混凝土结构设计课程设计midas.docx
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混凝土结构设计课程设计midas
混凝土结构课程设计计算书
某钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖设计(midasbuilding)
姓名:
班级:
学号:
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
任务书………………………………………………………2
1截面尺寸选择…………………………………………4
2、荷载计算………………………………………………4
3、模型建立………………………………………………4
3.1建立轴网…………………………………………4
3.2布置柱……………………………………………5
3.3布置梁……………………………………………6
3.4布置楼板…………………………………………6
3.5楼层组装…………………………………………7
3.6荷载输入…………………………………………8
3.6.1楼面荷载……………………………………8
3.6.2梁上荷载……………………………………10
3.7输入控制参数……………………………………10
4、分析和设计……………………………………………11
4.1分析设计的控制信息……………………………11
4.2查看结构平面布置简图…………………………12
4.3查看荷载简图……………………………………13
4.4查看设计配筋……………………………………14
4.5挠度和裂缝宽度验算……………………………14
4.6验算轴压比………………………………………16
5、设计配筋图……………………………………………17
5.1各层楼板的配筋图………………………………17
5.2各层梁的配筋图…………………………………19
参考资料…………………………………………………21
课程设计说明书
设计及说明
主要结果
混凝土结构课程设计任务书2
——某钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖设计(Midas-Building)
1.1设计目的
(1)了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容;
(2)了解梁、板结构的荷载传递途径及计算简图;
(3)熟悉受弯构件梁和板的设计方法;
(4)了解内力包络图及材料图的绘制方法;
(5)掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式。
1.2设计资料
(1)结构形式
某6层钢筋混凝土结构教学楼,层高为3.6m,采用整体式钢筋混凝土双向板肋梁楼盖。
结构平面布置如图1—1所示。
外墙厚370mm。
图1-1结构平面布置图
(2)楼面构造做法
30mm厚水磨石地面(12mm厚面层,18mm厚水泥砂浆打底),板底有15mm厚石灰砂浆抹灰。
现浇钢筋混凝土楼板。
(3)荷载
永久荷载:
包括梁、楼板及构造层自重。
钢筋混凝土容重为25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,水磨石容重0.65kN/m2,粉煤灰空心砌块容重为8kN/m3。
可变荷载:
楼面均布活荷载标准值见表1
(4)材料
混凝土:
见表1
钢筋:
板HPB300级;梁:
主筋HRB400级,箍筋HPB300级
1.3设计内容
(1)双向板肋梁楼盖结构布置及构件截面尺寸的确定
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主要结果
(2)采用Midas-Building软件进行此教学楼板、梁的设计,并进行其钢筋配置。
(3)绘制结构施工图
绘制板的配筋图及梁的配筋详图及其抵抗弯矩图,并作钢筋明细表,最后完成结构施工图一张。
1.4基本要求
(1)完成结构计算书一份。
包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。
要求概念清楚,计算完整、准确,成果尽量表格化,并装订成册。
(2)图纸。
施工图一张,包括结构平面布置图、板的配筋图、梁的配筋图。
表1
楼面面层活载标准值
混凝土强度等级
柱截面尺寸(mm)
学号后两位
楼面面层活载标准值
混凝土强度等级
柱截面尺寸(mm)
学号后两位
4kN/m
板:
C20
梁:
C30
300
1
8kN/m
板:
C20
梁:
C30
300
19
350
2
350
20
400
3
400
21
450
4
450
22
板:
C25
梁:
C30
300
5
板:
C25
梁:
C30
300
23
350
6
350
24
400
7
400
25
450
8
450
26
6kN/m
板:
C20
梁:
C30
300
9
10kN/m
板:
C25
梁:
C30
350
27
350
10
400
28
400
11
450
29
450
12
500
30
板:
C25
梁:
C30
300
13
板:
C30
梁:
C40
350
31
350
14
400
32
400
15
450
33
450
16
12kN/m
板:
C25
梁:
C30
400
34
7kN/m
板、梁:
C30
400
17
450
35
450
18
500
36
550
37
板:
C30
梁:
C40
400
38
450
39
500
40
550
41
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主要结果
1、截面尺寸选择
柱:
400mm×400mm
板:
h≥4700/50=94mm,取h=120mm。
梁:
h=(1/14~1/8)L=379~663mm,取h=500mm,b=(1/3~1/2)h=167~250mm,取b=250mm。
2、荷载计算
15mm厚石灰砂浆抹灰0.015×17=0.335kN/m2
30mm厚水磨石地面(0.012×24+0.018×17=)0.65kN/m2
楼面荷载
恒荷载合计(不计楼板自重):
0.905kN/m2
活荷载6kN/m2
梁上荷载:
外墙对梁的荷载0.37m×0.9m×8kN/m3=2.664kN/m2
屋面荷载(取《规范》值,假设为上人屋面)
防水层(刚性)30厚C20细石混凝土防水1.0KN/m2
防水层(柔性)三毡四油铺小石子0.4KN/m2
找平层:
15厚水泥砂浆0.015×20=0.30KN/m2
找平层:
15厚水泥砂浆0.015×20=0.30KN/m2
找坡层40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平0.04×14=0.56KN/m2
保温层:
80厚矿渣水泥0.08×14.5=1.16KN/m2
抹灰层:
15厚石灰砂浆0.015×17=0.255KN/m2
恒荷载4KN/m2
活荷载2kN/m2
3、模型建立
3.1建立轴网
打开midas软件的结构大师,选择“新建项目”。
打开主页面后,在左上角选择结构,轴网的建立,然后选择“正交轴网”,
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主要结果
输入相应的轴网参数,如图1
然后插入到轴网视图,再插入到模型视图,则轴网建立完成
图1正交轴网建立
3.2布置柱
点击操作界面的“柱布置”,在图示对话框中设定柱子的截面尺寸
。
点击“新建”,在
中输入相应尺寸柱截面400mm×400mm,按窗口布置。
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3.3 布置梁
点击梁图标,新建截面250mm×500mm,窗口布置。
布置完柱后,点击:
边界——柱——偏心数值,
输入y、z方向参数。
四周柱偏移完后,发现四角的
柱子未偏移到位,须同时输入y、z方向数值,方能
偏移正确。
如图2
图2梁柱布置图(偏心对齐后)
3.4布置楼板
点击
界面上的楼板,在弹出的
界面中选择板厚120mm,点击“自动生成”,如图3
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图3楼板布置图
3.5 楼层组装
点击:
楼层1F——右键——复制多个楼层,输入5层,回车。
在“新楼层视图”中显示模型如图4
图4模型
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3.6荷载输入
3.6.1楼面荷载
图5楼面荷载数据输入
图6楼面荷载显示
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屋面荷载输入
设置第6层为另一个标准层,选择激活,然后对屋面荷载进行行修正,经计算
恒载为4KN/m2,活载为2KN/m2,如图7
图7屋面荷载修正和显示
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3.6.2 梁上荷载
点击:
荷载-梁——DL——均布荷载,方向整体Z,输入q=-2.664kN/m3,布置到外墙作用的梁上
图8梁上荷载显示
3.7 输入控制参数
点击结构——模型控制——
结构材料:
钢筋混凝土结构,
结构体系:
框架结构
图9模型控制数据
荷载控制—— 如图10
一般荷载:
自动计算构建自重,考虑楼板自重,风荷载,地震作用
风荷载:
基本风压0.35
地震作用:
设防地震2
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图10荷载控制数据
4分析和设计
4.1 分析设计
的控制信息
钢筋信息
梁主筋HRB400
箍筋HPB300
柱主筋HRB400
箍筋HPB300
分布筋、楼板钢筋
HPB300
图11钢筋信息表
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4.2 查看结构平面布置简图
图12结构平面布置简图
图中显示各柱混凝土强度等级为C40,截面积400mm×400mm,梁混凝土等级为C30,截面积250mm×500mm,板混凝土图等级C20,高度120mm
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4.3查看荷载简图
图13为板荷载计算简图(局部放大)
楼板荷载为面荷载,恒载为0.9kN/m2,活载为6kN/m2
屋面荷载因构造不同,恒载为4kN/m2,活载为2kN/m2
图14梁荷载计算简图(局部放大)
梁上荷载为线荷载,大小为3.1kN/m2
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4.4查看设计配筋
图15梁设计配筋包络图(局部放大)
4.5挠度和裂缝宽度验算
查规范可知,楼盖L<7m时,挠度极限值为L/200,本题为1/42.5
由图上挠度值可知,楼板的最大挠度产生在顶层的1,2轴与E,F轴所相交的边角板,没有超过限值;梁上的最大挠度值产生在标准层的C轴和E轴之间,也在允许的范围内。
故均符合规范。
图16楼板挠度简图(局部放大)
符合规范。
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图17梁的挠度计算简图(局部放大)
符合规范。
混凝土的结构或构件的裂缝限值,与结构的裂缝控制等级和该建筑所在的环境类别决定。
对于环境类别为二级,裂缝控制等级为三级的混凝土结构来说,裂缝宽度限值为0.3mm或0.4mm。
因此,板和梁的裂缝宽度均符合标准。
图18板的裂缝验算宽度简图
小于0.3mm,符合规范。
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图19梁的裂缝验算宽度简图
小于0.3mm,符合规范。
4.6验算轴压比
图20轴压比和计算长度系数简图
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5、设计配筋图
5.1各层楼板的配筋图
图21楼板配筋图及局部放大详图
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图22屋面板配筋及局部放大详图
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5.2各层梁的配筋图
图23梁配筋图
其配筋局部放大详图以及梁截面剖面图详见下页图24
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图24梁配筋详图
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主要结果
参考资料:
混凝土结构设计原理(第3版)沈蒲生主编高等教育出版社
混凝土结构设计(第3版)沈蒲生主编高等教育出版社
混凝土结构设计规范GB50010—2010中国建筑工业出版社
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- 混凝土结构 设计 课程设计 midas