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1、建筑结构实训报告 (一)、实训目的 (1)能正确应用结构设计的方法、原理进行现浇楼盖的设计(2)能正确绘制板、梁的结构施工图(3)能熟练识、读框架施工图(二)、实训内容 1、楼盖结构的形式2、整体式单向板肋形楼盖(1)结构平面布置。(2)连续梁、板的内力计算:弹性计算,考虑塑性内力重分布的计算。(3)截面计算和配筋构造:板、次梁、主梁。(4)受弯构件的构造要求3、整体式双向板肋形楼盖的受力特征、弹性和塑性计算方法。4、楼梯和雨蓬的结构设计要点及构造要求5、框架的结构施工图内容(三)、实训成果1、现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书一、 平面结构布置:、确定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨
2、内布置两根次梁,板的跨度为。楼盖结构布置图如下:、按高跨比条件,当时,满足刚度要求,可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板,要求,取板厚3、次梁的截面高度应满足 ,取 则,取。4、主梁的截面高度应该满足,则,取。二、 板的设计(按塑性内力重分布计算):1、荷载计算:板的恒荷载标准值: 取1m宽板带计算: 30mm厚水磨石面层 80mm厚钢筋混凝土板 15mm板底混合砂浆 恒载: 活载: 恒荷载分项系数取1.2;因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值小于,所以活荷载分项系数取1.4。板的设计值总值: 由可变荷载效应控制的组合: 由永久荷载效应控制的组合:所以由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大,板
3、的内力计算取 2、板的计算简图:次梁截面为,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,板的计算边跨: ,取 ()中跨: 板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相同,且跨差不超过10%时,均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图:3、弯矩设计值计算:用塑性内力重分布理论计算 , 由题知:则,根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下:截面1B2CM()1.72-1.731.190.95-1.36-1.09()0.0400.0400.0280.0220.0320.025()0.0410.0280.022(mm2)139.3340
4、95.876.2340340选钢筋轴线轴线A8150A8150A8150A8150轴线A8150A8150A8150A8150实际配筋轴线轴线335mm2335mm2335mm2335mm2轴线335mm2335mm2335mm2335mm2位于次梁内跨上的板带,其内区格四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(、)和中间支座()计算弯矩可以减少20%,其他截面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋:分布筋选用A8200。嵌入墙内的板面附加钢筋选用A8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用A8200。板角构造钢筋:选用A8200,和A8300双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图:采用弯起式筋,
5、详见板的配筋图.三、次梁设计(按塑性内力重分布计算):1、次梁的支承情况: 2、荷载计算: 由板传来: 次梁肋自重: 次梁粉刷重 恒载: 活载: 设计值总值: 由可变荷载效应控制的组合: 由永久荷载效应控制的组合:所以由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大,板的内力计算取 3、确定计算跨度及计算简图。塑性内力重分布计算时,其计算跨度:边跨:取 ()中间跨: 因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:3、内力计算:弯矩设计值:剪力设计值: 4、截面承载力计算:、次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按,故取。次梁高: 翼缘厚: 判定T形截面类型:故各跨中截面属于第一类T形
6、截面。、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,取、次梁正截面承载力计算见下表:(正截面采用二级钢)截 面1B2、3C弯矩M23.36-23.3615.47-17.68b或(mm)14171501417150260240260260或0.0200.2270.0140.147 0.0200.2610.0140.160418373292354选用钢筋3B142B12+1B142B12+1B142B12+1B14实际钢筋截面面积(mm2)462380380380、次梁斜截面承载力计算见下表:截 面ACV26.2334.9832.0232.
