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1、混凝土结构课程设计设计题目:钢筋混凝土双向板肋形楼盖设计 学院: 土木与环境工程学院 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 北京科技大学 2014年6月目 录一、设计任务书11、设计目的和方法12、设计任务13、设计资料14、设计要求25、设计成果26、设计要求2二、设计说明书31、结构布置及构件尺寸选择32荷载设计值43. 板的计算43.1按弹性理论设计板43.1.1 A区格板计算53.1.2 B区格板计算。63.1.3 C区格板计算73.1.4 D区格板计算83.1.5选配钢筋103.2按塑性理论设计板:103.2.1 A区格板计算123.2.2 B区格板计算133.2.3 C区格板的计算1
2、53.2.4 D区格板的计算164.双向板支承梁设计194.1纵向支承梁L-1设计204.1.1计算跨度204.1.2荷载计算204.1.3内力计算。214.1.4正截面承载力计算254.1.5 斜截面受剪承载力计算264.2 横向支承梁L-2设计284.2.1 计算跨度。284.2.2荷载计算284.2.3内力计算。294.2.4正截面承载力计算324.2.5 斜截面受剪承载力计算34三、参考文献35四、设计心得36混凝土结构课程设计 土木1102班 41112054 柴丽娜一、设计任务书1、设计目的和方法 通过本设计对所学课程内容加深理解,并利用所学知识解决实际问题;培养学生正确的设计观点
3、、设计方法和一定的计算、设计能力,使我们掌握钢筋混凝土现浇楼盖的设计方法和步骤;培养用图纸和设计计算书表达设计意图的能力,进一步掌握结构施工图的绘制方法。 根据某多层建筑平面图,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构的要求,并考虑支承结构的合理性确定主、次梁的结构布置方案。确定板的厚度和主、次梁的截面尺寸及钢筋和混凝土强度等级。按照塑性内力重分布的方法进行板、次梁的内力和配筋的计算。按照弹性理论进行主梁的内力和配筋的计算。2、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),建筑平面示意图见下图。试对楼盖(包括标准层和顶层)进行设计。图1-1 楼盖结构平面布置3、设计
4、资料(1)建设地点:北京市(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)荷载:永久荷载主要为板、面层以及粉刷层自重,钢筋混凝土容重25kN/m3,水泥砂浆容重20kN/m3,石灰砂浆容重17kN/m3,恒载分项系数=1.2。活载分项系数 =1.3或1.4。(4)材料:平面尺寸ly=5.1m,lx=4.5m。楼面均布活荷载q=5.0kN/m。混凝土强度等级为C25。采用HRB335钢筋。4、设计要求(1)楼盖、屋盖的结构平面布置。(2)楼盖板的内力分析与配筋计算(考虑内力重分布)。次梁的内力分析与配筋计算(考虑内力重分布)。(3) 主梁的内力分析与配筋计算。5、设计
5、成果(1)设计计算说明书一份,包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录、设计心得。(2)楼板配筋图、次梁配筋图、主梁的弯矩包络图和配筋图。6、设计要求(1)独立完成,严禁抄袭。(2)设计计算书要完整、计算过程及结果正确,表达清晰。(3)配筋图要达到施工图的要求,施工图上的配筋应与计算书的计算结果一致。原则要打印。二、设计说明书1、结构布置及构件尺寸选择双向板肋梁楼盖由板和支承梁构成。双向板肋梁楼盖中,本双向板肋梁楼盖设计双向板区格平面尺寸ly=5.1m,lx=4.5m,即支承梁短边的跨度为4500mm,支承梁长边的跨度为5100mm,根据图1所示的柱网布置,选取的结构平面布置方案如图
6、1-2所示。图2-1 双向板肋梁楼盖结构平面布置图板、次梁和主梁的截面尺寸拟定:板厚的确定:连续双向板的厚度一般大于或等于l/50=5100/50=102mm,且双向板的厚度不宜小于80mm,故取板厚为120mm。 支撑梁截面尺寸:根据经验,支撑梁的截面高度h=l/14l/8,长跨梁截面高度h=(5100/145100/8)=364.3637.5mm,故取h=500mm。长跨梁截面宽 b=h/3h/2=(500/3500/2)=166.7250mm,故取b=200mm。短跨梁截面高 h=(4500/144500/8)mm=321.4562.5mm,故取h=500mm 短跨梁截面宽 b= h/3
7、h/2=400/3400/2=133.3200mm,故取b=200mm。由于板面的载荷沿短跨方向传递程度要大于沿长跨方向的传递程度,故取得短跨梁尺寸要偏大一点。2荷载设计值由于活荷载标准值大于4kN/m2,则取 =1.3。恒荷载设计值:=1.35=6.5kN/m2活荷载设计值:= 1.230mm厚水磨石地面:0.65kN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板:0.12m25kN/m3=3kN/m220mm厚石灰砂浆抹底:0.020m17kN/m3=0.34kN/m2 =0.65+3+0.34=3.99kN/m2 g=3.991.2=4.788kN/m2折算恒载设计值: p=g+q/2=3.99+6
