混凝土结构课程设计报告

-广东技术师范学院天河学院混凝土结构课程设计适用班级：土木工程*课 程 性 质： 实践教学课学 生 姓 名：力维学 生 *：2009* 任 务 时 间： 2011年12月广东技术师范学院天河学院建筑工程系目录第一单元：设计任务书.2第一章：实训目的2第二章：基本要求2第三章：任务与作业2第四章：格式要求4第五章：时间安排5第六章：成绩考核5第七章：成果要求5第七章：参考文献6第二单元：设计计算书.7第一章：基本设计资料.7第二章：楼盖梁格布置及截面尺寸确定.7第三章：板的设计按考虑塑性内力重分布设计.8第一节：板跨度的的确定.8第二节：板承受的荷载计算9第三节：板的内力弯矩设计值的计算9第四节：板配筋计算正截面受弯承载力计算.10第五节：板配筋图.10第四章：次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计.10第一节：次梁跨度的确定.10第二节：次梁的荷载设计值计算.11第三节：次梁的内力计算弯矩设计值和剪力设计值的计算.12第四节：次梁的配筋计算,.12第五节：次梁施工图的绘制.13第五章：主梁的设计按考虑弹性内力重分布设计.14第一节：主梁跨度的确定.14第二节：主梁的荷载设计值计算.15第三节：主梁的内力计算.16第四节：主梁的配筋计算承载力计算.16第五节：主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断18第六节：主梁的施工图的绘制.18第三单元：参考文献19第四单元：施工图纸19第一章：板配筋和次梁配筋图.附图1第二章：主梁配筋图.附图2. z.-第一单元：设计任务书一、实训目的混凝土结构课程设计是教学计划中一个十分重要的教学实践环节，对培养和提高学生的结构设计的基本技能、启发学生对实际结构设计工作的认识和巩固所学的理论知识有十分重要的作用，为以后走上工作岗位打下坚实基础。通过为期2周的实践环节可以达到以下目的：1、了解混凝土结构设计的一般内容和程序，为毕业设计及今后从事结构设计工作奠定初步基础；2、进一步了解混凝土楼盖的布置及传力途径以及主要构件计算简图的确定；3、掌握楼盖弹性理论和塑性理论的计算方法，并熟悉内力包罗图和材料图的绘制方法；4、掌握现浇楼板的构造要求，了解构造设计的重要性；5、掌握现浇楼板的结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能。二、基本要求1、编写设计计算时，应一丝不苟，多次计算，要培养认真负责、踏实细致的工作作风。2、以班为单位在实训教室进行课程设计，严格遵守上课秩序，服从指导老师安排，严禁迟到、早退。3、每个同学需独立完成设计任务，允许讨论，不能互相抄袭和代为完成。三、任务与作业1.设计资料(1)、*工业仓库楼盖，平面轴线尺寸如图1示。其中纵向尺寸为5A，横向尺寸为3B；（见下列组合）楼盖尺寸A、B由指导教师给定；外围墙体为砖墙，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑，其中纵墙厚度为370mm，横墙厚度为240mm；轴线通过各墙体截面中心线。楼梯间设在该平面之外(本课程设计时不考虑) 。A1=4800；A2=5100；A3=5400；A4=5700；A5=6000；A6=6300；B1=5400；B2=5700；B3=6000；B4=6300；B5=6600；B6=6900；(2)、本设计中内柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为350mm350mm；(3)、楼面采用水磨石面层，自重标准值0.65kN/m2；顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚，自重标准值17kN/m3；钢筋混凝土自重标准值按25kN/m3计算。(4)、混凝土强度等级：C25；(5)、楼面活荷载标准值qk(kN/m2)分别为：编 号123456qk4.55.05.56.06.57.02.设计内容(1)、按指导教师给定的设计号进行设计(设计号的给定方式为：ABq,如A1B3q2等等)，编制设计计算书；(2)、用2号图纸2张绘制楼盖结构施工图，包括结构平面布置图、板配筋图、次梁及主梁配筋图(铅笔图完成)，其中一张图纸绘制结构平面布置图、板配筋图及次梁配筋图（结施01），另一张绘制主梁的包络图、材料图和主梁配筋图（结施02）。3.设计要求(1)板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。(2)绘制楼盖结构施工图 楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）（比例1：1001：200）； 板配筋图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例1：1001：200）； 次梁配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1：50，剖面图比例1：151：30）； 梁材料图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包络图、抵抗弯矩图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面图比例1：151：30）； 在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（3）计算书计算书应书写清楚，字体端正，步骤完整、内容清晰，计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。