混凝土课程设计

时间:2024.4.30

《混凝土结构设计》课程设计

专  业:                   _   __

班  级:                          

学  号:                          

姓  名:                          

指导老师:                        

设计题号:                        

混凝土结构课程设计

一、设计资料

1、气象资料

基本风压值:W0=0.3KN/m2

基本雪压值:S0=0

2、水文地质资料

耕植土及填土量最大深度为 -1.5m

持力层:碎石夹砂土、容许承载力q=200KN/m2

3、材料供应

砖标号:MU10、MU7.5实心粘土砖

砂浆标号:M5、M2.5(建议底层采用M5,其余各层用M2.5)

混凝土:C20、C10

钢筋:Ⅰ级()、Ⅱ级()、冷拔低碳钢丝(6以上)

钢筋混凝土构件:所有的梁、板、过梁、雨棚等构件均在现场预制,在教学楼现场安装。楼梯在教学楼现场内现浇。

(二)结构设计

1、结构方案

本工程采用混合结构体系,砖墙承重;钢筋砼预制平面楼(屋)盖。

2、使用荷载

①屋面可变荷载:按不上人无眠取0.7KN/m2

②楼面可变荷载:走廊、楼梯、厕所2.5 KN/m2,其余房间内可变荷载1.5 KN/m2

③材料标准重量

       各种墙体重量          附表1

门窗重量:(KN/m2

木窗:0.2~0.3;       钢窗:0.4~0.45

木门:0.1~0.2;       铁门:0.4~0.45

材料标准容重(KN/m2):

普通实心砖19KN/m3、混合砂浆KN/m3、素砼23 KN/m3、钢筋砼25 KN/m3

④屋顶女儿墙厚240mm,高900mm。

⑤屋面采用油毡防水屋面,二毡三油0.35 KN/m2

⑥楼面瓜米石地面按0.65 KN/m2

二、屋盖设计

(一)屋面板的选型:

屋面外加荷载:

油毡防水层                      0.35 KN/m2

15mm厚砼找平层  0.015×23=0.345 KN/m2

   15mm厚板底抹灰  0.015×23=0.255 KN/m2    

外加荷载标准值             0.95 KN/m2

活载标准值              0.7 KN/m2

  外加荷载设计值:P=0.955×1.2+0.7×1.4=2.126 KN/m2

∴屋面预制板选用6块YKB30063和1块YKB30093

(二)屋面梁的设计:

屋面板传来的恒载标准值        0.95+2=2.95 KN/m2

屋面板传来的恒载设计值      2.95×1.2=3.54 KN/m2

屋面板传来的活载标准值                0.7 KN/m2

屋面板传来的活载设计值       0.7×1.4=0.98 KN/m2

h=(1/18~1/8)×6000=333~750mm,取h=600mm

b=(1/3~1/2)×450=150~225mm,取b=200mm

作用在梁上的线荷载设计值:

  (3.54+0.98)×3+1.2×(0.45×0.2×23+0.015×17×0.2+2×0.015×17×0.45)=16.38 KN/m2

==0.181

取216+114,As=555.9mm2

抗剪承载力满足要求,按构造配置箍筋,选用Φ8@300。

,∴在梁的两侧面沿高度各布置114,架立筋选用214。

三、楼盖设计

(一)楼面外加荷载:

          15mm厚砼找平层        0.015×23=0.345KN/m2

               瓜米石地面                        0.65 KN/m2

 15mm厚板底抹灰        0.015×23=0.255 KN/m2    

外加荷载标准值                 1.25 KN/m2

活载标准值                  2.5 KN/m2

  外加荷载设计值     1.25×1.2+2.5×1.4=5KN/m2

∴屋面预制板选用5块YKB30095和1块YKB30065

(二)楼面梁的设计:

楼面板传来的恒载标准值        1.25+2=3.25 KN/m2

楼面板传来的恒载设计值       3.25×1.2=3.9 KN/m2

楼面板传来的活载标准值                2.5 KN/m2

楼面板传来的活载设计值       2.5×1.4=3.5 KN/m2

作用在梁上的线荷载设计值:

 (3.9+2.5)×3+1.2×(0.45×0.2×23+0.015×17×0.2+2×0.015×17×0.45)=20.82KN/m2

==0.23

取116+218,As=701.1mm2

抗剪承载力满足要求,按构造配置箍筋,选用Φ8@300。

,∴在梁的两侧面沿高度各布置114,架立筋选用214。

四、墙体设计

(一)荷载计算:

(1)梁重(包括抹灰在内):

标准值:       [0.2×0.45×25+0.02×(2×0.45+0.2)×17]×5.4=14.2KN

设计值:                                      1.2×14.2=17.04KN

(2)算单元的墙体荷载:

塑钢窗                                                 0.4KN/m2

①女儿墙自重

标准值                                    0.5×3×5.24=7.68KN

设计值                                       1.2×7.68=9.43KN

②屋面梁高度范围内的墙体自重

标准值                                    0.5×3×5.24=7.68KN

设计值                                       1.2×7.68=9.43KN

③每层墙体自重(窗口在尺寸为1750mm×2100mm)

标准值        (3×3.61.75×1.8)×5.24+1.75×1.8×0.4=38.60KN

设计值                                     1.2×38.60=46.32KN

(二)高厚比验算:

①外纵墙高厚比验算

横墙最大间距S=9m,底层层高H=3.6+0.45+0.5=4.55m

∵H<S<2H,根据刚性方案,查表158得,

H0=0.4H+0.2S=0.4×4.55+0.2×9=3.62m

外纵墙为承重墙,故=1.0

外纵墙没开间有尺寸为1750mm×1800mm的窗口,则

=10.4·=10.4×=0.77

外纵墙设有带壁柱,=477mm

=1+=1+1.5×=1.245

当砂浆强度等级为M5时,墙的允许高厚比[]=24

===7.59[]=23 ,满足要求。

②内横墙高厚比验算

纵墙间距S=5.4m,墙高H=4.55,所以H<S<2H,根据刚性方案,由表158得:=0.4s+0.2H=0.4×5.4+0.2×4.55=3.07m

 ,满足要求。

(三)外纵墙承载力验算:

取如图所示上端ⅠⅠ、下端ⅡⅡ截面作为控制截面。

1、底层墙体承载力验算:

①内力计算

根据梁、板的平面布置及计算单元的平面尺寸可得本层楼盖传来的竖向荷载

标准值             (2.75×3×5.4+14.2)/2=29.38KN

设计值             (3.6×3×5.4+17.04)/2=37.68KN

梁的有效支承长度

底层楼盖竖向荷载作用于墙上端截面ⅠⅠ的偏心矩

由风载引起截面ⅠⅠ的弯矩值

      M=

由上层竖向偏心荷载引起底层墙截面ⅠⅠ的弯矩设计值

      M=37.68×0.176=6.63KN·m

则,截面ⅠⅠ的弯矩设计值

      M=1.10×1.4+6.63=8.17KN·m

底层墙上端截面ⅠⅠ处的轴力设计值

      9.43+9.43+25.74+46.32+37.68+37.68+46.32+46.32+37.68=296.6KN

底层墙下端截面ⅡⅡ处的轴力设计值

      296.6+1.2×56.28=364.14KN

②承载力验算

 ⑴ 墙上端截面Ⅰ

,

查表11111得,=0.76

,满足要求。

 ⑵ 墙下端截面Ⅱ

荷载设计值引起的偏心矩    

查表11111得,=0.88

,满足要求。

2、砌体局部受压计算

 以窗间墙第一墙垛为例,墙垛截面如图,混凝土梁截面为200mm×450mm,支承载长度=370mm,=1.5N/

=173.2×200=34640

168100

墙体的上部荷载设计值      N=296.6KN

由于,所以

,满足要求。

五、楼梯设计

1、梯段板设计

取板厚h=120mm,板倾角。取1m宽板带计算。

①荷载计算

 瓜米石地面                                 0.65 KN/m2

 自重         0.5×0.3×2.5/0.3+0.12×25×0.894=1.88KN/m2

 15mm厚板底抹灰                 0.015×23=0.255 KN/m2    

恒载标准值                              1.25 KN/m2

活载标准值                               1.5 KN/m2

  总荷载设计值              P=6.6×1.2+2.5×1.4=3.6 KN/m2

②板水平计算跨度,弯矩设计值

板的有效高度,则

==0.130,

选用Φ10@200,As=654mm2,按构造要求每级踏步1根

2、平台板设计

设平台板厚h=70mm,取1m宽板带计算。

①荷载计算

 瓜米石地面                                 0.65 KN/m2

70厚混凝土板自重                    0.7×25=1.75KN/m2

 15mm厚板底抹灰                 0.015×23=0.255 KN/m2    

恒载标准值                              2.75 KN/m2

活载标准值                               2.5 KN/m2

  总荷载设计值            P=2.75×1.2+2.5×1.4=6.79 KN/m2

②截面设计

板的有效厚度,计算跨度,弯矩设计值

==0.088,

选用Φ@200,As=218mm2

3、平台梁设计

设平台梁的尺寸为200mm×350mm

①荷载计算

总荷载设计值:

②截面设计

计算跨度

弯矩设计值

剪力设计值

截面按倒L形计算,,梁的有效高度,经判别截面属于第一类T形截面。

==0.067,

选用2Φ16,As=402mm2

箍筋按构造配置,选用Φ6@200。


第二篇:混凝土楼盖 课程设计任务书


混 凝 土 楼 盖 课 程 设 计

一、 设计任务书

二、 设计指导书

三、 设计计算书

专业____

班级____

姓名 ___

设计号____

设计时间 年 月 日

混 凝 土 楼 盖 课 程 设 计

一、 设 计 任 务 书

1、 设计资料

⑴、某工业仓库楼盖,平面轴线尺寸如图1示。其中纵向尺寸为5×A,横向尺寸为3×B;(见下列组合) 楼盖尺寸A、B由指导教师给定;外围墙体为砖墙,采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑,其中纵墙厚度为370mm,横墙厚度为240mm;轴线通过各墙体截面中心线。楼梯间设在该平面之外(本课程设计时不考虑) 。

A1=6000;A2=6600; A3=6900;A4=7200;A5=7500;A6=7800;A7=8100; B1=6600 ;B2=6900;B3=7200;B4=7500;B5=7800;B6=8100;B7=8400; ⑵、本设计中内柱为钢筋混凝土柱,截面尺寸为350mm×350mm;

⑶、楼面采用水磨石面层,自重标准值0.65kN/m;顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚,自重标准值17kN/m3;钢筋混凝土自重标准值按25kN/m3计算。 ⑷、混凝土强度等级:C25;

⑸、楼面活荷载标准值qk(kN/m2)分别为:

混凝土楼盖课程设计任务书

2

2、 设计内容

⑴、按指导教师给定的设计号进行设计(设计号的给定方式为:A×B×q×,如

A1B3q2等等),编制设计计算书;

⑵、用2号图纸2张或1号图纸1张绘制楼盖结构施工图,包括结构平面

布置图、板配筋图、次梁及主梁配筋图(铅笔图完成) 。

3、 设计要求

⑴、计算书应书写清楚,字体端正,主要计算步骤、计算公式、计算简图

均应列入,并尽量利用表格编制计算过程;

⑵、图面应整洁,布置应匀称,字体和线条应符合建筑结构制图标准。

混凝土楼盖课程设计任务书

图1 楼盖平面轴线尺寸

二、楼盖课程设计指导书

1、 结构平面布置

按给定的设计号进行单向板肋形楼盖布置,各构件按类型编号,主梁一般沿横向设置;梁系应贯通,布置应规整,同类构件截面尺寸应尽可能统一;

2、 设计计算

⑴、按构造规定选择板、次梁和主梁截面尺寸;

⑵、单向板和次梁采用塑性内力重分布方法计算,利用相应弯矩系数和剪力系数求内力,列表计算截面配筋;主梁采用弹性理论方法计算、按连续梁考虑,分别计算恒荷载和各最不利布置活荷载作用下的内力,绘制弯矩包络图和剪力包络图,列表计算截面配筋;进行主粱附加横向钢筋的计算。

3、 绘图

绘图可按教材的传统方法绘制;也可采用平面整体绘图方法(平法),但必

须画出相应节点构造并编制钢筋表.

