混凝土结构设计课程设计报告.docx

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混凝土结构设计课程设计报告

《混凝土结构设计》课程设计

现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖

指导教师:

学生姓名：

学号:

班级:

一、设计题目：

现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖

某轻工业厂房，二楼包装车间楼面结构拟采用现浇整体式钢筋混凝土单向板肋形楼盖，要求按所设定的结构支承条件、尺寸关系、材料与荷载作用等情况，进行楼盖结构的板、次梁、主梁的内力计算与配筋设计，并绘制施工图。

二、设计条件

1.结构形式：

240厚的

楼盖的纵向为4个柱距，主梁横向为4跨，支承形式是周边为承重砌体墙，在搁置主梁处墙体设壁柱承重，中间支座为钢筋混凝土柱

（300mM300mm。

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KJCO

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鑫..當giI

图一梁板结构平面布置

2.材料：

混凝土采用C25（fc=11.9N/mrh,ft=1.27N/mr2，5=16.7N/mr2，Ec=2.80

x104N/mnT）

钢筋采用HPB235（fy=210N/mm巳=2.1X105N/mni）或HRB335

（fy=300N/mm巳=2.0X105N/mni）

3.荷载：

1）恒载

楼面构造层做法：

采用20mn厚水泥砂浆找平，面层用10mn耐磨砂浆压关抹平；板底梁侧与顶棚均采用20厚混合砂浆抹面（参考标准容重可分别

333

取20kN/m,22kN/m，18kN/m）。

2）活载

标准值为7.0kN/m2。

恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.3。

三、板的计算

板按考虑塑性内力重分布方法计算。

板的S=6000mm=2.73Y3，宜按双

l12200mm

向板设计，按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量

的构造钢筋。

本设计按单向板设计。

板的厚度按构造要求取h=80>±=2200mm=55mm。

次梁截面高度取

4040

h=450mm虽=6000mm=400mm，截面宽度b=200mm板尺寸及支承情况如图1515

下：

丿

[120

1980

100

2000

100

卜

>」

2200

图二板的尺寸

1）荷载

恒荷载标准值

gk=2.98kN/m2

g+q=3.58kN/m+9.10kN/m=12.68kN/

即每米板宽

12.68kN/

2）内力计算

板计算跨度为:

边跨

h0.2m0.08m_

2.2m-0.12m2.02m

222

a0.2m0.12m

2.2m-0.12m2.04m2.02m

222

取I0=2.02m

中间跨I

0=2.2m-0.20m=2.0m

跨度差（2.02m-2.0m）/2.0m=0.01<10%

因此可以采用等跨连续梁板计算内力（为简化计算，统一取l°=2.02m）。

取1m宽板带作为计算单元，计算简图如上所示，连续板各截面的弯矩计算见下

表

表1连续板各截面弯矩计算

截面

边跨跨内

离端第

二支座

离端第二跨跨内

中间跨跨内

中间支座

弯矩计算系数

□m

M=Gm（g+q）l°

/（kN.m）

4.7

-4.7

3.2

-3.7

3）截面承载力计算

b=1000mmh=80mmho=（80-20）=60mm,g1=1.0，连续板各截面的配筋

计算见下表：

表2连续板各截面配筋计算

边区板带（①〜②，⑤~⑥轴线间）

中间区板带（②~⑤轴线间）

板带部位截面

边

跨跨

内

离端第

二支座

中间

跨跨内

中间

支座

边跨

跨内

离端

第二支

座

中

间跨跨

内

中

间支座

M/（KN•m）

4.7

-4.7

3.2

-3.7

4.7

-4.7

2.56

2.96

Ct=

s«1fcbh。

0.11

0.075

0.086

0.11

0.06

0.069

J1-J1-2比

0.117

0.078

0.09

0.117

0.062

0.072

As=Ebh0a1fc

/fy

/（m2）

398

266

306

398

211

245

选配钢筋

10@180

8@180

8@160

10@180

8@180

实配钢筋/mm

436

279

314

436

279

四、次梁计算

次梁按考虑塑性内力重分布方法计算.

主梁的高度按匕化6600化550mm,故取h=650mm，梁宽b=250mm次1212

梁有关尺寸及支撑情况如下图所示

1）荷载

恒载设计值

由板传来

次梁自重1.2

梁侧抹灰1.2

3.58kN/

X25kN/mx0.2mx

x18kN/m3x0.02mx

m2X2.2m=7.88kN/m

（0.45m-0.08m）

=2.22kN/m

x2=0.32kN/m

g=10.42

kN/m

活何载设计值

由板传来

q=9.10kN/

m2X2.2m=20.02kN/m

合计

g+q=30.44

kN/m

2）内力计算

计算跨度：

边跨ln=6.0m—0.12m—0.25/2=5.755m

ln旦二5.755m0.24m=5.875m

1.0251^1.0255.755m=5.899m5.875m

取I0=5.875m

中间跨I0=In=6.0m—0.25m=5.75m

跨度差（5.875m—5.75m）/5.75m=2.2%<10%

说明可以按等跨连续梁计算内力。

计算简图如下图

125

5750

z'o'o

（5

&000

50QO

图4次梁尺寸

图5计算简图

连续次梁的弯矩及剪力计算分别见表3和表4:

