混凝土结构设计原理课程设计Word格式文档下载.docx
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中间跨l0=ln=2400-200=2200mm
因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。
取1m宽板带作为计算单元，从
左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A。
单元中点处的编号1,2,3,2,1。
计算简图如附图2“图1板的计算简图”。
1.3弯矩设计值
由表11-1可查得，板的弯矩系数am分别为：
边跨中，1/11；
离端第二支座，一1/11；
中
跨中，1/16；
中间支座，1/14，故：
M1=-Mb=（g+q）1冷/1仁14.0x2.222/11=6.27kN•m
Mc=—（g+q）l0/14=-14.0x2.2/14=—4.84kN•m
、22
M2=（g+q）l0/16=14.0x2.2/16=4.24kN•m
这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其MC=-4.84x0.8=-3.87kN•m
M2=0.8x4.24=3.19kN•m
1.4正截面受弯承载力计算
环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm取20mm。
板厚80mm,h0=80-20=60mm;
板宽b=1000mm。
C30混凝土，a1=1.0,fc=14.3N/mm2；
HPB235钢筋，fy=210N/mm2。
则板的配筋计算的过程如下表。
板的配筋计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（KN.m）
6.27
-6.27
4.24
-4.84
^=M/（码fcbh。
）
0.122
0.082
0.094
名=1-J1-2亚
0.131
0.086
0.099
轴线①~②，
⑤〜⑥
计算配筋（mm2）
As=Qh0O（fc/fy
535.2
351.4
404.5
实际配筋
（mm2）
①12@190
As=595.0
①10@190
As=413.0
①0@190
轴线②~®
计算配筋
（mm2）
As=他htAfc/
f535.2
0.8x
351.4=281.1
404.5=323.6
①10@140
①8@140
As=561.0
As=359.0
计算结果表明，支座截面的E均小于0.35，符合塑性内力重分布的原理；
As/bh=359/（1000
X80）=0.45此值大于0.45ft./fy=0.31%，同时大于0.2%，满足要求。
2•次梁设计
2.1荷载设计值
永久荷载设计值
板传来永久荷载
次梁自重
次梁粉刷
按考虑塑性内力重分布设计。
根据实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。
2.592.4=7.18KN/m
0.2X（0.5-0.08）X25X1.2=2.52KN/m
0.02X（0.5-0.08）X2X17X1.2=0.34KN/m
小计g=10.04KN/m
可变荷载设计值
q=6.0X1.3X.4=18.72KN/m
何载总设计值
g+q=28.76KN/m
2.2计算简图
次梁在转墙上的支承长度为
240mm。
主梁截面为300mrX650mm。
计算跨度：
边跨
I。
=lna/2=6900-120-300/2+240/2=6750mm<
1.025In=1.025X5600=6765,取
l0=6750mm
中间跨l0=ln=6900-300=6600
因跨度相差小于10%，可按等跨度连续梁计算。
次梁的计算简图如附图2“图2次梁
的计算简图”。
3.3内力计算
由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。
弯矩设计值
M^-M^（gq）l：
/11=28.766.752/1^119.13KN.m
M2=（gq）l；
/16=28.766.62/16=78.30KN.m
Me=（gq）l：
/14=-28.766.62/14=-89.48KN.m
剪力设计值
Va=o.45（gq）lni=0.4528.766.63=85.81KN
VBl=0.60（gq）lni=0.6028.766.63=114.41KN
VBr二Vc=0.55（gq）ln2=0.5528.766.6=104.40KN
3.4承载力计算
