混凝土课程设计(单向板)

广东工业大学华立学院混凝土结构课程设计题目混凝土单层工业厂房课程设计系部城建学部专业土木工程班级12土木3班学号学生姓名林锐波指导教师一、设计任务书1.设计资料某多层厂房的建筑平面如图1所示，环境类别为一类，楼梯设置在旁边的附属房屋内。楼面均布活荷载标准值为6kN/m2，楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。试进行设计，其中板、次梁按考虑塑性内力重分布设计，主梁按弹性理论设计。1）楼面做法：20mm水磨石面层及细石混凝土；钢筋混凝土现浇板；20mm石灰砂浆抹底。2）材料：混凝土强度等级C25；梁内受力纵筋为HRB335，其它为HPB300钢筋。混凝土强度等级C25、轴1-轴6每跨跨度为6400mm;轴A-轴D每跨跨度为6000mm（双号）2.设计内容（1）结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置（2）板的强度计算（按塑性理论计算）（3）次梁强度计算（按塑性理论计算）①结构平面布置图（1：200）②板的配筋图（1：50）③次梁的配筋图（纵剖面1：50；横剖面1：25）④主梁的配筋图（纵剖面1：40；横剖面1：20）及弯矩M、剪力Q的包络图⑤钢筋明细表及图纸说明单向板肋梁楼盖设计计算书1楼盖结构布置及截面尺寸确定○1确定主梁的跨度为6000mm，次梁的跨度为6400m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。墙厚370mm,板伸进墙120mm，次梁伸进墙240mm，主梁伸进墙370mm。楼盖结构的平面布置图如下图所示。○2按高跨比条件要求板的厚度h≥L1/40=2000/40=50㎜，对工业建筑的楼板，要求h≥70㎜，所以板厚取h=80㎜。○3次梁截面高度应满足(1/18~1/12)L2=(1/18~1/12)×6400=356~533mm，取h1=500mm.截面宽b=(1/2.5~1/2)h=(1/2.5~1/2)×500=200~250mm，取b1=250mm。○4主梁截面高度应满足h=(1/14~1/8)l=(1/14~1/8)×6000=429~750mm,取h2=700mm.截面宽度b=(1/3~1/2)h2=(1/3~1/2)×700=233~350mm,取b2=300mm。2板的设计○1、荷载计算恒载标准值20mm水磨石面层及细石混凝土：0.02×22=0.44KN/㎡20mm石灰砂浆抹底0.02×17=0.34KN/㎡80mm厚钢筋混凝土板：0.08×25=2.0KN/㎡恒荷载标准值:(0.44+0.34+2)KN/㎡=2.78KN/㎡活荷载标准值：6KN/㎡荷载设计值活荷载控制时，永久荷载分项系数为1.2：，对于工业建筑楼面结构，当活荷载大于4KN/㎡，从经济效果考虑，可变荷载分项系数应取1.3。所以，活荷载控制时，荷载设计值：Q=1.2×2.78KN/㎡+1.3×6KN/㎡=11.136KN/㎡恒荷载控制时，永久荷载分项系数为1.35：，可变荷载分项系数应取1.4，荷载组合系数0.7。所以，恒荷载控制时，荷载设计值：Q=1.35×2.78KN/㎡+1.4×0.7×6KN/㎡=9.633KN/㎡则荷载设计值为Q=11.136KN/㎡○2、计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图1所示由图可知：次梁截面宽为b1=250mm，现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：L1=Ln+h/2=（2000-120-125）+80／2=1795mmL2=Ln+a/2=（2000-120-125）+120／2=1810mm所以边跨L0取1795mm，中间跨L0取1750mm计算简图如图2所示板的弯矩设计值为M=amQL20am为板的弯矩系数截面1B2Cam1/11-1/111/14-1/16○3板的配筋计算表1截面1B2C弯矩设计值（kN·m）3.26-3.182.44-2.13201/bhfMcs0.090.090.070.060.10.090.070.06轴线①~②⑤~⑥计算配筋（mm2），ycsffbhA/0231225170148实际配筋（mm2）Ф8@200251Ф8@200251Ф6@150189Ф6@150189轴线②~⑤计算配筋（mm2），ycsffbhA/0231225136118实际配筋（mm2）Ф8@200251Ф8@200251Ф6@180157Ф6@180157*对轴线②~④间的板带,其跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。为了方便，近似对钢筋面积乘0.8。○4板的配筋图绘制，见结构施工图1图纸3次梁的设计○1、荷载计算板传来的恒荷载标准值：2m×2.78KN/㎡=5.56KN/m梁的自重：（0.5-0.08）m×0.25m×25KN/m3=2.1KN/m板传来的活荷载标准值：2m×6KN/㎡=12KN/m活荷载控制时，永久荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数应取1.4。所以，活荷载控制时，荷载设计值：Q=1.2×(5.56+2.1)KN/㎡+1.4×12KN/㎡=25.99KN/㎡恒荷载控制时，永久荷载分项系数为1.35：，可变荷载分项系数应取1.4，荷载组合系数0.7。所以，恒荷载控制时，荷载设计值：Q=1.35×(5.56+2.1)KN/㎡+1.4×0.7×12KN/㎡=22.1KN/㎡则荷载设计值为Q=25.99KN/㎡○2计算简图次梁的实际结构如图3所示次梁的计算跨度：边跨按以下二项较小值确定：L01=Ln+a/2=6130m+120mm=6250mmL022=1.025Ln=1.025×6130mm=6283.25mm所以边跨的计算跨度为6250mm中间跨计算跨度为6400mm-300mm=6100mm○3次梁的配筋计算对于现浇楼盖的连续梁，支座处按矩形截面计算，跨中处按T形截面计算。