《混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》計(jì)算書概述

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1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書 —一現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì) 11 土木工程（專升本） 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 完成日期： 混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì) 某多層工業(yè)建筑物平面如下圖所示：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋。 一、設(shè)計(jì)資料 1）樓面構(gòu)造層做法：水泥砂漿地面（ 0.65KN/ m2） 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（25kN/m 2）; 20mm厚石灰砂漿抹底（17kN/m2）； 2 2）可變荷載：Pk=6.0 kN/m 3）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4（當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值〉 4kN/m2時(shí), 取 1.3）; 4）材料選用

2、：混凝土：采用 C25; 鋼筋：梁縱向受力鋼筋采用 HRB400級(jí)鋼筋，其余采用 HPB235級(jí)鋼筋； 5）本建筑物位于非地震區(qū)，建筑物安全級(jí)別為二級(jí)，結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類。 二、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置 主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。主梁的跨度為 6.3m,次梁跨度為6.6m,主梁每跨內(nèi) 布置兩跟次梁，板的跨度為 2.1m ,102/101=6.6/2.1=3.14,因此安單向板設(shè)計(jì)。 按跨高比條件，要求板厚 h>2200/40=55.0mm,對(duì)工業(yè)建筑的樓蓋板，要求 h>80mm , 取板厚h=100mm。 次梁截面高度應(yīng)滿足 h=1 o/18~1 o/12=6600/18~660

3、0/12=366~550mm ?？紤]到樓面活荷載比 較大，取 h=500mm。截面寬度取為 b=200mm。 框架梁截面高度應(yīng)滿足 h=l0/15~lo/10=6600/15~6600/10=440~660mm ,取 h=600mm。截 面寬度取為b=300mm。 樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖如下圖所示： 9 =0.65kN/m * 2 0.1*25=2.5kN/m 2 2 0.020*17=0.34kN/m 3.49 kN/m2 取 3.5 kN/m 2 板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為 所以取1.3。 于是板的恒荷載設(shè)計(jì)值： 活荷載設(shè)計(jì)值： 荷載總

4、設(shè)計(jì)值： 1)計(jì)算簡(jiǎn)圖 4kN/m2, 三、板的設(shè)計(jì) 1)荷載 板的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水泥砂漿地面( 0.65KN/ m2) 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板： 20mm 厚石灰砂漿抹底： 長(zhǎng)度為120mm。按內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板的計(jì)算跨度： 邊跨：l=l0+h/2=2100-100-120+100/2=1930mm<1.0251n=1950mm ,取 lo=1950mm 中間跨：10=1 n=2100-200=1900mm 因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取 1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖 所示： 2)彎矩設(shè)計(jì)值 查表得，板的彎矩系數(shù)am分別為

5、：邊跨中：1/11,離端第二支座：-1/11,中跨中：1/16, 中間支座：1/14。故 M 1=-M b=(g+q)1 012/11=12.6*1.95 2/11=4.36kN.m Mc=-(g+q)1 012/14=12.6*1.9 2/14=3.25kN.m M 2=(g+q)l 012/16=12.6*1.9 2/16=2.85kN.m 3)正截面受彎承載力計(jì)算 板厚 100mm, h0=100-20=80mm ;板寬 b=1000mmC25 混凝土，a 1=1.0 , fc=11.9N/mm 2, fy=210N/mm2 ;板配筋計(jì)算的過程如下表： 板的配筋計(jì)算表

6、截回 1 B 2 C 彎矩設(shè)計(jì)值（kN.m） 4.36 -4.36 2.85 3.25 2 民 s=M/a1fcbh 0 0.065 0.065 0.03 0.034 E=1-(1-2 as)1/2 0.067 0.067 0.03 0.035 軸線 計(jì)算配筋（mm2 304 304 136 159 ①心 AS= E bh0fc/fy ⑤?⑥ 實(shí)際配筋（mm2 4 8@150 4 8@150 ())8@180 ())8@180 As=335 As=335 As=279 As=27

