混凝土结构设计原理课程设计

混凝土结构设计原理课程设计 —现浇单向板肋梁楼盖设计

专 业： 工程管理 班 级： 四班 姓 名： 邓超 学 号： 12152679 指导教师： 王志美

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目 录

1、设计任务书-------------------------------------------------（1） 2、设计计算书-------------------------------------------------（2） 3、平面结构布置----------------------------------------------（2） 4、板的设计----------------------------------------------------（3） 5、次梁的设计-------------------------------------------------（6） 6、主梁的设计-------------------------------------------------（10） 7、关于计算书及图纸

第4章 单层工业厂房设计

4.1 设计资料

4.1.1基本情况

××金工车间建筑地点为株洲市郊区，其跨度、总长和柱距如图4.1示。车间内设有2台200/500KN中级工作制吊车，其柱顶和轨顶标高如图4.1示。

4.1.2 地质条件

地坪以下 1m为填土，4m以下均为亚粘土,地下水位-5m，无腐蚀。地基承载力设计值飞f=200KN/㎡,

4.1.3 雨雪条件

基本雪压w0?0.35KN/m2，基本风压s0?0.45KN/m2

4.1.4厂房中标准构件选用情况

a 屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力大型混凝土屋面板，自重标准值为1.4 kN/m2；屋面板上做二毡三油，标准值为0.35KN/㎡。

b 天沟板采用G410（二）标准图集中的TGB77-1沟板，自重标准值为2.02 KN/m（包括积水重），选用钢筋混凝土端壁DB9-4,自重43.2KN,选用G316中的钢筋筋混凝土侧板CB-1，自重5.94KN.

c 天窗架采用G316，其传给屋架的自重标准值为26.2 kN； d 屋盖支撑自重0.05 kN/m2；（沿水平方向）

e 吊车梁采用G425标准图集中先张法预应力混凝土吊车梁YXDL6-8，梁高1200mm，翼缘宽500m

一、毛截面几何特性计算 1、T梁受压翼缘有效宽度计算

按《桥规》规定，有效宽度b'f?min?计算跨径/3,梁平均间距，b+2bh?12h’f?

?min?23980/3，1800，200+2?40+12?202? ?min?7993.33，1800，2704?

?1800mm

（其中受压区翼缘悬出板厚度：

h’f??1000?200?100?40/2?/1000?202mm）

2、毛截面几何特性计

截面分块示意图见图1.1，毛截面几何特性表见表1.2(附表)。

图1..1 面分块示意图

二、内力组合

主梁作用效应组合值计算列于表2，见附表。 三、钢筋数量的确定及布置 1、预应力截面积估算

按构件正截面抗烈性要求估算钢筋数量

正常使用极限状态按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值为（由表2得）

Ms?MG1?MG2?MQs?1495?224?852?730.38?3301.38

设预应力钢筋截面重心距界面下缘为ap?100mm，则预应力合力作用点至

截面重心轴的距离为ep?yb?ap?1226?100?1126mm；钢筋估算时，截面性质近似取用全截面性质计算，由表1得跨中截面全截面面积A?898900mm2，全截面对抗裂验算边缘的弹性抵抗

武汉理工大学课程设计

1主梁毛截面的几何特性

2预应力钢筋面积的估算及钢束的布置 3主梁截面几何特性计算 4.钢束布置位置的校核 5钢束预应力损失估算

6预加应力阶段的正截面应力验算 7使用阶段的正应力验算 ８使用阶段的主应力验算 ９截面强度计算

10锚固区局部承压验算 11主梁变形

《混凝土结构》课程设计

一、课程设计初始条件

（1）简支空心板跨径20M;计算跨径19.96m,宽1.5m,计算宽度1.49m

（2）设计荷载：汽超－20级，挂车－120；无人群荷载；结构重要系数取1.0 （3）环境：桥址位于宁武高速公路上，Ⅰ类环境条件 （4）材料：预应力钢筋采用?预应力钢绞线，抗拉强度标准值

