2022年混凝土结构课程设计 .pdf

钢筋混凝土梁板结构设计1 摘 要本设计主要进行了结构方案中单向板肋梁楼盖设计。在确定框架布局后，先进行楼层间荷载代表值得计算，进而求出在水平荷载作用下的结构内力弯矩和剪力。完成了板，次梁和主梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制，楼盖的设计完成了板的配筋和次梁与主梁的配筋计算。2012 年 12 月 10 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计2 课程设计任务书一课程设计目的本设计是混凝土结构设计原理中一个重要环节，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稳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，为今后从事实际设计工作奠定初步基础。2复习稳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掌握单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图确实定；2掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；3掌握内力包络图和材料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学习运用标准。二设计资料某多层混合结构轻工仓库，其建筑平面如下图，层高，房屋安全等级为二级，采用钢筋混凝土整浇楼盖，请进行梁、柱的布置并确定梁、板、柱截面尺寸，梁板的承载力计算及配筋，并绘制结构施工图。其平面图如附图所示，楼面荷载、材料及构造等设计资料如下：1、按使用要求不同，楼盖做法分两种类型：20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，12mm 厚纸筋灰板底粉刷；35mm 厚水泥砂浆面层及水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，12mm 厚纸筋灰板底粉刷；2、柱网尺寸和楼面活荷载标准值，见附表；3、材料：混凝土强度等级选用范围C20C35，梁内受力主筋采用HRB335级、HRB400级钢筋， 其余均用HPB300级、 HRB335级钢筋，钢筋直径最大不超过25mm ；注: 该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部；每位同学以学号末两位数作为题号：建筑 10 1班同学楼面做法按类型；建筑 10 2班、管理10 班按类型。三设计内容和要求1、板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图以及材料图。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计3 2、绘制楼盖结构施工图1楼面结构平面布置图标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号 比例 1：1001： 200 ；2板配筋平面图 标注板厚、 板中钢筋的直径、间距、 编号及其定位尺寸 比例 1：1001：200 ；3次梁配筋图标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸比例 1：50，剖面图比例1：151：30 ；4梁材料图、配筋图按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图、模板图及配筋图， 标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸； 比例 1： 50，剖面图比例1： 151： 30 ；5在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。四设计要求1、计算书格式及书写步骤可参阅教材中的单向板肋梁楼盖设计例题。2、完成结构计算书一份。要求概念清楚，计算完整、准确，成果尽量表格化，并装订成册。A4纸型打印，正文采用五号仿宋字，3、楼盖施工图二张。采用2#图纸，选择适当比例。要求内容完整，表达标准，字体工整，图面整洁。要求手工绘制4、在完成上述设计任务后，方可参加设计成绩评定。五参考文献1 GB50010-2011 混凝土结构设计标准S. 北京：中国建筑工业出版社2 GB50011-2010 建筑抗震设计标准S. 北京：中国建筑工业出版社3 GB50009-2001 建筑结构荷载标准S. 北京：中国建筑工业出版社4 GB50068-2010 建筑结构可靠度设计统一标准S. 北京：中国建筑工业出版社5M. 武汉：武汉理工大学出版社2012.7 第二版6M. 武汉：武汉理工大学出版社2011.11 新一版精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计5 课程设计计算书一楼盖结构平面布置及截面尺寸确定1楼盖结构平面布置确定主梁的跨度为m,次梁的跨度为m,主梁每跨内布置两根次梁, 板的跨度。2板厚确实定楼板按高跨比条件， 板厚时， 对于工业建筑的楼盖板，要求， 取板厚 h=80mm满足要求。3次梁尺寸确实定次梁的 截面高度应满足,取h=450mm, 截面宽 度，取 b=200mm 。4主梁尺寸确实定主梁的截面高度应该满足， 取 h=700mm, 则,取 b=300mm 。5柱尺寸确实定柱的截面尺寸选400mm 400mm 。6楼盖结构布置楼盖结构布置如下列图所示：25mm 厚水泥砂浆 +10mm 厚水磨石面层80mm 厚钢筋混凝土现浇板12mm 厚纸筋灰板底粉刷80 35 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计6 ( 二) 板的设计按塑性内力重分布计算(1) 荷载计算楼盖做法如右图所示：35mm 厚水泥砂浆面层及水磨石地面80mm 厚现浇钢筋混凝土板12mm 厚纸筋灰板底粉刷恒载标准值活载标准值荷载设计值应比较以下两种组合，并取较大值：由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合因此取(2) 板的计算简图取 1m板宽作为计算单元，板得实际结构如上图所示，次梁截面宽度b=200mm ，现浇板在墙上的支承长度 a=120mm ，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按一下两项较小值确定：250 120 200 200 2180 2200 2200 2400 2400 2400 A 80 450 板的实际结构图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计7 所以边跨的计算跨度取中间跨度的计算跨度取板的计算简图下如下图：3弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差，可按等跨连续板计算，由附表可查得板的弯矩系数，板的弯矩设计过程如下表：板的弯矩设计值的计算截面位置边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座1 B 2 C 弯矩系数 a 计算长度- - 4配筋计算板 厚h=80mm， b=1000mm.C25 混 凝 土 ，。板的受力钢筋选用HPB300级钢筋。对于轴线之间的板带，考虑到起拱作用，其中间跨中截面和中间支座C 截面的弯矩设计值可以折减 20% ，为了方便，近似对钢筋面积折减20% 。