混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計報告計算書

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程設(shè)計鋼筋混凝土現(xiàn)澆主次梁結(jié)構(gòu)設(shè)計學校：清華大學班級：姓名：學號：指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：.一、設(shè)計資料本結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土砼現(xiàn)澆單向板肋梁（建筑標高+9.00 ），其結(jié)構(gòu)布置圖如附圖1-1所示，板深入墻內(nèi)120mm ，次梁深入墻內(nèi)240mm ，主梁伸入墻柱內(nèi)370mm ，樓面面層為 20mm厚水泥砂漿面層（容重為20 KN ），板底及梁用 20mm厚石灰砂漿粉刷（容重17KN）。樓面可變荷載標準值 QK = 6 KN。混凝土強度等級為 C35 。主次梁受力鋼筋采用 HRB335 或 HRB400 鋼筋，板采用 R235級鋼筋。板厚取 70 mm ，次梁尺寸為 200 

2、5;400mm ，主梁尺寸為 250×650mm 。圖 1-1單向板肋梁結(jié)構(gòu)平面圖二、設(shè)計內(nèi)容和要求（一）板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算內(nèi)力，主梁按彈Word 資料.性理論計算內(nèi)力并給出彎矩及剪力圖。（二）繪結(jié)構(gòu)施工圖1. 結(jié)構(gòu)平面布置圖（ 1：150 ），圖上需標注墻、柱定位軸線編號，梁柱定位尺寸及構(gòu)件編號，并標出板的結(jié)構(gòu)標高。2. 板模板及配筋平面圖（ 1 ：60 ），圖上需標注板厚、板中鋼筋的直徑、間距及其定位尺寸。3. 次梁模板及配筋圖（ 1 ：40 ，1：20 ），圖上需標注次梁截面及幾何尺寸、梁底標高、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號其定位尺寸。4. 主梁模板及配筋（ 1 ：

3、40 ，1 ：20 ），彎矩包絡(luò)圖及抵抗彎矩圖，圖上需標注主梁截面及幾何尺寸、梁底標高，鋼筋的直徑、根數(shù)、編號其定位尺寸。5. 有關(guān)設(shè)計說明，如混凝土強度等級、鋼筋級別、混凝土保護層厚度等。三、樓面板結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置。確定主梁的跨度為4800mm ，次梁的跨度為4800mm ，主梁每跨內(nèi)設(shè)置兩根次梁，板的跨度為1600mm 。l 02 /l 01 =3 ，按單向板設(shè)計。四、板的設(shè)計1、荷載Word 資料.（1 ）板的永久荷載標準值：20mm水泥砂漿面層0.02X20=0.4KN70mm鋼筋混凝土板0.07X25=1.75KN20mm板底石灰砂漿0.02X17=0.34

4、KN-小計2.49KN（2 ）板活荷載標準值：6 KN永久荷載分項系數(shù)去1.2，可變荷載分項系數(shù)取1.4，故板的：永久荷載設(shè)計值g=2.49 ×1.2=2.99KN可變荷載設(shè)計值q=6 ×1.4=8.4 KN（3 ）荷載總設(shè)計值g+p=11.39 KN近似取為： g+p=11.4 KN2 、計算簡圖（ 1 ）板的實際跨度：邊跨 L0 =1600-60-100=1440mm 中跨 L0 =1600-100-100=1400mm（2 ）邊跨計算跨度： LL=60+L0 +b=60+1440+200=1600mm22=60+L0 +t=60+1440+70=1535mm22取較小

5、值，邊跨的計算跨度為L=1535mm。Word 資料.（ 3 ）中跨計算跨度： L = L0 +b =1400+200=1600mm L = L0 +t =1400+70=1470mm取較小值，中跨的計算跨度為L=1470mm。因跨度相差小于 10% ，可按等跨連續(xù)板計算。 取 1m 寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖 1-2 。圖 1-2 板的計算簡圖3 、彎矩設(shè)計值2邊跨彎矩 ：M 0=ql=11.4*1.535*1.535*1/8=3.36KN m8ql2中跨彎矩： M 0 =11.4*1.47*1.47*1/8=3.08KN m8大致根據(jù)實踐規(guī)范可以取1、支點彎矩 M =-0.7 M 0

