钢筋混凝土课程设计(楼盖设计计算书).doc

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1、钢筋混凝土课程设计设计题目: 混凝土楼板设计 学 院: 土木工程学院 专 业: 土 木 工 程 班 级: 082 本科生课程设计任务书2010 2011学年暑季学期 学院 土木工程 专业课程设计名称: 混凝土结构课程设计 设计题目: 钢筋混凝土楼盖设计 完成期限:自 2011 年 7 月 11 日至 2011 年 7 月 22 日 共 2 周1设计依据、要求及主要内容设计依据:混凝土结构设计规范GB50010-2002;楼盖(梁系、板)结构弹塑性内力计算原理及方法。设计要求:楼盖结构应满足安全性、适用性和耐久性要求;所设计结构方案应方便施工;应考虑结构的经济性要求。 主要内容:楼盖方案的确定;

2、现浇钢筋混凝土(连续)板及梁的设计计算;钢筋混凝土楼盖结构施工图绘制。2设计内容和要求2.1工程名称:钢筋混凝土楼盖结构设计2.2 基本资料:(1)建筑平面布置:平面尺寸1200030000mm2,四边边柱柱距6000mm,厅中无柱,楼面标高4.5m。建筑平面布置见附图。(2)楼面做法:88J1楼44(5层做法,130mm厚,楼面做法重量2.30kN/m2)。(3)结构做法:全现浇钢筋混凝土楼盖和柱,楼面活荷载标准值4.00kN/m2。(4)本设计不考虑结构水平荷载,梁柱结构按铰接考虑。2.3 设计内容与要求(1)楼盖结构方案(包括结构体系、材料、构件尺寸)的比较与确定(2)钢筋混凝土楼盖板设

3、计计算(3)钢筋混凝土楼盖梁(主梁、次梁)设计计算(4)钢筋混凝土楼盖结构施工图 2.4 设计要求(1)结构方案应满足使用功能、受力合理、方便施工、造价相对较低的要求。(2)结构的内力计算采用弹性或塑性方法。(3)钢筋混凝土构件设计应满足安全性、适用性和耐久性要求。(4)施工图按照平法标注法绘制。3设计工作任务及工作量的要求(1)完成结构方案的比较、分析与确定。包括结构体系的优选、构件尺寸的确定、材料及其强度的确定。(2)完成结构构件设计计算。包括楼板、次梁、主梁的荷载计算、内力计算、受力钢筋的计算、构造钢筋的确定。(3)完成结构施工图绘制。包括楼盖结构平面图(模板及配筋),梁配筋及模板图。4

4、主要参考文献(1)建筑结构荷载规范GB 50009-2001(2)混凝土结构设计规范 GB 50010-2001(3)结构设计手册 90JG(4)建筑构造通用图集 88J1(5)建筑结构构造资料集(上册)(6)国家建筑标准设计,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则与构造详图,03G10114(7)滕智明.混凝土结构与砌体结构(上册)(第二版).北京:中国建筑工业出版社,20035设计成果形式及要求(1)完成结构设计说明及计算书1份,要求计算书格式规范、计算正确。(2)完成结构施工图2张(其中楼盖结构平面图1张;楼盖梁施工图1张),要求符合制图规范及工程习惯。6工作计划及进度日期内容备注1结

5、构方案;确定材料、构件尺寸;上午8:00讲课2板的荷载计算;板内力计算;3板配筋设计。下午3:00讲课4板配筋图(含构造),下午3:00讲课5次梁荷载计算,次梁内力计算,次梁配筋计算;次梁配筋图。6主梁荷载计算,主梁内力计算。主梁配筋计算;主梁配筋图。下午3:00讲课7施工图(结构平面)8施工图(结构平面);施工图(楼盖梁)9施工图(楼盖梁)10考核检查上午8:00答辩指导教师(签字): 系主任(签字): 批准日期: 2011 年6 月 20 日楼盖平面示意图(一)确定材料及截面尺寸单向板,。截面高度钢筋板:HPB235梁:主筋、腰筋、弯筋(吊筋)HRB335箍筋HPB235混凝土类环境 选用

6、C25构件类型简支连续悬臂(外伸)板单向板l/35l/40双向板l/45l/50梁主梁l /12 l /8l /14 l/10l /6 l/5次梁l /16 l/12交叉梁l /20 l/16主梁L1 ,主梁L2 ,主梁L3 ,主梁L4 ,次梁L5 ,,(二) 楼板的荷载内力及配筋计算1荷载恒载:楼面做法 2.30 钢筋混凝土板 250.08=2 20厚混合砂浆抹面 0.34 活载:4.00恒载标准值:活载标准值:荷载设计值:每米板宽: 2内力计算跨度板厚,次梁 主梁L2:边跨中间跨跨度差,故板可按等跨连续板计算。截面位置弯矩系数边跨跨中边跨支座中间跨跨中中间跨支座3配筋由题知:,设,则,,