⑴、当采用2号图纸绘图时,其中一张图纸绘制结构平面布置图及梁配筋图(结施01),另一张绘制主梁的弯矩包络图、材料图和主梁配筋图(结施02);

⑵、绘图时先用硬铅打底,后按规定加粗、加深。

⑶、设计图纸的图签可按如下内容要求编制:其中图别为:结施;图号分别为01(此时图纸内容填写: 结构平面有布置、现浇板配筋、次梁配筋图)、02(此时图纸内容填写: 主梁配筋图)。

混凝土楼盖课程设计任务书

三、 设 计 计 算 书

(设计号 A_ B _ q_ )

(一) 楼盖的结构平面布置

根据给出的平面尺寸,确定主梁沿房屋横向布置,故主梁跨度为B=__m;次梁跨度

为A=__m。主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为B/3=__m。楼盖的结构平面布置图

见图1。

图1 楼盖的结构平面布置图

(二) 构件截面尺寸选择(注:以下尺寸单位凡未注明者,均为mm)

1、板

按照跨高比条件,要求连续单向板厚h≥L/40(L为板的短向跨长),此时 h≥

mm。 对工业楼面而言,板厚不应小于80,故取板厚h=__mm。

2、次梁

次梁截面高度应满足 h = L/18~L/12 =A/18~A/12=__~__ ,故选取h=

__mm,并取截面宽度b= __mm。

3、主梁

主梁截面高度应满足h= L/15~L/10 =B/15 ~B/10=__~__,故选取h=

__mm,并取截面宽度b= __mm。

(三) 板的设计计算

1、荷载

板的恒荷载标准值gk:

2 水磨石面层 0.65kN/m

2 __mm厚钢筋混凝土板 __×25=___kN/m

2 顶棚混合砂浆抹灰20mm厚 0.02 ×17=___kN/m

2 gk = ___kN/m

2 取恒荷载分项系数1.2,恒荷载设计值g =1.2×___=___kN/m

22而本设计中楼面活荷载标准值qk=__kN/m,该值大于4kN/m,故取活荷载分项系

数1.3,则

2 板的活荷载设计值q =1.3×___=___kN/m

2 板荷载设计值 g+q =___ +___ = ___kN/m

2、计算简图

现浇板在墙上的支承长度取为120,而次梁截面宽度b= __,板按塑性内力重分

布进行设计,则计算跨度为

边跨l 01= B/3+ h/2 -185 -b/2=__/3 +__/2 -185-__/2 =___mm;

中间跨l 02= B/3 -b =___mm

跨度相差小于10%,按等跨连续板进行计算。取1m宽板带为计算单元,b=1000mm;计算简图如图2所示。

图2 板的计算简图

3、板的弯矩设计值

对①~②及⑤~⑥的板带,其弯矩系数分别为: 边跨跨中,1/11; 第一内支

2

座,-1/11;中间跨跨中,1/16;中间支座,-1/14。弯矩设计值=( g+q) l 0×系数,故

边跨跨中 M1=___×___ /11 = ___kN.m

第一内支座 MB= - ___×___/11 =-___kN.m (注:此时跨度可取相邻跨较大值)

中间跨跨中 M2=___×___ /16 = ___kN.m

中间支座 Mc=-___×___/14=-___kN.m

4、板的配筋计算

2

由板厚h=__mm,则h0=h-20=__mm;C25混凝土,fc=11.9N/mm;板钢筋采用

2

HPB235级,fy=210N/mm 。配筋计算过程见表1。

表1 板的配筋计算

混凝土楼盖课程设计任务书

70_200mm间,超过该范围时可重选d;

2、对轴线②~⑤板带的中间支座和中间跨跨中,其弯矩设计值可降低20% ,为方便起见,可直接对钢筋面积近似折减20% .

