混凝土及砌体结构课程设计最后Word下载.docx
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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=2210mm<
1.025ln=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力及配筋计算(以下所有查表均出自大学《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,板力及配筋计算过程见表1:
表1B1和B2的力及配筋计算
截面
1
B
2
C
αm
1/11
-1/11
1/16
-1/14
l0(m)
2.21
2.10
M=αm(g+q)l02
3.716
-3.716
2.307
-2.637
αs=M/α1ƒcbh02
0.195
0.121
0.138
ξ=1-√1-2αs
0.219
0.129
0.149
计算配筋(㎜2)
As=ξbh0ƒc/fy
496
292(234*)
338(270*)
实际配筋
(㎜2)
B1
ф8100
As=503
ф6/8100
As=393
B2
ф6100
As=283
注:
B2板跨截面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/l01>
3,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ф6200(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ф6250。
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:
次梁在墙上的支承长度为240mm。
主梁截面为250×
650mm。
计算跨度:
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
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/m
L1梁的自重:
0.20×
(0.45-0.06)×
25×
1.2=2.34KN/m
L1梁的粉刷:
0.02×
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/m
3、荷载总设计值:
g+q=22.59KN/m
3.2.3力及配筋计算:
1、力计算:
弯矩设计值:
M1=1/11(g+q)l012=1/11×
22.59×
5.8752=70.88KN·
m
MB=-1/11(g+q)l012=1/11×
5.8752=-70.88KN·
M2=1/16×
(g+q)l022=1/16×
5.752=46.68KN·
MC=-1/14(g+q)l022=-1/14×
5.752=-53.35KN·
剪力设计值:
L1梁的剪力计算
VA=0.45×
(g+q)ln1=0.45×
5.875=59.72KN
VBL=-0.6×
(g+q)ln1=-0.6×
5.875=-79.63KN
VBr=0.55×
(g+q)ln2=0.55×
5.75=71.44KN
VC=-0.55×
(g+q)l02=-0.55×
222.59×
5.75=-71.44KN
2、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的力及配筋计算
-1/11
-1/14
l0
5875
5750
70.88
-70.88
46.68
-53.35
或αs=M/α1ƒcb′fh02
0.017
0.173
0.011
0.130
0.191<0.35
0.140<0.35
As=ξbf′h0α1ƒc/ƒy
560
—
362
As=ξbh0α1ƒc/ƒy
629
460
选配钢筋
3Φ16
As=603
2Φ18+1Φ14
As=662.9
2Φ16
As=402
2Φ18
As=509
ξ均小于0.35,符合塑性力重分布的设计原则;
As/bh=402/(200×
450)×
100%=0.45%>
ρmin=0.45×
ƒt/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×
390=69.342KN>VA=59.72KN,故应按构造要求配置箍筋V=79.63>0.07ƒcbho=64.97,300<h≤500,故S=200。
验算配箍率最小配筋率:
ρsv=nAsv1/bs=56.6/200×
200=0.142%>0.02ƒc/ƒyv=0.11%,满足要求。
3.2.4L1的配筋图见图
3.3L2梁(主梁)设计(按弹性理论计算)
3.3.1L2的剖面及计算简图
主梁按连续梁计算,端部支承在砖墙上,支承长度为370mm;
中间支承在300mm×
300mm的混凝土柱上。
其计算跨度:
ln=l0+a/2+b/2=7000-120-150=6730㎜,因0.025ln=168mm<
a/2=185mm,取
lo=1.025Ln+b/2=1.025×
