混凝土结构课程设计

系别: Civil and Architectural Engineering Department 年级: 姓名: 学号: 指导教师: 联系电话:

Civil and Architectural Engineering Department ,Putian University

June 08, 2010

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混凝土结构课程设计 1.设计资料

本设计为某砖混结构，边柱为砖墙，墙体采用实心粘土砖，楼盖为钢筋砼现浇楼盖，楼面活荷载标准值为2.0kN/m2,平面图如附图所示。板底及梁侧采用15mm厚混合砂浆打底。板深入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内240mm，柱的截面尺寸为

500mm500mm。混凝

土采用C20（fc=9.6N/mm2），梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋（fy=300N/mm2），其余采用HPB235级钢筋（fy=210N/mm2）。

图1 楼面梁格布置图

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混凝土结构课程设计 2.1楼盖的平面布置：

单向板的楼盖由板、次梁、主梁构成，如附图所示粱格布置，取主梁为纵向布置，次梁去横向布置，主梁跨度6000mm，间距6000mm。次梁跨度6000mm，间距2000mm

1. 板厚的确定：按跨高比要求hl200066.7，故取h100mm； 30302. 次梁：多跨连续次梁的截面高度

hll60006000l6000~~375~500 且h240mm 取 h=450mm 16121612252511（~）h150~225 取 b=200mm 截面高度 b32ll60006000l6000~~(500~750) 且h400mm 取h=650mm 128128151511（~）h216.7~325 取b=300mm 截面高度 b32h3. 主梁：多跨连续住梁的截面高度

2.2板的设计（按塑性内力重分布方法设计）

（1）荷载计算

20mm厚水泥砂浆面层：200.020.4kN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土板：0.1252.5kN/m2 15mm厚石灰砂浆抹底：0.01517=0.255kN/m2 恒荷载标准值：gk=0.4+2.5+0.255=3.155kN/m2 活荷载标准值：qk=2.0kN/m2

根据建筑结构荷载规范（GB5009—2001）规定，荷载设计值为

q1=rGgkrQqk1.23.155+1.42=6.586kN/m2 q2=rGgkrQqk1.353. 155+1.42=7.06kN/m2

取q=7.06kN/m2

（2） 计算简图。取一米宽的板带作为计算单元，各跨的计算的跨度为： 中间跨： l0ln20002001800mm 边跨： l0ln

a12020001001201840mm＞22-2-

混凝土结构课程设计 l0lnh10020001001201830mm 22取小值l0=1830mm

边跨与中间跨的计算跨度相差：

183018001.67%1000

1800故可按等跨连续梁计算反力。板的几何尺寸和计算简图如图1所示。

图1板的计算简图

（3） 内力计算。各截面的弯矩计算见表1。

表1 板的弯矩计算

截 面 弯矩系数 边跨中 1 11第一内支座 1 11中间跨中 1 16中间支座 114 17.061.832 MqlkNm 112.15217.061.832 112.1517.061.82 161.4317.061.82 141.63（4）正截面承载力计算。

板的钢筋采用HPB235级，混凝土采用C20，查表，得

fy210N/mm2，fc9.6N/mm2，11.0，ho1002080mm

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混凝土结构课程设计

表2 板的正截面承载力计算

截面 边跨中 第一内支座 中间跨中 1～○2 ○在平面图上的位置 1～○6 ○1～○6 ○轴间 轴间 5～○6 ○轴间 2～○5 ○轴间 5～○6 ○轴间 中间支座 1～○2 ○2～○5 ○轴间 MkNm M bh02fc2.15 -2.15 1.43 1.430.8 -1.63 -1.630.8 s0.035 0.035 0.023 0.019 0.027 0.021 s0.5112s AsM sh0fy0.982 0.982 0.988 0.991 0.987 0.9 130.32 130.32 86.133 68.724 98.59 78.65 最小配筋 A≧0.15﹪bh=0.15﹪1000100=150mm2＞As 按最小配筋计算 A6 /8@200 A6 /8@200 A6 /8@200 A6 /8@200 A6 /8@200 A6 /8@200 实配钢筋面积(mm2) 196 196 196 196 196 196 3.次梁的设计

（1）荷载计算。

板传来的恒载：3.1552=6.31kN/m 次梁自重：250.2（0.45-0.1）=1.75kN/m

次梁粉刷抹灰：170.015（0.45-0.1）2=0.179kN/m 恒荷载标准值：gk=6.25+1.75+0.1785=8.239kN/m 活荷载标准值：qk=22=4 kN/m

