建筑结构课程设计.doc
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现浇钢筋混凝土楼盖
课程设计计算书
学生姓名:
专业学号:
指导教师:
炎黄职业技术学院建筑工程系
2012.5
1设计资料
某工业用仓库楼盖平面如图1所示,采用现浇钢筋混凝土结构,可变荷载标准值=6kN/m2,楼面做法:
20mm厚水泥砂浆面层,钢筋混凝土现浇楼板,20mm厚石灰砂浆抹底。
图1楼盖平面图
2材料选用
(1)混凝土:
采用C30级(=14.3N/mm2,=1.43N/mm2,=1.0);
(2)钢筋:
板中钢筋采用HPB235级(=210N/mm2),梁中纵筋采用HRB400级(=360N/mm2),箍筋采用HPB235级。
3结构平面布置(见图2)
图2楼盖结构平面布置图
4板的计算(按考虑塑性内力重分计算)
板厚度按不验算挠度条件应不小于mm,工业房屋楼面板最小厚度为80mm,故取板厚=80mm。
次梁髙度=458~306mm,故取次梁高度=400mm,宽度=200mm。
(1)荷载计算
查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001,钢筋混凝土重力密度24-25kN/m3(本例取25kN/m3),水泥砂浆重力密度20kN/m3,石灰砂浆重力密度17kN/m3。
20mm厚水泥砂浆面层:
kN/m2
80mm厚钢筋混凝土板:
kN/m2
20mm厚石灰砂浆抹底:
kN/m2
板恒载标准值:
=2.74kN/m2
板活载标准值:
=6kN/m2
板荷载设计值:
①由可变荷载效应控制的组合
=11.088kN/m2
(对标准大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载分项系数=1.3)
②由永久荷载效应控制的组合
=9.159kN/m2
故,取荷载设计值为=11.088kN/m2
(2)计算简图
计算跨度(图3)
图3板的计算跨度
①边跨(一端与梁整体连接,另一端搁置在墙上)
=1970mm
=1940+60=2000mm
故,取=1970mm
②中跨=1950mm
平均跨=1960mm(计算B支座负弯矩用)
取1m板宽为计算单元,计算简图如图4所示。
图4板的计算简图
(3)弯矩计算
边跨与中跨计算长度相差=1.03%<10%,可按等跨连续板计算内力。
=3.912kN.m
=-3.872kN.m
=2.635kN.m
=-3.012kN.m
(4)配筋计算
该楼盖处于室内正常环境,板保护层厚度取=15mm,=60mm。
②-⑤轴线间板带的中间跨和中间支座考虑板的内拱作用,弯矩值降低20%,计算结果见表1。
表1板的配筋计算
截面
1
B
2
C
弯矩设计值
(kN.m)
3.912
-3.872
2.635
(2.108)
-3.012
(-2.410)
0.076
0.075
0.051
(0.041)
0.059
(0.047)
0.079
0.078
0.052
(0.042)
0.061
(0.048)
(mm2)
322.8
318.7
212.5
(171.6)
249.2
(196.1)
选配钢筋
Φ6/8@110
=357mm2
(Φ8@125
=314mm2)
Φ6/8@110
=357mm2
(Φ6/8@125
=314mm2)
Φ6@110
=257mm2
(Φ6@125
=226mm2)
Φ6@110
=257mm2
(Φ6@125
=226mm2)
5次梁计算(按考虑塑性内力重分计算)
(1)荷载计算
由板传来恒载:
=5.891kN/m
次梁自重:
=1.6kN/m
次梁粉刷:
=0.218kN/m
次梁恒载标准值:
=7.709kN/m
次梁活载标准值:
=12.9kN/m
次梁荷载设计值(由板的计算可知,只须考虑由可变荷载效应控制的组合):
=26.021kN/m
(2)计算简图
图5次梁计算跨度
设主梁截面尺寸为mm,则计算跨度为(图5):
①边跨(一端与主梁整体连接,另一端搁置在墙上)
=5375mm<=5386mm
故,取=5375mm
②中跨:
=5250mm
平均跨:
=5313mm(计算B支座负弯矩用)
次梁计算简图如图6所示。
图6次梁计算简图
(3)内力计算
边跨与中跨计算长度相差=2.4%<10%,可按等跨连续梁计算内力。
弯矩计算:
=68.34kN.m
=66.77kN.m
=44.82kN.m
=-51.23kN.m
剪力计算:
=61.53kN
=82.04kN
=75.13kN
(4)正截面承载力计算
次梁跨中截面按T形截面进行计算,有效翼缘宽度为:
=1833mm<=2150mm
故,取=1833mm
室内正常环境,梁保护层厚度取=25mm
跨中截面钢筋排一排,=365mm
=N.mm
=681.51kN.m>68.34kN.m
故,属第一类T形截面
支座截面按矩形截面计算,B支座截面钢筋排二排,=340mm,其它支座截面钢筋排一排,=365mm,次梁正截面承载力计算见表2。
表2次梁正截面承载力计算
截面
1
B
2
C
(kN.m)
68.34
66.77
44.82
51.23
或
(N.mm)
=
(一排)
=
(二排)
=
(一排)
=
(一排)
0.020
0.202
0.013
0.134
0.020
0.228<0.35
0.013
0.144
(mm2)
531.5
615.9
345.5
417.6
选配钢筋
212
214
=534mm2
312
214
=647mm2
212
114
=379.9mm2
214
114
=461mm2
(5)次梁斜截面承载力计算
=243100N=243.1kN
>=82.04kN
=68068N=68.07kN
<(82.04kN)、(75.13kN)
=73073N=73.07kN
>=61.53kN
可见次梁截面尺寸满足要求,B支座及中间支座截面应按计算配箍筋,次梁斜截面承载力计算见表3(只考虑箍筋的抗剪作用,部分弯筋的抗剪作用作为安全储备)。
