完整版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)——單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)?計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料1、建筑尺寸：縱向跨度L1=2160mm ,橫向跨度L2=2400mm.柱截面尺寸： 400mmX400mm.2、樓面做法：水磨石面層,鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm石灰砂漿抹底.3、材料：混凝土強(qiáng)度等級為 030,梁、板受力鋼筋采用 HRB400級鋼筋,梁箍筋、板構(gòu) 造筋采用HRB335級鋼筋.4、荷載：鋼筋混凝土重度 25KN/m3 ,舞廳標(biāo)準(zhǔn)值4.0KN/m2,恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2,活 荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4.、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5.4m,次梁的跨度為6m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁,板的跨度為1.8m,

2、 l02/l01=6/1.8=3.3> 3,故按單向板設(shè)計(jì).按跨高比條件,要求板厚 hm800/40=45mm ,對跨度大于等于1500mm ,民用建筑樓板,h> 60mm 故取板厚 h=60mm.次梁截面高度應(yīng)滿足h=l0/1810/12=6000/186000/12=333500mm .故截面高度取為 h=450mm ,截面寬度 b=(1/31/2)h=150225mm ,故取 b為 b=200mm.主梁的截面高度應(yīng)滿足 h=l0/1510/10=5400/155400/10=360540mm ,取h=500mm.截面 寬度 b=(1/31/2)h=167250mm ,故取 b

3、為=250mm.樓蓋建筑平面及樓蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖見附圖1、附圖2.三、板的設(shè)計(jì)(按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算)如樓蓋結(jié)構(gòu)布置平面圖軸線、的板屬于端區(qū)格單向板；軸線的板屬于中間區(qū)格單元板.1、荷載計(jì)算板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石面層60 mm鋼筋混凝土板20mm石灰砂漿小計(jì)板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.65kN/m2-20.06 25=1.5kN/ m20.02X 17=0.34 kN/ m2.49kN/m 24.0kN/ m2永久荷載設(shè)計(jì)值g=2.49 X 1.2=2.988 kN/ m 2口受柿載設(shè)計(jì)值2q=4.0X 1.4=5.6kN/ mg+ q=8.588kN/m 2近似取為 g+q=8.6kN/m 2

4、2、計(jì)算簡圖次梁截面為200mm x 450mm ,現(xiàn)澆板在墻上的支承長度不小于120mm,取板在墻上的支承長度為120mm.按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì),板的計(jì)算跨度：邊跨 l0=in+ h/2=1800 200/2-120+ 60/2=1610mm<l - a/2=1640mm ,取 l°=1610mm中間跨 10= in =1800 200=1600mm因跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算,取五跨.取1m寬板帶作為計(jì)算單元,從左到右節(jié)點(diǎn)編號依次為 A,B,C.C,B,A .單元中點(diǎn)處的編號1, 2, 3, 2, 1.計(jì)算簡圖為：g-bq-8.6KN/M"R弋玲,餐*

5、中、弋才 L61., 1600 1 18.口、十 任1口 ,3、彎矩設(shè)計(jì)值由調(diào)幅法,查表11-1可查得,板的彎矩系數(shù) a m分別為:支承情況截 面 位置端支座邊跨支 座離端第一支座離端第二跨 中中間支 座中間跨 中A1B2C3梁板擱支在墻 上01/11兩跨連續(xù)：-1/10 三跨以上連續(xù)：-1/111/16-1/141/16板與梁整 澆連接-1/161/14梁-1/24梁與柱整澆連 接-1/161/14故：M1= Mb= (g+q) 102/11=8.6 幡12/11= 2.02kN m -Mc= (g + q) 102/14=-8.6 1 洸2/14= -1.57kN m -M2= (g+q)

6、 102/16=8.6 K62/16=1.376kN m這是對端區(qū)單向板而言的,對中間區(qū)格單向板,其Mc=-1.57 /8=-1.256kN m M2=0.8 M.376=1.1kN m4、正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別為一級,C30混凝土,板的最小保護(hù)層厚度c=15mm.板厚60mm , ho=60-20=40mm ;板寬 b=1000mm.C30混凝土, ai=1.0, fc=14.3N/mm 2 ； HRB400 鋼筋, fy=360N/mm2.那么板的配筋計(jì)算的過程如下表.板的配筋計(jì)算截 面1B2C彎矩設(shè)計(jì)值(KN m)2.02-2.021.376-1.57 , 2、c(s =M /(&

