混凝土与砌体结构最终.docx
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混凝土与砌体结构最终
《混凝土与砌体结构》课程设计
钢筋混凝土梁板结构设计
专业土木工程
年级2012级
姓名邓国军
学号201202543
题号03
成绩
教师签名
重庆大学继续教育学院
2013年6月20日
一、课程设计任务书
1、任务概况
1.建筑名称:
某三层工业厂房。
2.建筑地点:
重庆市沙坪坝区井口镇。
3.建筑形式:
建筑平面为矩形(在表中建筑总宽用B表示,总长用L表示),层高4.80m;北面中央第③至第④柱间设一部三跑楼梯间,楼梯间中央预留简易货梯位置(不属于本次设计范围)。
4.结构形式:
现浇钢筋混凝土框架结构。
2、设计题目及题号
1.题目:
钢筋混凝土楼(屋)盖及楼梯结构设计。
2.题号:
按学生花名册上的序号,在下表中选取相应的题号。
题号与花名册序号不符者成绩按零分记。
你的题号是第03号,相应的建筑平面尺寸为18.0*36.0,楼面活荷载标准值为6.0KN/m2;屋面为不上人屋面,活荷载标准值为0.5kn/m2,且不考虑积雪和积灰荷载。
设计题号选用表
楼盖活载标准值(kn/m2)
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
18.0m×36.0m
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
18.0m×37.8m
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
18.0m×39.6m
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
18.9m×36.0m
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
18.9m×37.8m
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
18.9m×39.6m
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
20.7m×36.0m
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
20.7m×37.8m
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
20.7m×39.6m
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
3、结构材料选用
1.混凝土:
C30混凝土(fc=14.3n/mm2,ft=1.43n/mm2);
2.钢筋:
梁纵筋HRB335级,fy=300n/mm23;梁箍筋HPB235级,fy=210n/mm2;板受力筋用CRB550冷轧带肋钢筋(常用规格:
ФR7、ФR9),fy=300n/mm2;分布筋可采用ФR5或Ф6.5HPB235级钢筋。
3.砌体填充墙及楼(电)梯间墙采用240mm厚MU10页岩砖M5水泥砂浆砌筑。
4、构造做法及恒载
1.楼面做法:
细石混凝土找平层,水磨石面层,恒载标准值取1.0kn/m2。
2.墙面及天棚做法:
水泥砂浆抹灰,刮腻子,乳胶漆照面,恒载标准值取0.4kn/m2。
3.屋面做法(自上而下):
上人屋面,活荷载标准值取2.0kn/m2。
(1)40mm厚细石混凝土刚性防水层,恒载标准值取1.0kn/m2;
(2)20mm厚1:
3水泥砂浆保护层,恒载标准值取0.4kn/m2;
(3)3mm厚2000型SBS卷材防水层,恒载标准值取0.2kn/m2;
(4)20mm厚1:
3水泥砂浆找平层,恒载标准值取0.4/m2;
(5)1:
6水泥炉渣找坡兼隔热层,坡度2%,平均厚度150mm,恒载标准值平均取2.1kn/m2;
(6)现浇钢筋混凝土屋面板。
4.屋面结构在预留简易货梯中央位置设一集中荷载P=2kn。
5、设计要求
1.结构布置:
自行对楼盖及屋盖进行柱网、主次梁、楼板布置(建议采用单向板肋形楼盖方案),楼梯结构布置(采用双折梁方案,布置成既有梁式楼梯又有板式楼梯)。
2.结构计算:
采用手工计算,整理打印后上交计算书一份,内容包括:
(1)楼盖及屋盖的结构布置简图(建议按单向板肋形楼盖方案布置);