表3连续次梁弯矩计算

截面

边跨跨

内

离端第

二支座

离端第二跨

跨内

中间支

座

弯矩计算系数

«m

M“m（g+q）i02

95.51

-95.51

62.90

-71.89

/（kN.m）

表4连续次梁剪力计算

截面

边跨跨内

离端第二

支座

离端第二跨

跨内

中间支座

剪力计算系数

口V

0.45

0.6

0.55

V=%（g+q）ln

/kN

78.83

105.11

96.27

3）截面承载力计算

次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为：

边跨

bfl05875mm=1960mm：

：

bSo=200mm2000mm=2200mm

离端第二跨、中间跨bf5750mm=1920mm

梁高h=450mm，ho=450mmv35mm=415mm

翼缘厚hf=80mm

判别T形截面类型：

按第一类T形截面试算。

跨内截面=0.02^hf/ho=80mm/415mm=0.193，故各跨内截面均属于第

一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，第一内支座按布置两排纵筋考虑，取

ho=450mm-60mm=390m其他中间支座按布置一排纵筋考虑，取ho=415mm

表5连续次梁正截面承载力计算

截面

边跨跨

内

离端第二

支座

离端第二跨

跨内

中间支座

95.51

-95.51

62.90

-71.89

c（s=M/「fcbfho

J=M/「fcbfhf）

0.024

0.264

0.016

0.199

匕=1_J1-2%

0.024

0.313

0.016

0.224

Asfcbfho/fy

（As=他fcbh。

/fy）

/（mm2）

774.4

968.4

505.7

693.1

选配钢筋

3丄20

3血18+1

出20

2^16+1

出18

仇16

实配钢筋面积/mm

942

1077.2

603

804

4）斜截面强度计算

表6连续次梁斜截面承载力计算

截面

端支座

内侧

离端第

二支座外侧

离端第

二支座内侧

中间支

座外侧、内

侧

V/kN

78.83

105.11

96.27

0.25丸fcbh°/kN

246.9>V

232.0>V

232.0V

246.9>V

0.7ftbh°/kN

73.8

69.3

73.8

选用箍筋

2©8

Asv=nAsvi/mm2

101

1.25fyvAvh°s=

V-0.7ftbh0

/mm

按构造

配筋

351.3

384.0

489.4

实配箍筋间距s

/mm

200

五、主梁计算

主梁按弹性理论计算。

由已知条件得，柱截面尺寸为300mmx300伽.主梁的有关尺寸及支承情况如

图示

1）荷载计算

恒载设计值

由次梁传来10.42KN/mX6.0m=62.52kN

主梁自重1.2X25KN/mx0.25mX（0.65m-0.08m）X2.2m=9.41kN

梁侧抹灰1.2x18KN/mx0.02mX（0.65m-0.08m）x2X2.2m=1.08kN

G=73.01kN

活载设计值

由次梁传来Q=20.02KN/mX6.0m=120.12kN

合计G+Q=193.13kN

6600

250

图6主梁的尺寸

|QIQ

卩|Q=120.12kN

IGIG=73.01kN

2）内力计算

计算跨度：

边跨In=6.60m—0.12m—0.3m=6.33m

lo=1.025ln+-=1.0256.33m=6.64m

丿ab厂“0.36m0.3m厂“

ln6.33m6.66m

2222

中间跨

n=6.60m—0.30m=6.30m

0=In+b=6.30m+0.30=6.60m

跨度差

（6.64m—6.6m）/6.6m=0.61%<10%则可按等跨连续梁计算。

由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续

梁，计算简图如上所示。

在各种不同分布分布的荷载下作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内

力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则

M=KGJ+KQb

V=KG+KQ

式中系数K查表可得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表7,表&将以上

最不利荷载组合下的弯矩及剪力图分别叠画在同一坐标图下，即可得主梁的弯

矩弯矩包络图及剪力包络图，如图4示。

表7主梁弯矩计算

边跨

第二支

中间

中间支

计算简图

3GC

1II

□L

亠4

-JL4

A-

◎QQ

qau

*七

跨内

0.238

115.37

0.286

228.11

0.226

180.26

-0.286

-137.81

-0.143

-113.37

-0.321

-254.49

跨内

0.111

53.49

-62.90

0.194

153.80

-0.192

-92.52

—0.095

-75.32

-0.048

-38.05

&〔

1QQ

—

-0.095

-75.32

0.175

-0.286

-25.11

138.74

-226.74

基A

壬4&

◎

0.274

-0.178

—

0.048]