7、#171;i fcbh0 )0.0880.0880.0600.069-=1- Ji - 240.0920.0920.0620.071軸線避,計(jì)算配筋A(yù) =ibhofc / fy146.2146.298.51112.81實(shí)際配筋(mm2)亞 6190As =149韭 6190As =149口 6190As =149變6190As =149軸線冠計(jì)算配筋A(yù)s = ebh05 fc /fy146.2146.20.8*98.51=78.80.8*112.81=90.2實(shí)際配筋(mm2)中 6160As =177 5/6160As =123 /177訃 6160As =123弟 5160As =123計(jì)

8、算結(jié)果說明,支座截面的七均小于0.35,符合塑性內(nèi)力重分布原那么；As/bh=123/(1000X 60)=0.205%,此值大于0.45ft./fy=0.l8%,同時(shí)大于0.2%,滿足最小配筋率的要求.5、確定各種構(gòu)造鋼筋：分布筋選用生6250.嵌入墻內(nèi)的板面附加鋼筋選用 生6200.垂直于主梁的板面附加鋼筋選用 生8200.板角構(gòu)造鋼筋：選用生6200,雙向配置板四角的上部.6、板的配筋見圖紙.四、次梁設(shè)計(jì)按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì).根據(jù)實(shí)際使用情況,樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮 梁附屬面積的荷載折減.1、荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值板傳來永久荷載2.988 1.8=5.39KN/m次梁自重

9、0.2 X(0.45-0.06) X25M.2=2.34KN/m次梁粉刷0.02 X( 0.5-0.06) X2X17X1.2=0.33KN/m小計(jì)g=8.05KN/m可變荷載設(shè)計(jì)值q=5.6 M.8=10.08KN/m荷載總設(shè)計(jì)值g+q=18.13KN/m2、計(jì)算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm.主梁截面為250mm 500mm.計(jì)算跨度：邊跨 10 =ln+a/ 2 =6900-120-350/2+240/2=5875mm<1.025 ln =1.025 5755=5898.875,取10=5875mm中間跨 l° = ln =6000 - 250=5750mm因跨度

10、相差小于10% ,可按等跨度連續(xù)梁計(jì)算.次梁的計(jì)算簡圖如g + q = 18.13KN/M令令己令令才 5750# 575.1 5875才3、內(nèi)力計(jì)算由表11-1、11-3可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù).彎矩設(shè)計(jì)值：1B2Ca1/11-1/111/16-1/14一,、,2M =Wg +q)l0 (kN m)111 m18.13m5.8752= 56.89_1. 11x18.13x5 .8752=-56.89116M18.13 m5.752 =37.46-1 / 14M18.13M5.752= 42.82剪力設(shè)計(jì)值:ABlBrCa0.450.600.550.55V =Wg +q)ln0.45X18

11、.13X5.7550.60X18.13X5.7550.55X18.13X5.7500.55X18.13X5.750(kN)= 46.95= 62.6=57.34=57.344、承載力計(jì)算1 正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時(shí),各支座計(jì)算按矩形截面,跨內(nèi)按T形截面計(jì)算,翼緣寬度取 bf = 10 /3 =5875/3=1958.3mm ；又 b'f = b + sn =200+1800- 200 = 1800mm,故取., bf=1800mm .各截面縱向鋼肋均布置一排.環(huán)境類別一級,C30混凝土,梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm.一排縱向鋼筋 h0 =450-40=410mm .C3

12、0 混凝土, % =1.0,久=1, fc =14.3N /mm2, ft =1.43N / mm2 ；縱向鋼筋采用HRB400 鋼,fy=360N/ mm2,箍筋采用 HRB335 鋼,fyv =300N/mm2.正截面承載力計(jì)算過程如表.經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面.截回1B2C彎矩設(shè)計(jì)值KN.m 56.89-56.8937.46-42.82 .2、% = M /(a 1 fcbh0 )或% =M/(% fcbf 摩)56.89 父106656.89X1037.46 X1066-42.821021M4.3 父200 父410=0.118_ _ 21M14.3M 200M410=0.0

