混凝土结构设计原理课程设计

发布 2022-10-04 00:31:28 阅读 3543

一、 设计任务。

某二层建筑物,为现浇混凝土内框架结构(中间为框架承重,四周为墙体承重),建筑平面图如下图。试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计。

二、设计资料。

1、建设地点:烟台市区。

2、楼面做法:

混凝土结构设计原理课程设计。

一、 设计任务。

某二层建筑物,为现浇混凝土内框架结构(中间为框架承重,四周为墙体承重),建筑平面图如下图。试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计。

二、设计资料。

1、建设地点:烟台市区。

2、楼面做法:水磨石地面、钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底。

3、层高:4.5m;门:宽×高=3300mm×3000mm;纵向跨度=6900mm横向跨度=7200mm;楼梯位置见图,楼梯尺寸自定。

4、墙体为370mm砖砌体。

5、建筑用途为仪器仓库;楼面活荷载为8.0/6.0/5.0(kn/ m2)。

6、材料:混凝土强度等级为c30,梁受力钢筋采用hrb400级钢筋,梁箍筋、板中钢筋采用hrb235级钢筋。

3、楼盖的结构平面布置。

主梁沿纵向布置,次梁沿横向布置。主梁的跨度为7.2m,次梁的跨度为6.

9m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.4m,l02/l01=6.9/2.

4=2.875<3但是大于2,故可按单向板设计。

按跨高比条件,要求板厚h≥2400/40=60mm,对工业建筑的楼盖板,要求h≥80mm,取h=80mm。

次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6900/18~6900/12=385~575mm。考虑到楼面活载比较大,因此截面高度取为h=550mm,截面宽度取为b=200mm。

主梁的截面高度应满足h=l0/15~l0/10=7200/15~7200/10=500~720mm,取h=650mm。截面宽度取为b=300mm。

四、计算书的计算过程。

1.板的设计。

如附图1轴线①~②的板属于端区格单元板;轴线②~⑤的板属于中间区格单元板。

1.1 荷载。

板的永久荷载标准值:

水磨石面层0.65kn/m2

100mm钢筋混凝土板0.08×25=2kn/ m2

20mm石灰砂浆0.02×17=0.34 kn/ m2

小计2.99kn/m2

板的可变荷载标准值8.0kn/ m2

永久荷载分项系数取1.2,因楼面可变荷载标准值大于4.0 kn/ m2,所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的。

永久荷载设计值 g=2.99×1.2=3.59 kn/ m2

可变荷载设计值 q=8.0×1.3=10.4kn/ m2

荷载总设计值 g+q=13.99kn/m2 近似取为g+q=14.0kn/m2

1.2 计算简图。

次梁截面为200mm×550mm,现浇板在墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。

按塑性内力重分布设计,板的计算跨度:

边跨l0=ln+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm<1.025ln=2255mm

取l0=2220mm

中间跨l0= ln =2400-200=2200mm

因跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算,取五跨。取1m宽板带作为计算单元,从左到右节点编号依次为a,b,单元中点处的编号1,2,3,2,1。计算简图如附图2“图1板的计算简图”。

1.3 弯矩设计值。

由表11-1可查得,板的弯矩系数αm分别为:边跨中,1/11;离端第二支座, -1/11;中跨中,1/16;中间支座,1/14,故:

m1= -mb=(g+q)l20/11=14.0×2.222/11= 6.27kn·m

mc= -g+q)l20/14=‐14.0×2.22/14= -4.84kn·m

m2=(g+q)l20/16=14.0×2.22/16=4.24kn·m

这是对端区单向板而言的,对中间区格单向板,其mc=‐4.84×0.8=-3.87kn·m

m2=0.8×4.24=3.19kn·m

1.4 正截面受弯承载力计算。

环境类别为一级,c30混凝土,板的最小保护层厚度c=15mm取20mm。板厚80mm,h0=80-20=60mm;板宽b=1000mm。c30混凝土,α1=1.

0,fc=14.3n/mm2 ;hpb235钢筋,fy=210n/mm2。则板的配筋计算的过程如下表。

板的配筋计算。

计算结果表明,支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原理;as/bh=359/(1000×80)=0.45此值大于0.

45ft./fy=0.31%,同时大于0.

2%,满足要求。

2.次梁设计。

按考虑塑性内力重分布设计。根据实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

2.1荷载设计值。

永久荷载设计值

板传来永久荷载2.592.4=7.18kn/m

次梁自重0.2×(0.5-0.08)×25×1.2=2.52kn/m

次梁粉刷0.02×(0.5-0.08)×2×17×1.2=0.34kn/m

小计g=10.04kn/m

可变荷载设计值。

q=6.0×1.3×2.4=18.72kn/m

荷载总设计值。

g+q=28.76kn/m

2.2 计算简图。

次梁在转墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300mm×650mm。计算跨度:

边跨[=l_+a/2', altimg': w': 96', h':

23'}]6900-120-300/2+240/2=6750mm<1.025[',altimg': w':

18', h': 23'}]1.025×6600=6765,取[',altimg':

w': 17', h': 23'}]6750mm

中间跨 ['altimg': w': 17', h': 23'}]altimg': w': 18', h': 23'}]6900‐300=6600

因跨度相差小于10%,可按等跨度连续梁计算。次梁的计算简图如附图2“图2 次梁的计算简图”。

3.3内力计算。

由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值。

[=m_=(g+q)l_^/11=28.76×6.75^/11=',altimg': w': 507', h': 31'}]

[=(g+q)l_^/16=28.76×6.6^/16=',altimg': w': 427', h': 31'}]

[=(g+q)l_^/14=28.76×6.6^/14=',altimg': w': 473', h': 31'}]

剪力设计值。

[=0.45(g+q)l_=0.45×28.76×6.63=85.81kn', altimg': w': 443', h': 23'}]

[=0.60(g+q)l_=0.60×28.76×6.63=114.41kn', altimg': w': 458', h': 23'}]

[=v_=0.55(g+q)l_=0.55×28.76×6.6=104.40kn', altimg': w': 485', h': 23'}]

3.4承载力计算。

1)正截面受弯承载力。

正截面受弯承载力计算时,各支座计算按矩形截面,跨内按t形截面计算,翼缘宽度取[^=l/3", altimg': w': 66', h':

31'}]7200/3=2400mm;又[^=b+s_=200+2200=2400mm", altimg': w': 290', h':

31'}]故取[^"altimg': w': 21', h':

31'}]2400mm。截面纵向钢筋均布置一排。

环境类别一级,c30混凝土,梁的最小保护层厚度c=25mm。纵向钢筋[',altimg': w': 22', h': 23'}]500-35=465mm。

c30混凝土,[=1.0,β_1,f_=14.3n/mm^,f_=1.

43n/mm^',altimg': w': 415', h':

28'}]纵向钢筋采用hrb400钢,['altimg': w': 20', h':

24'}]360n/['altimg': w': 44', h':

21'}]箍筋采用hpb235钢,[=210n/mm^',altimg': w': 145', h':

25'}]正截面承载力计算过程如表。经判别跨内截面均属于第一类t形截面。

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目录。1设计资料 1 2板的计算 2 2.1 弯矩计算 2 2.2 配筋计算 5 3梁的计算 7 3.1 荷载计算 7 3.2 内力计算 8 4梁的变形和裂缝宽度验算 20 5柱的配筋计算 22 致谢 23参考文献 24 梁格布置平面。如图1所示。图1结构平面布置图。荷载计算。四周外墙均为承重砖墙,...