(2)、图面应整洁，布置应匀称，字体和线条应符合建筑结构制图标准。图1 楼盖平面轴线尺寸四、格式要求1、全部成果要用A4打印纸纵向、双面打印（A3图纸除外）并装订成册，按照“七、成果要求”的规定顺序装订。2、正文部分奇数页设置页眉为“混凝土结构课程设计”，偶数页设置页眉为“广东技术师范学院天河学院课程设计”，页码统一设置在页脚的居中。页眉与页脚字体大小为宋体小5号字。正文字体采用宋体小4号字。3、页边距：上边距：28mm；下边距：22mm；左边距：30mm；右边距：20mm；4、装订线：0cm、页眉1.8cm、页脚1.4cm、对称页边距。5、目录的要求：要求标题层次清晰，目录中的标题应与正文中的标题一致。1) 目录：2字（三号黑体，加粗）。段前段后1行。独立一行，居中。2) 目录正文：使用“插入/引用/索引和目录”菜单中的“目录”项，选择各级标题设置（标题1、标题2、标题3）。3) 目录中各章题序的阿拉伯数字用Times New Roman体，第一级标题用小四号黑体，其余用小四号宋体。4) 目录后面要链接出页码。6、正文格式其正文格式如下表：专业类型第一层第二层第三层第四层第五层正文字体格式三号黑体，加粗小三号黑体，加粗四号黑体，加粗小四号黑体，加粗小四号宋体小四号宋体行距段前段后1行段前段后0.5行段前段后0.5行1.5倍行距1.5倍行距1.5倍行距对齐格式居中（理工社科顶格）顶格顶格首行缩进2字符首行缩进2字符首行缩进2字符理工、社科类1章1.1节条1、款（1）-五、时间安排时间内容指导老师15周周一布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容；邹同彬15周周二确定梁格布置、板计算及绘制板的配筋草图15周周三次梁的计算及绘制配筋草图15周周四主梁的计算及绘制配筋草图15周周五整理计算书16周周一至周三绘制板、次梁和主梁的施工图16周周四整理并完善施工图16周周五上交成果，召开实训总结大会六、成绩考核成绩考核成绩评定分为：优、良、中、及格、不及格五等级，其中实训表现占30，成果作业占70。七、成果要求请将以下内容装订成册,前后顺序如下：1、封面（统一格式）2、目录3、设计任务书4、设计计算书5、参考文献6、施工图纸（楼面结构平面布置图、板配筋图，次梁配筋图，主梁材料图及配筋图等）八、参考文献1、混凝土结构设计规范（GB500102011）2、建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）3、建筑结构荷载规范（GB500092001）4、熊丹安、程志勇主编. 建筑结构（第五版）. ：华南理工大学出版社，20115、东南大学，天津大学，同济大学合编. 混凝土结构（第四版）. ：中国建筑工业出版社，2009第二单元：设计计算书一、基本设计资料（1）*工业仓库楼盖，其中纵向尺寸为55400mm，横向尺寸为36600mm；外围墙体为砖墙，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑，其中纵墙厚度为370mm，横墙厚度为240mm；轴线通过各墙体截面中心线。（2）内柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为350mm350mm（3）楼面采用水磨石面层，自重标准值0.65kN/m2；顶棚为混合砂浆抹灰20mm厚，自重标准值17kN/m3；钢筋混凝土自重标准值按25kN/m3计（4）材料强度等级：混凝土强度等级采用C25，梁的纵向受力钢筋采用HRB335（fy=300 kN/mm2，b=0.550），其余刚筋采用HPB235（fy=210 kN/mm2，b=0.614）。（5）混凝土强度等级：C25（fc=11.9 kN/m2，ft=1.27 kN/m2）；（6）楼面均布活荷载标准值：qk=7kN/m2；二、楼盖梁格布置及截面尺寸确定（1）确定主梁的跨度为6.6m，次梁的跨度为5.4m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.32m。（2）按高跨比条件要求板的厚度 h l / 40 = 2200 / 40 = 55，对工业建筑的楼板，要求 h70，所以板厚取 h = 80 mm。（3）次梁截面高度应满足： h = l / 20 l / 12 = 5400 / 18 5400 / 12 = 270 mm 450 mm ，取 h = 450 mm ，截面宽 b =（1 / 2 1 / 3）h ，取 b = 200 mm 。（4）主梁截面高度应满足： h = l / 14 l / 8 = 5400 / 18 5400 / 12 = 300 mm 450 mm ，取 h = 650 mm ，截面宽度取为 b = 250 mm。楼盖结构平面布置图如图1-1所示。三、板的设计按考虑塑性内力重分布的方法设计（1）板跨度的确定取1m板宽作为计算单元，由板的实际结构如图1-34（a）可知：次梁截面为 b = 250 mm，现浇板在墙上的支承长度为 a = 120 mm，板厚 h 80 mm 。