7、9 軸線 計(jì)算配筋（mm2 304 304 0.8*136= 0.8*305= ②?⑤ AS= E bh0fc/fy 109 127 實(shí)際配筋（mm2 ())8@150 ())8@150 ())8@180 ())8@180 As=335 As=335 As=279 As=279 計(jì)算結(jié)果表明， 士均小于0.35, 符合塑性內(nèi)力重分布的原則； As/bh=279/（1000*80）=0.34% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*（1.43/210）=0.30% 大，同時(shí)大于 0.2%,符 合要求。 四、次梁設(shè)計(jì)

8、按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。 根據(jù)本車間樓蓋的實(shí)際使用情況， 樓蓋的次梁和主梁的活荷載 不考慮梁從屬面積的荷載折減。 1）荷載設(shè)計(jì)值 恒荷載設(shè)計(jì)值：板傳來恒荷載: 4.2*2.1=8.82kN/m 次梁自重： 0.2* (0.5-0.1) *25*1.2=2.4kN/m 次梁粉刷： 0.02* (0.5-0.1 ) *2*17*1.2=0.32kN/m 小計(jì)： 11.6kN/m 活荷載設(shè)計(jì)值：q=6*2.1*1.4=17.64kN/m 荷載總設(shè)計(jì)值：g+q=29.3kN/m 2)計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁在磚墻上的支承長(zhǎng)度為 270mm。主梁截面為250*650mm。計(jì)算跨度： 邊

9、跨：l=l 0+a/2=6600-120-250/2+240/2=6475mm<1.0251n=6508mm ,取 l=6475mm 中間跨：1o=1 n=6600-250=6350mm 因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)梁計(jì)算，次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示： 3)內(nèi)力計(jì)算 彎矩設(shè)計(jì)值： Mi=-M b=(g+q)l 02/11=29.3*6.475 2/11=111.68kN.m 2 Mc=-(g+q)l n2/14=29.3*6.350 2/14=85.05kN.m 2 M2=(g+q)l 012/16=29.3*6.350 2/16=73.85kN.m 2 剪力設(shè)計(jì)值： V

10、A=0.45*(g+q)l 01 =0.45*29.3*6.475=86.3kN.m VBL=0.60*(g+q)l 01=0.6*29.3*6.475=115.06kN.m VBR=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m VC=0.55*(g+q)l 01=0.55*29.3*6.350=102.33kN.m 4)承載力計(jì)算 正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)， 跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取bf=l/3=6600/3=2200mm , 又bf=b+sn=300+2000=2200mm ,故bf=2200mm。除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其

11、余截面均布置一排。 C25 混凝土， “1=1.0, fc=11.9N/mm2, ft=1.27N/mm2 ,縱向鋼筋采用 HRB400 鋼， fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235鋼，fyv=210N/m2。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類 T形截面。 次梁?截面受彎承載力計(jì)算 截回 1 B 2 C 彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m) 111.68 -111.68 73.85 85.05 a S=M/ a 1fcbh02 或 0.0122 0.0122 0.008 0.009 a S=M/ a 1fcbfh02 E =1-(1-2 a S)1/2 As = E

12、bfh0fc/fy As= E bh0fc/fy 選配配筋(mm2 0.012 529 0.012 529 0.008 353 0.009 397 3(f)18 3(f)18 3(f)16 3(f)16 As=763 As=763 As=603 As=603 計(jì)算結(jié)果表明，E均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則； As/bh=762/(200*500)=0.762% ,此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.43/360)=0.1787% 大，同時(shí)大于 0.2%, 滿足要求。 2)斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核，腹筋計(jì)算和最小配箍

13、率驗(yàn)算。 驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-hf=465-100=365mm , hw/b=365/200=1.8<4 ,截面尺寸按下式驗(yàn) 算：0.25 3 cfcbho=0.25*1*9.6*200*465=223.2kN>V max=115.06kN。故截面尺寸滿足要求。 0.7ftbho=0.7*1.27*200*465=82.7kN>V A=73.34kN。僅需按造配置箍筋， 選配 3 8@200 p sv=2*50.24/ (250*150) =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18% ,滿足要求。 五、主梁設(shè)計(jì) 主梁按彈性方法設(shè)計(jì) 1、荷載設(shè)計(jì)值 為