(2)楼板及屋面板的结构计算(其内力可考虑塑性内力重分布);
(3)楼面及屋面次梁的结构计算(其内力可考虑塑性内力重分布);
(4)楼梯的结构计算。
3.楼盖及屋盖结构施工图(不少于二张2#图),内容包括:
(1)楼板配筋图与楼面次梁配筋图(次梁配筋按平法表示);
(2)屋面板配筋图与屋面次梁配筋图(次梁配筋按平法表示);
(3)楼梯平面布置及配筋图;
(4)必要的结构设计文字说明,如钢筋与混凝土等级、楼板厚度、保护层厚度等。
6、说明
1.主梁应按框架结构设计计算(不属于本次设计范围)。
2.计算书采用A4纸打印,上、下、右页边距20mm,左边页边距25mm(左边为装订边);大标题用四号黑体字,小标题用小四号黑体字,正文用小四号宋体字,1.5倍行距。
页眉用5号楷体字注明“姓名·混凝土结构课程设计·计算书·第X页,共X页”。
3.图纸采用CAD绘制,白纸打印成A3纸。
4.装订:
每张图纸按工程档案图纸折叠方法折成A4纸大小,与计算书一起装订。
封面可参见下页封面;也可另行设计;目录自行设计。
二课程设计计算书
1、结构平面布置
根据设计任务书要求,本工程采用单向板楼盖设计,沿房屋纵向布置次梁,跨度6.0m,,楼板跨度2.0m,楼板长短跨度比6.0/2=3.0>2,可按照单向板设计(祥结构图)
根据课本表5-1,单向板两端连续高跨比>1/40,2000/40=50mm工业建筑楼板h>70mm,考虑实际施工,楼板采用100mm厚;多跨次梁宽度取200mm,高跨比采用1/18,即6000/18=333,取400mm,b*h=200*400mm。
2、板设计
2.1楼盖板设计
2.1.1荷载计算
细石混凝土找平层,水磨石面层:
1.0kn/m2
钢筋砼楼板100mm25*0.1=2.5KN/m2
天棚水泥砂浆抹灰,刮腻子,乳胶漆照面0.4kn/m2
恒荷载标准值:
gk=1.0+2.5+0.4=3.9KN/m2
活荷载标准值:
qk=6.0KN/m2
因活荷载标准值>4KN/m,取γq=1.3
荷载设计值为:
q=γGgk+γqpk=1.2*3.9+1.3*6.0=12.48KN/m2
2.1.2计算简图
因次梁截面为200*400,所以
中间跨:
l0=ln=2000-200=1800mm
边跨:
l0=ln=2000-100-150=1750mm
边跨与中间跨相等,故可按照等跨连续梁计算内力,取1m宽板为计算单元,计算简图如下:
2.1.3弯矩计算(KN/m2):
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩系数a
-1/16
1/14
-1/11
1/16
-1/16
M=aql2
-12.48*1.82/16
12.48*1.82/14
-12.48*1.82/11
12.48*1.82/16
-12.48*1.82/16
弯矩M
-2.53
2.89
-3.68
2.53
-2.53
2.1.4截面强度计算:
fy=300N/mm2,fc=14.3M/mm2,a1=1.0,h0=100-15=85mm,本设计不考虑板的內拱作用:
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩(KN/m)
-2.53
2.89
-3.68
2.53
-2.53
as=M/(a1fcbh02)
0.025
0.028
0.035
0.025
0.025
γs=0.5(1+(1-2as)1/2)
0.987
0.985
0.981
0.987
0.987
As=M/fyγsh0(mm2)
100.5
115.03
147.1
100.5
100.5
选用配筋
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
实配面积mm2)
192.3
192.3
192.3
192.3
192.3
2.2屋盖板设计(不上人屋面)
2.2.1荷载计算
40mm厚细石混凝土刚性防水层1.0kn/m2;
20mm厚1:
3水泥砂浆保护层0.4kn/m2;
3mm厚2000型SBS卷材防水层0.2kn/m2;
20mm厚1:
3水泥砂浆找平层0.4/m2;
1:
6水泥炉渣找坡兼隔热层2.1kn/m2;
现浇钢筋混凝土屋面板25*0.1=2.5KN/m2
天棚水泥砂浆抹灰,刮腻子,乳胶漆照面0.4kn/m
恒荷载标准值:
gk=1.0+0.4+0.2+0.4+2.1+2.5+0.4=7.0KN/m2
