(完整word版)混凝土结构设计原理课程设计 ()(word文档良心出品)

混凝土结构设计原理课程设计一、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），建筑平面图如下图。

试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计。

二、设计资料1、建设地点：烟台市区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、层高：4.5m；门：宽×高=3300mm×3000mm；纵向跨度1L=6900mm横向跨度2L=7200mm；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定。

4、墙体为370mm砖砌体。

5、建筑用途为仪器仓库；楼面活荷载为8.0/6.0/5.0（kN/ m2）。

6、材料：混凝土强度等级为C30，梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板中钢筋采用HRB235级钢筋。

三、楼盖的结构平面布置主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置。

主梁的跨度为7.2m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.4m，l02/l01=6.9/2.4=2.875<３但是大于２，故可按单向板设计。

按跨高比条件，要求板厚h≥2400/40=60mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≥80mm，取h=80mm。

次梁截面高度应满足h=l0/18~l/12=6900/18~6900/12=385~575mm。

考虑到楼面活载比较大，因此截面高度取为h=550mm，截面宽度取为b=200mm。

主梁的截面高度应满足h=l0/15~l/10=7200/15~7200/10=500~720mm，取h=650mm。

截面宽度取为b=300mm。

四、计算书的计算过程1.板的设计如附图1轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单元板；轴线②～⑤的板属于中间区格单元板。

1.1 荷载板的永久荷载标准值：水磨石面层 0.65kN/m2100mm钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/ m220mm石灰砂浆 0.02×17=0.34 kN/ m2小计 2.99kN/m2板的可变荷载标准值 8.0kN/ m2永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值大于4.0 kN/ m2，所以可变荷载分项系数应取1.3。

于是板的永久荷载设计值 g=2.99×1.2=3.59 kN/ m2可变荷载设计值 q=8.0×1.3=10.4kN/ m2荷载总设计值 g＋q=13.99kN/m2 近似取为g+q=14.0kN/m21.2 计算简图次梁截面为200mm×550mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。

按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨l0=ln＋h/2=2400－100－120＋80/2=2220mm<1.025ln=2255mm取l 0=2220mm中间跨l 0= l n =2400－200=2200mm因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。

取1m 宽板带作为计算单元，从左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A 。

单元中点处的编号1，2，3，2，1。

计算简图如附图2“图1板的计算简图”。

1.3 弯矩设计值由表11-1可查得，板的弯矩系数αm 分别为：边跨中，1/11；离端第二支座, －1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14，故：M 1= －M B =（g+q ）l 20/11=14.0×2.222/11= 6.27kN ·m M C = －(g ＋q)l 20/14=‐14.0×2.22/14= －4.84kN ·m M 2=（g ＋q ）l 20/16=14.0×2.22/16=4.24kN ·m这是对端区单向板而言的，对中间区格单向板，其M C =‐4.84×0.8=-3.87kN ·m M 2=0.8×4.24=3.19kN ·m 1.4 正截面受弯承载力计算环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm 取20mm 。

板厚80mm ，h 0=80－20=60mm ；板宽b=1000mm 。

C30混凝土，α1=1.0，f c =14.3N/mm 2 ；HPB235钢筋，f y =210N/mm 2。

则板的配筋计算的过程如下表。

板 的 配 筋 计 算 截 面1B 2C 弯矩设计值（KN.m ） 6.27 -6.27 4.24 -4.840.122 0.122 0.0820.094ε=1-s 21α-0.131 0.131 0.086 0.099 轴线①~②， ⑤~⑥ 计算配筋（2mm ）yc f f bh A /10s αε=535.2 535.2 351.4 404.5实际配筋 （2mm ）Φ12@190 Φ12@190Φ10@190Φ0@190轴线②~⑤计算配筋（2mm ）c s ff bh A /10αε=535.2 535.2 0.8×351.4=281.1 0.8×404.5=323.6实际配筋 （2mm ）Φ10@140 Φ10@140Φ8@140Φ8@140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理；A s /bh=359/(1000×80)=0.45此值大于0.45f t./f y =0.31％，同时大于0.2％，满足要求。

