2022年钢混课程设计 .pdf

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1、目录1 工程概况.11.1 设计资料.11.2 楼盖的结构平面布置.12 板的设计.22.1 荷载计算.22.2 板的内力计算.32.3 正截面受弯承载力计算.33 次梁设计.43.1 荷载设计值.43.2 内力计算.43.3 截面承载力计算.53.4 验算配筋率下限值.64 主梁设计.64.1 主梁荷载设计值.64.2 主梁计算简图.74.3 内力设计值及包络图.74.4 主梁配筋计算及承载力计算.95 主梁的裂缝宽度验算及变形验算.115.1 确定最大裂缝宽度.115.2 主梁的变形验算.116 柱的设计.12 6.1 荷载设计值.126.2 柱的配筋.126.3 按构造配置箍筋.127

2、基础设计.12 7.1 初步确定杯口尺寸.127.2 确定基础底面尺寸.137.3 验算基础高度.147.4 基础底板配筋计算.157.5 计算底板受拉钢筋.15致谢.16参考文献.17名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计1 1 工程概况1.1 设计资料1.墙体厚度mm370,结构横向长mL181,结构纵向长mL422。楼梯位于该层平面的外部,本设计不予考虑。楼盖采用单向板肋形结构;某建筑钢筋混凝土楼盖梁板格布置如图 1 所示:图 1 楼盖平面图(单位:mm)2.该建筑位于非地震区,所以不考虑地震荷载;3.建筑物安全级别为二级,则结构重要

3、性系数01.0;4.结构环境类别二类:1.0;5.建筑材料强度等级:混凝土强度等级25C;板中钢筋,梁中箍筋,构造钢筋为级,梁内受力纵筋为级;6.荷载:钢筋混凝土重力密度为325mkN楼面面层为水磨石mm20厚,自重为315mkN梁天花板为混合砂浆抹灰mm15,重力密度为317mkN,布置活荷载标准值33mkNq;7.使用要求:梁、板允许挠度、最大裂缝宽度允许值见水工钢筋混凝土结构学课本附录;8.地基承载力为kPa150;9.采用的规范:水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96);1.2 楼盖的结构平面布置确定主梁3 跨每跨为m6,次梁跨每跨也为m6,主梁每跨内布置两根次梁,板的宽度为m2

4、,232000600021LL所以采用单向板计算。见图2:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计2 图 2 楼盖梁格布置图2 板的设计按塑性内力重分布理论计算在一般建筑中板的厚度为mm12060,在此我们取板厚度mmh80,次梁的截面高度取mmmmlmmh400156000154502,截面宽度mmb200,板的尺寸情况见图3:18001800100100100100200020008045020001780120图 3 板的尺寸图2.1 荷载计算板的恒载标准值:mm20厚水磨石:20.02 150.3kN mmm80厚钢筋混凝土板:20.

5、08252.0kN mmm15厚混合砂浆天花板粉刷:20.015 170.255kN m小计:恒载标准值为:2555.2mkN板的活载标准值:23mkN折算荷载:2112.55533.05522kkkggqkN m21131.522kkqqkN m恒载分项系数:1.05G活荷载分项系数:1.2Q于是板的恒荷载设计值:23.055 1.054.26gkN m活荷载设计值:21.5 1.21.8qkN m名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计3 荷载总设计值:24.261.86.1gqkN m2.2 板的内力计算计算跨度边跨:0.240.082

6、.00.121.8222nhlm0.200.122.00.121.841.822nlmm取1.8nlm中间跨:ml8.12.00.20计算跨度差:%1008.18.18.1说明可按等跨连续板计算内力,取m1板带为计算单元,计算简图见图4:g+q=6.1kN/m图 4 板的计算简图2.3 正截面受弯承载力计算板厚mm80,mmh5030800,25C混凝土,25.12mmNfc,级钢筋,2210mmNfy,mmb1000。各截面弯矩计算见表1:表 1 连续板各截面弯矩计算表截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座弯矩计算系数m11111116114120()mMgg lkN m1.85-1

