結構設計原理課程設計--設計某多層工業(yè)建筑的樓面結構

1、<p>　　結構設計原理課程設計</p><p><b>　　土木工程學院</b></p><p><b>　　二〇一二年七月</b></p><p><b>　　一、課程題目</b></p><p>　　設計某多層工業(yè)建筑(某生產車間)的樓面結構(采用現澆鋼筋混泥土

2、單向板</p><p>　　肋梁樓蓋)。生產車間的四周外墻均為承重磚墻，墻厚240mm，壁柱截面尺寸為500mm×500mm，內設鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為400mm×400mm，層高4.5m。樓蓋面層做法：20mm厚水泥砂漿找平后做10mm厚水磨石層面，板底采用20mm厚混合砂漿，天棚抹灰。</p><p>　　已知：柱網尺寸為36.0m×22.5m，樓面活

3、荷載為4.5KN/㎡。采用C25混凝土，HRB335級熱軋鋼筋。</p><p><b>　　二、設計資料</b></p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>　　C25：；；； </b></p><p>　　HRB335級鋼筋：；；</p>

4、;<p>　　設計要求: 主梁按彈性理論方法計算。</p><p>　　三、結構平面布置及截面尺寸</p><p><b>　　1.結構平面布置</b></p><p>　　主梁為橫向布置，跨度為7500mm；間距為7200mm；次梁為縱向布置，跨度為7200mm；間距為2500mm，板的跨度為2400mm。每跨主梁均承受兩個次梁

5、傳來的集中力，梁的彎矩圖較平緩，對梁工作有利。區(qū)格長邊與短邊之比等于3，按單向板肋形樓蓋進行設計。</p><p>　　結構平面布置圖如下：</p><p><b>　　2.截面尺寸</b></p><p>　　因結構的自重和計算跨度都和板的厚度、梁的截面尺寸有關，故應先確定板、梁的截面尺寸。</p><p>　?。?）

6、板：按剛度要求，連續(xù)板的厚度?。?lt;/p><p>　　故取板厚為80mm。</p><p>　?。?）次梁：截面高 </p><p>　　取截面高?h?=?500?mm，截面寬b =?200?mm。</p><p>　　（3）主梁：截面高 </p><p>　　取h?=?700?mm，截面寬 b =?300?mm。&

7、lt;/p><p><b>　　四、主梁的設計</b></p><p><b>　　1.荷載計算</b></p><p><b>　?。?）板：板自重：</b></p><p><b>　　樓面面層：</b></p><p>　　天棚抹

8、灰（20mm混合砂漿）：</p><p><b>　　恒載標準值：</b></p><p><b>　　活載標準值：</b></p><p>　?。?）次梁：板傳遞過來的荷載：</p><p><b>　　次梁自重：</b></p><p><b&

9、gt;　　次梁梁側抹灰：</b></p><p><b>　　恒載標準值：</b></p><p><b>　　活載標準值：</b></p><p>　?。?）主梁：次梁傳過來的荷載：</p><p>　　將主梁自重折算成集中荷載，次梁間距為2.5m，主梁每2.5m為一段折算成集中荷載：

10、</p><p><b>　　抹灰：</b></p><p><b>　　恒載標準值：</b></p><p><b>　　活載標準值：</b></p><p><b>　　恒載設計值：</b></p><p><b>　

11、　活載設計值：</b></p><p><b>　　2.計算簡圖</b></p><p>　　由題目已知，柱的截面尺寸為，主梁的幾何尺寸及支承情況如圖所示：</p><p>　　主梁內力按彈性理論方法進行計算。</p><p>　　計算跨度為：（1）邊跨 ?＝?7.5－0.12－＝7.180m</p&g

12、t;<p>　　又 1.025＋b/2?＝1.025×7.18＋0.2=7.56m </p><p>　　應取邊跨 =?7.56?m，中跨 =7.50?m</p><p>　　因計算跨度相差甚少，故一律用?7.50?m計算。</p><p>　　因柱截面為?400?mm×400?mm，樓層高度為4.5?m，經計算梁柱線剛

13、度比＞?5。此時主梁的中間支承可近似按鉸支座考慮。計算簡圖如下：</p><p><b>　　3.內力計算</b></p><p>　　根據主梁的計算簡圖及荷載情況，可求得各控制截面的最不利內力。</p><p><b>　?。?）彎矩：; ；</b></p><p>　　表1 最不利內力計算（主

14、梁彎矩計算表）</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　表2 最不利內力計算（主梁剪力計算表）</p><p>　　剪力疊合圖如下：（單位kN）</p><p>　　4.主梁的正截面承載力計算</p><p>　　主梁跨中截面在正彎矩作用下按T形截面計算，其翼緣寬度取下列

15、值的較小值：</p><p><b>　　按跨度</b></p><p><b>　　按梁凈距</b></p><p>　　故取翼緣計算寬度=?2500?mm，并取邊跨中；中間跨中；支座B處。</p><p>　　經驗算，各跨中T形截面均屬于第一類T形截面。</p><p>

16、　　表3 主?梁?正?載?面?配?筋?計?算?表</p><p><b>　?、倏缰校?lt;/b></p><p>　　符合經濟配筋，滿足要求。</p><p><b>　　②支座：</b></p><p><b>　　，滿足</b></p><p>　　5