1）正截面受弯承载力
正截面受弯承载力计算时，各支座计算按矩形截面，跨内按T形截面计算，翼缘宽度
取bf=1/3=7200/3=2400mm；
又bf=by=2002200=2400mm，故取
bf=2400mm。
截面纵向钢筋均布置一排。
环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。
纵向钢筋
h。
=500-35=465mm。
C30混凝土，：
、=1.0,:
c=1,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2；
纵向钢筋采用
HRB400钢，fy=360N/mm，箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/mm。
正截面承载力
计算过程如表。
经判别跨内截面均属于第一类T形截面。
截面
弯矩设计值（KN.m）
119.13
-119.13
78.30
-89.48
119.13S06
119.13D06
78.30疋106
89.48O06
或
□s=M/（Wfcbfhb
1X14.3X2400X465：
=0.017
-1"
4.3X200X4402
=0.215
14.3汉2400汽4652
=0.011
14.3汉200汉4652
=0.145
g=1_J1-2%
0.017
0..245<
0.35
0.011
0.157<
代=叱h°
fc/fy或
人=虬h0«
1fc/fy
731.4
856.4
501.6
580.0
选配钢筋（mm2）
2空18+1空18（弯）
人=763
3甲16+1空18（弯）
As=857.5
2空14+1空16
（弯）
人=509
2空16+1空16（弯）
As=603
计算结果表明，支座界面的；
均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；
人/（匕小=509/（200>
<
500）=0.51%，此值大于0.45ft/fy=0.45>
1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。
2）斜截面受剪承载力
斜截面受剪承载力计算包括：
截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。
验算截面尺寸：
I
hv-hf=440-80=360mm，因hw/b=360/200=1.8<
4,，截面尺寸按下式验算：
0.25■-cfcbh^0.25114.32004640=314.60103N>
Vmax=114.41KN截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用$6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。
由Vcs=0.7ftbh°
+（1.25fyvAsvh°
）/S得
S=（1.25fyvAsvh0）/（Vbi—0.7ftbh0）=（1.25X210X56.6>
440）/
（114.41>
10-0.7X1.43>
00X440）=248.36mm
调幅后受剪承载力应加强，箍筋面积增加或者箍筋间距减小，取s=200mm。
代入
Vcs>
0,纵筋可不用弯起
Psv,min=0.24主=0.24X1.43/210=0.163%
fyv
Psv=56.6/（200X160）=0.177%>
0.163%满足要求。
4.主梁设计
主梁按弹性方法设计。
4.1荷载计算值
为化简计算，将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来的永久荷载10.04X6.9=69.28KN
主梁自重（含粉刷）
（0.65-0.08»
.3X2.4>
25X1.2+0.02X（0.65-0.08）XX2.4X7X1.2=13.43KN
G=69.28+13.43=82.71KN，取G=83KN
Q=5.0X1.3X2.4>
6.9=107.6KN取Q=108KN
4.2计算简图
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400mnX400mm的混凝土柱上。
其计算跨度
边跨In=7200-200-120=6880mm,因0.025%=172mm<
a/2=185mm,取
l0=1.025In+b/2=1.025X880+400/2=7252mm，近似取l0=7250mm
中跨l0=72OOmm