活荷载标准值:
qk=0.5KN/m2
因活荷载标准值<4KN/m,取γq=1.4
荷载设计值为:
q=γGgk+γqpk=1.2*7+1.4*0.5=9.1KN/m2
2.2.2计算简图
因次梁截面为200*400,所以
中间跨:
l0=ln=2000-200=1800mm
边跨:
l0=ln=2000-200=1800mm
边跨与中间跨相等,故可按照等跨连续梁计算内力,取1m宽板为计算单元,计算简图如下:
2.2.3弯矩计算(KN/m2):
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩系数a
-1/16
1/14
-1/11
1/16
-1/16
M=aql2
-9.1*1.82/16
9.1*1.82/14
9.1*1.82/11
9.1*1.82/16
-9.1*1.82/16
弯矩M
-1.84
2.11
-2.68
1.84
-1.84
2.2.4截面强度计算:
fy=300N/mm2,fc=14.3M/mm2,a1=1.0,h0=100-15=85mm,本设计不考虑板的內拱作用:
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩(KN/m)
-1.84
2.11
-2.68
1.84
-1.84
as=M/(a1fcbh02)
0.018
0.020
0.026
0.018
0.018
γs=0.5(1+(1-2as)1/2)
0.991
0.990
0.987
0.991
0.991
As=M/fyγsh0(mm2)
72.8
83.58
106.48
72.8
72.8
选用配筋
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
¢R7@200
实际配筋面积(mm2)
192.3
192.3
192.3
192.3
192.3
3、次梁设计
3.1楼面次梁设计(大于5跨和3跨系数一样)
3.1.1荷载计算
板传来的荷载恒荷载:
3.9*2=7.8KN/m
次梁自重(忽略抹灰涂料):
25*0.2*0.3=1.5KN/m
恒荷载标准值:
7.8+1.5=9.3KN/m
活荷载标准值:
6.5*2=13KN/m
因活荷载标准值>4KN/m,取γq=1.3
荷载设计值为:
q=γGgk+γqqk=1.2*9.3+1.3*13=28.06KN/m
3.1.2计算简图
因主梁梁截面为250mm宽,所以
中间跨:
l0=ln=6000-250=5750mm
边跨:
l0=ln=6000-125-150=5725mm取5750mm
边跨与中间跨相等,故可按照等跨连续梁计算内力,计算简图如下:
3.1.3内力计算:
次梁的弯矩计算(M)
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩系数a
-1/24
1/14
-1/11
1/16
-1/16
M=aql2
-28.06*5.752/24
28.06*5.752/14
-28.06*5.752/11
28.06*5.752/16
-28.06*5.752/16
弯矩M(KN·m)
-38.66
66.27
-84.34
57.98
-57.98
次梁的剪力计算(V)
截面
A支座
B支座左
B支座右
中间支座两侧
剪力系数β
0.5
0.55
0.55
0.55
计算式V=βql0
0.5*28.06*5.75
0.55*28.06*5.75
0.55*28.06*5.75
0.55*28.06*5.75
剪力KN
80.67
88.74
88.74
88.74
3.1.4正截面强度计算
(1)次梁跨中截面按T形截面计算:
边跨:
b’f=l0/3=5725/3=1.91m
b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m
取b’f=2.0m
中间跨:
b’f=l0/3=5750/3=1.92m
b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m
取b’f=2.0m
(2)判断截面类型
h0=h-35=350-35=315mmfy=300N/mm2
a1fcb’fh’f(h0-h’f/2)=1.0*14.3*2000*100*(365-100/2)=900.9KN·m>93.37kn·m
属于第一类T形截面
次梁正截面强度计算见下表