13、891 父14.3 父1800 M4102=0.0131X14.3 X1800X4102=0.00821 =1 _41 -2%0.0130.126<0.350.00870.093<0.35As = Ph.fc / fy或388411.42255.04304.36如3'As =3f h.% fc / fy選配鋼筋mm2域16As = 402晚14As = 462雄14As = 308域14As = 308計(jì)算結(jié)果說明,支座界面的,均小于0.35 ,符合塑性內(nèi)力重分布的原那么；As /bh =308 /200父450 =0.342% ,此值大于 0.45ft/ fy = 0.4

14、5 1.43/360=0.18%,同 時(shí)大于0.2% ,滿足最小配筋率的要求.2斜截面受剪承載力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 =410-60=350mm ,因 hw / b = 350/200=1.75<4截面尺寸按下式驗(yàn)算：0.25 Pc fcbh.= 0.25 父 1 M 14.3 父 200 M 410 = 293.15 父 103 N>Vmax=62.6KN,故截面 尺寸滿足要求.驗(yàn)算各截面：0.7ftbh0=0.7 X1.43 X200X410=82.02KN >Vmax=62.

15、6KN ,故按構(gòu)造配置箍 筋,采用6200驗(yàn)算配箍率下限值：Psv, min= 0.24-f- =0.24X1.43/300=0.114%f yv實(shí)際配箍率：Rv=56.6/ 200X200 =0.142%>0.114% ,故滿足要求.五、主梁設(shè)計(jì)主梁按彈性方法設(shè)計(jì).1、荷載計(jì)算值為簡化計(jì)算,將主梁自重等效為集中荷載.次梁傳來的永久荷載8.05 >6=48.3KN主梁自重含粉刷0.5-0.06 0.25 X.8 >25X1.2+0.02 ¥0. 5-0.06 2X1.8 M7X1.2=6.586KN永久荷載設(shè)計(jì)值G=48.3+6.586=54.89KN可變荷載設(shè)計(jì)值

16、Q=10.08X6 =60.48KN2、計(jì)算簡圖主梁按連續(xù)梁計(jì)算,端部支承在磚墻上,支承長度為370mm ;中間支承在400mm< 400mm的混凝土柱上.其計(jì)算跨度ln =5400-200-120=5080mm, 因 0.0251n =127mm<a/2=185mm, 取,近似取 l0 =5410mml0=1.025 ln +b/2=1.025 >5080+400/2=5407mm中跨：l0 =5400mm主梁的計(jì)算簡圖如：GGGGGGGG也 I£3 AD 4£#才7T才3、內(nèi)力設(shè)計(jì)值及包絡(luò)圖1彎矩設(shè)計(jì)值彎矩： M= k1Gl0+k2Ql0,式中系數(shù)kk

17、2可由附表6-2查得.GA 04M1,max =0.286X60.48 >5.41+0.238 54.89 >5.41=164.25KN mM 3,max =0.222 X60.48 >5.4+0.111 54.89 >5.4=105.40KNm(ii)J 5410 J 540口 J 540口 j 541 口 *M 2,max = 0.111 為4.89 >5.4+0.222 60.48 >5.4=105.40KN m (iii)Q A 0 IT qtQIQiEMB,max =-0.286 54.89 >5.41-0.32160.48 >5,41

18、=-189.96KNmivBA-.Q1Q 1Q4o 3Fo41054M c,max =-0.286 60.48 >5.4-0.191 5<4 >54.89=-150.05KNm2剪力設(shè)計(jì)值剪力： V= k3G+k,Q,式中系數(shù)均查附表6-2相應(yīng)欄內(nèi)可得.由i, VA=0.714M 54.89+0.857 X 60.48 =91.02KNmax由iii,VBlH1 =1.286 54.89-1.321 60<48= - 9.3KN bi ,xa由Hi,VBrxm =1.095 54.89+1.274 60.48=137.16KN由iv, Vcl,m =-0.905 54.

19、89-1.190 60<48=-121.65KNVcr,max =0.905 54.89+1.190 60.48=121.65KN3彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖：第1、3跨有可變荷載,第2、4跨沒有可變荷載由附表知,支座 城C的彎矩值為：M B =-0.143 60.48 5.41-0.286 54.89 5.41= - 131.72KN mMc=-0.095 60.48 5.4-0.191 5489 5.4=-87.64 KN m Md=-0.143 60.48 5.41-0.286 5*89 5.41=-131.72 KN m-在第1跨內(nèi)以支座彎矩 M A =0, Mb= -131.7