7、.851.24-1.42连续板各截面配筋计算见表2:表 2 连续板各截面配筋计算板带部位截面边区板带(1-2,7-8轴线间)边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内,中间跨跨内中间支座MkN m85.185.124.142.120dScMf bh071.0071.0048.0055.0112s074.0074.0038.0057.0201 csybhfAmmf221221116170选配钢筋6125612561906160实配钢筋面积2mm226226149177名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计4 续表 2 板带部位截面中间区板带(2-7

8、轴线间)边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内,中间跨跨内中间支座MkN m85.185.11.24 0.80.9921.42 0.81.13620dScMf bh071.0071.0038.0055.0112s074.0074.0039.0057.0201 csybhfAmmf221221116134选配钢筋6125612562006 200实配钢筋面2mm2262261411413 次梁设计次梁按考虑内力重分布设计取主梁的梁高mmmmmmh500126000600,梁宽mmb250次梁有关尺寸及支承情况见图5:432112060006000600057551251255750125125575

9、012512580200450图 5 次梁的尺寸图3.1 荷载设计值恒荷载设计值:板传来的恒荷载:mkN1.50.2555.2次梁自重:mkN664.225)08.045.0(24.0次梁粉刷:mkN3.0172)08.045.0(015.0小计:mkNgk064.83.0664.21.5活荷载设计值:mkNqk0.60.23折算荷载:118.06469.56444kggqkN m3364.544kqqkN m9.564 1.0510.04gkN m4.5 1.25.4qkN m荷载总设计值:mkNqg44.154.504.103.2 内力计算边跨:0.256.00.125.7552nlm名师

10、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计5 0.245.7555.87522nalm1.051.055.7556.04nlm取5.875nlm中间跨:06.00.255.75nllm跨度差:5.8755.752.2%10%5.75可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图6:5875575057505750575057505875g+q=15.44kN/m图 6 次梁的计算简图查表可得弯矩系数和剪力系数:见表3、表 4表 3 连续梁各截面弯矩计算表截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数m11111111611420()

11、mMgq lMkN m48.7148.7132.0836.66表 4 连续梁各截面剪力计算表截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧剪力计算系数v0.450.600.550.550()vVgq lkN41.0454.7249.149.13.3 截面承载力计算1.正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算时,跨内按T 形截面计算,翼缘的计算宽度按下列各项最小值取用mmLbf19603587530mmsbbnf200018002001.020.0405800hhf比较上述各项取较小者,即取mmbf1960判断各跨中截面类型,按第一类T 型截面试算mmh405454050080

12、()12.5 2000 80(405)5841.2 48.7158.4522fcffdhf b hhkN mMkN m故各跨中截面均属于第一类T 形截面。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计6 C25 混凝土,25.12mmNfc;纵向钢筋采用级钢筋,2310mmNfy,箍筋采用级,2210mmNfyv,支座截面按矩形截面计算,B支座截面按一排钢筋考虑,取mmh405454500。次梁正截面承载力计算列于表:表 5 次梁正截面承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨内中间跨跨内中间支座弯矩设计值MkN m48.71-48.7132.0

13、836.6620dScMf bh0.0150.150.0090.10112s0.0150.1630.0090.10601 csybhfAf2mm480513290355选配钢筋2 183 162 162 16实配钢筋面积2mm509603402402最小配筋率min0.15%,最大配筋率max12.50.6141.98%310cbyff2.斜截面受弯承载力计算包括截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸:mmhhhfw325804050因468.1200325bhw截面尺寸按下式计算:kNVkNbhfdc66.6572.542.11.2534052005.1225.025.0ma

14、x0故截面尺寸满足要求。验算是否需按计算确定腹筋:kNVkNbhfVdcc66.6563.724052005.1207.007.0max0所以按构造要求确定腹筋配6 200双肢箍筋3.4 验算配筋率下限值弯矩调幅时要求的最小配筋率为%12.0minsv,实际配箍率min56.60.14%0.12%200200svsvsvAbs,所以配箍满足构造要求。因各个支座处的剪力相差不大,为方便施工,沿梁长不变,取双肢6 200。4 主梁设计按弹性理论设计,将主梁承受的荷载等效为集中荷载。根据楼盖的实际使用情况,楼盖主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。4.1 主梁荷载设计值次梁传来恒载:kNmmkN3