14、簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁自重等效為集中荷載。 恒荷載：次梁傳來恒荷載： 11.6*6.6=76.6kN 主梁自重： 0.3* (0.60-0.1) *25*1.2*6.3=28.35kN 主梁粉刷： 0.02* (0.6-0.1) *2*17*1.2*6.3=2.142kN 小計(jì)： 取106.55kN 活荷載：17.64*6.6=116.45kN 取 152.0kN 2、計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁按連續(xù)梁計(jì)算，端部支承在磚墻上，支承長(zhǎng)度為 370mm中間支承在400*400mm的 混凝土柱子上，其計(jì)算跨度 邊跨：ln=6300-120-200=5980mm ,因 1.0251n=150mm

15、2=185mm ,取 1oi=1.0251 n+b/2=1.025*5980+300/2=6300mm 中間跨：1o=6000mm 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖： 3、內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖 A)彎矩設(shè)計(jì)值 彎矩M=k iGlo+k2Qlo公式中系數(shù)ki, k2查表得 Mi, max =0.244* 106.55 *6.3+0.289* 155*6.3=446kN.m Mb，max =-0.267*106.55 *6.3-0.311*155*6.3= -483kN.m M2, max =0.067* 106.55 *6 +0.200*155*6=229kN.m

16、B)剪力設(shè)計(jì)值 男力V=k3G+k4Q公式中系數(shù)k3 , k4查表得 Va，max =0.733*106.55 +0.822*155=210kN Vbl，max =-1.267* 106.55 -1.311*155= -338kN Vbr，max =1.0* 106.55 +1.222*155=296kN C)彎矩、剪力包絡(luò)圖 ①第1、3跨有活荷載，第2跨沒有活荷載 由附表19知，支座B或C的彎矩值為 Mb=Mc=-0.267* 106.55 *6.64-0.133*155*6.64=-287kN.m 在第1跨內(nèi)以支座彎矩 Ma=0, MB=-287kN.m的連線為基線， 作

17、G=86kN , Q=152kN的 簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為： 1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-287/3=431kN.m (與前面計(jì)算的 M1max=431kN.m 相近。) 1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*287/3=335.1kN.m 在第2跨內(nèi)以支座彎矩 MB=MC=-287kN.m的連接為基線，作 G=86kN , Q=152kN的簡(jiǎn) 支彎矩圖，得集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值： 1/3Gl0+MB=1/3*86*6.6-287=-97.8kN.m ②第1、

18、2跨有活荷載，第3跨沒有活荷載 第1跨內(nèi)：在第1跨內(nèi)以支座彎矩 Ma=0, MB=-287kN.m的連線為基線，作 G=86kN , Q=152kN的簡(jiǎn)支梁彎矩圖，得第 1個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為： 1/3(G+Q)l 0+MB/3=1/3*(86+152)*6.64-466/3=371.0kN.m 1/3(G+Q)l 0+2MB/3=1/3*(86+152)*6.64-2*466/3=216kN.m 在第 2 跨內(nèi)以支座彎矩 MC=-0.267*86*6.64-0.089*152*6.64=-242.3kN.m 。以支座彎矩 MB=-287kN.m,M C=-2

19、42.3kN.m的連接為基線， 作G=86kN , Q=152kN的簡(jiǎn)支彎矩圖， 得第1 個(gè)集中荷載和第2個(gè)集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為： 1/3(G+Q)l o+Mc+2/3(M B-MC)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-2/3*(287-242.3)=254.7kN.m 1/3(G+Q)l o+Mc+1/3(M B-Mc)=1/3*(86+152)*6.64-242.3-1/3*(257.6-242.3)=280kN.m ③第2跨有活荷載，第1、3跨沒有活荷載 MB=Mc=-0.267*86*6.64-0.133*152*6.64=-286.7kN.m ,第

20、 2 跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎 矩：1/3(G+Q)l 0+M B=1/3*(86+152)*6.4-286.7=221kN.m 第1、3跨兩集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩設(shè)計(jì)值分別為： 1/3Gl 0+1/3M B=1/3*86*6.64-1/3*286.7=94.8kN.m 1/3Gl 0+2/3M B=1/3*86*6.64-2/3*286.7=-0.8kN.m 彎矩包絡(luò)圖如圖： 剪力包絡(luò)圖： ①第1跨 Va，max =0.733*86+0.822*152=187.9kN ;過第 1 個(gè)集中荷載后為：187.9-86-152= -50kN ; 過第2個(gè)集中荷載后為：-44.