7、根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:为了便于施工架立,支座承受负弯矩的上部钢筋直径不宜小于8mm。截面位置(kN)(mm2)实际配筋边跨跨中3.200.0750.078265A,B支座-2.510.0590.061207A,中间跨跨中轴线轴线2.260.8=1.810.0420.043146A,轴线2.260.0530.054184A,中间C支座轴线轴线-2.260.8=-1.810.0420.043146A,轴线-2.260.0530.054184A,其中均小于0.35,符合塑性内力重分布的条件及4确定构造钢筋:(1)分布筋选用A6200。(2)支座处附加钢筋选用A8200。(三)次梁设计

8、(按塑性内力重分布计算):1荷载计算:,。次梁按塑性内力重分布方法计算,截面尺寸及计算简图见图 由板传来: 次梁自重: 次梁抹灰 恒载: 活载:荷载设计值 2内力主梁L1:主梁L2:边跨 净跨 中跨:跨度差 可按等跨连续梁计算,计算简图如下:由可计算出计算结果如下表:截面位置弯矩系数边跨跨中1/11B支座-1/11中跨跨中1/16C支座-1/16由可计算出、,计算结果如下表:截面位置剪力系数边支座A0.40B支座(左)0.60B支座(右)0.50中间支座0.503截面承载力计算:(1)次梁跨中按T形截面计算,其翼缘宽度为边跨 , 中跨 ,梁高: ,翼缘厚: 判定为T形截面类型:故次梁各跨中截面

9、属于第一类T形截面。(2)支座截面按矩形截面计算,取,(3)次梁正截面承载力计算见下表:离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取mm,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑。跨中截面考虑支座钢筋穿过跨中截面形成受压钢筋。截面弯矩(kNm)(mm)配筋A支座020000按构造配2B12226mm2B支座-68.252000.2500.2939072B162B18911mm2C支座-45.682000.1660.1835654B14615mm2截面弯矩(kNm)(mm)配筋边跨跨中68.2518750.0080.0086671B162B18710mm2中间跨中45.681850-0.0067623B1

10、8763mm2其中其中均小于0.35,符合塑性内力重分布的条件及(4)次梁斜截面承载力计算见下表:,截面合适截面实配钢筋设箍筋间距53.3964.892657150101.29 满足80.0964.89需配箍筋2657150101.29满足65.8564.89需配箍筋2657150101.29满足65.8564.89需配箍筋2657150101.29满足,为150mm, 为6mm,满足构造要求。4构造配筋要求:沿全长配置封闭式箍筋,第一根箍筋距支座边50mm处开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。主梁的计算(按弹性理论计算)次梁对多根主梁的传力简图已知:,(四)主梁设计(按弹性内力设计

11、)1主梁L1(B支座处的主梁):(1)支撑情况柱截面450450,主梁L1线刚度,柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用,主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍,故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁,梁截面尺寸及计算见图见图。(2)荷载计算:次梁传来的荷载设计值: 主梁L1自重: 主梁L1粉刷重: 主梁L1恒载 (3)确定计算跨度及计算简图主梁L1计算跨度:(4)内力计算:1)、弯矩设计值:kNm2)、剪力设计值:kN(5)主梁L1正截面和斜截面承载力计算:1)、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按,故取。梁高:,翼缘厚: 判定T形截面类型:故跨中截面属于第一类T形截面。2)、支座截面按矩形截面计算。

12、由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉,造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面,有所降低。钢筋为两排布置时,。正截面配筋计算。跨中截面按两排布置,则, 截 面支座截 面跨中弯矩M(kNm)0弯矩M(kNm)16020.027 0.0274990选用钢筋按构造配筋6B16选用钢筋6B22+6B25实际钢筋截面面积(mm2)1260实际钢筋截面面积(mm2)5089,符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算:, ,截面合适截 面支座V(kN)461.03剪跨比: ,需配箍筋箍筋肢数、直径2A81010363.3实配箍筋间距因为,所以取150 满足(6)两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的的集中力: 取附加箍筋2

13、A8,则在长度范围内可布置箍筋的个数:,取。 (7)腰筋的设置 主梁的腹板高度,需要在梁侧设置纵向构造钢筋(腰筋)。每侧腰筋的截面面积,可取2 B 18,间距200mm。2主梁L2(C支座处的主梁):(1)支撑情况柱截面450450,主梁L2线刚度,柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用,主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍,故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁,梁截面尺寸及计算见图见图。(2)荷载计算:次梁传来的荷载设计值: 主梁L2自重: 主梁L2粉刷重: 主梁L2恒载 (3)确定计算跨度及计算简图主梁L2计算跨度:(4)内力计算:1)、弯矩设计值:kNm2)、剪力设计值:kN(5)主梁L1正截面和斜截面

14、承载力计算:1)、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按,故取。梁高:,翼缘厚: 判定T形截面类型:故跨中截面属于第一类T形截面。2)、支座截面按矩形截面计算。由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉,造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面,有所降低。钢筋为两排布置时,。正截面配筋计算。, 截面支座截面跨中弯矩M(kNm)0弯矩M(kNm)1473.80.029 0.0294591.0选用钢筋按构造配筋6B16选用钢筋7B20+7B22实际钢筋截面面积(mm2)1260实际钢筋截面面积(mm2)4860,符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算:, ,截面合适截面支座V(kN)461.03剪跨比:

15、,需配箍筋箍筋肢数、直径2A81010363.3实配箍筋间距因为,所以取150 满足(6)两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的的集中力: 取附加箍筋2A8,则在长度范围内可布置箍筋的个数:,取。 (7)腰筋的设置 主梁的腹板高度,需要在梁侧设置纵向构造钢筋(腰筋)。每侧腰筋的截面面积,可取2 B 18,间距200mm。3主梁L3(1)支撑情况柱截面450450,主梁L3线刚度,柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用,主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍,故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁,梁截面尺寸及计算见图见图。(2)荷载计算: 次梁传来的恒载设计值: 次梁传来的活载设计值: 主梁L3自重: 主梁L3粉刷重

16、: 主梁L3恒载 主梁L3计算跨度:按等跨梁计算,计算简图如下: (4)内力计算: 荷载不利组合弯矩(内力系数)剪力(内力系数)跨中支座ABG=39.9639.960.222-0.3330.667-1.333g=7.077.070.07-0.1250.375-0.625Q=31.231.20.222-0.3330.667-1.333Q=31.231.20.278-0.1670.833-1.167弯矩(kNm)剪力(kN)跨中支座AB 作用在1、2、3、453.23-79.8426.65-53.27作用在全跨17.82-31.8215.91-26.51作用在1、2、3、441.56-62.342

17、0.81-41.59作用在1、252.04-31.2625.99-36.41+112.61-17463.37-121.37+123.09-142.9268.55-116.19最大值123.09-17468.55-121.37 (5)主梁正截面和斜截面承载力计算:1)、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按,故取。梁高:, 翼缘厚: 判定T形截面类型:故跨中截面属于第一类T形截面。2)、支座截面按矩形截面计算,由于次梁和主梁支座负弯矩处的钢筋交叉,造成主梁的纵筋必须放在次梁的下面,有所降低。钢筋为两排布置时,。正截面配筋计算。,,, 截面支座AB支座截面跨中弯矩0174弯矩123.090

18、.0940.0001 0.098 0.00010.9510.9999847.06603.38选用钢筋按构造配筋4B148B12双排布置选用钢筋4B14实际钢筋截面面积(mm2)615904实际钢筋截面面积(mm2)615均小于,符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算:,,, ,截面合适截 面支座A支座BV68.55121.37剪跨比:构造配筋构造配筋箍筋肢数、直径2A82A81010101.0实配箍筋间距为满足最小配筋率,取150为满足最小配筋率,取150(6)两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的的集中力: 取附加箍筋A8,则在长度范围内可布置箍筋的个数m为:,取。(7)腰筋的设置 主梁的腹板高度

19、,需要在梁侧设置纵向构造钢筋(腰筋)。每侧腰筋的截面面积,可取2B12,间距200mm。4主梁L4(1)支撑情况柱截面450450,主梁L4线刚度,柱的线刚度。考虑现浇楼板的作用,主梁的实际刚度为单独梁的刚度的2倍,故主梁视为铰支在柱顶上的连续梁,梁截面尺寸及计算见图见图。(2)荷载计算: 板传来的恒载设计值: 板传来的活载设计值: 主梁L4自重: 主梁L4粉刷重: 主梁L4恒载 故恒载设计值为活荷载设计值为主梁L4计算跨度:按等跨梁计算,计算简图如下: (4)内力计算恒荷载满跨,根据活荷载分布的不同,荷载组后和后各个截面的最大内力为荷载形式弯矩kNm支座剪力kN跨内最大弯矩系数支座弯矩VAV

20、BzVByVCzVCyM1M2M3MBMC恒荷载g=11.57kN/m0.0780.0330.046-0.105-0.0790.394-0.6060.5260.4740.5活荷载q=5.6kN/m0.10.0790.085-0.119-0.1110.447-0.620.5980.5760.591组合后弯矩52.6529.6736.30-67.73-55.2842.37-62.9056.6152.2654.57各类截面最大内力52.65-67.73-62.90(5)主梁正截面和斜截面承载力计算:梁高:, ,设正截面配筋计算。截 面B支座截面跨中弯矩-67.73弯矩52.650.038 0.039 0.981319.64258.09选用钢筋4B14选用钢筋4B14实际钢筋截面面积615实际钢筋截面面积(mm2)615均小于,符合最小配筋率的要求。斜截面配筋计算:,截面合适因为各支座剪力都相差不大,并且数值很小,故均按最大剪力的支座配筋又因为所以按构造配箍筋截面支座V 62.90箍筋肢数、直径2A81010实配箍筋间距为满足最小配筋率,取150 (6)腰筋的设置 主梁的腹板高度,需要在梁侧设置纵向构造钢筋(腰筋)。每侧腰筋的截面面积,可取2A12,间距200mm。

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