17、.主梁的斜截面承載力計算</p><p>　　(1)因 700/300?=?2.33?<?4，屬一般梁</p><p>　　應按計算配置橫向鋼筋，具體計算見表4：</p><p>　　表4主梁斜截面配筋計算表</p><p>　　?配置箍筋Φ?8@200(2)?已能滿足斜截面受剪要求，彎起鋼筋可按構造處理。</p><

18、;p>　　(2) 主梁吊筋計算</p><p>　　由次梁傳給主梁的集中荷載?Fl?=?1.2×70.992?+?105.3?=?190.49?kN。Fl中未計入主梁自重及梁側粉刷重。設附加Φ?8?雙肢箍筋，只設箍筋時Fl??=?mnfyAsv，則附加箍筋個數：</p><p><b>　??；取8個</b></p><p>　　

19、此箍筋的有效分布范圍S?=?2h1+3b?=?2×100?+?3×300?=?1100?mm，取8個Φ8@50(2)?，次梁兩側各4排。</p><p>　　6. 繪制抵抗彎矩圖</p><p>　　前面根據主梁各跨內和支座最大（絕對值）計算彎矩確定出所需鋼筋數量，而其它各截面需要的鋼筋量將比控制截面少，這樣就需要根據梁彎矩包絡圖，將控制截面的縱筋延伸至適當位置后，把其

20、中的部分鋼筋彎起或截斷。</p><p>　?。?）鋼筋能承擔的極限彎矩</p><p>　　按實際配置的鋼筋面積?Asc計算出控制截面上材料能承擔的極限彎矩。此時可忽略截面上內力臂值的某些差別。這些差別由鋼筋實配面積與計算差異引起，包括同一截面中位于第一排和第二排鋼筋間的內力臂差別。由前面結論可得，抵抗彎矩為：</p><p><b>　　邊跨中：<

21、;/b></p><p><b>　　支座：</b></p><p><b>　　中間跨中：</b></p><p>　　支座?B?的計算彎矩為?446.66?kN.m，其中1Φ22鋼筋所能承擔的極限彎矩：</p><p>　　采用與彎矩疊合圖相同的比例在支座計算截面沿縱向量取?，按每根鋼筋所

22、能承擔的極限彎矩沿縱標分段，自分段點作彎矩圖基線的平行線，并與彎矩包絡圖相交。如支座B左側的③號筋，其劃分?MC25?的平行線與包絡圖的上交點，指示出該鋼筋被充分利用的截面；其下交點處則為該鋼筋按正截面強度計算已完全不需要，是③號筋的理論截斷點。</p><p><b>　?。?）鋼筋截斷</b></p><p>　　支座?B?左側的③號鋼筋，因此處?，故鋼筋截斷應從

23、該鋼筋強度充分利用截面延伸出?。此處?為受拉鋼筋的錨固長度。對?C25、HRB335級鋼筋，。③號鋼筋d?=?22?mm，故延伸長度為1.2×728?+?600≈1600mm。反映在圖?5?的抵抗彎矩圖上則應從③號鋼筋按正截面抗彎能力計算不需要截面（即理論截斷點）以外?1270mm處，此值大于?20d（440）和（600）。其余鋼筋的截斷同此。</p><p><b>　?。?）架立筋<

24、/b></p><p>　　第一跨、中間跨的②號受力筋兼做架立筋用。</p><p><b>　?。?）縱筋的錨固</b></p><p>　　支座?A?按簡支考慮，其上部架立筋的錨固見圖?8（）。下部縱筋伸入梁的支座范圍應滿足錨固長度，即12×25?=?300?mm?<?370?mm，滿足要求。</p>&

25、lt;p>　　支座?B?下部縱筋的錨固問題，從圖?5可見，該處計算中已不利用下部縱筋，故其伸入的錨固長度，現取為350?mm。</p><p>　　五、主梁裂縫寬度及撓度驗算</p><p>　　主梁永久荷載和活荷載標準值分別為： ； </p><p>　　1. 主梁裂縫寬度計算</p><p>　　表5荷載標準值計算主梁內力<

26、/p><p>　　表6 裂縫寬度驗算</p><p>　　經驗算，裂縫寬度合格。</p><p><b>　　2.主梁撓度驗算</b></p><p><b>　　跨中：</b></p><p><b>　　支座B:</b></p><

27、p>　?。?）跨中，由表6可知：</p><p><b>　??； </b></p><p><b>　??； </b></p><p><b>　　（2）支座B;</b></p><p><b>　　(按矩形截面算）</b></p>

28、<p><b>　　查手冊，可得;</b></p><p><b>　　撓度驗算合格</b></p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　李喬 《混凝土結構設計原理》 中國鐵道出版社 2010</p><p>　　彭偉 《房屋建筑工

29、程》 西南交通大學出版社 2010</p><p>　　GB50010—2002 《混凝土結構設計規(guī)范》 中國建筑工業(yè)出版社 2002</p><p>　　GB50009—2001 《建筑結構荷載規(guī)范》 中國建筑工業(yè)出版社 2001</p><p><b>　　六、小結</b></p><p>

30、;　　在此次設計中，感覺自己在內力計算的方面存在些許不足，像不利位置的布置等方面也了解得不是很清晰，繪制內力包絡圖時，彎矩計算等知識有所忘記，于是不得不翻閱了大量資料。最后根據各項結果疊加，獲得了包絡圖。</p><p>　　在檢驗裂縫寬度的時候，裂縫寬度不合格，因此改變了配筋方式，重新布筋，通過減小單根鋼筋面積，增大鋼筋數量的方式最后檢驗才得以通過。</p><p>　　另外，在截斷鋼筋