fy=300N/mm2,fc=14.3M/mm2,a1=1.0,h0=400-35=365mm:
截面
边跨边A
边跨中A~B
第一内支座B
中间跨度中
中间支座
弯矩(KN·m)
-38.66
66.27
-84.34
57.98
-57.98
b’f或b(mm)
200
2000
200
2000
200
as=M/(a1fcbh02)
0.101
0.017
0.221
0.015
0.152
γs=0.5(1+(1-2as)1/2)
0.94
0.99
0.857
0.991
0.907
As=M/fyγsh0(mm2)
375.6
611.3
898.7
534.3
583.8
选用配筋
2¢18
2¢18+1¢16
4¢18
3¢16
2¢18+1¢14
实际配筋面积(mm2)
508.68
709.64
1017.36
608.8
662.5
3.1.5斜截面强度计算:
截面
A支座
B支座左
B支座右
中间支座两侧
V(KN)
84.88
93.37
93.37
93.37
0.25βcfcbh0(KN)
0.25*1*14.3*200*365=260.97KN>93.37KN截面满足要求
0.7ftbh0(KN)
0.7*1.43*200*365=73.07KN 箍筋肢数和直径 ¢6双肢 Asv(mm2) 2*28.26=56.52 2*28.26=56.52 2*28.26=56.52 2*28.26=56.52 S=1.25fyvAsvh0/(V-0.7ftbh0(mm)) 458.5 266 266 266 实际间距(mm) 200 200 200 200 3.2楼面次梁设计(2跨) 3.2.1荷载计算 板传来的荷载恒荷载: 3.9*2=7.8KN/m 次梁自重(忽略抹灰涂料): 25*0.2*0.3=1.5KN/m 恒荷载标准值: 7.8+1.5=9.3KN/m 活荷载标准值: 6*2=12KN/m 因活荷载标准值>4KN/m,取γq=1.3 荷载设计值为: q=γGgk+γqqk=1.2*9.3+1.3*12=26.76KN/m 3.2.2计算简图 因主梁梁截面为250mm宽,所以 边跨: l0=ln=6000-125-150=5725mm 边跨: l0=ln=6000-250=5750mm取5750mm 边跨与中间跨相等,故可按照等跨连续梁计算内力,计算简图如下: 3.2.3内力计算: 次梁的弯矩计算(M) 截面 边跨边A 边跨中A~B 第一内支座B 边跨中B~C 边跨边C 弯矩系数a -1/24 1/14 -1/10 1/14 -1/24 M=aql2 -26.76*5.752/24 26.76*5.752/14 -26.76*5.752/10 26.76*5.752/14 -26.76*5.752/24 弯矩M(KN·m) 36.85 63.17 91.09 63.17 36.85 次梁的剪力计算(V) 截面 A支座 B支座左 B支座右 C支座 剪力系数β 0.50 0.55 0.55 0.50 计算式V=βql0 0.5*26.76*5.75 0.55*26.76*5.75 0.55*26.76*5.75 0.50*26.76*5.75 剪力KN 76.93 84.62 84.62 76.93 3.2.4正截面强度计算 (1)次梁跨中截面按T形截面计算: 边跨: b’f=l0/3=5725/3=1.91m b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m 取b’f=2.0m 中间跨: b’f=l0/3=5750/3=1.91m b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m 取b’f=2.0m (2)判断截面类型 h0=h-35=350-35=315mmfy=300N/mm2 a1fcb’fh’f(h0-h’f/2)=1.0*14.3*2000*100*(365-100/2)=900.9KN·m>102.71kn·m 属于第一类T形截面 次梁正截面强度计算见下表 fy=300N/mm2,fc=14.3M/mm2,a1=1.0,h0=400-35=365mm: 截面 边跨边A 边跨中A~B 第一内支座B 边跨中B~C 边跨边C 弯矩(KN·m) 36.85 63.17 91.09 63.17 36.85 b’f或b(mm) 200 2000 200 2000 200 as=M/(a1fcbh02) 0.096 