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混凝土结构课程设计 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009——2001）的规定，荷载设计值为

q1=rGgkrQqk1.28.239+1.34=15.09kN/m q2=rGgkrQqk1.358.239+1.34=16.32kN/m 取q16.32kN/m

（2） 计算简图。各跨的计算跨度为： 中间跨：l0ln60003005700mm 边跨：

l0lna24060001201505850mm1.025ln1.025（6000-150-120）5873.25mm22 取较小值：5850mm

边跨和中间跨的计算跨度相差：

585057002.6%10%

5700故可按等跨连续梁计算内力。剪力计算时跨度取净跨。计算简图如图2所示。

图2次梁的计算简图

（3）次梁内力计算。

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混凝土结构课程设计 表3 次梁弯矩计算 截 面 弯矩系数 边跨中 1 11第一内支座 1 11中间跨中 1 16中间支座 1 14MqlkNm 2116.325.852 1150.77-49.48 表4 次梁剪力计算 34.91 -39. 截 面 边支座 第一内支座(左) 第一内支座(右) 中间支座 剪力系数 Vgqln 0.45 0.6 0.55 0.55 kN42.08 56.11 51.16 51.16 （4）正截面承载力计算。次梁截面按T形截面计算，翼缘宽度按《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）第7.2.3条规定取用。

边跨：

b/f =

l058501950mm =33b/f =b+sn=200+（2000-120-100）=1980mm 取较小值bf=1950mm 中间跨：

b/f =lo/3=

60003001900mm 3b/f =b+sn=200+（2000-200）=2000mm 取较小值bf=1900mm 支座截面按矩形截面计算。

判别各跨中截面属于哪一类T形截,因为混凝土强度等级为C20，查的混凝土保护层厚度c=30mm， ho450-40=410mm

1fcb/fhf(hohf/2) =1.09.61950100（410-100/2）=673.92 kNm＞50.77 kNm

故属于第一类T形截面

次梁正截面承载力计算见表5。

表5 次梁正截面承载力计算

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混凝土结构课程设计 截 面 MkNm 边跨中 50.77 1950 第一内支座 -49.48 200 中间跨中 34.91 1900 中间支座 -39. 200 b/f或b/mm sM 2bh0fc0.0161 0.153 0.0114 0.124 112s s0.5112s 0.0162b0.550 1 0.1670.35○0.0115b0.550 0.1330.35 0.982 0.908 0.994 0.928 AsM(mm2) 0h0fy416.1 443.1 285.6 349.5 最小配筋率 Max（min0.45ft/fy，0.2%）=0.2%Asminbh(mm2)=180 最小配筋面积mm2 按所求面积选配钢筋 实配钢筋面积(mm2) 402 2B 16 3B 14 2B 14 2B 14 461 308 308 次梁斜截面承载力计算见表6。

表6 次梁斜截面承载力计算

截 面 边支座 第一内支座(左) 第一内支座(右) 中间支座 V(kN) 42.08 56.11 51.16 51.16 0.25cbh0fc(kN) 0.251.020041011.9196.8V 0.7ftbh0kN 所以按构造配筋 0.71.120041063.14V A8@200 -7-

混凝土结构课程设计

次梁配筋见施工图。

4.主梁的设计

（1）荷载计算

次梁传来的：8.2396=49.434kN

主梁自重：250.3（0.65-0.1）2=8.25kN（主梁自重按集中力进行算，简化成集中力）

梁侧抹灰：170.015（0.65-0.1）22=0.561kN 恒载标准值：GK=49.434+8.25+0.561=58.245kN 活载标准值：Qk=46=24kN 恒载设计值：G=1.2GK=69.4 活载设计值：Q=1.3Qk=31.2

（2）计算简图。主梁按连续梁计算，支承在墙上，支承长度为240mm，中间值支承为500mm500mm的混凝土柱上，其各计算跨度为：

中间跨：l0lnb=6000-500+500=6000mm

边跨：l0lnb/2a/2=6000-120-200+240/2+500/2=6050mm l01.02ln5b=1.025/2（6000-120-200）+500/2=6072mm 取小值l0=6050mm 平均跨度l=6025mm

跨度差：0.8%10%，可按等跨连续梁计算。主要计算简图见图3

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混凝土结构课程设计 图3 主梁计算简图（尺寸单位m）

（3）内力计算。

1）弯矩计算：Mk1GLk2QL（k1弯矩系数）.