7、02截面满足截面满足截面满足截面满足无需计算配箍筋相差不大,无需计算配箍筋相差不大,无需计算配箍筋无需计算配箍筋箍筋肢数、直径2A 82002A82002A82002A8200101101101101配箍率5、构造配筋要求:沿全长配置封闭式箍筋,第一根箍筋距支座边50mm处开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。四、主梁设计(按弹性理论计算):1、支承情况: 柱截面350350,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上,其支承长度a=370。2、荷载计算:为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载
8、: 主梁自重: 主梁粉刷重: 恒载:恒载设计值:活载设计值:3、确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度:边跨: ,近似取因跨度相差不超过10%,可按等跨梁计算,计算简图如下: 3、内力计算: 1)、 弯矩设计值: 其中,可由书中表查取,为计算跨度, 2)、剪力设计值:,其中,可由书中表查可知。主梁弯矩计算项次荷载简图-+83.25-124.8783.25+91.87-99.3149.06+49.06-99.3191.87由此可作出下列几种情况下的内力图:+; +; +将以上各图绘于同一坐标系上,取其外包线,则为弯矩包络图。主梁剪力计算项 次荷载简图+46.15-92.2592.25-46.15+5
9、0.87-87.5359.13-22.47+22.47-49.6521.25-3.35同样可绘出剪力包络:4、主梁正截面和斜截面承载力计算:、主梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按,故取。主梁高: 翼缘厚: 判定T形截面类型:故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取。正截面配筋计算。截 面1B弯矩M91.87-124.87-112.76或0.0140.149 0.0140.1620.9930.9197871221选用钢筋2B20+1 B224B22实际钢筋截面面积(mm2)10081520斜截面配筋计算:截 面AV50.87-9
10、2.2592.25,截面尺寸按下面式验算截面满足截面满足截面满足剪跨比:不需计算配箍筋需计算配箍筋需计算配箍筋箍筋肢数、直径2A82A82A8100.6100.6100.6-601601实配箍筋间距200200200验算最小配筋率,满足要求5、两侧附加横向钢筋的计算:次梁传来的的集中力:,附加箍筋布置范围:取附加箍筋A8200,则在长度范围内可布置箍筋的排数:排, 梁两侧各布置三排。由:满足要求。2、现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖设计计算书三、 平面结构布置:由单向板的经济跨度23m,次梁的经济跨度46m,主梁的经济跨度68m,确定主梁的跨度为6m,次梁的跨度为4m,板的跨度为2m。楼盖结构布置
11、图见图一。二、板的设计:板的计算按塑性内力重分布计算,板的L2/L1=5.2/2.1=2.483,宜按照双向板设计,按照短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够 6数量的构造筋,此设计为单向板。板的厚度按构造要求,对于工业建筑的楼盖板,要求,取板厚,且按高跨比条件,当时,满足刚度要求,可不验算挠度。次梁的截面高度应满足 ,取 则,取。板的尺寸如图二所示:1、荷载:恒荷载标准值:水磨石面层 70mm钢筋混凝土板 平顶粉刷 恒载: 活载: 因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于,所以活荷载分项系 7数取1.3。即每米板宽的设计值总值: 由永久荷载控制时:= 由可变荷载控制时:= 2、内力计
12、算次梁截面为,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。板的计算跨度:边跨: 取 ()中间跨: ()计算跨度差:(1.915-1.9)/1.9=0.79%10% 板为多跨连续板,对于跨数超过五跨的等截面连续板,其各跨受荷相同,且跨差不超过10%时,均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如图三: 8连续板各截面的弯矩计算见下表:连续板各截面的弯矩计算截面位置边跨跨内离端第二支座离端第二跨中中间跨中中间支座m1/11-1/111/16-1/144.09-4.092.81-3.223、截面承载力计算则1=1.0,连续板截面的配筋计算见下表:连续板各截面配筋计算表板带部位
13、截面边区板带(、轴线间)中间区板带(轴线间)边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座4.09-4.092.81-3.224.09-4.092.810.8=2.248-3.220.8=-2.580.1370.1370.0940.1080.1370.1370.0760.0870.1480.1480.0990.1150.1480.1480.0790.09101fc/fy419419281326419419224258选配钢筋8/101508/1015081508150101808/1018081808180实配钢筋面积4294293
14、35335436358279279中间板带轴线之间,各区格板的四周与梁整体连接,故其中间跨的跨中截面(、)和中间支座()考虑板的内拱作用,计算弯矩可以减少20%。连续板的配筋示意图见图四(a)(b):各种构造钢筋如下 10分布筋选用8200。嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。板角构造钢筋: 选用8200,双向配置板四角的上部。三、次梁计算:次梁按塑性内力重分布方法计算主梁的截面高度应该满足,取,则,取。次梁的有关尺寸见图五:1、荷载 恒载设计值 由板传来: 次梁自重: 次梁粉刷重 活载设计值 由板传来 : 设计值总值: =2、内力计算计算跨度 边跨: ,