主梁的计算简图如附图2“图3主梁的计算简图”
4.3内力设计值及包络图
1）弯矩设计值
弯矩：
m=kiG|。
•k2Q|。
式中系数&
、k2可由附表查得。
Mimax=0.244>
83X7.25+0.289M08X7.25=373.12KN.m
MB,max=-0.267>
3X7.25-0.311108X7.25=-160.67-243.51=-404.18KN.m
M2,max=0.067>
83X7.2+0.20083X7.2=40.04+156.60=196.64KN.m
2）剪力设计值
剪力V=k3Gk4Q
式中系数均差附表可得。
Va,max=0.733x83+0.866況108=60.84+93.53=154.37KN
VBi,max=-1.26783-1.311108=-246.75
VBr,max=1.0>
83+1.222>
108=83+131.98=214.98KN
3）弯矩、剪力包络图
弯矩包络图：
1第1、3跨有可变荷载，第二跨没有可变荷载由附表知，支座B或C的弯矩值为：
MB=MC=-0.267>
83X7.25-0.133108X7.25=-264.81KN.m
在第1跨内以支座弯矩MA=0,MB--264.81KN.m的连线为基线，作G=83KN,
Q=108KN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：
丄（G+Q）|0+Mb=1（83+108）X7.25-264.81=373.31KN/m
3333
1、MB1、2264.81
（G+Q）l0+B=（83+108）X7.25-=285.04KN.m
在第2跨内以支座弯矩MB=-264.81KN.m,MC=-264.81KN.m的连线为基线，作
G=83.KN,Q=0的简支弯矩图，得集中荷载作用点处的弯矩值：
11
-Gl0MB=一X83>
7.2-264.81=-65.61KN.m
33
2第1、2跨有可变荷载，第3跨没有可变荷载
第1跨内：
在第1跨内以支座弯矩Ma=0,Mb=-404.18KN.m的连线为基线，作
G=83KN,Q=108KN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：
1m140418
-（G+Q）l0+B=—（83+108）X7.25-=326.86KN.m
1IM12疋40418
（G+Q）|。
+B=（83+108）X7.25-=192.13KN.m
在第2跨内：
MC=-0.267X3X7.25-0.089X8X7.25=-230.35KN.m。
以支座弯矩
MB=-404.18KN.m,MC=-230.385KN.m的连线为基线，作G=83KN,Q=108KN的简支
梁弯矩图，得
1212
-（GQ）l0MC（Mb-MC）=—（83+108）X7.25-230.35+—（-404.18+230.35）=115.
35KN.m
1211
一（GQ）l0MC（MB-MC）=（83+108）X7.25-230.35+（-404.18+230.35）
=173.29KN.m
第2跨有可变荷载，第1、3跨没有可变荷载
Mb=Mc=-0.267X3X7.25-0.133X8X7.25=-264.81KN.m
第2跨两集中荷载作用点处的弯矩为：
-（GQ）l0MB=-（83+108）X7.25-264.81=196.77KN.m（与前面计算的
M2,max=196.64接近）
第1、3跨两集中荷载作用点处的弯矩分别为：
1111
Gl0MB=X33X7.25-X264.8仁112.31KN.m
-Gl0MB=一X33X7.25-X264.81=24.04KN.m
弯矩包络图如图：
附图弯矩及剪力包络图
①第1跨
；
过第2个集中荷载后
VA,max=154.37KN;
过第1个集中荷载后为154.37-83-108=-36.63KN
为-36.63-83-108=-227.63KN。
VBl,max=-246.75KN;
过第1个集中荷载后为-246.75+83+108=-55.75KN;
过第2个集
中荷载后为-55.75+83+108=135.25KN。
②第2跨
VBr,max=214.98KN;
过第1个集中荷载后为214.98-83=131.98KN
当可变荷载仅作用在第2跨时
VBr=1.0>
83+1.0X1O8=191KN;
过第1个集中荷载后为191-83-108=0
剪力包络图如图：
4.4承载力计算
跨内按T形截面计算，因b=h'
f/h0=80/615=0.13>
0.1，翼缘计算宽度按
丨/3=6.9/3=2.3m和bS!