15、8.480.6064.8名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计7 主梁自重:kNmmmmkN125.72)08.065.0(25.0253侧墙抹灰:kNmmmmmkN58.022)08.065.0(015.0173恒荷载:kNkNkNkNG75.6005.1)58.0125.738.48(活荷载:kNmmkNQ2.432.166总荷载:kNkNkNQG95.1032.4375.604.2 主梁计算简图主梁端部支承在带壁柱墙上,支承长度为mm370;中间支承在mmmm400400的混凝土柱上。主梁按连续梁计算。主梁的尺寸图见图,其计算跨度为边

16、跨:mmmmln73.524.012.06mmmblln02.624.073.5025.12025.10中间跨:mmmln6.54.06mblln03.60跨度差:%10%17.002.602.603.6主梁的计算简图见图,因跨度相差不超过10%,故可利用查表计算内力。6000600015015025060080120250AB图 7 主梁尺寸图=60.75kNQG=43.2kNQQQQQGGGGG图 8 主梁的计算简图4.3 内力设计值及包络图弯矩及剪力系数查附录七表可得出弯距剪力系数列入表6,表 7 弯矩剪力设计值弯矩00KQlKGlM式中系数 K查表可得不同荷载组合下各截面的弯矩计算见表

17、6。剪力设计值KQKGV,不同荷载组合下各截面的剪力计算结果见表7:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计8 表 6 主梁的弯矩设计值计算序号计算简图端支座中间支座1MK)(CBMMK2MK123.89224.065.97267.050.24067.0216.75289.059.34133.059.34BM353.1131BM59.34133.001.52200.0455.59229.0)15.23(88.80)089.0(311.021.44170.0572.731BM)88.80(15.23)311.0(089.021.44170.0最

18、 不 利荷 载 组合1+2164.39-132.24-10.091+377.1-132.2476.511+4148.78)20.8-178.53(-11+585.51)8.53-120.8(-1768.71表 7 主梁剪力设计值计算序号计算简图端支座中间支座AinVK)(CexBexVVKBinVK133.44733.0)75.60(97.76)000.1(267.1)97.76(75.60)267.1(000.1241.37866.099.48134.10476.29689.0)61.33(86.48)778.0(131.1)84.3(79.52)089.0(222.1584.3089.0)

19、79.52(84.3)222.1(089.075.60000.1最不利荷载组合1+274.8196.1258)113.54(80.1+474.094.36)-125.83(-98)113.54(80.1+540.493.54)-80.81(-11.83)140.88(125名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计9-178.53-10.0977.1164.3976.51图 8 主梁的弯距包络图(单位:mkN)图 9 主梁的剪力包络图(单位:kN)4.4 主梁配筋计算及承载力计算25C混凝土,25.12mmNfc,纵筋采用级钢筋,2310mmN

20、fy,箍筋采用级钢筋,2210mmNfyv。1.正截面受弯承载力的计算跨内按 T 形截面计算,其翼缘的计算宽度fb按下列各项中的最小值取用,即1mmLbf200036000302mmsbbnf600031.020.0405800hhf比较上述各项取较小者故取mmbf2000,取mmh555456000判别 T形截面类型:mkNMmkNhhhbfdfffc24.21453.1782.11030)280555(8020005.12)2(0故各跨中截面均属于第一类T 形截面。主梁支座截面按矩形截面计算,取mmh530706000B支座边的弯矩设计值,受力钢筋B支座截面配置二排min0.25178.5

21、3103.955.73158.322BBBRbMMVkN m纵向受力钢筋除B 支座截面边跨截面为二排外,其余均为一排。正截面受弯承载力计算过程见表8:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计10 表 8 主梁正截面承载力计算截面1B2弯矩设计值kN m164.39158.3107.3520bhfMcds0.0250.280.023s2110.0250.340.023选配钢筋ycsffbhA02mm11391782965实际配筋2mm2042062041256sA1885sA1256sA最小配筋率min0.15%,最大配筋率:max12.50

22、.5442.2%310cbyff2.斜截面受弯承载力的计算(1)验算截面尺寸:mmhhHfw4758055500.490.1250475bHw截面尺寸按下式计算:kNVkNbhfdc06.16988.1402.16.4335552505.1225.025.0max0,截面满足要求验算是否需要计算配置箍筋:kNVkNbhfdc06.1694.1215552505.1207.007.0max0故需进行配置箍筋计算。(2)箍筋计算:计算所需腹筋:设沿全梁配置2508的双肢箍筋,26.100mmAsvmmSS250max%12.0%16.02502506.100minsvsvsvbsA满足箍筋最小配筋