6、2、跨中彎矩 1）板厚與梁肋高度比等于或大于 1/4時M =+0.7 M 02）板厚與梁肋高度比小于1/4時候 M =+0.5 M 0M 2 =0.5 M 0 =0.5 ×3.08=1.54KNmMMc =-0.7B =-0.7MM0KN m0=-0.7 ×( 3.36 3.08 )=-2.25 KN m2M 1 = M 0 +0.5 M B =3.36-0.5 ×2.25=2.24 KNmWord 資料.4 、正截面承載能力計算板厚 h=70mm ，取 as =30mm （規(guī)范中板的保護層厚度最小為 30mm ）， h0 =70-30=40mm 。C35 混凝土

7、，混凝土抗壓強度設(shè)計值 f cd =16.1KPa 。鋼筋采用 R235, f sd =195KPa 。板的配筋計算見表1-1 。表 1-1板的配筋計算截面1B2C2.2-2.21.5-2.1彎矩設(shè)計值4546A0M0.00.00 0.02f cd b h0878706084112 A00.00.00.00.091916288As =f cdb h0300300204290f sd.5.5.76.68165816581658165實際配筋（ 3（3（3（ 305 ）05 ）05 ）05 ）Word 資料.五、次梁設(shè)計按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計。1、荷載（1 ）永久荷載荷載板傳來的恒載2.99 

8、15;1.6=4.78次梁自重0.2 ×（0.4-0.07 ）×25 ×1.2=1.98KN mKN m次梁粉刷0.02 ×（0.4-0.07 ）×2 ×17 ×1.2=0.27 KN m小計g=7.03 KN m（2 ）可變荷載設(shè)計值q=8.4 ×2=16.8 KN m（3）荷載總設(shè)計值g+q=24KN m2 、計算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm ，主梁的截面為250 ×650mm 。（ 1 ）次梁實際跨度：邊跨 L0 =4800-120-125=4555mm中跨 L0 =4800-125-12

9、5=4550mm（2 ）邊跨計算跨度：L=L0 +0.5 × 墻 上 支 承 長 度 +b/2=4555+0.5×240+125=4800mmL =1.025 L0 +b/2=1.025 ×4555+125=4794mm 取較小值，邊跨的計算跨度為 L=4794mm 。Word 資料.（ 3 ）中跨計算跨度： L = L0 +250=4800mm因話中相差小于10% ，可按等跨連續(xù)梁計算， 次梁的計算簡圖如1-3 。圖 1-3次梁的計算簡圖3 、內(nèi)力計算彎矩和剪力根據(jù)簡支梁靜定平衡方程計算（1 ）彎矩設(shè)計值：2M 0 =ql=24*4.794*4.794*1/8=

10、68.94KN m82qlM0= 8M 2 =0.5M c =-0.7KNmM 0 =0.5 ×69.12=34.56KNmM 0KNmM B =-0.7 M 0 =-0.7 ×(68.94269.12)=-48.32KNmM 1 = M 0 +0.5 M B =68.94-0.5×48.32=44.78KNm（2 ）剪力設(shè)計值：V A =3ql/8=3*24*4.794/8=43.15KN，V B1 =-5ql/8=-5*24*4.794/8=-71.91KNV Br =ql/2=24*4.8/2=57.6KN,Word 資料.V cl =-57.6KNV cr

11、 =57.6KN4 、承載力計算(1 ）正截面受彎承載力正截面受彎承載力計算時，跨內(nèi)按T 形截面計算，翼緣寬度按以下公式取最小值：'bf 正彎矩中跨： 0.2*4800=960mm正彎矩邊跨： 0.27*4794=1294mm負彎矩中跨： 0.07*(4794+4800)=672mm 1600mm 200+0+12 ×70=1040mmC35 混凝土， as =40mm ， h0 =400-40=360mm。C35 混凝土，f cd=16.1KPa ，鋼筋采用 HRB335, f sd=280KPa 。經(jīng)判別跨內(nèi)截面均屬于第一類 T 形截面。正截面受彎承載力計算見表1-2 。