边跨：Gl0=69.46.05=422.86kNm

Ql0=31.26.05=188.76kNm

中跨：Gl0=69.46=419.3kNm Ql0=31.26=187.2kNm

平均跨度（计算支座弯矩是取用）：Gl0=69.46.025=421.11kNm

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混凝土结构课程设计 Ql0=31.26.025=187.98kNm 弯矩计算见表7

表7 各种荷载情况下的主梁弯矩计算 项次 荷载简图 kM1kMa kMBkM2kMbkMC1 ○恒载 2 ○恒载 3 ○恒载 4 ○恒载 5 ○恒载 0.244 102.565.2 0.267 111.80.067 28.0 0.0670.267 28.0111.80.2 .1 45.8 0.1330.133-25.0 -25.0 25.025.0-8.4 1+○2 ○0.133-16.7 25.0 0.200 37.6 0.200 37.60.170 31.9 0.133 25.00.0 16.60.311 58.2-136.8 -156.8 -128.4 -170.0 0.229 43.0 -5.5 156.6 94.1 145.5 97.0 23.6 0.311 58.218.0 0.0-11.1 16.6111.0 -136.8 18.5 88.8 .1 -136.8 -170.0 -128.4 0.170 31.93.1 65.6 46.0 59.9 18.0 3.1 65.6 59.9 46 内 力 组 合 1+○3 ○1+○4 ○1+○5 ○Mmin组合项次最 不 利 内 力 1+○3 ○1+○3 ○1+○4 ○1+○2 ○1+○2 ○1+○5 ○Mmin组合值/kNm94.1 48.5 -170.0 3.1 3.1 -170.0 Mmax组合项次Mmax组合值/kNm 1+○2 ○1+○2 ○1+○5 ○1+○3 ○1+○3 ○1+○4 ○156.6 111.0 -128.4 65.6 65.6 -128.4 2）剪力计算。

Vk3Gk4Q（k3与k4由荷载计算手册得）

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混凝土结构课程设计 剪力计算过程见表8。

表8 主梁剪力计算 项次 荷载简图 kkVAM1 kVMBLakVBR 1 ○恒载 2 ○恒载 3 ○恒载 4 ○恒载 5 ○恒载 0.733 51.31.267 88.51.000 69.90.866 27.00.133 4.20.6 21.50.0 2.878.3 47.1 72.8 48.5 1+○3 ○1.134 35.40.133 4.21.311 40.90.0 2.8-123.9 -92.7 -129.4 -91.3 1+○4 ○0 01.000 31.31.222 38.10.778 24.369.9 101.2 108.0 94.2 1+○2 ○ 1+○2 ○内 力 组 合 1+○3 ○1+○4 ○1+○5 ○Vmin组合项次最 不 利 内 力 Vmin组合值/kNmVmax组合项次47.1 1+○2 ○-129.4 1+○5 ○69.9 1+○4 ○Vmax组合值/kNm 78.3 -91.3 108.0

主梁的弯矩包络图与剪力包络图见图。

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混凝土结构课程设计 (4)截面承载力计算

1）确定翼缘宽度。主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取下列二值中的最小值： 边跨：bfl60502016.7mm 33bfbsn30060003006000mm

取bf2016.7mm 中跨：bfl60002000mm 33 bfbsn30060003006000mm 取bf2000mm 2）判别截面类型：

截面有效高度：h=590mm（跨中）；h=570mm（支座）

hfbfhffch021002016.71009.6570

212590200001006.7kNmM1156.6kNm

故属于第一类T形截面。 主梁的截面承载力及配筋计算见表

表9 主梁正截面承载力计算

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混凝土结构课程设计 截面 M(kNm) 边跨中 156.6 — 156.6 中间支座 -170.0 21.6 -148.4 65.6 — 65.6 中间跨中 3.1 — 3.1 bV(kNm) 2bMV(kNm) 2sM bh02fc0.025 0.159 0.009 0.003 112s 0.025b0.55 0.174b0.55 0.009b0.55 0.003b0.55 s0.5112s AsMbsh0fmm2 y0.994 0.913 0.995 0.998 0.1 950.5 372.5 17.5 最小配筋率 最小配筋面积mm2 选配钢筋 实际钢筋面积 （mm2） 表10 主梁斜截面承载力计算

截面 Max（min0.45ft/fy，0.2%）=max0.165%，0.2%=0.2%AS=pminbh0.2%300650390 3B20 941 4B18 1017 2B 16 402 2B 16 402 A支座 78.3 B支座 (左) 129.4 B支座 (右) 108 V(kN) 0.25cbh0fc(KN) 0.251.03005709.6410.4KNV截面满足要求 0.7ftbh0(N) 0.71.1300570131.67KNV按构造配筋 A8@200 双肢 Asvsv101/(200*300)0.168%bs按构造配筋 配筋率 主梁配筋见施工图

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