20、2 KNm的連線為基線,作G=54.89KN ,Q=60.48KN的簡支梁彎矩圖,得第1個集中荷載和第2個集中荷載作用點(diǎn)處彎矩值分別為：1_ _ M 1131 72(G+Q) l0+=- ( 54.89+60.48) £41-皿",=164.144KN m333312 M1131 72(G+Q) l0 + B-=- (54.89+60.48) X5.41-2 X131 ,2 =120.244KN m3333在第2跨內(nèi)以支座彎矩Mb=-131.72KN m , M C =-87.64KN m的連線為基線,作G=54.89.KN , Q=0的簡支彎矩圖,得第一個和第二個集中荷載

21、作用點(diǎn)處的彎矩值：1 一 11-Gl0 +M B- (M B M C) = X 54.89 >5.4-117.03= - 18.228KN m3 334 -21Gl 0 + Mb-(Mb -Mc)= - X 54.89 >5.4- (-131.72+44.08 >2/3=117.03 KN m 333在第3跨內(nèi)以支座彎矩Me =-87.64KN m , M d =-131.72KN.m 連線為基線,作G=54.89KN , Q=,60.48KN的簡支彎矩圖,得第一個和第二個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 一一1(G+Q) 10 +MC 十一(MD MC)=105.33KN331

22、 _2-GQ) lo Me -(Md -Me) =90.64KN33在第4跨內(nèi)以支座彎矩 M D=-131.72KN.m , M E =0連線為基線,作G=54.89KN , Q=,0KN的簡支彎矩圖,得第一個和第二個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值：1 11.Gl 0+ -MD= -X 54.89>5.41+2/3>(-131.72)=11.17KN3 33121 -Gl 0-MD= -X 54.89>5.41+1/3><-131.72)=55.08KN333第1、2、4跨有可變荷載,第3跨沒有可變荷載Mb=-0.32 1 X5.41 X 60.48-0.286 X 5

23、4.89 X 5.41=-189.96KN mMe=-0.048 X 5.4 X 60.48-0.191 X 54.89 X 5.4=-72.29KN mMd=-0.155 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-135.64KN m各跨的集中荷載處的彎矩值的計(jì)算方式與情形相同.因此： 第1跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 _ 一 - M 1189.96(G+Q) l0 + B = (54.89+60.48 ) X5.41=326.86KN m3333第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1.Mb12 189.96一(G+Q) l0 + B = (54.8

24、9+60.48 ) X5.41- =81.41KN m3333第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一 .1 (G+Q) 10 +Mb-(Mb -Mc)=56.93KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 2 .(G+Q) 10 +M B -(M B -M C)=96.15KN m33第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 1八G10 + MC + (Md Mc) =5.40KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1一一 2-Gl0 + Mc + (Md -Mc) =-15.72KN m33第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 2M d(G+Q) l0 +=

25、117.62KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 (G+Q) l0 + M-D-=162.84KN m 33 第2、4跨有可變荷載,第1、3跨沒有可變荷載(與情形相同,各彎矩值可參照情形 得到)第1、4跨沒有可變荷載,第2、3跨有可變荷載Mb=-0.095 X5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-116.01KN mMc=-0.286 X 5.4 X 60.48-0.191 X 54.89 X 5.4=-150.02KN mMd=-0.095 X 5.41 X 60.48-0.286 X 54.89 X 5.41=-116.01KN m第1跨內(nèi)第1個

26、集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為:1_Mb1116.01-G l0 + B = 一 >54.89 X5.41=60.31KN m33332 116.013=21.64KN m第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：11MBi-G l0+ B = >54.89 X5.41-333第2跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為:1 一一1(G+Q) 10 + M B +-(MC -Mb)=80.32KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一 .2(G+Q) 10 +M B 十一(MC Mb)=60.89KN m33第3跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一 一、1(G+Q) 10 +M

27、C-(MC M D) =60.98KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1 一 .2(G+Q) 10 + M C -(MC -M D) =80.32KN m0CCD33第4跨內(nèi)第1個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1,2M dGl0 + D=21.64KN m33第2個集中荷載作用點(diǎn)處的彎矩值為：1, M DGl0 + D=60.31KN m33第1、3、4跨有可變荷載,第2跨沒有可變荷載與情形相同,各彎矩值可參照情形得到所得彎矩包絡(luò)圖見附圖 3剪力包絡(luò)圖：第1跨i 由圖i,VAxi =91.02KN過第1個集中荷載后為91.02-54.89-60.48=-24.35KN過第 2個集中荷載