12、表 1-2次梁正截面受彎承載力計算截面1B2C34.5彎矩設(shè)計值44.78-48.32-48.386Word 資料.'bf9602001040200A0M0.0220.1160.010.1162f cd b h060.01112 A00.0220.1240.1246As= f cdb h0344.437.2513.4513.4f sd41 2 1218實際配筋12+2 181812+2 18(509)(622.1)(509)(622.1)（2 ）斜截面受剪承載力圖 1-4 板的剪力圖as =30+18.4=39.2mm， h0 =360.8mm2驗算上限值、下限值：上限值：3f cu,

13、 kh0103360.8=217.72KN0.51b=（0.51 ×）× 35××，符合上限值。Word 資料.33下限值：0.5 102 f td b h0 = 0.5 10 ×1×1.52 ×200 ×360.8=54.84KN不符合下限值，所以設(shè)計中不需要依靠箍筋來承擔剪力，箍筋的布置只需要滿足設(shè)計構(gòu)造要求，因此箍筋的布置如下：在 400 4082.8mm 、4909 9479mm和 9594 11994mm段：按照構(gòu)造要求配置箍筋， SV H/2=200mm且不大于 400mm ，SV 取 200mm 。在

14、 0400mm 、4394 5194mm 、9194 9994mm段：按要求， SV 取 100mm在 4082.8 4394mm段：'×（4794 -1797.9- 400 ） =67.11KNV =71.914794 -1797.92P=622.1 ÷(200 ×360.8) ×100=0.86V ' =1230.45103b h0 (20.6P) f cu,ksv f sv67.11= 1 ×1 ×1 × 0.453×200 ×360.8 × ( 2 0.60.86)35

15、sv19510=0.147%雙支箍，直徑為 8sv= Asv ,V=211.5mm,取 210mm 。svb svS為施工方便，在離支座距離大于400mm處箍筋間距均取200mm ，小于 400mm處箍筋間距均取100mm 。六、主梁設(shè)計主梁按彈性理論設(shè)計 .Word 資料.1 、荷載設(shè)計值：為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來恒載7.03 ×4.8=33.7KN主梁自重（含粉刷）(0.65-0.07) ×0.25 ×1.6 ×25+2 ×(0.65-0.07) ×0.02 ×1.6 ×17 ×

16、1.2=7.7KN-永久荷載G=33.7+7.7=41.4KN近似取 G=42KN可變荷載Q=16.8 ×4.8=80.6KN近似取 Q=81KN2 、計算簡圖主梁端部支撐在帶壁柱墻上，支承長度為 370mm ，中間支承在 300mm ×300mm 的混凝土柱上。 主梁按連續(xù)梁計算， 其計算跨度如下。（ 1 ）計算跨度：邊跨 L0 =4800-0.5 ×370-150=4465mm中跨 L0 =4800-150-150=4500mm（ 2 ） 邊 跨 ： L=L0 +0.5a+0.5b=4465+0.5× 370+0.5×300=4800mmL

17、=1.025L0+0.5b=1.025×4465+0.5×300=4727mm（ 3 ）中跨： L = L0 +b=4500+300=4800mm因跨度相差不超過10% ，可利用附表計算內(nèi)力。 主梁的計算簡圖見圖 1-5 。Word 資料.圖 1-5主梁的計算簡圖3 、內(nèi)力設(shè)計值及包絡(luò)圖1 ）彎矩設(shè)計值彎矩M= k1 GL+ k2 QL式中系數(shù) k1 、k2 由附表相應(yīng)欄內(nèi)查得。 不同荷載組合下各截面的彎矩計算結(jié)果見表1-3 。2 ）剪力設(shè)計值剪力V= k3 G+ k4 Q式中系數(shù) k3 、k4 由附表相應(yīng)欄內(nèi)查得。 不同荷載組合下各截面的彎矩計算結(jié)果見表1-4 。表 1-

18、3主梁的彎矩計算（ KN m ）kkkk項次M 1M BM CM 2-52.147.75-52.2513.3125110.1-50.2-50.67-51.461673-16.76-50.6777.38-50.Word 資料.67-118.4-33.487.2565.77991(1+4(1+4)(1+3)(1+2)M MAX-170.730.99-38.15-86.416(1+2)M(1+3)MIN157.890.696表 1-4主梁的剪力計算（ KN ）項次kkkV AV BlV Br130.35-52.4541.40-108.0269.8000-105.6455.53798.49(1+2)(

