7混凝土计算书部分.docx

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7混凝土计算书部分

钢筋混凝土结构设计任务书

题目：

现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖

指导教师：

\

山西广播电视大学理工学院

一、设计题目

某轻工仓库现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。

二、设计资料

1、该仓库平面图如图所示。

外墙厚370mm，外墙轴线距外墙边缘250mm，柱截面尺为400×400mm。

外楼梯为独立设置与主体结构脱开。

2、楼盖各构件在墙上的支承长度：

板为120mm，次梁为240mm，主梁为370mm。

3、楼面做法：

面层为30mm细石混凝土，板底为15mm厚混合砂浆粉刷。

4、楼面活荷载标准值：

6.0,7.0,7.5kN/m

。

5、材料选用：

混凝土：

C20；

钢筋：

梁中受力钢筋为HRB335级，其它为HOB235级。

三、设计内容

1、结构布置；

2、板设计；

3、次梁设计；

4、主梁设计；

5、结构施工图绘制。

四、设计基本要求

1、板及次梁按考虑塑性内力重分布法进行内力计算；主梁按弹性理论进行内力计算。

主梁做抵抗弯矩图。

2、设计计算正确。

3、计算书层次分明，简图齐全，书写整齐，并装订成册。

4、图纸绘制符合规范，图面整洁，达到施工图要求。

五、设计成果

1、设计计算书1份；

2、楼盖配筋图1份。

六、时间安排

序号

内容

时间（天）

1

熟悉资料，结构布置

1.0

2

现浇板设计计算

0.5

3

次梁设计计算

0.5

4

主梁设计计算

1

5

施工图绘制及整理计算书

2

6

检查及答辩

7

总计

5

参考文献：

1．《砼结构》教材；

2．《砼设计规范》GB50010-2002；

3．《建筑结构荷载规范》GB5009-2002

4．《钢筋砼设计手册》

5．《钢筋砼构造手册》

6．《建筑制图标准》

7．《结构制图标准》

楼梯

L1

L2

附图1

附表1

L1×L2（m）

可变荷载（kN/m2）

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

7.50

22.50×30.00

1

2

21.60×28.50

3

4

5

21.40×27.60

6

7

8

9

19.80×27.30

10

11

12

13

14

19.60×25.00

15

16

17

18

19

18.00×24.80

20

21

22

23

17.10×24.00

24

25

26

楼盖设计说明书

学生：

郝娟指导老师：

武继灵

1结构布置

根据设计资料楼板尺寸为22.50m×30.00m,确定主梁跨度为7.5m，次梁为6m，主梁每跨跨内布置三根次梁，板跨为2m。

根据高跨比条件，板厚要求为h2500/40=62.5mm，对工业建筑楼盖板要求h70mm，由此取板厚h=80mm。

有跨度确定次梁截面尺寸为：

h=L/18~L/12=6000/18~6000/12=333~500mm取h=450mm

b=h/3~h/2=450/3~450/2=150~225mm取b=200mm

同理可得到主梁截面尺寸为：

h=L/14~L/18=7500/14~7500/18=535.7~937.5mm取h=650mm

b=h/3~h/2=650/3~650/2=217~325mm取b=300mm

2板的设计（塑性内力重分布法）

2.1板的计算跨度

次梁截面200mm×450mm，板在墙上支承宽度为120mm。

边跨：

L01=Ln+h/2=1660+80/2=1700mm

中间跨：

L02=Ln=2000-200=1800mm

边跨中间跨相差小于10%，按等跨连接板计算，取1m宽板为计算单元。

2.2荷载计算

板的永久荷载标准值：

30mm厚细石砼面层：

0.03×25KN/M2=0.75KN/M2

80mm钢筋砼现浇板：

0.08×25KN/M2=2KN/M2

板底15mm厚混合砂浆粉刷：

0.015×17KN/M2=0.255KN/M2

合计：

3.005KN/M2

活载标准值为6KN/M2，由活载标准值大于4.0KN/M2，故取分项系数为1.3

永久荷载设计值：

g=3.005×1.2=3.606KN/M2

可变荷载设计值：

p=6×1.3=7.8KN/M2

荷载总设计值：

g+p=11.41KN/M2

近似取：

g+p=11.5KN/M2

2.3内力及配筋计算：

由板的弯矩系数表可查得板弯矩系数a值：

边跨中为1/11，离端第二支座为-1/11，中跨为1/16，中间支座为-1/14，故有：

M1=-MB=1/11×（p+g）L012=11.5/11×1.722=3.09KN·M

M2=1/16×（p+g）L022=11.5/16×1.82=2.33KN·M

Mc=-1/14×（p+g）L012=-11.5/14×1.82=-2.66KN·M

板厚h=80mm，h0=80-20=60mm，砼C20，a1=1,fc=9.6N/mm2，fy=210N/mm2,楼按考虑塑性内力重分布方法计算，取1m宽板作为计算单元，板的配筋计算见下表2.1板配筋计算