板配筋过程见下表：板的配筋计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座在平面图上的位置2220 2200 2200 2200 2220 A B C C B A 1 1 2 2 2 板的计算简图2/525.12mkNq精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计8 0.089 0.081 选用钢筋10200 10200 8150 8200 8150 8200 实际配筋面积393 393 335 251 335 251 经验算，配筋率，也大于 0.2%，满足要求。(5) 板的配筋分布筋选用 6200 嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200 。a= /7=314mm ，取 350mm 垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200 。 a= /4=550mm 板角构造钢筋 : 选用 8200,双向配置板四角的上部。a= /4=550mm 由计算结果及板的构造要求，绘制板的配筋图( 三) 次梁的计算按塑性内力重分布计算1荷载计算板传来的荷载次梁自重次梁粉刷抹灰恒载标准值活载标准值荷载设计值应比较以下两种组合，并取较大值：由可变荷载效应控制的组合：由永久荷载效应控制的组合：因此取2计算简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计9 由次梁的实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm ，主梁的宽度为b=300mm 。次梁的边跨计算跨度按以下两项较小值确定：所以次梁边跨的计算跨度取中间跨度的计算跨度取3内力计算因边跨与中跨的计算跨度相差，可按等跨连续板计算次梁的弯矩计算如下表：次梁的弯矩计算截面位置边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座1 B 2 C 弯矩系数 a 计算长度64506300 6300 6300 6450 A B C C B A 1 1 2 2 2 250 120 300 300 6330 6300 6300 6600 6600 6600 80 450 120 q = kN/m 次梁的计算简图次梁的实际结构图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计10 次梁的剪力计算如下表：次梁的剪力计算截面位置边支座离端第二支座左离端第二支座右中间支座A B(左) B(右) C 剪力系数计算长度4正截面强度计算次梁跨中截面按T 形截面计算边跨取小值中间跨取小值支座截面按矩形截面计算判断截面类型C25 混 凝 土 ，。 纵 向 钢 筋 采 用HRB400 级 钢 筋。箍筋采用HPB300级钢筋。因此，边跨中和中间跨中截面都属于第一类T 形截面次梁正截面强度计算截面边跨中第一内支座中间跨中中间支座2150 200 2100 200 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计11 835 1013 546 760 选用钢筋218(直) 216弯2 18(直) 218直218(直) 112弯2 18(直) 214直实际配筋面积911 1018 640 817 也大于 0.2%，符合要求。5斜截面强度计算，次梁斜截面强度计算如下表：次梁斜截面强度计算截面位置边支座离端第二支座左离端第二支座右中间支座A B(左) B(右) C 截面满座要求按计算配筋箍筋直径和肢数6 双支实配间距 mm 100 100 100 100 弯矩调幅时要求的配筋率下限为：实际配筋率为：满足要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计12 6次梁的配筋根据计算结果及次梁的构造要求，绘制次梁的配筋图( 四) 主梁的计算按弹性理论计算1荷载计算次梁传来的荷载主梁自重梁侧抹灰恒载标准值：活载标准值：恒载设计值：活载设计值：2设计简图各跨的计算跨度为：主梁的实际结构如下图，由图可知，主梁的端部支承在墙上的支承长度为a=370mm ，中间支承在400mm 400mm 的混凝土柱上，其计算跨度按以下方法确定：边跨的计算跨度因为所以边跨的计算跨度取中间跨的计算跨度取主梁的计算简图如下列图所示：2400 2400 2400 2400 2400 6880 6800 400 7200 7200 120 250 600 A B 主梁的实际结构图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计13 3内力计算弯矩计算边跨：中间跨：主梁弯矩计算如下表：主梁弯矩计算项次荷载简图恒载活载活载活载活载Q A B C D Q Q A B C D Q A B C D Q Q 1 A B C D G G 1 1 2 a a b A B C D 2452 2400 A C B D 1 1 2 2452 72522 2400 2400 2400 2400 2400 2400 7252 7200 主梁的计算简图kNG= kN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计14 内力组合+223 216 +216 最不利内力组合项次+组合值组合项次+组合值剪力计算主梁剪力计算项次荷载简图恒载活载活载活载活载内力组合+Q A B C D Q Q A B C D Q A B C D Q Q 1 A B C D G G 1 1 2 a a b A B C D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计15 最不利内力组合项次+组合值组合项次+组合值(4) 主梁弯矩包络图(5) 正截面强度计算确定翼缘宽度边跨取小值中间跨取小值支座截面仍然按矩形截面计算判断截面类型取。则属于第一类T形截面截面强度计算按简支梁计算的支座剪力计算值主梁正截面强度计算截面边跨中B支座中间跨中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计16 2417 300 2400 2400 选用钢筋422(直) 218(弯) 4 22(直) 2 25(弯) 3 22 ( 直) 218(直) 实际配筋面积2029 2502 1140 509 去中间跨中截面验算其承担负弯矩时的最小配筋率：同时也大于0.2%，符合要求。(6) 斜截面强度计算主梁斜截面强度计算截面位置A支座B支座左B支座右截面满足要求按计算配筋箍筋直径和肢数6150 双支按构造配筋精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页钢筋混凝土梁板结构设计17 弯起钢筋125 125 实配间距 mm 491 491 7主梁吊筋计算由次梁传给主梁的集中荷载为：则选用 218满足配筋要求。8各种构造筋的布置根据计算结果及主梁的构造要求，绘制配筋图参考文献1 GB50010-2011 混凝土结构设计标准 S. 北京：中国建筑工业出版社2 GB50011-2010 建筑抗震设计标准 S. 北京：中国建筑工业出版社3 GB50009-2001 建筑结构荷载标准 S. 北京：中国建筑工业出版社4 GB50068-2010 建筑结构可靠度设计统一标准S. 北京：中国建筑工业出版社5M. 武汉：武汉理工大学出版社2012.7 第二版6M. 武汉：武汉理工大学出版社2011.11 新一版精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页