板的计算如图1-2所示 ：图1-2板的计算简图按塑性内力重分布设计，板的计算跨度确定如下：（2）板承受的荷载计算因为可变荷载较大，可变荷载起控制作用，恒荷载的分项系数取1.2 ；因为是工业建筑且楼面活荷载标准值大于4，所以可变荷载分项系数取1.3。楼面水磨石面层 0.65 kN/m2顶棚为混合砂浆抹灰 17 0.02 = 0.34 kN/m2板自重 25 0.08 = 2 kN/m2恒荷载 2.99 1.2 = 3.588 kN/m2活荷载 7 1.3 = 9.1 kN/m2小计 g + q = 12.688 kN/m2 q / g= 9.1 / 3.588 = 2.53 3板的计算如图1-3所示：图1-3板的计算简图（3）板的内力弯矩设计值的计算因为中跨与边跨的计算跨度相差 10 % ，可按等跨连续板计算。由表可查得板的弯矩系数，板的弯矩设计值计算过程见表截面位置计算跨度l0(m)弯矩系数(kN.m)1 (边跨跨中)l01=1.9551/11 = B (离端第二支座)l01=2.000-1/11 = 2 (中间跨跨中)l02=2.0001/16 = C (中间支座)l02=2.000-1/14 = （4）板配筋计算正截面受弯承载力计算对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设计值可折减20%，板配筋计算过程见表板的配筋计算过程截面位置M(kN.m)s=M/1fcbh02AS=bh01fc/fy（mm2）实际配筋1 (边跨跨中)4.40850.10290.10883708130As=387mm2B (离端第二支座)-4.61380.10770.11423898120As=419mm22中间跨跨中轴线3.1720.07400.07702628190As=265mm2轴线3.1720.80.05920.06112088200As=251mm2C中间支座轴线-3.62510.08460.08853018160As=314mm2轴线-3.6251 0.80.06770.07022398200As=251mm2配筋率验算（5）板配筋图板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋，板的配筋图见附图1。四、次梁的设计按考虑塑性内力重分布设计（1）次梁的跨度确定次梁在墙上的支承长度为a=240mm，主梁宽度为b=250mm。次梁的实际结构如图1-4所示：图1-4次梁的实际结构图按塑性内力重分布设计，板的计算跨度确定如下：（2）次梁的荷载设计值计算：板传来的恒荷载 3.5882.2 = 7.8936 kN/m2次梁自重1.2 25 0.2 （0.45 - 0.08）= 0.222 kN/m2次梁抹灰1.2 17 0.02 （0.45 - 0.08） 2 = 0.30192 kN/m2恒荷载8.41752 kN/m2活荷载7 1.3 2.2 = 20.02 kN/m2小计g + q = 28.43752 kN/m2q / g= 20.02 / 8.41752 = 2.3784 3次梁的计算如图1-5所示：图1-5 次梁的计算简图（3）次梁的内力计算弯矩设计值和剪力设计值的计算因为边跨与中跨的计算跨度相差 10 % ，可按等跨连续梁计算。查得弯矩系数和剪力系数。次梁的弯矩设计值和剪力设计值见表次梁的弯矩设计值的计算截面位置计算跨度l0(m)弯矩系数 (kN.m)1 (边跨跨中)l01=5.2751/11 = B (离端第二支座)l01=5.275-1/11 = 2 (中间跨跨中)l02=5.1501/16 = C (中间支座)l02=5.150-1/14 = 次梁的剪力设计值的计算截面位置计算跨度ln(m)剪力系数 (kN)A边支座ln1=5.1550.45 = B(左) 离端第二支座ln1=5.1550.60 = B(右) 离端第二支座ln2=5.1500.55 = C (中间支座)ln2=5.1500.55 = （4）次梁的配筋计算次梁正截面抗弯承载力计算纵筋的确定次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：判别跨中截面属于哪一类T形截面 故为跨中为一类T形截面，支座截面按矩形截面计算，截面承载力计算过程列于表次梁正截面受弯承载力计算截面位置M(kN.m)b(bf)(mm)s=M/1fcbh02AS=bh01fc/fy（mm2）实际配筋1边跨跨中71.93561717=0.2040.0207=5843 16As=603mm2B离端第二支座-71.9356200=0.17550.1944=6402 18 +1 14As=663mm22(中间跨跨中)47.13961717=0.01340.0135=3822 16As=402 mm2C中间支座-53.8739200=0.13140.1414=4663 14As=462mm2支座截面 0.20.018, 跨中截面 12d = 12 16 = 192 mm，取200mm。纵筋的截断点距支座的距离:次梁施工图见附图1.。五、主梁的设计按考虑弹性内力重分布设计（1）主梁跨度的确定主梁的实际结构如图1-6所示：图1-6 主梁的实际结构图（2）次梁的荷载设计值计算：次梁传来的恒荷载 8.417525.4 = 45.454608 kN/m2主梁自重 1.2252.20.25（0.65 - 0.08）= 9.405 kN/m2次梁抹灰 1.2172.22（0.65 - 0.08）0.02 = 1.023264 kN/m2恒荷载 55.882872 kN/m2活荷载 20.025.4=108.108 kN/m2主梁的计算如图1-7所示：图1-7 主梁的计算简图（3）主梁的内力计算因为边跨与中跨的计算跨度相差，可按等跨连续梁计算。