混凝土及砌体结构课程设计(最后)

..目录1.设计任务书.....................................................21.1课程设计题目..............................................21.2设计资料..................................................21.3设计内容..................................................42.结构选型.......................................................42.1楼盖的结构体系............................................42.2结构构件布置..............................................43.构件设计.......................................................63.1B1、B2的设计（按塑性理论计算）.............................63.2L1的设计（按塑性理论计算）.................................83.3L2梁（主梁）设计（按弹性理论计算）........................124.参考资料......................................................175.小结与感想....................................................176.感谢..........................................................17..混凝土及砌体结构课程设计学生：周世军准考证号：250103200937指导老师：邵永治1.设计任务书1.1课程设计题目杭州天金宿舍楼4.46米单向板楼盖设计。1.2设计资料1.2.1杭州天金宿舍楼4.500处楼盖建筑平面，见图1。1.2.2楼盖结构形式为现浇钢筋砼主次梁单向板楼盖，竖向承重结构体系采用外砖墙和钢筋砼内柱承重方案。1.2.3墙厚240mm，板伸入墙体（其中主梁搁置处120mm，次梁搁置处60mm），次梁伸入墙体240mm，纵墙在主梁端部处有外伸扶壁130×370mm，主梁搁置长度370mm。柱截面300×300mm。1.2.4荷载楼面恒载：楼面用40厚1：3水泥砂浆抹面，梁、板下面和梁侧用20厚石灰砂浆粉刷。楼面活载：楼面活荷载标准值取4.0KN/㎡。1.2.5材料混凝土：用C25级。钢筋：直径≤10mm，用HRB335级钢，直径≥12mm用HPB235级钢。....1.3设计内容1.3.1按建筑平面图进行单向板主次梁楼盖的结构平面布置，绘出草图，并附计算书。1.3.2按所选定的结构平面布置进行楼盖的结构设计：（1）核算钢筋混凝土内柱的截面尺寸（层高为4.5）。（2）确定主梁、次梁、板的截面尺寸，并进行设计计算。1.3.3绘制施工图楼盖结构平面布置图，板的配筋图（只画板的配筋平面图，因为对称，可只画1/4楼盖平面；次梁配筋图（包括次梁的立面图、各跨中各支座边载面配筋图）；主梁配筋图（包括主梁立面图、抵抗弯矩图、纵向钢筋放样图，各跨中和各支座边截面配筋图）。施工图要求按适当的比例匀称地安排在图上，可用电脑CAD制作，图右下角部要写施工说明，包括混凝土强度等级、钢筋的级别以及需要说明的其他内容。2.结构选型2.1楼盖的结构体系经比较采用现浇钢筋混凝土主次梁单向板楼盖，竖向承重结构体系采用外墙砖和钢筋混凝土内柱承重方案。2.2结构构件布置2.2.1主、次梁布置主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为7m，次梁的跨度为6.0m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度分别为2.4m、2.3m，l02/l..01=6/2.4=2.5，因此按单向板设计。2.2.2板厚取值（B1、B2）按高跨比条件，要求板厚h≧l/40=2400/40=60mm，按民用房屋楼面构造要求h≧60，取板厚h=60mm。2.2.3梁截面选取次梁（L1）截面高度应满足：h=l0/18～l0/12=6000/18～6000/12=334～500mm，取h=450mm；b/h=1/2-1/3，取b=200mm。主梁（L2）截面高度应满足：h=l0/15～l0/10=7000/15～7000/10=467～700mm，取h=650mm；b/h=1/2-1/3，宽度取b=250mm。2.2.4结构布置图（见图2）..3.构件设计3.1B1、B2的设计（按塑性理论计算）3.1.1B1、B2剖面及计算图根据本课程设计任务的要求：板在墙上的支承长度（主梁搁置方向为120mm，次梁搁置方向为60mm。按内力重分布设计，板的计算跨度如下：中间跨：l0=ln=2300-200/2-200/2=2100mm边跨：l0=ln+h/2=2400-100-120+60/2=2210mm1.025ln=2230mm，两者取小值：取l0=2210mm因跨差（2210-2100）/2210×100%=4.98%小于10%，可按等跨连续板计算。取1m板宽作为计算单元，计算简图见图4：..3.1.2荷载计算1、B1、B2的恒荷载标准值40mm厚1：3水泥砂浆找平0.04×20=0.8KN/㎡60mm厚的钢筋混凝土板0.06×25=1.5KN/㎡20mm厚的混合砂浆0.02×17=0.34KN/㎡小计：2.64KN/㎡2、B1、B2的活荷载标准值4.0KN/㎡恒荷载分项系数取1.2；因楼面活荷载标准值大于4.0KN/㎡，所以活荷载分项系数应取1.3。于是B1、B2的恒荷载设计值g=2.64×1.2=3.168KN/㎡活荷载设计值q=4.0×1.3=5.20KN/㎡荷载总设计值g+q=8.368KN/㎡，近似取为g+q=8.37KN/㎡3.1.3内力及配筋计算（以下所有查表均出自武汉大学出版社《混凝土及砌体结构》[2004年版]）板厚60㎜，h0=60-20=40㎜,b=1000。