23、率的要求00100.60.071.251214001.25210530177.384250svcscyvAVf bhfhkNs支座B左侧csLBdVkNV15183.1252.1理论上不需要配置弯起钢筋,但为了加强梁的受弯承载力仍在跨中弯起202的钢筋(2628mmAsb)支座B左侧csRBdVkNV16988.1402.1同样在跨中弯起202的钢筋(2628mmAsb)3.次梁两侧附加横向钢筋的计算次梁传来的集中力kNFl95.1032.4375.60,2103.95237.142sin23100.707lsbysFAmmf配置吊筋)5.254(1812mmAsb,满足要求。名师资料总结-精

24、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计11 5 主梁的裂缝宽度验算及变形验算5.1 确定最大裂缝宽度由于影响结构耐久性和建筑感官的是裂缝的最大开展宽度,因此应对它进行验算,要求最大裂缝宽度的计算值不超过规范规定的允许值。根据试验结果,水工钢筋混凝土设计规范规定对矩形受弯构件,按荷载的标准组合并考虑长期作用的影响,查表附录五表一,在二类环境条件下长期组合最大裂缝开度25.0max,短期组合30.0max,可变荷载长期组合系数5.0。其最大裂缝宽度可按下表9 计算:表 9 最大裂缝开展宽度验算截面位置1B2弯距标准值mkNM.1110.0344.58配筋22

25、3206184配筋面积2sAmm11401018214dmdnAs222018abAAAsteste20.050.080.045ssAhM0187.020013990.71231max0.1(3)stesdcE0.240.140.11长期组合最大裂缝开度25.0max满足满足满足注:kNG75.60kNQ2.4311.021.031.6mmh5550mmb250dca5.0mmc35经验算,主梁各截面均满足裂缝最大宽度max。5.2 主梁的变形验算表 10 变形验算表1B21M110.03-126.744.58配筋面积2mm1140188510180bhAs0.82%1.3%0.73%30(0

26、.0250.28)sEcBE bh131095.413101.6131074.4长期131048.213101.3131048.2长12011485BLMF16.6415.337.052501LF242424注:混 凝 土 强 度 C 2 524108.2mmNEc;级 钢 筋,计算截面计算内容名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计12 25100.2mmNEs14.7108.2100.245csEEE11FF,则该主梁满足要求,即变形验算符合要求。6 柱的设计柱子初选尺寸为mmmmhb400400,为轴心受压构件。6.1 荷载设计值主梁

27、传来荷载kNQG7.62395.1036)(6主梁自重kN8.1605.1254.04.0柱子粉刷kN72.105.1417015.04.04.0小计kNNNQG22.642则柱子承受的轴向压力的设计值为:kNNNNQG22.64222.6420.10.1)(06.2 柱的配筋根据构造要求,先假定柱截面尺寸为mmmm400400,mHL0.40查表得mmLL280040007.07.00,由740028000bL,查表得 1.0。03100.14004005.120.122.64210002.1ycdsfAfNA所以,仅需要按构造配筋。选用204(21257mmAs)20min64040040

28、0%4.0mmbhAs满足要求截面每一侧配筋:%2.0%39.040040012575.0AAs满足要求。故受压纵筋最小配筋率满足要求选用选用204,21257mmAs,排列于柱子四角。6.3 按构造配置箍筋钢筋受压时箍筋间距不应大于d15且不大于mm400,则mmd300201515选用双肢)6.100(15082mmAsv%12.0%17.01504006.100bsAsvsv满足要求。7 基础设计7.1 初步确定杯口尺寸已知柱的截面尺寸为mmmm400400,采用柱下扩展基础,地基承载力设计值为kPafa150,基础混凝土强度等级采用C25,垫层采用C10,厚度为mm100;采用级钢筋。

