混凝土结构设计原理课程设计(自己)-

..《混凝土结构设计》课程设计――整体式单向板肋梁楼盖设计任务书适用专业：建筑工程专业（本科）使用班级：2010级建筑1、2、3班设计时间：2013年5月长沙学院土木工程系土木工程教研室《混凝土结构设计》课程设计――整体式单向板肋梁楼盖设计任务书..一、设计任务：设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。二、设计目的《建筑结构》课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。1．了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。2．复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。3．掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：（1）进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；（2）掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；（3）掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；（4）了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；（6）学习书写结构计算书；（7）学习运用规范。三、设计资料1、结构平面及柱网布置如图所示（楼梯间在此平面外），按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1，车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表二。每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进行设计。活荷载标准值表1序号①②③④⑤⑥活荷载标准值(kN/mm2)4.55.05.56.06.57.0..结构平面及柱网布置图柱网尺寸表2分组编号表3跨度序号组号活载序号①②③④⑤⑥①1234531②67891032③111213141533④161718192034⑤212223242535⑥2627282930362、楼面构造序号LxLy①66005400②66006600③69005700④69006300⑤72006000⑥75006300..楼面面层为水磨石（底层20mm厚水泥砂浆，10mm面层），自重为0.65kN/m2；顶棚为15mm厚混合砂浆抹灰；梁用15mm厚混合砂浆抹灰。3、材料①混凝土：采用C25的混凝土。②钢筋：主、次梁受力纵筋采用HRB400级钢筋，其他钢筋均用HPB300级钢筋。四、设计内容及要求1．结构布置柱网尺寸给定，要求了解确定的原则。梁格布置，要求确定主、次梁布置方向及次梁间距。2．按塑性理论方法设计楼板和次梁，按弹性理论方法设计主梁。3．提交结构计算书一份。要求：步骤清楚、计算正确、书写工整。4．绘制结构施工图1张1号图。内容包括（1）结构平面布置；（2）板、次梁配筋图；（3）主梁配筋图；（4）主梁画钢筋分离图；（5）必要的施工说明。要求真正做到施工图深度，交给工地即能付诸于施工。图面必须按“制图标准”规定绘制，要求布图匀称、表达正确、线条清晰、图面整洁。五、成绩考核及评定根据结构计算书、施工图、答辩三方面综合按优、良、中、合格、不及格五个等级评定成绩。答辩内容：所抽考签题目、图纸、计算书三方面。六、参考资料l．《建筑结构》教材，何益斌主编，中国建筑工业出版社。2.《混凝土结构设计》教材，沈蒲生主编，,高等教育出版社。3，《混凝土结构设计》教材，朱彦鹏主编，,同济大学出版社。4．建筑结构荷载规范GB50009-20015．混凝土结构设计规范GB50010-20106．建筑结构制图标准..整体式单向板肋梁楼盖计算书学号为25号。相应的组合为：活荷载标准值：26.5kN/m，柱网布置如图1：图1：轴网平面图环境类别为二a类，则保护层厚度板：20cmm梁：25cmm混凝土等级C25，保护层厚度增加5mm。所以最终保护层厚度；板：25cmm梁：30cmm一、结构平面布置及构件尺寸选择建筑物的楼盖平面为矩形，轴线尺寸为3021.6mm。按肋梁楼盖的板、梁合理跨度，主梁为612m，次梁为46m，单向板为1.73m。由此确定主梁跨度为7.2m，次梁跨度为6m，主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.4m。根据要求，初定截面尺寸如下：板厚：按40lh，2400l，且80h，取100hmm；次梁：梁面按2403331825llhmm；估算并考虑建筑模数，取梁高450hmm，梁宽按15022532hhbmm估算，取200bmm；主梁：梁高按514900814llhmm估算，取700hmm，梁宽取300bmm。..柱截面为400400mmmm。楼盖的梁板结构平面布置及构件尺寸如图：1-1图1-1：梁板结构平面布置及构件尺寸图..二、板的计算（按塑性理论方法设计楼板）板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的2160002.532400ll，宜按单向板设计，按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造筋。在这里按单向板设计。1.荷载计算20mm厚水泥砂浆和10mm厚的面层20.65kN/m100mm厚现浇钢筋混凝土板3225kN/m0.12.500kN/m15mm厚混合砂浆抹灰顶棚3217kN/m0.0150.255kN/m恒荷载标准值23.045kN/mkg活荷载标准值26.500kN/mkp荷载设计值GkQkqgp1.23.4051.36.5212.536kN/m每米板宽取12.536kN/mq2.