混泥土结构课程设计

混泥土结构课程设计 湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书 课程名称:《水工混凝土结构设计》课程设计 题目名称:钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖结构 班 级:20 10 级 水利水电工程 专业 一 班 姓 名: 全泱杨 学 号: 201041927129 指导教师: 汤 峰 评定成绩: 教师评语: 指导老师签名: 2012 年 月 日 水工钢筋混凝土结构课程设计任务书 一( 钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖 二( 设计资料 某多层工业建筑楼盖平面如图(附图1)采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖 1楼层平面 L1=18m L2=30m 墙体厚度:370mm 板搁置长度:120mm 次梁搁置长度:240mm 主梁搁置长度:240mm 2.建筑位于非地震区 3.结构安全级别为?级 4.结构环境类别为一类 5.建筑材料等级:混凝土:梁、板 C20/ C25 钢 筋:板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋?级、梁中受力筋?级 6.荷载: 3钢筋混凝土重力密度: 25kN/m 2水磨石面层: 0.65kN/m 3石灰砂浆抹面15mm: 17kN/m 2楼面活荷载: 4kN/m (建议尺寸:柱=350mm×350mm) 三( 设计要求 板的设计:按考虑塑性内力重分布方法计算 次梁的设计:按考虑塑性内力重分布方法计算 主梁的设计:按弹性理论方法计算 四( 设计成果 计算书 1份 板的平面配筋图 (比例自拟) 次梁配筋图 (比例自拟) 主梁材料图与配筋图(比例自拟) 五( 要求 参考现行，认真、独立、按时完成 六( 参考资料 赵鲁光 主编，《水工钢筋混凝土结构习题与课程设计》，中国水利水电出版社，1998 海河大学 等合编，《水工钢筋混凝土结构学》，中国水利水电出版社，1996 沈蒲生 主编，《钢筋混凝图结构设计》，高等教育出版社，2010 七( 设计时间 一周 图1 楼盖平面图 Fig.1 floor system plan 钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖结构 1.设计资料 3(1)楼面构造层做法:15mm石灰砂浆抹面，重力密度25kN/m;水磨石 2面层荷载0.65kN/m。 2 (2)楼面活荷载:标准值4kN/m。 (3)永久荷载分项系数为1.05;活荷载分项系数为1.20。 (4)混凝土结构构件承载力安全系数:K=1.20 (4)材料选用: 22 混凝土 板采用C25(f=11.9N/mm)，梁采用C20(f=9.6N/mm)。 cc 2 钢筋 板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋采用HPB235级(f=210N/mm); y 2 梁中受力筋采用HPB335级(f=300N/mm)。 y 柱尺寸 350mm×350mm (6)在图1中选着其中一种为楼面布置图，详细见图2。 图2 楼面梁、柱、板布置图 2.板的计算 板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的l/l=6000/2000=3,则按沿短边21受力的单项板设计。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。 板的厚度按构要造求取h=100mm(板的常用厚度为60~120mm,且 h/l=100/2000=0.05>1/40)。次梁截面高度去h=500mm(h/l的高垮比在1/12~1/822范围内)，截面宽度b=200(高宽比满足2~2.5的范围)。板尺寸及支承情况如图3 所示。 图3 板的尺寸 (1)荷载标准值 在正常使用时板承受的荷载标准值为: 332 均布永久荷载(材料重量):g=0.10m×25kN/m+0.15×17kN/m+0.65kN/mk 2 =5.7kN/m 2 均布可变荷载(楼面活荷载):q=4kN/mk 2恒载设计值:g=1.05×5.7kN/m=5.99kN/m 2 活载设计值:q=1.20×4kN/m=4.8kN/m 合计:g+q=10.79kN/m (2)内力计算 计算跨度 边跨 l+h/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.10/2=1.83m n l+a/2=2m-0.12m-0.2m/2+0.12/2=1.84m，1.83m n 取l=1.83m 0 中间跨 l=2m-0.2m=1.80m 0 计算跨度差(1.83m-1.80m)/1.80m=1.16%，10%,说明可按等跨连续计算内力(为简化起见，统一取l=1.83m)。取1m宽板作为计算单元，计算简图如图40 所示。 图4 板的计算简图 连续板各截面的弯矩计算见1 连续板各截面弯矩计算 表1 跨中弯矩 支座弯矩 截面 M M M M M M 123ABC弯矩计算系数 1/11 1/16 1/16 0 -1/11 -1/14 α mp 2 M=α(g+q)lmp0 3.28 2.26 2.26 0 -3.28 -2.58 /(kN?m) (3)截面承载力计算 板宽b=1000mm;板厚h=100mm;板的保护层厚度c=20,按薄板考虑，则a=c+5=25,所以有效计算厚度h=75，连续板各截面的配筋计算见表2。 