6730+300/2=7048㎜,近似取lo=7050mm
L2的计算简图见图9。
因跨度相差不超过10%,故可利用附表19计算力。
3.2.2荷载计算
L2梁按弹性方法设计。
为简化计算,将L2梁自重等效为集中荷载考虑。
L1传来恒荷载:
9.94×
7.0=69.58KN
L2自重:
0.25×
(0.65-0.06)×
2.3×
1.2=10.18KN
L2粉刷:
[0.25+(0.65-0.06)×
2]×
0.02×
1.2=1.58KN
1、恒荷载:
G=81.34KN,取G=85KN
2、活荷载由L1传来:
Q=12.65×
7=88.55KN,取Q=90KN
3.3.3力及配筋计算
1、力计算
弯矩设计值:
M=k1GL+k2QL(式中系数k1、k2由教材附表19中相应栏查得)
V=k3G+k4Q(式中系数k3、k4由教材附表19中相应栏查得)
L2弯距计算见表3。
L2剪力计算见表4。
表3L2弯矩计算表(KN·
m)
编号
工况
K/M
0.222
133.03
-0.333
-199.55
0.278
176.39
___
-0.084
-53.298
3
____
-211.29
__
组合项次
Mmax(KN.m)
①+②
309.42
①+
-410.84
79.732
表4L2剪力计算表(KN)
K/VA
K/VBL
K/VBr
0.667
56.695
-1.333
-113.31
1.333
113.31
0.833
74.97
0.167
15.03
-119.97
±
Vmax(KN)
131.665
-233.28
128.34
2、L2梁的截面配筋计算
(1)L2梁的承载力计算:
跨中按T形截面计算,因0.1>hf‘/ho=60/615=0.097>0.05,所以翼缘高度取:
b+12hf‘=2.82
bf‘=L/3=7.0/3=2.33m<b+Sn,故bf‘=2.33m计算。
α1ƒcbf‘hf,(h0-hf,/2)=1×
2330×
60×
(615-60/2)=973.22KN·
m>410.48KN·
m,故各跨截面均为第一类T形截面。
支座按矩形截计算,取h0=650-60=590㎜。
L2梁的支座柱宽为300㎜,故B支座截面的设计弯矩应为
MB=-[410.84-(85+90)×
0.3/2]=-384.59KN
纵向受力钢筋除B支座为两排外,其余均为一排。
L2正截面强度计算见表5:
表5L2梁的正截面强度计算表
截面
B
M(KN.m)
-384.59
h0(㎜)
615
590
as=M/fcbho2
309.42×
106÷
(11.9×
2000×
6152)=0.030
0.371
0.030
0.492
γs
0.985
0.753
As=M/γsfyho(㎜2)
1703
2886
3Φ25+1Φ22
As=1853㎜2
6Φ25
As=2945㎜2
ξ均小于0.55,满足要求;
As/bh=1834/(250×
650)×
100%=1.12%>
100%=0.19%,故满足要求。
(2)斜截面受剪承载力计算
1)验算截面尺寸
hw=590-60=530㎜hw/b=530/300=1.77<4,截面尺寸按下式验算:
0.25fcbho=0.25×
300×
590=526.575KN>VBl=233.28KN故截面尺寸满足要求。
0.7ftbho=0.7×
590=157.353KN>
VA=131.665KN,按构造要求配置腹筋:
采用ф8200双肢箍沿梁全长布置。
(3)L1梁两侧附加横向钢筋计算:
次梁传来集中力:
Fl=82.81+94.22=173.03KN,现h1=650-450=200㎜
s=2h1+3b=2×
200+3×
200=1000㎜
取附加箍筋ф8200双肢,则在长度s围布置附加箍筋的排数,m=1000/200+1=6排,次梁两侧各布置三排。
另加吊筋2Φ16,Asb=201.1㎜2:
2fyAsbsinα+m.nfyv·
Asv=2×
201.1×
0.707+6×
210×
50.3=212.06KN>F1,满足要求。
因主梁腹板高度大于450,需在梁侧设置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋截面积不小于腹板面积的0.1%,且间距不大于200。
现每侧配置2Φ12,拉钩ф6400。
226/(250×
590)=0.15%>0.1%,满足要求。
3.3.4L2的配筋图见图11
4.参考资料
本课程设计参考资料有:
1、《荷载规》(2008-9)
2、《混凝土设计规》(2002-11)
3、自学考试用书《混凝土及砌体结构》(2004版)
5.小结与感想
通过本次课程设计加深了对混凝土结构的认识,将书面知识运用于实际,对本专业的实践有了新的理解。
设计的理念不仅可以用于专业工程中,也可用于人生里程中。
通过对课程的设计懂得了如何对人生的设计。
6.感
通过这几天的课程设计终于完成了课程任务,在几天的学习时间使我懂的了很多专业及专业以外的知识,在此非常感邵导师细心教导。
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- 混凝土 结构 课程设计 最后