我的结构设计17.doc
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1、中国地质大学(北京) 混凝土结构课程设计 1. 建筑设计任务书1.1 设计目的(1)了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容;(2)了解梁、板结构的荷载传递途径及计算简图;(3)熟悉受弯构件梁和板的设计方法;(4)了解内力包络图及材料图的绘制方法;(5)掌握钢筋混凝土结构的施工图表达方式。1.2 设计资料(1)结构形式 某教学楼,楼盖平面为矩形,二层楼面建筑标高为3.6m,为多层砖混结构,采用整体式钢筋混凝土双向板肋梁楼盖,钢筋混凝土柱的截面尺寸为400mm400mm。结构平面布置如图11所示。外墙厚370mm。图1-1 结构平面布置图(2)楼面构造做法 30mm厚水磨石地面(12mm厚面层,1
2、8mm厚水泥砂浆打底),板底有15mm厚石灰砂浆抹灰。现浇钢筋混凝土楼板。(3)荷载永久荷载:包括梁、楼板及构造层自重。钢筋混凝土容重为25kN/m3,水泥砂浆容重20 kN/m3,石灰砂浆容重17 kN/m3,水磨石容重0.65 kN/m2,粉煤灰空心砌块容重为8kN/m3。分项系数(当对结构有利时)。可变荷载:楼面均布活荷载标准值10 kN/m2,分项系数。(4)材料混凝土:C30钢 筋:板 HPB235级梁: 主筋HRB335级,箍筋HPB235级1.3设计内容(1)双向板肋梁楼盖结构布置(2)板、梁的设计1)现浇板的设计根据楼面荷载,按弹性理论计算板的内力,进行板的正截面承载力计算,并
3、进行板的钢筋配置。2)支承梁的设计计算梁的内力,进行梁的正截面、斜截面承载力计算,并对此梁进行钢筋配置。(3)绘制结构施工图绘制板的配筋图及梁的配筋详图及其抵抗弯矩图,并作钢筋明细表,最后完成结构施工图一张。1.4基本要求(1)完成结构计算书一份。包括封面、设计任务书、目录、计算书、参考文献、附录。要求概念清楚,计算完整、准确,成果尽量表格化,并装订成册。(2)图纸。盖施工图一张,包括结构平面布置图、板的配筋图、支承梁的配筋图楼。采用1号图纸,选择适当比例。要求内容完整,表达规范,字体工整,图面整洁。1.5小组分工 2.结构布置及构件尺寸选择 双向板肋梁楼盖由板和支承梁构成。双向板肋梁楼盖中,
4、双向板区格一般以35m为宜。支承梁短边的跨度为,支承梁长边的跨度为。根据图11所示的柱网布置,选取的结构平面布置方案如图2-1所示。 图2-1 双向板肋梁楼盖结构平面布置图 板厚的确定:连续双向板的厚度一般大于或等于,且双向板的厚度不宜小于,故取板厚为。 支承梁截面尺寸:根据经验,支承梁的截面高度,长垮梁截面高度为 故取;截面宽度 故取;短跨梁截面高度为 故取;界面宽度 故取。3.双向板设计计算3.1荷载计算120mm厚钢筋混凝土楼板 18mm厚水泥砂浆面层找平 15mm厚石灰砂浆底面粉刷 12mm水磨石 恒荷载标准值 活荷载标准值 3.2按弹性理论设计板 此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭
5、,并且要求同一方向相邻跨度比值,以防误差过大。 当要求各区格跨中最大弯矩时,活荷载应按棋牌式布置,它可以简化为当支座固支时作用下的跨中弯矩与当内支座绞支时作用下的跨中弯矩之和。 支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得,即内支座固支时作用下的支座弯矩。所有区格板按其位置与尺寸分为A,B,C,D四类,计算弯矩时,考虑钢筋混凝土的泊松比为0.2.(1) A区格板计算1)计算跨度 2)跨中弯矩 3)支座弯矩 b支座 a支座 4)配筋计算 截面有效高度:由于是双向配筋,两个方向的有效截面高度不同。考虑到短跨方向比长垮方向的大,故应将短跨方向的跨中受力钢筋放置在长垮方向的外侧。因此: 跨中截面h0x=100