0 表2 连续板正截面配筋计算 边区板带 板带部位截 面 M M M M M M 123ABCM/( KN?m) 3.28 2.26 2.26 0 -3.28 -2.58 KM/( KN?m) 3.936 2.712 2.712 0 -3.936 -3.096 2α=KM/fbh 0.059 0.041 0.041 0 0.059 0.046 sc0 ζ 0.061 0.042 0.042 0 0.061 0.047 As= fbζh/f259 179 179 0 259 200 c0y 2/(mm) 选配钢筋 Φ6@100 Φ6@140 Φ6@140 0 Φ6@100 Φ6@140 实配钢筋面 283 202 202 0 283 202 2积/(mm) 中间区板带 板带部位截 M M M M M M 123ABC面 2.26×802.26×80-2.58×80% M/( KN?m) 3.28 0 -3.28 %=1.81 %=1.81 =-2.06 KM/( KN?m) 3.936 2.172 2.172 0 -3.936 -2.472 2α=KM/fbh 0.059 0.032 0.032 0 0.059 0.037 sc0 ζ 0.061 0.033 0.033 0 0.061 0.038 As= fbζh/f259 140 140 0 259 162 c0y 2/(mm) 选配钢筋 Φ6@100 Φ6@140 Φ6@140 0 Φ6@100 Φ6@140 实配钢筋面 283 202 202 0 283 202 2积/(mm) 由于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，计算弯矩可降低20%。并且对于普通薄板，由于其截面高度甚小，承载力主要取决于正截面受弯。因此斜截面受剪不会发生问题，故不做验算。 连续板的部分配筋示意图如图5所示。 图5 板的局部配筋示意图 (a)边区板带;(b)中间区板带 3.次梁的计算 次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。 取主梁的梁高h=700mm(高垮比符合1/15~1/10的范围)，梁宽b=300mm(高宽比符合2~3.5的范围)。次梁有关尺寸及支承情况如图6所示。 图6 次梁尺寸 (1)荷载 2 由板传来 5.99kN/m×2m=11.98kN/m 3 次梁自重 1.05×20kN/m×0.2m×0.5m=2.10kN/m 恒载设计值 g=11.98kN/m+2.10kN/m=14.08kN/m 2 由板传来 4.8kN/m×2m=9.6kN/m 活载设计值 q=9.6kN/m 合计 g+q=23.68kN/m (2)内力计算 计算跨度: 边跨(一端与梁或柱整体连接，另一端搁支在墩墙上) l=6.0m-0.24m-0.3m/2=5.61m n l+a/2=5.61m+0.24/2=5.76m n l=1.025l=1.025×5.61m=5.75m ( l< l+a/2) 0n0n 则取l=5.75m 0 中间跨 l=l=6.0m-0.3m=5.7m 0n 跨度差 (5.75m-5.7m)/ 5.7m=0.9%< 10% 说明可按等跨连续梁计算内力。计算简图如图7所示。 图7 计算简图 连续次梁各截面弯矩计算见表3. 表3 连续次梁弯矩计算 跨中弯矩 支座弯矩 截面 M M M M M M 123ABC弯矩计算系数 1/11 1/16 1/16 0 -1/11 -1/14 α mb 2 M=α(g+q)lmb0 72.08 48.69 48.69 0 -72.08 -55.65 /(kN?m) 连续梁各截面剪力计算见表4。 表4 连续次梁剪力计算 支座剪力 截面 lrlrQ Q Q Q Q ABBCC剪力计算系数 0.45 0.55 0.55 0.55 0.55 α vb V=α(g+q)lvbn 60.54 73.99 73.99 73.99 73.99 /(KN) (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 b`=l/3=5750mm/3=1917mm，b+S=250mm+1800mm=2050mm f00 第二跨和中间跨 b`= l/3=5700mm/3=1900mm f0 梁高 h=500mm，h=500mm-40mm=460mm 0 翼缘厚 h`=80mm f 判别T形截面类型:由于结构安全级别为?级，故K=1.20 KM=1.20×72.08kN/m=86.496kN/m 2 fb`h`(h-h`/2)=9.6N/mm×1900mm×80mm×(460mm-80mm/2) cff0f =620.16kN/m KMV查表可得S=200。c 连续次梁正截面承载力计算见表6。 表6 连续次梁斜截面配筋计算 支座剪力 截面 lrlrQ Q Q Q Q ABBCC V (kN)60.54 73.99 73.99 73.99 73.99 KV (kN)72.648 88.788 88.788 88.788 88.788 0.25fbh/ (kN)c0225.6>kv 225.6>kv 225.6>kv 225.6>kv 225.6>kv V,0.7fbhct0 72.38V查《水工钢筋混凝土结构学》可得S=250。cmax 连续次梁正截面承载力计算见表12。 表12 主梁斜截面承载力计算 lr截面 V V V ABB V(kN) 122.76 182.12 169.98 KV(kN) 147.312 218.544 203.976 0.25fbh/(kN) 457.2>KV 475.2>KV 475.2>KV c0 V=0.7fbh/(kN) 146.685