计算简图板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。取1m板宽作为计算单元，将9跨连续板视为5跨连续板计算，次梁截面尺寸200450bhmmmm，板厚100mm。板的计算跨度为边跨01002400100120223022nhllmm或01202400100120224022nallmm取小值02230lmm..中间跨024002002200nllmm平均跨度为2230220022152lmm跨度差223022001.4%10%2200可以采用等跨度连续板退出的弯矩系数计算板的弯矩。板的计算简图如图2-1：图2-1：板计算简图3.内力计算用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下表2.0支承情况截面位置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14..板的内力计算见表2.1。表2.1板弯矩计算截面位置边跨中B支座中间跨中中间支座弯矩系数11111111611420Mql()kNm2112.5362.23115.6672112.5362.23115.6672112.5362.2163.7922112.5362.2144.3344.正截面强度计算取1000bmm，10255302sacmm，01003070hmm。211.9/cfNmm，2360/yfNmm。考虑中间区格板穹顶作用，其弯矩折减20%。这是因为板的支座在负弯矩作用下上边缘开裂，跨中截面则由于正弯矩作用下边缘开裂，这使板的实际轴线成拱形。因而在荷载作用下将产生平面内的推力，该推力对板的承载力来说是有利的。为计算简便，在内力计算时，对中间支座及四周与梁整体连接板的中间跨的跨中截面的弯矩乘以0.8的折减系数以考虑此有影响。对四周与梁整体连接的单向板的边跨跨中截面及支座截面，角区格和边区格的跨中及支座截面弯矩不予折减。表2.2正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中中间支座在平面图上的位置①②⑤⑥②⑤①②⑤⑥②⑤/()MkNm5.6675.6673.7923.7920.84.3344.3340.8210scMfh0.0970.0970.0650.0520.0740.0591122ss0.9490.9490.9660.9730.9610.9700sysMAfh237.0237.0155.8123.7179.0141.8选用钢筋8@200A8@200A8@200A8@200A8@200A8@200A实际配筋面积/mm251251251251251251..5.板的配筋板的构造按构造要求配。分布钢筋的布置为8@250A，满足要求。因为6.52.1433.04qkNgkN，所以5504nlamm。板的配筋图见图2-2：图2-2：板的配筋图..三、次梁的计算（按塑性理论方法设计次梁）1.荷载计算有板传来的恒载23.405kN/m2.48.172kN/mm次梁自重325kN/m0.2(0.450.1)1.75kN/mmm次梁粉刷317kN/m0.0150.450.120.1785kN/mmm恒荷载标准值10.1005kN/mkg活荷载标准值6.52.415.6kN/mkp荷载设计值1.210.10051.315.632.4006kN/mq2.计算简图次梁为五跨连续梁，主梁截面尺寸为300700bhmmmm。计算跨度：边跨02506000150120585522nallmm001.0251.025(6000150120)5873.25lmml取05855lmm中间跨060003005700nllmm跨度差585557002.7%10%5700可以采用等跨度连续梁推出的弯矩系数计算梁的弯矩。次梁计算简图如图3-1所示。..图3-1：次梁计算简图3.内力计算次梁弯矩计算见表3-1表3-1次梁弯矩计算截面位置边跨中B支座中间跨中中间支座弯矩系数11111111611420Mql()kNm2132.40065.85511100.982132.40065.85511100.982132.40065.71665.792132.40065.71475.19次梁剪力见表3-2（剪力使用量的净跨nl）。表3-2次梁剪力计算截面位置A支座B支座左B支座右C支座剪力系数0.40.60.550.55nVql()kN0.432.40065.7383.540.632.40065.73111.390.5532.40065.7101.580.5532.40065.7101.584.正截面强度计算（1）确定翼缘宽度。次梁工作时，板可作为翼缘参与工作。在跨中截面，翼缘受压，可按T行梁计算，翼缘的计算宽度取下列值得小值。045045405shhamm，211.9/cfNmm，2360/yfNmm21.27/tfNmm2300:270/yHPBfNmm因'01000.240.1405fhh，所以仅按跨度l和次梁净距nS考虑。边跨：按计算跨度考虑'115855195033fblmm按次梁净跨考虑'200(2400120100)2380fnbbSmm..取'1950fbmm。中间跨：按计算跨度考虑'115700190033fblmm按次梁净跨考虑'20022002400fnbbSmm取'1900fbmm。（2）判断次梁的截面类型。边跨中：'''10100()1.011.91950100(405)22fcffhfbhh823.78100.98kNmkNm中间跨中：'''10100()1.011.91900100(405)22fcffhfbhh802.6665.79kNmkNm属于第一类T形截面，按梁宽为'fb的矩形截面计算。（3）次梁正截面强度计算见表3-3表3-3次梁正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中中间支座/()MkNm5.6675.6673.7924.334'