(四) 次梁的设计计算

次梁按考虑内力重分布方法设计,按照从属面积的有关规定,可不考虑活荷载的折减。

1.荷载设计值

1)次梁的恒荷载设计值:

①由已选定的次梁截面尺寸b及h,可得次梁的自重g1k为

g1k=25bh=25×___×___=___ kN/m (其中b,h 均以m 计 )

(注:在次梁自重的计算中,未扣除板厚,也未计入梁侧粉刷,二者相抵误差不大,但较为简便,可用于实际设计。主梁自重的计算相同。)

②板传下 g2k= gk×B/3=___× ___/3=___ kN/m (gk为板上荷载 ) 则

次梁的恒荷载设计值g = 1.2(g1k + g2k )=1.2(___+___) =___kN/m

2)次梁的活荷载设计值

活荷载设计值 q=板话荷载设计值×B/3 =___×___/3 =___ kN/m

3)次梁的荷载设计值

g+q =___+___ =___ kN/m

2. 次梁的计算简图

次梁在砖墙上的支承长度a=240mm,主梁截面尺寸b×h=___×___mm,则次梁的计算跨度为

边跨 l 01=ln1+a/2 = A – b/2 = ___mm;

中间跨 l 02= ln2 = A –b =___ mm;

各跨跨度相差小于10%,按等跨连续梁进行计算, 计算简图见图3。

图3 次梁的计算简图

3.内力设计值

1)弯矩设计值

2边跨跨中 M1 =(g+q )l 01 /11 = ___×___/11 =___ kN.m

第一内支座 MB = - M1 = - ___ kN.m

2中间跨跨中 M2=(g+q )l 02 /16 =___×___/16 =___kN.m

2笫一内支座右 Mc= -(g+q )l 02 /14 = - ___×___/14 = -___kN.m

2)剪力设计值

根据各支座处剪力系数,有

边支座 VA= 0.45(g+q)ln1 =0.45×___×___ =___kN

笫一内支座左 VBL= 0.60(g+q)ln1 =0.60×___×___ =___kN

笫一内支座右 VBR=中间支座 Vc = 0.55(g+q)ln2 =0.55×___×___ =___ kN

4.承载力计算

取as=35mm, 则 h0 =h- as=___ -35 =___mm 1) 正截面受弯承载力

,

跨中截面按T形截面计算,其受压翼缘宽度bf为 A/3 =__ 及 B/3 =___ 中较小

,

值, 故取bf =___ mm. 支座截面按矩形截面计算. T形截面的判别:

fc bf,hf,(h0-0.5 hf, ) =__________________kN.m

为_类T形.

计算过程列表如下(表2)

表2 次梁正截面受弯承载力计算

混凝土楼盖课程设计任务书

f 2.纵向受力钢筋采用HRB__ 级,fy=__ N/mm .?b= ___,支座处应满足?

2

?0.35 的要

求.

2) 斜截面受剪承载力 ① 截面尺寸验算

因次梁截面h/b <4,故hww/b<4,则因

0.25fcbh0 =0.25×___×___×___ = ___kN __Vmax 截面尺寸___要求.

② 配箍计算

采用双肢箍,且不考虑弯起钢筋抗剪.计算过程列表如下(表3)

配箍计算值按如下原则确定:当剪力设计值小于0.7ftbh0 时,直接按构造要求; 当剪力设计值介于0.7ftbh0 和ftbh0时, 按最小配箍率计算确定; 当剪力设计值大于ftbh0时,按如下公式计算确定

AsVV?0.7ftbh0

?

s1.25fyvh0

实配箍筋在配箍计算值基础上增加20%以保证塑性铰转动能力.

表3 次梁斜截面受剪承载力计算

四、主梁的设计计算

主梁按弹性理论设计。承受次梁传下的集中荷载及主梁自重。为简化计算,将主梁自重化为集中荷载。

1.荷载设计值

1)主梁的恒荷载设计值G:

①由已选定的主梁截面尺寸b及h,可得主梁的自重设计值G1

G1 =1.2*25bh*B/3=1.2*25×___×___×___/3=___ kN ②次梁传下G2

G2 =g*A =___×___ =___ kN (g为次梁的恒荷载设计值) G = G1 + G2 = ___+___ =___ kN 2)主梁的活荷载设计值Q

Q = q*A =___×___ =___ kN (q为次梁的活荷载设计值)

G和Q 作用在主次梁相交处的支座位置. 2.计算简图

主梁端部支承在370mm砖墙上,支承长度a=370mm;中间支承在350mm×350mm的混凝土柱上. 主梁按弹性理论设计时,计算跨度可取支座中心线间距离. 本设计按连续梁进行,且为等跨度, 计算跨度l0= B ;计算简图见图4。