所以T形截面翼缘的计算宽度bf:边跨取按下列两项的最小值：bf1=L0/3=6250/3=2083mm；bf12=b+Sn=200+（200-200）=2000mm所以取2000mm中间跨取bf2=L0/3=6100/3=20332000mm所以只能取2000mm已知混凝土强度等级C25；梁内受力纵筋为HRB335所以a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2；因为a1fcb，fh，f（h0-h，f/2）=799.68KN•mMmax=86.54kN•m，属于第一类T型截面。am为次梁的弯矩系数截面1B2Cam1/11-1/111/14-1/16次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值M(kN•m)92.2990.0969.0860.44as0.0180.1430.0140.0960.0180.1430.0140.101AS675708504461实配钢筋（mm2）214+216214+216212+214212+214710710534534注：表中M=amQL02;as=M/a1fcbh02或as=M/a1fcbfh02;ycsffbhA/10或ycfsffhbA/10'次梁斜截面受剪承载力复核截面尺寸：hw=ho=460mm且hw/b=460/200=2.34,故截面尺寸按下式计算：0.25βcfcbho=0.25x1.0x11.9x200x460=273.7kNVmax=891.39kN故截面尺寸满足要求截面A(边支座)B（离端第二支座左）B（离端第二支座右）C(中间支座)剪力系数av0.450.60.550.55计算跨度L6.256.256.16.1剪力V=avQL73.1097.4687.2087.200.25βcfcbho273.7kN66.44；截面尺寸满足273.7kN88.58；截面尺寸满足273.7kN80.68；截面尺寸满足273.7kN80.68；截面尺寸满足0.7βcftbho102.2473.10按构造配箍筋102.2497.46按构造配箍筋102.2487.20按构造配箍筋102.2487.20按构造配箍筋选取箍筋(双Ф6：箍筋间距Ф6：箍筋间距Ф6：箍筋间距Ф6：箍筋间距肢箍)200mm200mm200mm200mm○4次梁的配筋图绘制，见结构施工图1图纸4主梁的设计○1荷载计算恒荷载(按集中力计算且以活荷载控制)：次梁传来的自重：1.2×（2×2.78+2.1）KN/m×6.4m=58.83KN主梁的自重：1.2×（0.7m-0.08m）×0.3m×2m×25KN/m3=11.16KN则G=58.83KN+11.16KN=69.99KN活荷载：Q=1.4×12KN/m×6.4m=107.52KN○2主梁的计算简图主梁的实际结构如图5所示主梁的计算跨度：主梁端部支承在墙上的支承长度a=370mm,中间支承在300mm×300mm的混凝土柱上,其计算跨度按以下方法确定:边跨按以下二项较小值确定：L01=Ln+a/2+b/2=5730mm+370/2mm+300/2mm=6065mmL02=1.025Ln+b/2=1.025×5730mm+150mm=6023mm所以边跨的计算跨度为6023mm中间跨计算跨度为5700mm+300mm=6000mm计算简图如图6所示○3内力计算以及包络图弯矩值计算：M=amQL或者M=amGL恒荷载作用下的弯矩图边跨跨中最不利活荷载布置，弯矩图如下图2：B支座最不利活荷载布置，弯矩图如下图3：B支座与C支座跨中最不利活荷载布置，弯矩图如下图4C支座跨中最不利活荷载布置，弯矩图如下图5各种最不利活荷载布置和恒荷载的组合弯矩图：○4主梁的配筋计算对于现浇楼盖的连续梁，支座处按矩形截面计算，跨中处按T形截面计算。所以T形截面翼缘的计算宽度bf:边跨按下列两项最小值取：bf1=L0/3=6023/3=2008mmbf1=b+Sn=300+6000-300=6000mm所以去2008mm中间跨bf2=L0/3=6000/3=2000mm已知混凝土强度等级C25；梁内受力纵筋为HRB335；所以a1=1.0,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2；因为a1fcb，fh，f（h0-h，f/2）=1185KNMmax，属于第一类T型截面。主梁正截面受弯承载力计算截面1B2弯矩设计值M(kN•m)290.01-313.38157.16-85.97as0.030.200.020.060.030.230.020.06AS14861786800447实配钢筋（mm2）422222+22841621815201992804509注：表中as=M/a1fcbh02或as=M/a1fcbfh02;ycsffbhA/10或ycfsffhbA/10'剪力值计算：V=amQ或者V=amG恒荷载作用下的剪力图如下图1，边支座最不利活荷载布置如下图2，B支座最不利活荷载布置如下图3，C支座最不利活荷载布置如下图4下列图为恒荷载与活荷载最不利布置的组合的剪力图主梁斜截面受剪承载力复核截面尺寸：hw=ho=660mm且hw/b=660/300=2.24,故截面尺寸按下式计算：0.25βcfcbho=0.25x1.0x11.9x300x660=589.05kNVmax=229.64kN故截面尺寸满足要求截面A支座B左B右剪力Vmax144.41-229.64201.380.25βcfcbho=589.05kN144.41；截面尺寸满足229.64；截面尺寸满足201.38；截面尺寸满足0.7βcftbho=176KN144.41按构造配箍筋229.64需配箍筋201.38需配箍筋采用双肢箍HPB300则ASV=nASV1—56.656.6间距SASVfyvh0/(Vmax-0.7βcftbho)—372mm786mm选用钢筋双肢箍Ф8：间距200mm双肢箍Ф8：间距200mm双肢箍Ф8：间距200mm○4主梁的配筋图绘制，见结构施工图2图纸○5主梁附加横向钢筋