混凝土结构课程设计笨金鱼

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1、混凝土课程设计 混凝土结构课程设计 工程力学0701班 冯晓明 0120714130112钢筋混凝土单向板肋形楼盖课程设计任务书一、 设计题目：多层图书馆楼盖结构设计 某多层图书馆楼盖，采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖结构，按如下平面图布置及设计资料进行设计计算。二、设计资料：1、 楼面构造做法：20mm厚水泥砂浆面层，下铺50mm厚水泥焦渣（14KN/m3），钢筋混凝土现浇板，20mm厚砖砂浆抹底。2、 楼面均布活荷载：10 KN/m2.3、 梁板结构平面布置：l1=6900mm l2=6300mm4、 荷载分项系数：恒荷载分项系数1.2：活荷载分项系数为1.4。5、 材料选用：混凝土：采用

2、C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43 N/mm2）。钢筋 ：梁内受力纵筋采用HRB335级（fy=300N/mm2）; 板内钢筋及梁内箍筋采用HPB235级钢筋（fy=210N/mm2）。二、 板的计算1、 梁、板的截面尺寸的确定次梁净距：l3=l2/3=6300mm/3=2100mm板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l1/l3=6900mm/2100mm 3,按单向板设计。（1） 板的厚度：h=(1/301/40) l3=(1/301/40)X2100=(7052.5)mm故高度取h=80mm（2）次梁尺寸： 高度h=(1/121/18) l1 =(1/121/18)X6900

3、=(575383)mm故高度取h=600mm宽度b=(1/21/3) X h=(1/21/3) X600= (300200) mm 故宽度取b=300mm（3）主梁尺寸：高度h=(1/81/14) l2=(1/81/14)X6300=(787.5450)mm 故高度取h=650mm 宽度b=(1/21/3) X h=(1/21/3) X650= (325216) mm 故宽度取b=300mm2、 荷载恒荷载标准值：20mm水泥砂浆面层： 0.02m X20kN/m3=0.4 kN/m350mm厚水泥焦渣： 0.05m X14kN/m3=0.7 kN/m380mm钢筋混凝板： 0.025m X2

4、5kN/m3=2kN/m320mm板底石灰砂浆： 0.02m X17kN/m3=0.34 kN/m3 小计 gk=3.44 kN/m3板的活荷载标准值： qk=10KN/m2 恒荷载分项系数取1.2：活荷载分项系数应取1.4，于是板的 恒荷载设计值 g=3.44 X 1.2=4.128 kN/m3 活荷载设计值 q=10 X1.4=14kN/m3 荷载总设计值 g +q=4.128+14=18.128kN/m3 近似取g +q=18.1 kN/m3 3、计算简图现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm按内力重分布，计算板的跨度：计算跨度边跨 ln =2100 -

5、240-300/2=1710 l0=ln+h/2=1710+80/2=1750mm ln+a/2=1710+240/2=1830 故边跨的计算跨度l0=1750 mm 中跨 l0= ln=2100-300=1800mm 跨度差 （1800-1750）/1800= 2.89% 10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元板的尺寸及计算简图如图1的a，b(a)(b)图1 板的尺寸及计算简图（a）板的尺寸 (b)计算简图4、内力及承载力的计算（1）弯矩计算如表1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m1/11-1/111/16-1/14l0 m1.75 1.75

6、1.81.8弯矩M=m( g+q)l02 （kN*m） 5.05-5.053.67-3.67(2)截面承载力计算b=1000mm,h=80mm,h0=80mm-20mm=60mm, 1=1.0, C30混凝土，fc=14.3N/mm2， HPB235级钢筋，fy=210N/mm2 中间区板带 轴线间，各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨内和中间支座考虑板的内拱作用，计算弯矩降低20%连续板各截面的配筋计算如表2。板带部位截面边区板带（,轴线间)中间区板带（轴线间)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M（kN*m）5.05

7、 -5.053.67-4.25.05-5.052.94-3.36s =M/1fcbh020.098 0.0980.071 0.0820.098 0.098 0.057 0.0650.1030.10300.0740.0860.1030.1030.0590.067mm2）422422303352422422242281 选配钢筋8/101408/1014081408140101508/1015081508150实配钢筋面积460460359359523429335335板的配筋示意图如图2三、 次梁的计算1.荷载恒荷载设计值：板带传来的恒荷载： 4.128 X2.1=8.67 kN/m次梁自重：

8、0.2m X（0.6-0.08）X 25 X 1.2=3.12 kN/m20mm厚砖砂浆抹底：0.02 X（0.6-0.08）X 17X 1.2 X 2=0.424kN/m 小计 g=12.22 kN/m活荷载设计值： q=14 X2.1=29.4 kN/m荷载总设计值： g+ q=41.62 kN/m 2、计算简图（1） 计算跨度边跨 ln =6900 -240-300/2=6510mm l0= ln+a/2=6510+240/2=6630mm 1.025ln=1.025 6510=6673mm 故边跨的计算跨度l0= 6630 mm 中跨 l0= ln=6900-300=6600mm 跨度

9、差 （6630-6600）/6600=0.45% 10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元次梁的尺寸及计算简图如图3的a，b（a） （b）图3 次梁的尺寸及计算简图（a）次梁的尺寸 (b)计算简图连续次梁各截面弯矩及剪力计算如表3，表4表3 连续次梁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m1/11-1/111/16-1/14l0 (m) 6.636.63 6.6 6.6 弯矩M=m( g+q)l02（kN*m）166.32-166.32113.31129.5表4 连续次梁各截面剪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

10、外侧，内侧剪力计算系数v0.45 0.6 0.550.55 剪力V=m( g+q)l0（kN）121.93 162.57 151.08151.08 (1)、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 bf=1/3l0=1/36630= 2210 mm Mmax=166.32kN*m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h0=600 mm-60mm= 540mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=565mm。连续次梁正截面承载力计算见表5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M（kN*m）166.