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KN·M）

3.09

-3.09

2.33

-2.66

as=M/（a1fcbh02）

0.089

0.089

0.067

0.076

Rs=0.5（1+1-2as）

0.953

0.953

0.931

0.921

轴线A~B

D~E

As=M/（rsh0fy）

257.35

257.35

198.63

229.22

使用钢筋实配As（mm2）

φ10@200

As=392.5

φ10@200

As=392.5

φ8@200

As=252

φ8@200

As=252

轴线

B~D

As=M/（rsh0fy）

436.04

436.04

159

184

使用钢筋实配As（mm2）

φ10@200

As=392.5

φ10@200

As=392.5

φ8@200

As=252

φ8@200

As=252

对于B-D间板带，考虑穹顶作用，其跨内截面2和支座截面的弯矩设计值可折减20%，分布筋取φ6@250，As=113mm2。

3次梁设计（塑性内力重分布法）

3.1次梁计算跨度

次梁在砖墙上的支承长度为240mm，主梁截面300mm×650mm。

边跨：

L01=1.025Ln=1.025×5610=5750mm

L02=Ln+a/2=5610+120=5730mm

取较小值：

5730mm

中间跨：

L02=Ln=5700mm

边跨中间跨相差小于10%，按等跨连续梁计算。

3.2荷载计算

板传来的永久荷载标准值：

3.606×2=7.212KN/M

次梁自重：

0.2×（0.45-0.08）×25×1.2=2.22KN/M

次梁15mm厚混合砂浆粉刷：

（0.45-0.08）×2×0.015×17×1.2=0.23KN/M

永久荷载设计值：

g=9.66KN/M

可变荷载设计值：

p=7.8KN/M×2.0=15.6KN/M

荷载总设计值：

g+p=9.66+15.6=25.26KN/M

取荷载总设计值为：

g+p=25.3KN/M

3.3内力计算

由表可查得，次梁弯矩系数a值：

边跨中为1/11，离端第二支座为-1/11，中跨为1/16，中间支座为-1/14，故弯矩设计值为：

M1=-MB=1/11×（p+g）L012=25.3/11×5.732=75.52KN·M

M2=1/16×（p+g）L022=25.3/16×5.72=51.38KN·M

Mc=-1/14×（p+g）L012=-25.3/14×5.72=-58.71KN·M

剪力设计值为：

VA=0.45×（g+q）Ln1=0.45×25.3×5.61=65.87KN

VBL=0.6×（g+q）Ln1=0.6×25.3×5.61=65.16KN

VBR=0.55×（g+q）Ln2=0.55×25.3×5.7=79.32KN

VC=0.55×（g+q）Ln2=0.55×25.3×5.7=79.32KN

3.4配筋计算

3.4.1正截面受弯承载力

支座BC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：

b`f=L/3=6000/3=2000mm

按梁肋净距取：

b`f=b+Sn=200+1900=2100mm

故，取b`f=2000mm

判断各跨内截面属于哪一类T形截面：

取h0=450-35=415mm，则：

a1fcb`fh`f（h0-hf/2）=1×9.6×2000×80×（415-80/2）=576KN>M1>M2，均属于第一类T形截面。

次梁正截面承载力计算过程列于表3.1中，其中：

砼C20，a1=1，fc=9.6N/mm2，纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2

表3.1次梁正截面受弯承载力计算

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KN·M）

75.52

-75.52

51.38

-58.71

as=M/（acfcbh02）

或as=M/（acfcb`fh02）

0.023

0.225

0.016

0.145

Rs=0.5（1+1-2as）

0.989

0.775

0.9

0.922

As=M/（rshofy）（mm2）

613.4

782.7

458.6

511.5

配筋

2Φ18+1Φ14

As=663mm2

3Φ20

As=942mm2

2Φ20

As=628mm2

2Φ20

As=628mm2

3.4.2斜截面承载力计算

砼C20，ft=1.1N/mm2，箍筋采用HPB235钢筋，fgv=210N/mm2，hw/h=（465-80）/200<4，属于厚腹梁。

次梁斜截面承载力计算过程见表3.2。

表3.2次梁斜截面承载力计算

截面

A

B1

Bt

C

计算跨度Ln（m）

5.61

5.91

5.7

5.7

剪力系数

0.45

0.6

0.55

0.55

剪力V（KN）

65.87

65.16

79.32

79.32

0.25βcbh0=199.18KN

0.7ftbh0=63.92KN

箍筋肢数直径

Asv=nAsvL（mm2）

VA>63.92KN

计算配箍筋

双肢φ8

2×50.3=100.6

63.92

计算配箍筋

双肢φ8

100.6

63.92

计算配箍筋

双肢φ8

100.6

63.92

计算配箍筋

双肢φ8

100.6

S=1.25fyvAsvh0/（V-0.7ftbh0）

（mm）

实配箍筋

φ8@200

φ8@200

φ8@200

φ8@200

验算0.3ft/fyv=0.16%

Psv=Asv/bs=100.6/（200×200）=0.25%

>0.18%

Psv=0.25%>0.18%

Psv=0.25%>0.18%

Psv=0.25%>0.18%

4主梁设计（弹性理论法）

4.1计算跨度