表3次梁斜截面承载力计算
截面
A
B(左)
B(右)
C
(kN)
61.53
82.04
75.13
75.13
箍筋肢数直径
2Φ6
2Φ6
2Φ6
2Φ6
(mm2)
=56.6
=56.6
=56.6
=56.6
(kN)
73.07
68.07
68.07
73.07
(N/mm2)
210
210
210
210
(mm)
—
=362
=715
=2632
选配箍筋(按构造)
Φ6@150
Φ6@150
Φ6@150
Φ6@150
验算配箍率
=0.19%>=0.16%
6主梁的计算(按弹性理论计算)
(1)荷载计算
由次梁传来恒载:
=42.40kN
主梁自重:
=6.99kN
主梁抹灰:
=0.76kN
主梁恒载标准值:
=50.15kN
主梁活载标准值:
=70.95kN
主梁恒载设计值:
=60.18kN
主梁活载设计值:
=92.24kN
(只须考虑由可变荷载效应控制的组合)
(2)计算简图
计算跨度(图7)
图7主梁计算跨度
①边跨
=6519.5mm>=6515mm
故,取=6515mm
②中跨
mm
平均跨
=6482.5mm(计算B支座负弯矩用)
主梁计算简图见图8。
图8主梁计算简图
(3)内力计算
边跨与中跨计算长度相差=1.0%<10%,可按等跨连续梁计算内力。
主梁按弹性理论计算,主梁自重近似化为集中荷载,在集中荷载作用下(三跨)连续梁的弯矩、剪力系数列于表4。
表4等截面等跨连续梁内力系数表
荷载图
跨内最大
弯矩
支座
弯矩
剪力
0.244
0.067
-0.267
-0.267
0.733
-1.267
1.000
-1.000
1.267
-0.733
0.289
—
-0.133
-0.133
0.866
-1.134
0
0
1.134
-0.866
—
0.200
-0.133
-0.133
-0.133
-0.133
1.000
-1.000
0.133
0.133
0.229
0.170
-0.311
-0.089
0.689
-1.311
1.222
-0.778
0.089
0.089
注:
①表中系数,表中系数;
②--使截面上部受压,下部受拉为正,--对邻近截面所产生的力矩沿顺针方向者为正。
弯矩计算:
(其中、可由表4查出)
①边跨
=392.07kN.m
=600.94kN.m
②中间跨
=388.16kN.m
=594.95kN.m
③支座B
=390.12kN.m
=597.94kN.m
主梁弯矩计算见表5。
表5主梁弯矩计算表
项次
荷载简图
1
2
3
4
()
(kN.m)
组合项次
族合值
①+②
269.34
—
①+③
145.00
(kN.m)
组合项次
组合值
①+③
69.03
①+④
-290.12
①+②
-53.12
注:
表中项次4中括号内数值为C支座弯矩系数和弯矩值,其余项次的C支座弯矩系数和弯矩值与B支座相同。
剪力计算
(、由表4查出)
主梁剪力计算见表6,剪力包络图如图9所示。
表6主梁剪力计算表
项次
荷载简图
1
2
4
(kN)
组合项次
组合值
①+②
123.99
①+②
180.85
①+④
172.90
(kN)
组合项次
组合值
①+④
107.66
①+④
197.18
①+②
60.18
图9主梁剪力包络图
(4)正截面承载力计算
主梁跨中截面在正弯矩作用下按T形截面计算,翼缘宽度为:
=2150mm<=5500mm,
故,取=2150mm,mm
=N·mm
=1291.29kN.m>269.34kN·m
故,属第一类T形截面
主梁支座截面及在负弯矩作用下的截面按矩形截面计算,支座截面钢筋排二排,=525mm;其它支座截面钢筋排一排,=545mm;主梁正截面承载力计算见表7。
表7主梁正截面承载力计算表
截面
1
B
2
(kN.m)
269.34
-290.12
145.00
-53.12
(kN.m)
—
23.49
—
—
(kN.m)
269.34
266.63
145.00
53.12
或
(N.mm)
=
(二排)
=
(二排)
=
(一排)
=
(一排)
0.032
0.271
0.015
0.050
0.033
0.323<0.518
0.015
0.051
(mm2)
1750
1684.0
723.8
276.0
选配钢筋
214
422
=1828mm2
320(直)
318(弯)
=1704mm2
218(直)
118(弯)
=763mm2
214(直)
=308mm2
注:
①=60.18+92.24+4.19=156.61kN;(6.99为主梁自重)
②B截面支座宽度(即柱宽度)=300mm。
(5)斜截面承载力计算
=469219N=469.22kN
>=197.18kN
=131381N=131.38kN
<(197.18kN)、(172.90kN)
=141391N=141.39kN
>=123.99kN
可见主梁截面尺寸满足要求,B支座截面应按计算配腹筋,A支座截面可按构造配箍,主梁斜截面承载力计算见表8。
表8主梁斜截面承载力计算表
截面
A
B(左)
B(右)
(kN)
123.99
197.18
172.90
=141.39kN>123.99kN
=131.38kN
=131.38
选用箍筋
Φ8@250双肢箍
Φ8@150双肢箍
Φ8@150双肢箍
—
131.38+92.8
=224.2kN>197.18kN
131.38+92.8
=224.2kN>172.90kN
每道弯起钢筋
—
—
—
—
—
—
—
—
—
(6)主梁吊筋计算
由次梁传给主梁的全部集中荷载:
=143.12kN
每边需附加吊筋面积为()
=562.3mm2
=281.2mm2
选用214,。
7墙体验算(课本例题15.2)
8画施工图
板的配筋图、次梁的配筋图和主梁的配筋图分别见图。
1
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