混凝土结构设计原理课程设计

发布 2022-10-04 00:36:28 阅读 5362

单向板肋形楼盖设计。

教室现浇钢筋混凝土楼盖,楼盖平面图如下。楼面可变荷载标准值2kn/m2,其分项系数为1.3。

楼面面板恒载分项系数为1.2。楼面层面层为30mm厚的现制水磨石,梁板下面用20mm混合砂浆抹灰。

梁板混凝土均采用c30级;钢筋直径≥12mm,采用hrb335钢,直径<12mm时,采用hpb235钢。楼盖设计布置如下:

楼盖建筑平面。

按板塑性内力重分布方法计算,取每米宽板带为计算单元,有关尺寸及计算简图如下图所示:

边跨:l0=ln+h/2=2500-120-100+80/2=2320mm;

中间跨: l0=ln=2500-2×100=2300mm;

30mm现制水磨石:0.65kn/m2;

80mm钢筋混凝土板:25kn/m3×0.08=2 kn/m2;

20mm混合砂浆:17kn/m3×0.02=0.34 kn/m2;

恒载标准值:gk=0.65+2+0.34=2.99 kn/m2;

活荷载设计值:qk=2 kn/m2;

荷载设计值:p=1.22×2.99+1.3×2=6.25 kn/m2;

每米板宽p:p=6.25×1=6.25 kn/m2;

内力计算。跨度计算:板厚 h=80mm;

次梁截面尺寸:h=(1/12~1/18)l=333~500mm,取h=450mm,b=(1/2~1/3)·h=150~225mm,∴b=取200mm

边跨 l01=2500-100-120+80/2=2320mm;

中间跨 l02=2500-2×100=2300mm;

跨度 (2320-2300)/2300=0.86%<10%,故板可按等跨度连续板计算。

板的弯矩计算如下:

配筋:板宽b=1000mm,h0=80-20=60mm,c30混凝土,α1=1.0,fc=14.3kn/mm2;fy=210kn/mm2。

2)次梁设计。

情况,楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的折减系数。

永久荷载设计值。

由板传来永久荷载 2.99×2.5=7.48kn/m

次梁自重 0.2×(0.45-0.08)×25×1.2=2.2 kn/m

次梁粉刷0.02×(0.45-0.08)×2×17×1.2=0.31 kn/m

g=7.48+2.22+0.31=10.01 kn/m

可变荷载设计值。

q=2×2.5=5 kn/m

g+q=10.01×1.2+5×=15.

01 kn/m次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁截面为300×650mm,计算跨度:边跨 l0=ln+a/2=6000-120-300/2+240/2=

5850mm。中间跨:l0=ln=6000-300=5700mm,按连续梁计算。

弯矩设计值:m1=-mb=(g+q)l02/11=46.7 kn/m

m2=(g+q)l02/16=30.48 kn/m

mc=-(g+q)l0/14=34.83 kn/m

剪力设计值:

va=0.45(g+q)·ln1=0.45×15.01×(6000-150-120)=38.7 kn/m

vbl=0.60(g+q)·ln1=51.6 kn,vbr=vc=47kn

承载力计算:

1 正截面承载力计算:

次梁跨中截面按t形截面计算,其翼缘宽度为:

边跨 bf′=1/3×5850=1950<b+sn=2500mm

中跨 bf′=1/3×5700=1900<b+sn′=2500mm

h=450mm,h0=450-35=415mm

c30混凝土,α1=1.0,βc=1.0,fc=14.

3n/mm2,ft=1.43n/mm2,经判断按梁跨中截面按第一类t形截面计算。使用 hrb335,b=200mm,fc=14.

3n/mm2,fy=300n/mm2

计算结果表明,支座截面的ξ均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;as/bh=286/200×450=0.32%,此值大于0.45ft/fy=

0.45×1.43/300=0.21%,同时大于最小配筋率的要求。

斜截面受剪承载力;

斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核,腹筋计算和最小配箍率演算,演算截面尺寸:

hw=h0-hf′=415-80=335mm,hw/b=335/b=335/200<4,∴0.25βcfcbh0=0.25×1.

0×14.3×415×200=296>vmax=51.6

截面尺寸满足要求。

计算所需腹筋;

采用双肢ф6双肢箍筋,计算b支座左面,vcs=0.7ftbh0+1.25

fyvasv/ash0,可得箍筋间距。

查表7-1,选用直径为6mm的箍筋,间距为150mm,而。

sv=asv/bs=56.6/200×150=0.19%>0.24 ft/fyv=0.16%,满足要求。

5.主梁设计。

主梁按弹性方法设计。

5.1荷载设计值。

为了简化计算将主梁自重等效为集中荷载。

次梁传来的永久荷载10.01×7.5=70.08kn

主梁自重(含粉刷)[(0.65-0.08)×0.

3×2.5×25+0.02×(0.

65-0.08)×2×2.2×34)]×1.

2=15.15kn

永久荷载设计值g=75.08+15.15=90.23kn

可变荷载设计值q=1.31×5×7.5=48.75kn

5.2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400mm×400mm的混凝土柱上,其计算跨度。

边跨7500-200-120=7180mm因0.025=179mm<a/2,取=1.025+b/2=1.025×7180+400/2=7560

中跨7500mm

主梁的计算简图如下,因跨度相差不超过10%,故可利用附表6-2计算内力。

5.3内力设计值及包络图。

5.3.1弯矩设计值。

弯矩m=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得。

0.244×90.23×7.56+0.289×48.75×7.56=272kn·m

-0.267×90.23×7.56-0.311×48.75×7.56=-296kn·m

0.067×90.23×7.5+0.200×48.75×7.5=119kn·m

5.3.2剪力设计值。

剪力v=g+q式中系数、由附表6-2相应栏内查得。

0.733×90.23+0.866×48.75=108kn

-1.267×90.23-1.311×48.75=-178kn

1.0×90.23+1.222×48.75=150kn

5.3.3弯矩、剪力包络图。

弯矩包络图:

第跨有可变荷载,第2跨没有可变荷载。

由附表6-2知支座b或c的弯矩值为。

=-0.267×90.23×7.

56-0.133×48.75×7.

5=-231kn·m在第1跨内以支座弯矩=0, =231kn·m的连线为基线。作g=90.23kn,q=48.

75kn的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为:

g+q)+=90.23+48.75)×7.56-231/3=273kn·m(与前面计算的=272kn·m接近)

g+q)+=90.23+48.75)×7.56-2×231/3=196kn·m

在第2跨内以支座弯矩=-231kn·m, =231kn·m的连线作为基线,作g=90.23kn,q=0的简支弯矩图,得集中荷载作用点处的弯矩值: g+=-5.4kn·m

第跨有可变荷载,第3跨没有可变荷载。

第1跨内:在第1跨内以支座弯矩=0, =296kn·m的连线为基线。作g=90.

23kn,q=48.75kn的简支梁弯矩图,得第1个集中荷载和第2个集中荷载作用点弯矩值分别为:

90.23+48.75)×7.56-296/3=252kn·m

90.23+48.75)×7.56-2×231/3=153kn·m

在第2跨内: =0.267×90.

23×7.56-0.089×48.

75×7.56=-215kn·m以支座弯矩=-296kn·m, =215kn·m的连线为基线,作g=90.23kn,q=48.

75kn的简支梁弯矩图,得。

g+q)++90.23+48.75)×7.56-215+(-296+215)=81kn·m

g+q)++108kn·m

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