8、.5/2=7.24kN/m2折算活荷载设计值:p=q/2=6.5/2=3.25kN/m2荷载设计值:p=g+q=4.788+6.5=11.288kN/m23. 板的计算3.1按弹性理论设计板此法假定支撑梁不产生竖向位移且不受扭,并且要求同一方向相邻跨度比值lmin /lmax 0.75,以防误差过大。当求各区格跨中最大弯矩时,活荷载应按棋盘式布置,它可以简化为当内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时q/2作用下的弯矩之和。所有区格板按其位置与尺寸分为A、B、C、D 四类,计算弯矩时,考虑混凝土的泊松比u=0.2(查混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第4.1.8条)
9、弯矩系数可查混凝土结构设计附表2。图2-2 荷载布置图3.1.1 A区格板计算(1) 计算跨度中间跨:lx=4.5m1.05lo=1.05(4.5-0.2)=4.515m ly=5.1m1.05lo=1.05(5.1-0.2)=5.145m lx/ly=4.15/5.145=0.88(2)跨中弯矩A区格板是中间部位区格板,在 g+q/2作用下,按四边固定板计算;在q/2作用下按四边简支计算。A区格板弯矩系数查混凝土结构设计附表2,结果如表2.1所示。表2.1 A区格板弯矩系数 lx/lymxmymxmy四边固定0.880.02310.0161-0.0603-0.0544四边简支0.880.05
10、780.0354- Mxu=Mx1u+Mx2u =(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2+(mx2+0.2my2)(q/2)lx2 =(0.0231+0.20.0161)7.244.52+(0.0578+0.20.0354)3.254.52=8.13kN.m/m Myu=My1u+My2u =(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2 =(0.0161+0.20.0231)7.244.52+(0.0354+0.20.0578)3.254.52=6.13kN.m/m(3)支座弯矩 a支座:Mxa=mx(g+q/2)lx2=-0.06037.244
11、.52=-8.84kN.m/m b支座:Myb=my(g+q/2)lx2=-0.05447.244.52=-7.98kN.m/m(4)配筋计算截面有效高度:由于是双向配筋,两个方向的截面有效高度不同。考虑到短跨方向的弯矩比长跨方向的大,故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长跨方向的外侧。因此,跨中截面h0x=120-25=95mm(短跨方向),h0y=120-35=85mm(长跨方向);支座截面h0=h0x=95mm。对A区格板,考虑到该板四周与梁整浇在一起,整块板内存在穹顶作用,使板内弯矩大大减小,故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8,近似取rs为0.95,fy=300N/mm2。跨中正弯矩配筋
12、计算: Asx=0.8Mxu/rsh0fy =0.88.13106/(3000.9595)=240.22mm2Asy=0.8Myu/rsh0fy =0.86.13106/(3000.9585)=202.44mm2 支座配筋见B、C区格板计算,因为相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时,取绝对值的较大值作为该支座的最大负弯矩。3.1.2 B区格板计算。(1)计算跨度。边跨:lx=ln+h/2+b/2=(4.5-0.15-0.25/2)+0.12/2+0.2/2=4.39m1.05lo=1.05(4.5-0.15-0.25/2)=4.44m中间跨:ly=5.1m1.05lo=1.05(5.1-
13、0.15)=5.20mlx/ly=4.39/5.1=0.86(2)跨中弯矩。 B区格板是边区格板,在 g+q/2作用下,按三边固定一边简支板计算;在q/2作用下按四边简支计算。B区格板弯矩系数查混凝土结构设计附表2,结果如表2.2所示。表2.2 B区格板弯矩系数lx/lymxmymxmy三边固定,一边简支0.860.02850.0142-0.0687-0.0566四边简支0.860.04960.0350-Mxu=Mx1u+Mx2u =(mx1+0.2my1)(g+q/2)lx2+(mx2+0.2my2)(q/2)lx2 =(0.0285+0.20.0142)7.244.392+(0.0496+0.20.0350)3.254.392=7.92kN.m/mMyu=My1u+My2u =(my1+0.2mx1)(g+q/2)lx2+(my2+0.2mx2)(q/2)lx2 =(0.0142+0.20.0285)7.244.392+(0.0350+0.20.0496)3.254.392 =5.59kN.m/m(3)支座弯矩。a支座:Mxa=mx(g+q/2)lx2=-0.06877.244.392=-9.59kN.m/m b支座:Myb=my(g+q/2)lx2=-0.05667.244.392=-7.90kN.m/m(4)配筋计算。近似取rs为0.95,fy=300N/mm