主梁两端支承于砖墙，入墙360，中间柱400mm×400mm，按连续梁计算：

边跨：

L01=1.025Ln1+b/2=1.025×7.06+400/2=7437mm

L01=Ln1+（a+b）/2=7.06+（360+400）/2=7440mm

取小值并取整为：

7400m

中间跨：

L02=7500mm

因跨度相差小于10%，故可按等跨计算。

4.2荷载计算

次梁传来的永久荷载标准值：

7.5×9.66=72.45KN

主梁自重：

0.3×（0.65-0.08）×2.5×25×1.2=12.83KN

主梁15mm厚混合砂浆粉刷：

（0.65-0.08）×2×2.5×0.015×17KN/M2×1.2=0.87KN

永久荷载设计值：

g=86.15KN

可变荷载值：

p=15.6KN×7.5=117KN

4.3内力计算

4.3.1弯矩设计值

计算公式为：

M=k1GL+K2GL，G=86.15KN，P=117KN

边跨：

GL=86.15KN×7.41m=658.37KN·m

PL=117KN×7.41m=867KN·m

中间跨：

GL=86.15KN×7.5m=646.13KN·m

PL=117KN×7.5m=877.5KN·m

主梁的弯矩计算结果见表4.1。

4.3.2剪力设计值

计算公式为：

V=k3G+k4P，G=146.25KN

主梁的剪力计算结果见表4.2。

4.4配筋计算

4.4.1正截面受弯承载力计算

跨内按T形计算，因为：

hf/h0=80/615=0.13>0.1

所以：

bf＇=L/3=7.5/3=2.5m

取bf＇=L/3=7.5/3=2.5m计算。

判定1、2截面类型：

a1fcbf＇hf＇（h0-hf＇/2）=1×9.6×2500×80×（615-40）=1104KN·>M1>M2

属第一类T型截面

B支座截面按矩形计算，其弯矩设计值：

MB=MBmax-V0·b/2=-427.43+203.15×0.25=-376.64KN·M

纵向受力钢筋除B支座截面为二排外，其余为一排。

计算结果见表4.3。

表4.1主梁弯矩计算

项次

荷载简图

k/M1

k/Ma

M/Mb

K/M2

M/Mb

M/Mc

M图

①恒载

0.244

160.64

×××

102.27

-0.267

-155.79

0.067

45.29

0.067

45.29

-0.267

-157.79

②活载

0.289

253.6

×××

214.15

-0.133

-115.31

×××

-118.4

×××

-118.4

-0.133

-115.31

③活载

×××

-38.44

×××

-76.88

-0.133

-115.31

0.200

175.5

0.200

175.5

-0.133

-115.31

④活载

0.229

198.54

×××

109.22

-0.311

-269.64

×××

88.64

0.170

149.18

-0.089

-77.16

⑤活载

×××

-25.71

×××

-51.43

-0.089

-77.16

0.17

149.8

×××

88.64

0.311

-269.64

内力组合

①+②

414.24

316.42

-273.1

-73.11

-73.11

-273.1

①+③

122.12

25.39

-273.1

220.79

220.79

-273.1

①+④

359.18

211.49

-427.43

133.93

194.47

-234.95

①+⑤

134.93

50.84

-234.95

194.47

133.93

-427.43

最不利内力

mmin组合项次

①+③

①+③

①+④

①+②

①+②

①+⑤

mmin组合值（KN·M）

122.2

25.39

-427.43

-73.11

-73.11

-427.43

mmax组合项次

①+②

①+②

①+⑤

①+③

①+③

①+④

mmax组合值（KN·M）

414.24

316.42

-234.95

220.79

220.79

-234.95

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长。

表4.2主梁剪力计算

项次

荷载简图

k/VA

k/VB2

k/VBr

M图

①

恒载

0.733

65.15

-1.267

-105.15

1.00

86.15

②

活载

0.866

101.32

-1.134

-132.68

0.00

0.00

③

活载

-0.133

-15.56

-0.133

-15.56

1.00

117

④

活载

0.689

80.61

-1.311

-153.39

1.222

142.97

⑤

活载

-0.089

-10.41

-0.089

-10.41

0.778

91.03

内力组合

①+②

166.47

-237.83

86.15

①+③

49.59

-120.71

203.15

①+④

145.76

-258.54

229.12

①+⑤

54.74

-115.56

177.18

最不利内力

mmin组合项次

①+③

①+④

①+⑤

mmin组合值（KN·M）

49.59

-258.54

177.18

mmax组合项次

①+②

①+⑤

①+④

mmax组合值（KN·M）

166.47

-115.56

229.12

表4.3主梁正截面配筋计算

截面

1

B

2

弯矩设计值（KN·M）

414.24

-376.64

220.79

-73.11

as=M/（acfcbh02）

或as=M/（acfcb`fh02）

0.0456

0.389

0.0245

0.0081

Rs=0.5（1+1-2as）

0.977

0.736

0.988

0.995

As=M/（rshofy）（mm2）

