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钢筋混凝土楼盖课程设计钢筋混凝土楼盖课程设计是土木工程专业的重要实践环节之一,旨在通过理论与实践相结合的方式,培养学生对钢筋混凝土结构设计的基本技能和综合分析能力。本设计主要围绕钢筋混凝土楼盖的受力特性、构造要求及设计方法展开,使学生掌握楼盖结构的设计原则、计算方法以及施工图绘制技巧。
在课程设计中,通常以某一实际建筑为背景,设定楼盖的使用功能(如住宅、办公楼等)和荷载条件(恒载、活载及地震作用等)。学生需要根据《混凝土结构设计规范》及相关标准,完成楼盖的选型、配筋计算、承载力校核及构造细节设计。常见的楼盖形式包括单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖和无梁楼盖等。设计过程中需充分考虑楼盖的强度、刚度、稳定性以及经济性等因素,并结合实际情况选择合理的方案。
具体步骤包括:首先进行结构布置,确定主次梁的位置和尺寸;其次对楼板和梁进行内力分析某公司新区员工集资住宅楼工程施工组织设计,采用弹性理论或塑性理论计算弯矩、剪力等;然后根据正截面和斜截面承载力公式配置钢筋;最后绘制详细的施工图,标注尺寸、配筋信息及构造要求。此外,还需对设计方案进行优化,确保满足规范要求的同时尽量降低成本。
通过本次课程设计,学生能够深入理解钢筋混凝土楼盖的工作机理,熟悉相关规范的应用,并提高解决实际工程问题的能力。同时,培养学生的团队协作精神和创新能力,为今后从事建筑工程设计和施工管理工作奠定坚实基础。
恒荷载设计值 g=2.655×1.2=3.186 KN/m2
活荷载设计值 q=4.5×1.3=5.85 KN/m2
荷载总设计值 g+q=9.04 KN/m2
次梁截面为200×400,板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分设计,板的计算跨度:
中间跨 l02= ln =1900—200=1800mm
因跨度差为1.1%<10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元,计算简图如下图所示:
板的弯矩系数αm分别为:边跨跨中,1/11;离端第二支座,—1/11;中间跨跨中,1/16;中间支座,—1/14。故
M1=-MB=(g+q)l012/11=9.04×1.822/11=2.61KN m
MC1=- (g+q)l022/14=—9.04×1.82/14=-2KN m
M2= (g+q)l022/16=9.04×1.82/16=1.75KN m
板厚80mm,h0=80—20mm。C20混凝土,α1=1, fC=9.6N/mm2;HPB235钢筋,fy=210N/mm2。板配筋计算的过程列于下表。
对轴线②~④间的板带,其跨内截面2、3支座截面的弯矩设计值可折减20﹪,为了方便,近似对钢筋面积折减20﹪。
按考虑内力重分布设计。根据本厂房楼盖的实际使用情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。
板传来的恒荷载 3.19×2.0=6.38KN/m
次梁自重 0.2×(0.4—0.08)×25×1.2=1.92KN/m
次梁粉刷 0.015×(0.4—0.08)×2×17×1.2=0.20KN/m
小计 g=8.50KN/m
活荷载设计值 q=5.85×2.0=11.7KN/m
荷载总设计值 g+q=20.2KN/m
次梁在砖墙上的支承长度为240mm。主梁的截面为250mm×600mm。计算跨度:
边跨: l01=ln+b/2=5100—120—250/2+240/2=4980mm
1.025ln=1.025×(5100—120—125)=4982mm,则取l01=4980mm
中间跨: l02=ln=5100—250=4850mm
因跨度相差为2.68﹪〈10%,可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下。
M1=-MB=(g+q)l012/11=45.5KN m
M2=(g+q) l022/16=29.7KN m
MC=—(g+q) l022/14=—33.9KN m