图4 主梁的计算简图

3.内力设计值及包络图

1)弯矩设计值

利用查表得出的系数k1、k2,可得 M=k1GL+k2QL,列表计算如下(表4)

混凝土楼盖课程设计任务书

混凝土楼盖课程设计任务书

混凝土楼盖课程设计任务书

跨作用活载,项次⑤为2跨和3跨作用活载。

2)剪力设计值 剪力设计值 V =k3G +k4Q ,系数利用表格查出,计算结果如表5,相应项次对应的计算

简图与表

混凝土楼盖课程设计任务书

4相同.

注:C支座剪力与B支座反对称,即3) 弯矩和剪力包络图

根据结构对称性及荷载作用特点,可画出弯矩和剪力包络图见图5 .

图5 弯矩和剪力包络图

4)承载力计算

22

主梁采用C25混凝土,fc=11.9N/mm;ft=1.27N/mm;纵向受力钢筋采用HRB400级,

fy=360N/mm2 ;箍筋采HPB235级,fyv=210N/mm2。

① 正截面受弯承载力计算

,

跨中截面按T形截面计算,其受压翼缘宽度bf按规范要求

,,

为 B/3 =___及A=___ 中较小值, 且bf/h =___, 故取bf =___ mm.

支座截面按矩形截面计算,b×h=___mm×___mm.支座边弯矩设计值MB可取支座中心线组合值-V0*b/2=___ -___×___/2 =___ kN.m (其中V0为简支梁相应剪力值,V0= G +Q =___ kN ).支座截面按两排钢筋布置,as =70mm; T形截面的判别(按一排钢筋布置,as=35mm)

fc bf,hf,(h0-0.5 hf, ) =__________________ =___kN.m

为_类T形.

计算过程见表6, 钢筋的弯起和截断按弯矩包络图确定.

表6 主梁正截面受弯承载力计算

混凝土楼盖课程设计任务书

f②斜截面受剪承载力计算

⑴ 截面尺寸验算

,

hww =h0 - hf = ___ - ___ = ___ mm

hww/b =___/___ = ___ < 4

且 0.25fcbh0 =0.25 ×11.9×___×___ = ___kN

故截面尺寸______.

⑵ 构造配箍验算

0.7 ftbh0 =0.7×1.27×___×___ =

ftbh0 =______ N

⑶ 箍筋和弯起钢筋计算

方案1:仅选择箍筋

分段计算

① A支座附近

VA<Vcs = 0.7 ftbh0 + 1.25fyv

1/s?

则 s= mm,选用______双肢箍.

② B支座附近

VB<Vcs = 0.7 ftbh0 + 1.25fyv

1/s?

则 s= mm,选用______双肢箍.

方案2:选择箍筋和弯起钢筋

拟在B支座附近配弯起钢筋,可先由A支座剪力确定跨内箍筋,则由

VA<Vcs = 0.7 ftbh0 + 1.25fyv

1/s?

则 s= mm,选用______双肢箍.

由于支座B至集中荷载该段剪力值不变化,故弯起钢筋及鸭筋应满足抗剪间距要求(最末一排应在集中荷载处即次梁位置处弯起),当选用时,

。由 Vsb=VB-VA=fyAsb sin 45则Asb=

利用跨内正弯矩钢筋2根分别弯起并选_________鸭筋

5)附加横向钢筋计算

次梁传下集中力F1 =G2 +Q = ___+___ =___ kN, h1 =主梁高 –次梁高 = ___-___=___mm , 附加箍筋布置在次梁两侧各h1+b=___mm范围内(b为次梁宽),选Φ 8双肢箍均布,则由F1 =2fyAsbsinα +mfyvAsv 有 Asvh0 ,选Φ 8双肢箍 sV?0.7ftbh0 = 1.25fyvAsvh0Asvh0 ,选Φ 8双肢箍 sV?0.7ftbh0 = 1.25fyvAsvh0Asvh0 ,选Φ 8双肢箍 sV?0.7ftbh0 = 1.25fyvAsvh0

m?F1?2fyASbsin?

fyvAsv?

取m =__.(m应为偶数)

五、施工图的绘制 见图纸

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