15、取 ()中跨: ()计算跨度差(5.075-4.950)/4.950=2.5 %10%,按等跨连续梁计算,计算简图见图六如下:连续次梁各截面弯矩及剪力计算见下表:连续次梁弯矩计算截面位置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m1/11-1/111/16-1/1465.48-63.8842.83-48.95连续次梁剪力计算截面位置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v0.450.600.550.5562.3683.1476.1476.143、截面承载力计算:、次梁跨中按T形截面计算,T形截面的翼缘宽度,按边跨:,取。离端第二跨、中间跨 梁高: 翼缘厚: 判定
16、T形截面类型:故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算,离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑,取,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑,取、次梁正截面承载力计算见下表:连续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跨内中间跨跨内中间支座弯矩M65.48-63.8842.83-48.950.0250.2320.0160.1540.0250.268V423940V423940V136680V126680V126680V选用箍筋282828按构造配筋实际箍筋间距20020020020224120224100选配弯筋125116实际弯筋面积4912014、主梁吊筋计算由次梁传
17、来的的集中力:则 选用主梁的配筋示意图见图十二如下: 五、关于计算书和图纸的几点说明:1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图,图纸采用2#图纸,2张。2、结构平面布置图:比例1:200。3、板的配筋图:比例1:50、分布筋选用:8200、与主梁垂直的附加负筋选用:8200,深入板中的长度为500mm。、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用:8300/360,伸出墙边长度为300mm。、板角附加短钢筋双向布置8200,每一方向伸出墙边的长度为500mm。4、次梁的配筋图:比例1:50;1:25。、箍筋选用:8200通长布置。、中间支座负钢筋的弯起,上弯
18、点距支座边缘为50mm。 22、号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩,相当于116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。、两根号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩,相当于 116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、B支座第二批截断的号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。、号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋,右端在距支座边缘2100mm处截断,与号钢筋在600mm范围内搭接,兼作第二跨的架立筋。5、主梁的配筋图:比例1:40;1:20、箍筋选用: 8200。、中间支座负钢筋的弯起,上弯点距支座边缘为70mm。、在次梁与主梁交界处设置附加横向钢筋,选用8200,
19、两边各布置三排,另加一根216吊筋.、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。、其余钢筋截断详见配筋图3、雨篷及楼梯设计及计算书1、现浇雨棚计算设计 设计对象是首层两侧旁门上的雨棚板及雨棚梁。计算简图见附图。 雨棚板及雨棚梁计算简图和配筋图 1、雨棚板计算设计(1)材料;材料选用钢筋级,y210 Nm2,混凝土强度等级为C20,c9.6Nmm2,t1.10Nmm2。(2)尺寸:雨棚板悬挑长度 1.2m1200mm雨棚板宽 b2.1m2100mm根部板厚按h(1/12)0计 h1200/12100mm端部板厚 hd60mm雨棚梁尺寸 bh2400mm400mm(3)荷载。雨棚板端部作用施工荷载标
20、准值,沿板宽每米Pk1kNm,板上永久荷载标准值: 板上20mm防水砂浆 0.02200.4kNm2 板重(按平均80mm厚计) 0.08252.0kNm2 板下20mm水泥砂浆 0.02200.4kNm2 合计qk2.8kNm2取板宽1m计算,则qk2.8kNm212.8kNm2(4)内力。固定端截面最大弯矩设计值: Mqk2G +pkq 2.81.221.2+1.21.44.1kNm (5)配筋。查建筑结构设什实用手册选h100列,当M4.55 kNm时,需钢筋面积As280mm2。选8180,(As279mm2),将钢筋置于板的上部,并伸入支座内不小于30d308240mm注:30d查混
21、凝土结构设计规范(GBJ500032001)表6.1.4“纵向受拉钢筋的最小锚固长度”而得,选分布钢筋选6250。 2.雨棚梁计算设计 (1)计算雨棚梁的弯矩和剪力设计值。 荷载设计值; 雨棚梁净跨为1.2m,计算跨度按2.5m计算。 雨棚梁上墙体线荷载设计值,按取高度为三分之-净跨范围内墙重的原则计算,即 02.40.8m范围内的墙重,于是墙重设计值为:1.20.87.617.31kNm雨棚板传来的线荷裁设计值为 Gqkb+qPk1.22.81.20+1.415.43kNm雨棚梁上线荷载设计值为:q7.31+5.4312.74kNm弯矩:雨棚梁设计弯矩设计值为计算由板上均布荷载在梁的单位长度
22、上产生的力偶设计值为:Mq2 12.742.529.95KNm剪力Vq012.742.415.29kN(2)计算雨棚梁设计弯矩设计值为计算由板上均布荷载在梁的单位长度上产生的力偶设计值。mqGqkz1.2 2.83.15KNm/m其中,qkz是将面荷载变为线荷载,Z为力偶臂。计算由板端施工集中线荷裁在梁的单位长度上产生的力偶设计值:MpQPkz1.41(1.20+)1.93kNmm计算作用在梁上的总力偶设计值:m3.15+1.935.08 kNmm计算在雨棚支座截面内的最大扭矩设计值,Tm05.082.46.096KN6.096106Nmm(3)校核雨棚梁截面尺寸。计算雨棚梁受扭塑性抵抗矩:根