29、柱的插入深度mmh4001,所以杯口深度为mm45050400。杯口顶部尺寸,宽为mm550752400;长为mm550752400;杯口底部尺寸,宽为mm500502400;长为mm500502400。取壁厚mmt150,杯底厚为mm150,杯壁高度mm200,根据以上尺寸,初步确定基础高度为mm65020050400。初步确定基口高度和杯口尺寸见图10:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计13 751504001250150751006504002500400502001001250图 10 基口高度和杯口尺寸的确定7.2 确定基础

30、底面尺寸设基础的埋置深度按室内标高为m4.1,天然标高为m0.1。md2.120.14.1drfNA=669101.5102.1202.110150100022.6422.1初步选用底面尺寸为mbL5.2252.52.5 1.2187.5mGbldkN土压力mkNkaHEa93.22)45sin1(112022作用点在3H处,kN98.03193.2基础边缘所受的压力为2minmax91.1325.25.298.05.18722.642mkNPblEaGNP校核地基承载力22max1801502.191.132mkNmkNP22minmax15091.1322mkNmkNPP故该基础底面尺寸满

31、足要求。见图11:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计14 2500200400850400225850200250081081015225图 11 基础地面尺寸7.3 验算基础高度基础高度应满足两个要求:构造要求;满足柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求地基净反力计算:276.1025.25.222.642mkNANPn对轴心受压基础,其地基净承载力均匀分布,见图12:N2500150Pn200图 12 地基净反力计算简图因壁厚mmt150,小于杯壁高度mm200,说明上阶底落在冲切破坏以内,故仅需对台阶以下进行冲切验算这时冲切锥体

32、的有效高度mmahh505455500,冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长tb和下边长mb分别为:mmbt8502252400mmbb18605052850则mbbbbtm355.1286.185.02考虑冲切荷载时取用的多边形面积为(由于mbmLb86.15.2)2220010.0)505.0285.025.2(2)505.0285.025.2()22()22(mhbbbhbaAttl名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计15 由式可得kNAPFlnl276.1010.076.102又由式可得kNFkNhbfldmt33.12276.1

33、02.12.41050510551.17.07.00故该基础高度满足冲切承载力要求。7.4 基础底板配筋计算因设计为底面正方形基础,沿基础单边方向,对柱边截面处的弯矩M计算得mkNhbhaPMccnI96.10124)4.05.22()4.05.2(76.10224)2()(222601139.8685053109.01096.1012.19.0mmhfMAyds对柱边截面处的弯矩M计算得mkNhahbPMccn96.10124)4.05.22()4.05.2(76.10224)2()(2226093.885)10505(3109.01096.1012.19.0mmhfMAyds因此,需按构造

34、要求配置钢筋,选用128,2904mmAs,布置为互相垂直的两层。7.5 计算底板受拉钢筋基础下做素混凝土垫层,厚度采用mm100,每端伸出基础边mm100,底板受力钢筋采用级钢筋。按构造配置底板受力钢筋1008,受力钢筋的保护层厚度为mm35。对于现浇柱基础,其插筋的根数与直径应与柱内纵向受力钢筋相同采用164的级钢筋。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计16 致谢时间过的真快,转眼为期十天的钢筋混凝土结构设计就结束了,这次设计,我们是在李林老师的指导和帮助下完成的,通过这次设计,我们不仅对所学过的理论知识有了更深的理解,而且提高了我

35、们独立解决问题的能力,当然这离不开李林老师的悉心指导,在此对老师深表感谢,对设计中出现的诸多不足之处还请老师加以批评指正。同时也感谢学院的领导和老师为我们提供做图的机房,方便我们顺利完成这次设计。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计17 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计18 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页,共 20 页 -塔里木大学课程设计19 参考文献1 河海大学,大连理工,西安理工,清华大学,主编.水工钢筋混凝土结构学.北京:中国水利水电出版社,1996.2 赵鲁光主编.水工钢筋混凝土结构学习题与课程设计.北京:中国水利水电出版社,1998.3 沈蒲生主编.混凝土结构设计.北京:高等教育出版社,2005.4 江见鲸主编.混凝土结构工程学.北京:中国建筑工业出版社,1998.5 沈蒲生主编.混凝土结构设计原理.北京:高等教育出版社,2005.6 水工混凝土结构设计规范.(T/SL191-96).名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页,共 20 页 -

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