19、1+4)(1+4)±V MAX100.1158.1139.8529Word 資料.3 ）彎矩、剪力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖繪制荷載組合 + 時 ,出現(xiàn)第一跨跨內(nèi)最大彎矩和第二跨跨內(nèi)最小彎矩。此時 M A =0,M B =-102.92KN m, 以這兩個支座彎矩值的連線為基線 ,疊加邊跨在集中荷載 G+Q=41.4+80.6=122KN作用下的簡1支梁彎矩圖,則第一個集中荷載下的彎矩值為3 (G+Q) l 01 +1M B =157.92KN m ； 第 二 個 集 中 荷 載 下 的 彎 矩 值 為3123(G+Q) l 01 + 3 M B=123.62KN m 。中間跨跨中彎矩最小時，

20、兩個支座彎矩值均為-102.92 KN m ，以此支座彎矩連線為基線疊加中間荷載G=41.4KN作用下的簡支梁彎矩圖，則集中荷載處的彎矩值為1(G+Q) l02 + M B=-36.68KNm 。3荷載組合 + 時，支座最大負彎矩 M B =-170.74 KN m, 其他兩個支座的彎矩為 M A =0 ，M c =-86.16KN m ，在這三個支座彎矩間連直線，以此連續(xù)為基線，于第一跨、第二跨分別疊加集中荷載為G+Q時的簡支梁彎矩圖，則集中荷載處的彎矩值順次為135.32KN m 、78.40KN m 、52.65KN m 、80.84KN m 。荷載組合 + 時，出現(xiàn)邊跨跨內(nèi)最小彎矩和中

21、跨跨內(nèi)最大彎矩。M B = M c =-102.92 KN m, 第一跨在集中荷載 G 作用下的彎矩值分別為 30.93KN m 、-3.38KN m ；第二跨在集中荷載 G+Q 作用下的彎矩值為 92.28KN m 。剪力包絡(luò)圖繪制Word 資料.荷載組合 + 時 , V A max =100.15KN, 至第一集中荷載處剪力降為 100.15-122=-21.85KN,至 第 二 集 中 點 荷 載 處 剪 力 降 至-21.85-122=-143.85KN；組合 + 時，V B 最大，V Bl =-158.12KN，則第一跨集中荷載處剪力順次（從右至左）-36.12KN 、85.88KN

22、 。彎矩、剪力包絡(luò)圖見圖1-6 。主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖如1-8 所示。Word 資料.圖 1-6彎矩、剪力包絡(luò)圖4 、承載力計算（1 ）正截面受彎承載力'bf 正彎矩中跨： 0.2*4800=960mm正彎矩邊跨： 0.27*4727=1276mm負彎矩中跨： 0.07* （4800+4727）=671mm 0.5* （4727+4800 ）=4764mm250+0+12×70=1090mm1 點和 B 點采用一排受拉鋼筋，取As =45mm ， h =605mm 。02 點采用一排受拉鋼筋，取A =40mm ， h =610mm 。C35 混凝土，s0f cd =16.1

23、KPa 。采用 HRB335 鋼筋，鋼筋抗拉強度 =280KPa 。表 1-5主梁正截面承載力計算1B2彎矩設(shè)-170-36.157.9292.28計值.7468b f1090250960250A0M0.110.022f cd b h00.0250.01665Word 資料.0.930.9800.9870.991871074223.As944.5.5545.263C22C2實際配3C2222C222筋(1140 ）（11(760)(76040 ）)（2 ） 斜截面受剪承載力圖 1-7主梁剪力圖本設(shè)計主梁考慮構(gòu)件的斜截面抗剪承載力由混凝土和箍筋共同承擔。箍筋設(shè)計：上、下限值驗算上限值 ： 0.51103= 0.5110335 ××（605 610 ）f cu ,kb h02502Word 資料.=458.24KN ，上限值符合。下限值： 0.5 1032 f td b h0= 0.5 103 ×1 ×1.52 ×250 ×（ 605