主梁弯矩值计算：计算结果如表所示。主梁弯矩设计值计算（KNm）项目k1M1kaMakBMBk2M2kbMbkCMC0.24489.598 0.15556.917 -0.267-98.260 0.06724.711 0.06724.711 -0.267-98.260 0.289205.299 0.244173.332 -0.133-94.689 -0.133-94.897 -0.133-94.897 -0.133-94.689 -0.044-31.257 -0.089-63.224 -0.133-94.689 0.2142.703 0.2142.703 -0.133-94.689 0.229162.676 0.216153.442 -0.311-221.415 0.09668.497 0.17121.297 -0.089-63.363 -0.0297-21.098 -0.059-41.912 -0.089-63.363 0.17121.297 0.09668.497 -0.311-221.415 内力组合+294.897 230.249 -192.949 -70.186 -70.186 -192.949 +58.342 -6.307 -192.949 167.414 167.414 -192.949 +252.275 210.359 -319.675 93.209 146.009 -161.624 +68.500 15.005 -161.624 146.009 93.209 -319.675 最不利内力组合项次+Mmin58.342 -6.307 -319.675 -70.186 -70.186 -319.675 组合项次+Mma*294.897 230.249 -161.624 167.414 167.414 -161.624 主梁剪力计算不同截面的剪力值经过计算如表所示。主梁剪力设计值计算（KNm）项目kAVAkBlVBlkBrVBl0.73340.962 -1.267-70.804 155.883 0.86693.622 -1.134-122.594 00.000 0.68974.486 -1.311-141.730 1.222132.108 -0.089-9.622 -0.089-9.622 0.77884.108 内力组合+134.584 -193.398 55.883 +115.449 -212.533 187.991 +31.341 -80.425 139.991 最不利内力组合项次+Mma*134.584 212.533 187.991 弯矩包络图绘制图1-8（4）主梁的配筋计算承载力计算 主梁正截面受弯承载力计算及纵筋的计算有效高度取值。跨中（单排）；h0 = h as = 650 35 = 615 mm 支座（双排）；h0 = h as = 650 90 = 560 mm跨中正弯矩按形截面计算，因支座处的弯矩设计值：判别跨中截面属于哪一类T形截面均属于一类T型截面 正截面受弯承载力的计算过程如表截面M（kN.m）bf (b)(mm)h0s=M/1fcbh02AS=bh01fc/fy（mm2）实配钢筋1边跨中294.89722006150.030216232 20+ 1 22+2 20 (弯起)As=1637B支座-282.4822505600.372023984 20+2 28As=24822 中间跨中167.41422006150.01709153 20 As=942-70.1862505600.07834352 20 As=628b=0.518配筋率验算主梁箍筋计算斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：验算是否需要计算配置箍筋：故支座A和B需进配置箍筋计算。计算所需腹筋，采用 8130双肢箍。计算如下：次梁两侧附加横向钢筋计算。仅选择箍筋由FmnfyuAsol并取双肢箍，则（5）主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：需要抗剪的弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Sma*；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按第十二章所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当 时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于 。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于 。检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。（6）主梁的施工图的绘制包括材料图和实际配筋图，详见附图2.。第三单元：参考文献混凝土结构设计规范（GB500102011）混凝土结构施工图，11G101-1建筑结构，华南理工大学出版社，2011.第四单元：施工图纸板配筋和次梁配筋图，附图1。主梁配筋图，附图2。. z.