0.016 0.24 0.016 0.096 γs=0.5(1+(1-2as)1/2) 0.95 0.99 0.86 0.99 0.95 As=M/fyγsh0(mm2) 354.2 582.7 965.2 582.7 354.2 选用配筋 2¢16 2¢20+1¢12 2¢18+2¢20 2¢20+1¢12 2¢16 实际配筋面积(mm2) 401.92 741.04 1136.68 741.04 401.92 3.2.5斜截面强度计算: 截面 A支座 B支座左 B支座右 C支座 V(KN) 84.88 93.37 93.37 84.88 0.25βcfcbh0(KN) 0.25*1*14.3*200*365=260.97KN>93.37KN截面满足要求 0.7ftbh0(KN) 0.7*1.43*200*365=73.07KN 箍筋肢数和直径 ¢6双肢 Asv(mm2) 2*28.3=56.6 2*28.3=56.6 2*28.3=56.6 2*28.3=56.6 S=1.25fyvAsvh0/(V-0.7ftbh0(mm)) 459 267 267 459 实际间距(mm) 200 200 200 200 3.3屋面次梁设计(大于5跨和3跨3跨系数一样) 3.3.1荷载计算 板传来的荷载恒荷载: 7.0*2=14KN/m 次梁自重(忽略抹灰涂料): 25*0.2*0.3=1.5KN/m 恒荷载标准值: 14+1.5=15.5KN/m 活荷载标准值: 2*0.5=1KN/m 因活荷载标准值<4KN/m,取γG=1.4 荷载设计值为: q=γGgk+γqpk=1.2*15.5+1.4*1=20KN/m 3.3.2计算简图 因主梁梁截面为250mm宽,所以 中间跨: l0=ln=6000-250=5750mm 边跨: l0=ln=6000-125-150=5725mm取5750mm 边跨与中间跨相等,故可按照等跨连续梁计算内力,计算简图如下: 3.3.3内力计算: 次梁的弯矩计算(M) 截面 边跨边A 边跨中A~B 第一内支座B 中间跨度中 中间支座 弯矩系数a -1/24 1/14 -1/11 1/16 -1/16 M=aql2 -20*5.752/24 20*5.752/14 -20*5.752/11 20*5.752/16 -20*5.752/16 弯矩M(KN·m) -27.55 47.22 -60.09 41.31 41.31 次梁的剪力计算(V) 截面 A支座 B支座左 B支座右 中间支座两侧 剪力系数β 0.5 0.55 0.55 0.55 计算式V=βql0 0.5*20*5.75 0.55*20*5.75 0.55*20*5.75 0.55*20*5.75 剪力KN 57.5 63.25 63.25 63.25 3.3.4正截面强度计算 (1)次梁跨中截面按T形截面计算: 边跨: b’f=l0/3=5725/3=1.91m b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m 取b’f=2.0m 中间跨: b’f=l0/3=5750/3=1.92 b’f=b+Sn=0.2+1.8=2.0m 取b’f=2.0m (2)判断截面类型 h0=h-35=350-35=315mmfy=300N/mm2 a1fcb’fh’f(h0-h’f/2)=1.0*14.3*2000*100*(365-100/2)=900.9KN·m>66.55kn·m 属于第一类T形截面 次梁正截面强度计算见下表 fy=300N/mm2,fc=14.3M/mm2,a1=1.0,h0=400-35=365mm: 截面 边跨边A 边跨中A~B 第一内支座B 中间跨度中 中间支座 弯矩(KN·m) -27.55(30.5) 47.22(52.29) -60.09(-66.55 41.31(45.75) 41.31(45.75) b’f或b(mm) 200 2000 200 2000 200 as=M/(a1fcbh02) 0.072 0.012 0.158 0.011 0.11 γs=0.5(1+(1-2as)1/2) 0.954 0.993 0.903 0.994 0.935 As=M/fyγsh0(mm2) 263.2 434.2 607.7 379.5 403.5 选用配筋 2¢14 2¢18 2¢14+
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