11、32 -166.32 113.31-129.51 s =M/1fcbh020.017 0.133 0.011 0.0960.017 0.10.14330.35 0.011 0.10.101V579150V579150V605963V0.7ftbh0(N)169670V 162162V169670V选用箍筋28282828Asv（mm2）101101101101s（mm） 按构造配筋35090按构造配筋按构造配筋实配箍筋间距s（mm）350350350350次梁配筋示意图见图44、主梁计算 主梁按弹性理论计算。柱截面尺寸为400mm*400mm。（1） 荷载恒载设计值由次梁传来 12.226.9

12、= 84.318 kN 主梁自重 (0.65-0.08)0.3252.11.2=10.773kN梁侧抹灰 (0.65-0.08)0.02172.11.22=1.116288kN G= 96.1673kN 取G=96.17 kN活荷载设计值由次梁传来 Q= 29.4 6.9=202.86kN 合计 G+Q=96.17+202.86=299.03kN（2） 内力计算边跨ln=6300-200-370=5730 l0=1.025ln+b/2=1.0255730+400/2= 6073 ln+a/2+b/2= 5730+370/2+400/2=6115中间跨 l0=lc=6300跨度差 （6300-6

13、070）/6300=3.7% 10%可按等跨连续梁计算。主梁尺寸及计算简图如图5 a,b（a）(b)图5 主梁的尺寸及计算简图（a）主梁的尺寸 (b)计算简图在各种不同分布的荷载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：M=KGl0+KQl0 V=KG+KQ具体计算结果以及最不利荷载组合见表7，表8。将以上最不里荷载组合下的四种弯矩图及三种剪力图分别叠加在同一坐标图上，即可得主梁的弯矩包络图及剪力包络图，见图6。表7主梁弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内K/M1K/MB（MC）K/M20.244/142.44 -0.267/-158.

14、94 0.067/40.59 0.289/355.86 -0.133/-167 -MB /-1671/3* MB =-59 -0.133/-167 0.200/255.6 0.229/281.98-0.311（-0.089）/-390.52（-111.76） 0.17/217.261/3*MB=-37.25-0.089（-0.311）/-111.76（-390.52） 0.17/217.26 最不利荷载组合+498.3-325.94-127.59 +83.44 -325.94 296.59+424.42 -549.66(-270.7) 257.85 +105.17 -270.7(549.66)

15、 257.85 表8主梁剪力计算序号计算简图边跨跨内中间支座K/VAinK/VBex（VCex）K/VBin0.733/70.49 -1.267(-1.00)/-121.85(-96.17)1.00 (1.267)/96.17 (121.85) 0.866/175.68 -1.134(0)/-230.04(0) 0(1.134)/0(230.04) 0.689/139.77 -1.311(-0.778)/-265.95(-157.83) 1.222(0.089)/247.89(18.05) VBex=-18.05-0.089(-1.222)/-18.05(-247.89) 0.778(1.31

16、1)/157.83(265.95) 最不利荷载组合+246.17 -351.89（96.17） 96.17（351.89）+210.46 -387.8（254）344.06（139.9） +52.44 -139.9（-344.06） 254（387.8） 图6 主梁弯矩包络图及剪力包络图(a) 主梁弯矩包络图 （b）主梁剪力包络图（1） 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：bf=1/3l0=1/36300m=2100mmMmax=166.32kN*m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h0=650 mm-80mm=

17、570mm，其他中间支座按布置一排纵筋考虑，h0=615mm支座截面按矩形截面计算，取h0=650 mm-80mm =570mm（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h0=650mm-60mm=590mm。主梁正截面及斜截面承载力计算见表9，表10。表9主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内M(kN*m) 498.3-549.66 296.59127.59V0*b/2(kN*m)59.8 M -V0*b/2(kN*m) 489.86s =M/1fcbh020.044 0.3510.0260.085 0.0450.4540.

18、0260.089（mm2）2770 37001600751选配钢筋(mm2)228+232228+232+225225+220228实配钢筋面积(mm2)2841 382316101232表10 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V(kN)246.17 387.8344.060.25cfcbh0(N) 659588V611325 V611325 V0.7ftbh0(N)184685 V171171 V171171 V选用箍筋282828Asv（mm2）101101101s（mm）265 实配箍筋间距s（mm）200200200Vcs(N)252697 25269

19、7Asb(mm)1137769选配弯筋232225实配弯筋面积（mm2）1609 982（2）主梁吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中力为：G+Q=84.325+202.86=287.18kNAS=(G+Q)/（2fysin）=287.18103/（23000.707）=677mm2选222（AS=760 mm2 ）主梁配筋示意图如图7表11 板的钢筋表编号简图直径长度/mm根数总长/m钢筋用量/kg103035250758.754688217010021786102170138299.4611910303510003035187385803218.56781330528702.24277843073021987826001028 总计：3918kg参考文献：【1】 国振喜.简明钢筋混凝土结构构造手册-2版.北京：机械工业出版社，2005【2】 梁兴文，史庆轩.混凝土结构设计.北京：科学出版社.2004【3】 沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理-3版.北京：高等教育出版社，2007【4】 沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计-2版.北京：高等教育出版社，2005 冯晓明 21 / 21