=6.6m中较小确定，取b'
f=2.3m，取h0=650-35=615mm。
判
别T形截面类型
hf606
%fcbfhf（ho——）=1.0>
4.3>
300X80X（615-一）/10=1539.3>
M1，故属于22
第一类T形截面。
B支座边的弯矩设计值
Mb=MBmsx-V0b/2=-404.18+191
»
.30/2=-375.53KN.m。
纵向受力钢筋除B支座截面为2排外，其余均为1排。
跨内截面为第一类T形截面。
正截面受弯承载力的计算如表。
373.12
-404.18
196.64
-65.61
（KN.m）
%=M/（%fcbh2
373.12X106=0
404.18X106
196.64X106
65.6U106
1X14.3X2300X6152
14.3X300乂5802=
14.3X2300乂6152
14.3X300X61
.030
0.280
=0.016
=0.040
足=M©
1fcbfh0
0.985/2
0.832
0.992
0.980
Ys=（1+J-2%）
A=M/（-fyh0）
1710.9
2326.6
895.3
302.4
2屮20+3屮22（弯）
3屮20+3屮25（弯）
2屮20+1屮20（弯）
2屮14
As=1768
As=2613
As=941
As=308
验算截面尺寸：
hw=h0-hf=580-80=500mm，因hw/b=500/3001.67<
4,截面尺寸按下式验算:
0.25Pcfcbh0=O.25X1X14.3>
300X580=622.05Xl03KN>
Vmax，截面尺寸符合要求。
采用$8@20双肢箍筋，
Asv100.6
乂s=°
.7ftbh0+1.25fyv亠h0=0.7X1.43>
10X580+1.25>
210>
X580=250.76K
s200
N,VA,max,Vb
r,max,Vbi,max均小于Vcs,即无需设弯起钢筋。
验算最小配箍率：
A1006f143
dvsv==0.17%>
0.24L=0.24X=0.163%，满足要求。
bs300200fyv210
次梁两侧附加横向钢筋的计算：
次梁传来的集中力F=69.28+108=178KN,h,=650-500=150mm，附加箍筋布置范围
s=2h13b=2X150+3X200=900mm。
取附加箍筋$8@20双肢，则在长度s内可布置附加箍
筋的排数，m=900/200+1=6排，次梁两侧各布置3排。
另加吊筋1$18,Asb=254.5mm则:
2fyA5bSina+mnfyvA^=2X360X254.5X.707+6XX210X50.3=129550.68+126765=256.
3X103>
fi，满足要求。
因主梁腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，其间距不大于200mm。
现每侧配置2$14,308/（300X570）=0.18%>
0.1%,满足要求。
5.楼梯设计
5.1楼梯板的设计
取板厚h=150mm。
踏板尺寸150mrX300mm，板的斜倾角tana=150/300=0.5,
cosa=0.894。
可取1m板宽带计算。
楼梯平面图如图附图楼梯平面图
（1）荷载计算
楼梯板的计算列于表中，恒荷载分项系数G=1.2;
活荷载分项系数Q=1.3。
总荷载设
计值：
1.2X7.43+1.3X8.0=19.32KN
梯段板的荷载
何载种类
荷载标准值（KN/m）
恒荷载
（0.3+0.15）>
0.65/0.3=0.98
三角形踏步
0.5X0.3X0.15X25/0.3=1.88
混凝土斜板
0.15X25/0.894=4.19
板底抹灰
0.02X17/0.894=0.38
「小计
7.43
活何载
8.0
（2）截面设计
板水平计算跨度ln=4200mm,弯矩设计值M=Pln/10=19.32X4.2/10=34.08KN•M。
板的
有效高度h0=15Omm-30mm=120mm。
M62
:
s2=34.08X10/（1.0X14.3X1000X120）=0.166
：
1fcbho
s=0.5（11匚2「s）=0.909
6
AM34.08102
As==1487.8mm
sfyho0.909210120
选配012@75A=1508mm2
分布筋每级踏步1根0&
5.2平台板的设计
设平台厚度h=80mm,取1m宽板带计算。
（1）荷载计算
平台板的荷载计算列于表中。
平台板的荷载
荷载标准值（KN•M）
恒
0.65
荷
70mm厚混凝土板
0.08X25=2.00
载
0.02X17=0.34
2.99
总荷载设计值p=1.2X2.99+1.3X8.0=13.99KN
平台板的计算跨度l0=1.6+0.2-0.2/2+0.12/2=1.76m。
弯矩设计值
122
M=—p|0=0.1X13.99X1.76=4.33KN.m。
板的有效高度ho=80-20=60mm。
10
（3）梯段板和平台
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