28、后為-24.35-54.89-60.48=-139.72KNii 由圖iii VBl max= - 9.3KN ,I max過第1個集中荷載后為-9.3+54.89+60.48=106.07KN過第 2個集中荷載后為 106.07+54.89+60.48=221.44KNiii 由圖iv v =-0.095 60.48+0.714 >54.89=33.45 KN A過第1個集中荷載后為33.45-54.89=-21.44KN過第2個集中荷載后為-21.44-54.89=-76.33KN第2跨i 由圖iii VBr,max=137.16KN過第1個集中荷載后為 137.16-54.89-6

29、0.48=21.79KN過第2個集中荷載后為21.79-54.89-60.48=-93.58KNii 由圖i Vbp =0.048 60.48+1.095 54.89=63KN過第1個集中荷載后為 63-54.89=8.11KN過第2個集中荷載后為8.11-54.89=-46.78KNiii 由圖iv Vci, max =-121.65KN過第1個集中荷載后為-6.28KN過第2個集中荷載后為109.09KN第3跨i 由圖iv Ver, max = = 1.190 60.48+0.905 54.89=121.65KN過第1個集中荷載后為 121.65-54.89-60.48=6.28KN過第2

30、個集中荷載后為6.28-54.89-60.48=-109.09KNii 由圖i Ver =0.952 >60.48+0.905 54.89=107.25KN過第1個集中荷載后為 107.25-54.89-60.48=-8.12KN過第 2個集中荷載后為-8.12-54.89-60.48=-123.49KNiii 由圖iii Ver = -0.107 60.48+0.905 54.89=43.20KN過第1個集中荷載后為 43.2-54.89=-11.69KN過第2個集中荷載后為-11.69-54.89=-66.58KN第4跨i 由圖iv VDr =0.095 0.48+1.286 54.

31、89=76.33KN過第1個集中荷載后為76.33-54.89=21.44KN過第2個集中荷載后為21.44-54.89=-33.45KNii 由圖i VDr =0.143 >60.48+1.286 54.89=79.24KN過第1個集中荷載后為79.24-54.89=23.34KN過第2個集中荷載后為23.34-54.89=-30.54KNiii 由圖iii VDr =1.155 60.48+1.286 54.89=140.44KN過第1個集中荷載后為 140.44-54.89-60.48=25.07KN過第2個集中荷載后為25.07-54.89-60.48=-90.3KN第1,3,4

32、跨有可變荷載,第2跨沒有可變荷載的情況下,剪力值可參照圖 iii .第2、4跨有可變荷載,1、3跨沒有可變荷載,即圖ii的情況下,剪力值可參照圖i.所得剪力包絡(luò)圖見附圖44、承載力計(jì)算1正截面受彎承載力跨內(nèi)按T形截面計(jì)算,因h'f / h0 = 60/465=0.13>0.1,翼緣計(jì)算寬度按'l / 3 =5.4/3=1.8m和b+sn=0.4+5.4-0.4=5.4m 中較小確定,取 bf =1.8m.經(jīng)判別,跨內(nèi)截面均屬于第一類T形截面.B支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值MB=MBmsx-V0b/2 = - 189.96+9.3 0虛=-188.1KN m.C支座邊的彎矩設(shè)計(jì)值 M

33、 c= M Cmsx-V0b/ 2 =-150.02-43.20 0.2=-141.38KN m-.縱向受力鋼筋除B、D支座截面為2排外,其余均為1排.主梁正截面受彎承載力的計(jì)算如表：截回1BC2彎矩設(shè)計(jì)值KN城164.25-188.1-141.38105.4-22.222 %=M/(%fcbh02)或 ,尸,',2、cts =M /(«1 fcbfh0)164.25 406-188.1 X106-141.38 父106105.4 X106-22.22 父1061 >14.3 X1800 X4652=0.0301 X14.3 X250 X4302=02851 X14.3 X250 X4652=0.1831 X14.3 X1800 X465 2=0.0191 X14.3 X250 X4652=0.029工=(1+Jl-2口 s)/20.9850.8280.8980.990.985As=M/( fyh0)996.121467.5940.5635.70134.7選配鋼筋mm2線22+1亞22 (彎)As=114041t22 (彎) +曲14As=1673.92業(yè)22 (彎)+2曲 16As=1162斑22As =760住14As =153.92)斜截面受剪承載力驗(yàn)算截面尺寸：