6、mm短跨方向,h0y=90mm(长垮方向) 支座截面h0=100mm。 对A区格板,考虑到该板四周与梁整浇在一起,整块板内存在穹顶作用,使板内弯矩大大减小,故其弯矩设计值应乘以折减系数0.8,近似取s为0.95。 跨中正弯矩配筋计算:钢筋选用HPB235. 支座配筋建B,C区格板计算,因为相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时,取绝对值的较大值做为该支座的最大负弯矩。(2) B区板计算 1) 计算跨度 2)跨中弯矩3)支座弯矩 b支座 a支座 4)配筋计算 跨中截面(长跨方向)(短跨方向) 支座截面 跨中正弯矩配筋计算:钢筋选用HPB235. 支座截面配筋计算:钢筋选用HRB335 b支座
7、:取较大弯矩值为25.078 kNm/m c支座配筋见D区格板计算。(3) C区格板计算 1) 计算跨度 2) 跨中弯矩 3)支座弯矩d 支座 a支座 4)配筋计算跨中截面 (长跨方向)(短跨方向)近似取s=0.95跨中正弯矩配筋计算:钢筋选用HPB235 支座截面配筋计算:钢筋选用HRB335 a支座:取较大弯矩值为-24.952 kNm/m。 d支座配筋见板D计算。(4) D区格板计算1)计算跨度(同B区格板) (同C区格板)2)跨中弯矩 3)支座弯矩d支座 c支座 4)配筋计算跨中截面 (长跨方向)(短跨方向)近似取s=0.95跨中正弯矩配筋计算:选用HPB235钢筋。支座截面配筋计算:
8、钢筋选用HRB335.c支座:取较大弯矩值为-27.038 kNm/m d支座:取较大弯矩值为-29.304 kNm/m (5)选配钢筋 表3-1 跨中截面钢筋表截面 A区格板跨中B区格板跨中C区格板跨中D区格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向计算钢筋 面积/ mm2453601630757630764636836选用钢筋101601012010120101001012010100101201090实际配筋 面积/ mm2491654654785654785654872截面a支座b支座c支座 d支座计算钢筋面积/ mm21249125713551469选用钢筋1412014
9、1201411014/16120实际配筋面积/ mm21283128313991480表3-2 支座截面配筋表图3-1 按弹性理论设计板的结构配筋图4.双向板支承梁设计按弹性理论设计支承梁。双向板支承梁承受的荷载如图4-1所示。 图4-1 双向板支承梁承受的荷载计算梁的内力,进行梁的正截面、斜截面承载力计算,并对此梁进行钢筋配置。4.1横向支承梁L-1设计(1)跨度计算边跨: 取小值。中跨:取支乘中心线间的距离,平均跨度:,跨度差:,可按等跨连续梁计算。(2)荷载计算由板传来的恒荷载的设计值: 由板传来的活荷载的设计值: 梁自重:;梁粉刷抹灰:;梁自重及抹灰产生的均布荷载设计值:。横向支承梁L
10、1的计算图如图所示。图4-2 横向支撑梁L-1计算简图(3)内力计算1)弯矩计算: (k值由附表查得)。边跨:中跨: 平均跨(计算支座弯矩时用): 横梁弯矩计算如表4-1所示表4-1横向支撑梁L-1弯矩计算项次荷载简图恒荷载g恒荷载g活荷载q活荷载q-22.18活荷载q活荷载q-37.21内力组合+150.82-109.42-23.72-109.42+32.23-109.4295.75-109.42+125.3-169.5375.53-95.11+143.73-125.17-16.57-79.37最不利内力组合项次+组合值/32.23-169.53-23.72-109.42组合项次+组合值/1
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