座边缘为50mm。
(⑶、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋,选用8@200,两边各布置三排,另加
一根118吊筋.
(⑷、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。
(⑸、其余钢筋截断详见配筋图。