23、据混凝土结构设汁规范(GBJ500032001)中式(4.3.2-1),矩形截面爱扭塑性抵抗矩WtWt(3h-b)(3360-240)8.064106mm2计算梁的有效高度,hh0-35240-35205mm校核截面尺寸:根据混凝土结构设汁规范(GBJ500032001)的规定,判断截面尺寸满足要求。由于+0.963N/mm20.25fc0.259.62.4 N/mm2 故截面尺寸满足要求。 (4)确定是否考虑剪力的影响。 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定进行判断。由于 V15290N0.035fcbh00.0351036020525830N故不需考虑剪力的影响。 (5
24、)确定是否考虑扭矩的影响。 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定进行判断。 T6096000N0.175ftWt0.1751.180640001552320N故需考虑扭矩的影响。 (6)确定是否进行剪扭承载力计算。根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的要求进行判断。由于+0.963N/mm20.7ft0.71.10.77 N/mm2故需进行剪扭承载力验算。 (7)计算箍筋。 计算剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t; 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)计算-般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t,按第4.3.6条的规定,t大于1.0时取t1.0。
25、t 1.321.0故取t1.0。 计算单侧受剪箍筋数量: 根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001的规定计算单侧受剪箍筋数量。V0.07(1.5-t)fcbh0+1.5fyvh0152900.07(1.5-1.0) 9.6 360 205+1.5210 205-0.192 取0,即不需考虑剪力的影响。 计算单侧受扭箍筋数量: 根据混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)的规定计算单侧受剪箍筋数量。T0.35+1.2 6.0961060.351.01.18.064106+1.2 0.184mm2mm上式中受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比是根据经验取1.2。 上式中的截面核心部分
26、的面积按下式计算:(240-225)(360-225)5890 mm2 计算单侧箍筋的总数量并选用箍筋:+0+0.1840.184mm2/mm选用箍筋8,50.3mm2,则其间距为s273mm取s100mm。 (8)复核配箍率,根据混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)中第7.2.10条的规定,在弯剪扭构件中箍筋的配筋率应不小于最小配筋率,0.02a,其中a1+1.75(2t-1),于是a1+1.75(21-1)2.750.022.750.0025按所选的箍筋8100计算配筋率为 0.00280.0025满足最小配筋率的要求。 (9)计算受扭纵筋。 根据混凝土结构设计规范(GBJ50
27、0032001)的规定,将上述计算的单侧受扭箍筋数量代入式,即可求得受扭纵向钢筋的截面面积,其中截面核心部分的周长按下式计算: 2(bc0r+hc0r)2(360-225)+(240-225)l000mm于是0.184221 mm2(10)校核受扭纵筋率根据混凝土结构设计规范(GBJ500032001)的规定。在弯剪扭构件中,纵向钢筋的配筋率应不小于最小配筋率,0.08(2t-1),于是 0.08(21-1)0.00367按上述纵向钢筋的用量22lmm2,计算实际配筋率为0.00260.00367不满足构造要求。现选610,471mm2,上下各布置3根d10mm的钢筋,这时的配筋率为 0.00
28、5480.00367满足要求。 (11)计算受弯纵筋的截面面积。 根据弯矩设计值M9.95kNm,C20混凝土,I级钢筋,截面尺寸bh360240mm,有效高度为h0205mm,按正截面受弯承载力计算纵向受弯钢筋用量。 先计算截面抵抗矩系数0.060.426按公式计算内力臂系数:0.0969于是238 mm2选用雨棚梁下部纵向钢筋的总面积应为339(312)+238557mm2 故选318,763mm2。 (12)绘雨棚梁配筋图。 雨棚梁配筋图详见附图。2、现浇楼梯计算设计 现浇板式楼梯尺寸布置及装修做法见附图37,其中楼梯板计算跨度2.43m,板厚100mm,休息平台净跨1.2m,板厚100
29、mm,平台梁截面尺寸bh200mm400mm,楼梯开间2.4m,楼梯宽1.03m,楼梯采用金属栏杆,选用材料为C20混凝土,I级钢筋,根据建筑结构荷载规范(GBJ500032001),住宅楼楼梯荷载标准值取为2.5kNm2。1.楼梯板(TB1)计算设计(1)计算荷载设计值:取-个踏步宽300mm为计算单元,板厚100mm,现计算板宽1.03m范围的荷载设计值。踏步板自重(附图3-7c部分A): (0.31.0325)1.2 8.14KNm踏步地面重(附图3-7c部分B): (0.3+0.15)0.021.03201.21.04 kNm底板抹灰重(附图3-7c部分C): (0.3360.021.0317) 1.20.67kNm栏杆重: 0.101.20.12kNm人群荷载: 2.01.031.44.06kNm 14.03kNm (2)配筋:Mmaxq2 14.033.5221.48kNm每米宽弯矩设计值为M14.8kNmm查建筑结构设什实用手册,选h100mm列,当Mu14.80kNm时,需钢筋面积As1000mm2,选受力纵向钢筋12100(As1131mm
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