C25混凝土，查表得ƒc=11.9N/㎜2，ƒt=1.27N/㎜2，α1=1。HPB235钢筋，ƒy=210N/㎜2，板内力及配筋计算过程见表1：表1B1和B2的内力及配筋计算截面1B2Cαm1/11-1/111/16-1/14l0（m）2.212.212.102.10M=αm（g+q）l023.716-3.7162.307-2.637αs=M/α1ƒcbh020.1950.1950.1210.138ξ=1-√1-2αs0.2190.2190.1290.149计算配筋（㎜2）As=ξbh0ƒc/fy496496292（234*）338（270*）实际配筋（㎜2）B1ф8@100As=503ф8@100As=503ф6/8@100As=393ф6/8@100As=393B2ф8@100As=503ф8@100As=503ф6@100As=283ф6@100As=283注：B2板跨内截面2、3和支座截面的弯矩设计值可折减20%，为了方便近似对钢筋面积乘0.8。..计算结果表明：ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=283/（1000×60）×100%=0.47%ρmin=0.2%，故符合要求。3.1.4B1、B2的配筋图：单位长度上的分布钢筋的截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积的15%，且不小于该方向板截面面积的0.15%；又因l02/l013，设计按沿短跨方向受力的单向板计算，故沿长跨方向应布置足够数量的构造钢筋以承担长跨方向的弯距。综合以上两点要求，分布钢筋取ф6@200（As=141㎜2）。为方便施工，嵌入墙处的板面附加钢筋、垂直于主梁的板面附加钢筋及支座处受力钢筋统一采用网片式钢筋，取ф6@250。各板角另加双向5ф6，L=1200。3.2L1的设计（按塑性理论计算）3.2.1L1的剖面及计算简图：..根据本课程设计任务的要求：次梁在墙上的支承长度为240mm。主梁截面为250×650mm。计算跨度：边跨：l0=ln+b/2=6000-240/2-250/2+240/2=5875mm＜1.025ln=1.025×（6000-250/2-240/2）=5899mm，取l0=5875mm中间跨：l0=ln=6000-250/2-250/2=5750mm因跨差小于10%，可按等跨连续梁计算。L1梁的计算简图见图7。3.2.2荷载计算：1、恒荷载板传来的恒荷载g：3.168×2.3=7.286KN/mL1梁的自重：0.20×(0.45-0.06)×25×1.2=2.34KN/mL1梁的粉刷：0.02×(0.45-0.06)×2×17×1.2=0.318KN/m小计g=9.94KN/m..2、活荷载(由板传来)：q=5.50×2.3=12.65KN/m3、荷载总设计值：g+q=22.59KN/m3.2.3内力及配筋计算：1、内力计算：弯矩设计值：M1=1/11（g+q）l012=1/11×22.59×5.8752=70.88KN·mMB=－1/11（g+q）l012=1/11×22.59×5.8752=－70.88KN·mM2=1/16×（g+q）l022=1/16×22.59×5.752=46.68KN·mMC=－1/14（g+q）l022=-1/14×22.59×5.752=－53.35KN·m剪力设计值：L1梁的剪力计算VA=0.45×（g+q）ln1=0.45×22.59×5.875=59.72KNVBL=－0.6×（g+q）ln1=－0.6×22.59×5.875=－79.63KNVBr=0.55×（g+q）ln2=0.55×22.59×5.75=71.44KNVC=－0.55×（g+q）l02=－0.55×222.59×5.75=－71.44KN2、配筋计算：跨中按T形截面计算，翼端计算宽度取b′f=l0/3=6000/3=2000㎜；又因b′f=b+sn=200+2100=2300mm，取小值b′f=2000㎜。截面钢筋按一排布置，h0=450-35=415mm，其中B、C支座采用双筋梁计算。C25砼，fc=11.9N/㎜2，ft=1.27，钢筋采用HRB335，fy=300N/㎜2。箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/㎜2。经判别，各跨内截面均为第一类T形截面，承受负弯距的中间支座按矩形截面计算。..各截面强度计算见表2：表2L1的内力及配筋计算截面1B2Cαm1/11－1/111/16－1/14l05875587557505750M=αm（g+q）l0270.88－70.8846.68－53.35αs=M/α1ƒcbh02或αs=M/α1ƒcb′fh020.0170.1730.0110.130ξ=1-√1-2αs0.0170.191＜0.350.0110.140＜0.35As=ξbf′h0α1ƒc/ƒy560—362—As=ξbh0α1ƒc/ƒy—629—460选配钢筋3Φ16As=6032Φ18+1Φ14As=662.92Φ16As=4022Φ18As=509计算结果表明：ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原则；As/bh=402/（200×450）×100%=0.45%ρmin=0.45׃t/ƒy=（0.45×1.27/300）×100%=0.19%，故符合要求。斜截面承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。截面尺寸复核：hw=ho-hf′=415－60=355㎜，因hw/b=355/200=1.785＜4，截面尺寸按下式验算：0.25βcƒcbho=0.25×1×11.9×200×415=246.93KN＞79.63KN，故截面尺寸是满足要求。0.7ƒtbho=0.7×1.27×200×390=69.342KN＞VA=59.72K