2.次梁设计按考虑塑性内力重分布设计。

根据实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。

2.1荷载设计值 永久荷载设计值板传来永久荷载 2.59⨯2.4=7.18KN/m 次梁自重 0.2×（0.5-0.08）×25×1.2=2.52KN/m次梁粉刷 0.02×（0.5-0.08）×2×17×1.2=0.34KN/m ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 小计 g=10.04KN/m可变荷载设计值q=6.0×1.3×2.4=18.72KN/m 荷载总设计值g+q=28.76KN/m2.2 计算简图次梁在转墙上的支承长度为240mm 。

主梁截面为300mm×650mm 。

计算跨度：边跨2/0a l l n +==6900-120-300/2+240/2=6750mm<1.025n l =1.025×6600=6765，取0l =6750mm中间跨 0l =n l =6900‐300=6600因跨度相差小于10%，可按等跨度连续梁计算。

次梁的计算简图如附图2“图2 次梁的计算简图”。

3.3内力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值 剪力设计值3.4承载力计算1）正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，各支座计算按矩形截面，跨内按T 形截面计算，翼缘宽度取3/'l b f ==7200/3=2400mm ；又mm s b b n f 24002200200'=+=+=，故取'f b =2400mm 。

截面纵向钢筋均布置一排。

环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm 。

纵向钢筋0h =500-35=465mm 。

C30混凝土，22c 1/43.1,/3.14,1.01mm N f mm N f t c ====βα，；纵向钢筋采用HRB400钢，y f =360N/2mm ，箍筋采用HPB235钢，2/210mm N f yv =。

正截面承载力计算过程如表。

经判别跨内截面均属于第一类T 形截面。

截面 1 B 2 C 弯矩设计值（KN.m ） 119.13-119.1378.30-89.48)/(201bh f M c s ∂=α或)/(20'1h b f M f c s αα=264652400.3141103.1119⨯⨯⨯⨯=0.017 26440200.3141109.1311⨯⨯⨯⨯=0.215 264652400.314100.378⨯⨯⨯=0.011 26465200.314108.489⨯⨯⨯=0.1450.0170..245<0.35 0.0110.157<0.35 y c f f A /bh 0s ε=或y c f f f h b A /10's αε=731.4 856.4501.6 580.0选配钢筋（2mm ）2ψ18+1ψ18(弯)3ψ16+1ψ18（弯）2ψ14+1ψ16（弯）2ψ16+1ψ16（弯）603=s A计算结果表明，支座界面的ε均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；%51.0)500200/(509)/(=⨯=bh A s ，此值大于=y t f f /5.400.45×1.43/360=0.18%，同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

2）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、腹筋计算和最小配筋率验算。

验算截面尺寸：=-='0f w h h h 440-80=360mm ，因=b h w /360/200=1.8<4,，截面尺寸按下式验算：30c 100.631446402003.14125.05.20⨯=⨯⨯⨯⨯=bh f c βN>=max V 114.41KN 截面尺寸满足要求。

计算所需腹筋：采用φ6双肢箍筋，计算支座B 左侧截面。

由V cs =0.7f t bh 0+（1.25f yv A sv h 0）/S 得S=（ 1.25f yv A sv h 0）/(v Bl －0.7f t bh 0)=（ 1.25×210×56.6×440）/（114.41×310-0.7×1.43×200×440）=248.36mm调幅后受剪承载力应加强，箍筋面积增加或者箍筋间距减小，取s=200mm 。

代入 V cs 〉0，纵筋可不用弯起Ρsv ，min =yvtf f 24.0=0.24×1.43/210=0.163% Ρsv =56.6/（200×160）=0.177%>0.163%满足要求。

4.主梁设计主梁按弹性方法设计。

4.1 荷载计算值为化简计算，将主梁自重等效为集中荷载。

次梁传来的永久荷载 10.04×6.9=69.28KN 主梁自重（含粉刷）（0.65-0.08×0.3×2.4×25×1.2+0.02×(0.65-0.08)×2×2.4×17×1.2=13.43KN ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 永久荷载设计值G=69.28+13.43=82.71KN ，取G=83KN 可变荷载设计值Q=5.0×1.3×2.4×6.9=107.6KN 取Q=108KN4.2 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。