21、1-86-119=-249.1kN。 Vbl，max =-1.267*86-1.311*152=-308.3kN ;過第 1 個(gè)集中荷載后為：-308.3+86+152=-70.3kN ; 過第2個(gè)集中荷載后為：-70.3+86+152=167.7kN。 ②第2跨 Vbr，max =1.0*86+1.222*152=271.7kN ;過第 1 個(gè)集中荷載后為： 271.7-86=185.7kN ;當(dāng) 活荷載僅取作用在第 2跨時(shí)，Vbr =1.0*86+1.0*152=238kN ;過第1個(gè)集中荷載后為： 238-86-152=0kN ,剪力包絡(luò)圖如圖所示： 4、承載力計(jì)算 1

22、）正截面受彎承載力 跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，因 bf/h0=100/615=0.16>0.1 ,翼緣計(jì)算寬度按l/3=6.9/3=2.3m和 b+sn=6. m中較小值確定，取 bf=2.3m。 B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值 MB=MBmax-Vob/2=398.2-231.4*0.40/2=351.7kN ?？v向受力給你鋼 筋除B支座截面為兩排外，其余均為一排?？鐑?nèi)截面經(jīng)判別都屬于第一類 T形截面。正截 面受彎承載力的計(jì)算過程如下表所示： 主梁正截面承載力計(jì)算 截面 1 B 2 彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m) 367.7 -398.2 193.4 -68.4 a S=M/ a 1f

23、cbh02 或 0.036 0.042 0.019 0.007 a S=M/ a 1fcbfh02 T S=[1-(1-2 a s)1/2]/2 0.98 0.98 0.99 0.996 AS=M/ 丫 sh0fy 1695 1913 882 310 選配配筋(mm2 4(|)25 7小20 3(|)20 2小20 As=1963 As=2200 As=942 As=628 計(jì)算結(jié)果表明，E均小于0.518,滿足要求；取中間跨跨中截面驗(yàn)算，其承載負(fù)彎矩時(shí) 的最小配筋率， AS、bh=628/ (250*650) =0.3

24、9%,此值比 0.45ft/fy=0.45*(1.27/360)=0.158% 大，同時(shí)大于0.2%,滿足要求。 2)斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核，腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算。 驗(yàn)算截面尺寸：hw=h0-hf=590-100=490mm , hw/b=490/250=1.96<4 ,截面尺寸按下式驗(yàn) 算：0.25 3 cfcbh0=0.25*1*9.6*250*590=354.0kN>V max=265.0kN。故截面尺寸滿足要求。 0.7ftbh0=0.7*1.27*250*590=131.1kN

25、50.24/ (250*150) =0.26%>0.3*ft/fyv=0.3*1.27/210=0.18% ,滿足要求。 次梁傳來的集中力 Fl=62.5+80.8=143.3kN , h1=650-500=150mm ,附加箍筋布置范圍 s=2h1+3b=2*150+3*200=900mm。取附加箍筋 8@200雙肢箍，則在長(zhǎng)度 s內(nèi)可布置附加箍 筋的排數(shù)，m=900/200+1=6排，次梁兩側(cè)各布置 3排，另加吊筋 216,Asb=402mm ,由2fyAsbsin a +mnfyvAsv1=2*360*402*0.707+6*2*210*50.24=331.24kN>Fl ,滿足要求。

26、 因主梁的腹板高度大于 450mm ,需在梁側(cè)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截 面面積不小于腹板面積的 0.1%,且其間距不大于 200mm?，F(xiàn)每側(cè)配置214, 308/ (300*570) =0.18%>0.1% ,滿足要求。 主梁邊支座下需設(shè)置梁墊，計(jì)算從略。 小計(jì)： 60.0kN/m2 1.2,可變荷載分項(xiàng)系數(shù)為 1.4,因當(dāng)樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值》 g=1.2*3.5=4.2kN/m q=1.4*6.0=8.4kN/m -- 2 g+q=4.2+8.4=12.6kN/m 次梁截面為200*500mm ,現(xiàn)澆板在墻上的支承長(zhǎng)度不小于 100mm，取板在墻上的支承