218.54

-141.12

-59.72

38.05

斗*

亠—4

—

-0.131

—

-0.143

◎

-34.62

-103.86

-72.41

-113.37

4Jis4

最

343.4

116.3

◎+◎

-251.18

-167.84

不

利

295.6

207.2

◎+◎

-392.3

-130.57

荷

载

140.4

192.2

-213.13

-319.26

组

合

◎+◎

333.9

-278.93

-6.23

-54.47

◎+◎

80.75

-241.67

125.9

-205.89

最大值

343.4

207.2

-392.3

-319.26

表8主梁剪力计算

序

号

计算简图

端支

座

第二支座

中间支座

VAin

VBex

VBin

VCex

VCin

CCGGCC<

0.714

-1.286

1.095

-0.905

0.905

1hun

UL亠亠些

52.13

-93.89

79.95

-66.07

66.07

0.857

—1.143

0.048

0.952

102.94

-137.30

5.77

114.35

4亠J±L

③

】qa

0.679

81.56

-0.726

-87.21

-0.107

-12.85

-0.726

-87.21

-0.107

-12.85

4亠二•》■

[

-0.095

X1.41

-1.19

1.19

-1.19

1.19

—142.94

142.94

—142.94

142.94

4■亠dfe■

◎

0.822

0.226

-0.06

0.226

-0.06

98.74

27.15

-7.21

27.15

-7.2

4dfa亠—■

◎

-0.131

-1.013

0.178

-1.013

0.178

厶乂

JkP

=5.74

-121.68

21.38

-121.68

21.38

最

不

利

荷

载

组

合

◎+◎

155.

-231.2

85.7

-71.8

180.

◎+◎

133.

-181.1

92.8

-153.

78.9

◎+◎

63.5

-236.8

222.9

-209.

209.

150.

-66.74

72.7

-38.9

58.9

◎+◎

36.3

-215.6

101.3

-187.

87.5

最大值

155.

-236.8

222.9

-209.

209.

-39t3

图8主梁的弯矩包络图及剪力包络图

3）截面承载力计算

主梁跨内截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：

bfl06600mm二2200mm：

：

bs0二6000mm

并取ho=650mm-35mm=615mm

判别T形截面类型.=0.060：

：

hf/h。

=80mm/615mm=0.130，故各跨内截面均属于第一类T形截面。

支座截面按矩形截面计算，取ho=650mm-80mm=570nO因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。

跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算，取ho=650mm-60mm=590mm

表9主梁正截面承载力计算

截面

边跨跨内

第二支座

中间跨内

中间支座

M/（kN.m）

343.48

-392.3

207.29

-319.26

Vo-/（kN.m）

28.97

M—V0—/（kN.m）

363.3

290.3

c（s=M/ctifcbfh。

（y=M/%fcbh2

）0.035

0.376

0.021

0.300

匕=1一』一25

0.036

0.502

0.021

0.368

A=3fcb；ho/fy

（As刊fcbhfc/fy

1932.1

2703.6

1127.0

2080.1

选配钢筋

2止22+2也25

2世22+4_£25

2A22+2£25

2A22+4125

实配钢筋面积/

mm2

1960

2720

1960

2720

表9主梁斜截面承载力计算

截面

端支座

内侧

离端第二支座外侧

离端第二支座内侧

中间支座外侧、内侧

V/kN

155.1

-236.8

222.9

209.0

0.25化fcbh。

/kN

457.41

423.94

0.7ftbh0/kN

136.68

126.68

箍筋肢数、直径

218

Asv=nAsv1/mm

101

1.25fyvAsvh°s=/mm

V-0.7ftbh。

885.4

实配箍筋间距s/mm

200

1.25fyvAsv

Vcs=0.7ftbh°+

s/KN

137

V—Vcs

Asb=/mm

0.8fysina

588.1

506.2

424.3

选配弯筋

1628

1_A28

实配弯筋面积/伽2

615.8

4）主梁吊筋计算

由次梁传至主梁的全部集中力为：

182.64103N

G+Q=62.52+120.12=182.64kN

AG+Q182.64^IONc2

=2fysin：

=2300N/mm20.707=.mm

选2618（As=509mm）

六、裂缝宽度验算

1）板的裂缝宽度验算

截面

Mk=%©十qj。

（kN.m）

6.30

6.17

4.25

4.85

4.25

As（mm2）

436

279

314

279

276.

271.

291.

295.

291.

J_（Mpa）

0.87Ash0

0.01

0.00

⑴0.65ftk

屮=1.1tk

Re。

0.83

0.72

0.70

0.75

0.70

|m=1.9c+0.08d/Pte（mr

m）

灼max=2.lW尹lm（mm）

0.11

0.09

0.10

0.11

0.10

由于"Hm=0.4，所以板裂缝验算满足要求

由于板厚h=80mm>l/35=62.9mm根据规范要求，可以不作绕度验算

2）次梁裂缝验算

截面

Mk=%©+qj。

（kN.m）

95.51

-95.51

62.90

-71.89

As（mm2）

774.

968.

505.

693.

◎sk-（Mpa）

0.87Asho

341.

290.

344.

305.

0.02

0.01

0.02

屮_11°.65ftk

Ptdsk

0.98

0.96

0.86

0.96

lm=1.9c+0.08d/Pte（mi

m）127.

127.

191.

111.

⑷max=2.伴

0.3

0.2

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