VA=0.45(g+q)ln1=0.45×20.2×4.98=45.27KN
VBl=0.60(g+q)ln1=0.60×20.2×4.98=60.36KN
VBr=0.55(g+q)ln2=0.55×20.2×4.85=53.88KN
VC=0.55(g+q)ln2=0.55×20.2×4.84=53.88KN
正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面计算,翼缘宽度取b′f=l/3=5100/3=1700;又b′f=b+sn=200+1800=2000mm,故取b′f=1700mm。除支座B截面纵向钢筋按两排布置,其余截面均布置一排。
C20混凝土,α1=1,fC=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2;纵向钢筋采用HRB400, fy=360N/mm2,箍筋采用HPB235,fyv=210N/mm2。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。正承载力计算过程列于下表。
次梁正截面受弯承载力计算
0.25βCfCbh0=0.25×1×9.6×200×340=163.2kN>Vmax=60.36kN
采用φ6双肢箍筋,计算支座B左侧截面。由VCS=0.7 ftbh0+1.25fyvAsv/S,得到箍筋间距
ρSV>ρmin,满足要求。
为简化计算,将主梁自重等效为集中荷载。
次梁传来恒荷载 8.5×5.1﹦43.4 kN
恒荷载 G﹦43.4+8.44﹦51.84 kN 取为G=52KN
活荷载 Q﹦11.7×5.1﹦52.7 kN
主梁端部支承在带壁柱的墙上,支承长度为370mm;中间支承在350 mm×350 mm的混凝土柱上。主梁按连续梁计算。
弯矩M=k1Gl+k2Ql式中系数k1、k2由表中相应栏内查得。不同荷载组合下各截面的弯矩计算结果见下表:
主梁的弯矩计算(kN m)
剪力V﹦k3G+k4Q
主梁的剪力计算(kN)
《住宅工程质量通病防治技术规程》dbj41@070-2005Ⅰ.根据数据画出剪力包络图:
荷载组合①+②时,出现第一跨跨内最大弯矩和第二跨跨内最小弯矩。此时MA﹦0,MB﹦-125.63 kN·m,以这两个支座弯矩值的连线为基线,叠加边跨在集中荷载G+Q﹦52+52.7﹦107.65kN作用下的简支梁弯矩图,则第一个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)-﹦168.22kN·m≈M1max;第二个集中荷载下的弯矩值为(G+Q)-2﹦126.34kN·m。
中间跨弯矩最小时,两支座弯矩值均为-125.63kN·m,以此支座弯矩连线为基线叠加集中荷载G﹦52 kN作用下的简支梁弯矩图,则集中荷载处的弯矩值为G-MB﹦-21.63kN·m。
荷载组合①+④时,支座最大负弯矩MB﹦-181.92kN·m,其他两个支座的弯矩为MA﹦0 、 MC﹦-111.72kN·m,在这三个支座弯矩间连直线,以此连线为基线,于第一跨、第二跨分别叠加集中何在为G+Q时的简支梁弯矩图,则集中荷载处的弯矩值顺次为143.36kN·m、88.72kN·m、50.88kN·m、74.28kN·m。同理,-MB最大时,集中荷载下的弯矩倒位排列。
荷载组合①+③时,出现边跨跨内弯矩最小和中间跨跨中弯矩最大。此时,MB﹦MC﹦-125.63kN·m,第一跨在集中荷载G作用下的弯矩值分别为62.47kN·m、20.59kN·m;第二跨在集中荷载G+Q作用下的弯矩值为83.77kN·m≈M2max。
Ⅱ.根据数据画出剪力包络图:
荷载组合①+②时,VAmax﹦83.76kN,至第一集中荷载处剪力降为83.76-104.7﹦-20.94 kN至第二集中荷载处降为-20.94-104.7﹦-125.64kN;荷载组合①+④时,VB最大,其VBl﹦-134.97kN市政道路施工方案1,则第一跨集中荷载处剪力为(从至左)-30.27、74.43kN。其余剪力照此计算。
跨内按T形截面计算,因hf′/h﹦80/565﹦0.14>0.1, l0/3﹦5100/3﹦1700m,取bf′﹦1.7m。