2301.6

2773.7

1213.2

398.3

配筋

4Φ25（直）

2Φ25（弯）

As=2944mm2

4Φ25

+2Φ25（弯）

As=2944mm2

4Φ22（直）

As=1520mm2

2Φ22

As=759.88mm2

4.4.2斜截面受剪承载力计算（h0=580mm）

有计算公式：

hw/b=（h0-hf＇）/b=（580-80）/300=1.67<4

得到主梁斜截面配筋计算如表4.4。

表4.4主梁斜截面配筋计算

截面

A

B1

Br

剪力设计值（KN）

166.47

-258.54

229.12

0.25βcbh0=417.6KN

0.7ftbh0=133.6KN

箍筋肢数直径

Asv=nAsvL（mm2）

133.6

计算配箍筋

双肢φ8@200

2×50.2=100.48

142.07

计算配箍筋

双肢φ8@200

100.48

142.07

计算配箍筋

双肢φ8@200

100.48

Vcs=1.25fyvAsvh0/S+0.7ftbh0（KN）

231.3

231.3

231.3

4.5支座吊筋计算

次梁传来集中力：

72.45KN+117KN=189.45KN

吊筋：

AsF1/2fysina=189.45×103/（2×300×sin45）=446.7mm2

有此得配筋选用2φ18（509mm2）符合要求。

参考文献

〔1〕《混凝土结构》，东南大学、天津大学、同济大学合编，清华大学主审，中国建筑工业出版社2002

〔2〕《房屋建筑学》，同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆建筑大学主编，中国建筑工业出版社1997

〔3〕《建筑结构荷载规范》（GB50009-2002）中华人民共和国国家标准,北京，中国建筑工业出版社2002

〔4〕《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），中华人民共和国国家标准,北京，中国建筑工业出版社2001

〔5〕《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），中华人民共和国国家标准,.北京:

中国建筑工业出版社2001

〔6〕《建筑制图》，何斌陈锦昌陈炙坤主编高等教育出版社2001

附件术语及符号

附1《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的术语

混凝土结构concretestructure

以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

素混凝土结构plainconcretestructure

由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。

框架结构framestructure

由梁和柱以刚接或铰接构成承重体系的结构。

可靠度

结构在规定的时间内,规定的条件下完成预定功能的概率。

安全等级

根据破坏后果的严重程度划分的结构或构件的等级。

设计使用年限

设计规定的结构或结构构件不需进行大修仍按其预定目的使用的时期。

荷载效应

由荷载引起的结构或结构构件的反应。

基本组合

承载能力极限状态计算时,永久荷载和可变荷载的组合。

标准组合

正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用标准值、组合值为荷载代表值的组合。

准永久组合

正常使用极限状态验算时,对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。

附2《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的符号

1.材料性能

EC——混凝土弹性模量；

ECf——混凝土疲劳变形模量；

vc——混凝土泊松比；

Ec——钢筋弹性模量；

C30——表示立方体强度标准值为30N/mm2的混凝土强度等级；

fcu,k——边长为150㎜混凝土立方体抗压强度；

fck、fc——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；

ftk、ft——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；

f‘ck、f’tk——施工阶段的混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值；

fyk、fpyk——普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；

fy、fy‘——普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值。

2.作用和作用效应

N——轴向力设计值；

Nk、Nq——按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的轴向力值；

Nu0——构件的截面轴心受压或轴心受拉承载力设计值；

M——弯矩设计值；

Mu——构件的截面正截面受弯承载力设计值；

V——剪力设计值。

3.几何参数

a、a,‘——纵向受拉钢筋合力点，纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离；

asas,——纵向非预应力受拉钢筋合力点、受压钢筋合力点至截面近边的距离；

b——矩形截面宽度，T形、I形截面的腹板宽度；

bf、bf,‘——T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘板宽度；

d——圆形截面的直径或钢筋直径；

c——混凝土保护层厚度；

ee,——轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离；

e0——轴向力对截面中心的偏心距；

ea——附加偏心距；

ei——初始偏心距；

h——截面