普通松弛级，锚具采用墩头锚。

非预应力钢筋：R235级钢筋，抗拉强度标准值模量均为Es=2.1?10Mpa

5

sfpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95?10MPa,

5

fsk=235MPa,抗拉强度设计值fsd=280MPa,钢筋弹性fck=29.6MPa,抗压强度设计值fcd=2.51MPa:抗拉强

混凝土：采用C45，Ec=3.35?10MPa,抗压强度标准值

4

度标准制

ftk=20.5MPa,抗拉强度设计值ftd=1.74MPa

一、主观题(共18道小题) 1. 如何减小梁弯曲裂缝宽度？

参考答案：减小钢筋应力，增加纵筋配筋率，合理布置钢筋，适当减小钢筋间距，采

用变形钢筋替代光圆钢筋，采用预应力构件

2. 最大裂缝宽度W

max

是指钢筋表面处的裂缝宽度，还是构件外表面处的裂缝宽度？

参考答案：指构件外表面处的裂缝宽度

3. 由缝宽度计算公式可知，混凝土保护层越大，裂缝宽度就越大，这是否说明小的混凝土

厚度对结构的耐久性更好？

参考答案：足够的混凝土保护层的质和量对耐久性有好处。

4. 试从W

max

参考答案：裂缝宽度与钢筋应力大致成正比，所以限制裂缝宽度就等于限制了钢筋应

力值，因此无法采用高强度钢筋。

5. 影响梁斜截面受剪承载力的因素有哪些？

参考答案：参见教材97-98页（新教材）或第71-71页（老教材）

6. 如何避免梁发生斜拉破坏、斜压破坏？

参考答案：参见教材关于斜截面抗剪承载力公式的上限和下限。截面限制条件防止斜

压破坏，合格的配箍率和箍筋间距防止斜拉破坏。

7.

某矩形截面简支梁，承受匀布荷载。C25混凝土，fc=11.9MPa，ft=1.27MPa，b=250mm，h=700mm，h0=640mm。只设置双肢Ф8-HRB335箍筋，fyv=300MPa

一、主观题(共18道小题) 1. 如何减小梁弯曲裂缝宽度？

参考答案：减小钢筋应力，增加纵筋配筋率，合理布置钢筋，适当减小钢筋间距，采

用变形钢筋替代光圆钢筋，采用预应力构件

2. 最大裂缝宽度W

max

是指钢筋表面处的裂缝宽度，还是构件外表面处的裂缝宽度？

参考答案：指构件外表面处的裂缝宽度

3. 由缝宽度计算公式可知，混凝土保护层越大，裂缝宽度就越大，这是否说明小的混凝土

厚度对结构的耐久性更好？

参考答案：足够的混凝土保护层的质和量对耐久性有好处。

4. 试从W

max

参考答案：裂缝宽度与钢筋应力大致成正比，所以限制裂缝宽度就等于限制了钢筋应

力值，因此无法采用高强度钢筋。

5. 影响梁斜截面受剪承载力的因素有哪些？

参考答案：参见教材97-98页（新教材）或第71-71页（老教材）

6. 如何避免梁发生斜拉破坏、斜压破坏？

参考答案：参见教材关于斜截面抗剪承载力公式的上限和下限。截面限制条件防止斜

压破坏，合格的配箍率和箍筋间距防止斜拉破坏。

7.

某矩形截面简支梁，承受匀布荷载。C25混凝土，fc=11.9MPa，ft=1.27MPa，b=250mm，h=700mm，h0=640mm。只设置双肢Ф8-HRB335箍筋，fyv=300MPa

《混凝土结构设计原理》

小结

第1章 绪论

（1）钢筋和混凝土共同工作的三个条件 钢筋与混凝土之间存在粘结力； 两种材料的温度线膨胀系数很接近； 混凝土对钢筋起保护作用。

（2）混凝土结构的优、缺点（与钢结构相比）。

第2章 材料性能

（1）钢筋的强度和变形

强度：屈服强度（条件屈服强度）：钢筋设计强度取值的依据

极限强度

变形：最大力下的总伸长率；延伸率；冷弯性能 分类：有明显流幅（软钢）；无明显流幅（硬钢） 预应力筋；普通钢筋 钢筋冷加工：力学性能变化 （2）混凝土的强度和变形 1）单轴受力强度

立方体抗压强度

轴心抗压强度

fc,m?0.88?c1?c2fcu,m

0.55f?0.88?0.395?f轴心抗拉强度 t,mc2cu

2）复杂受力强度

三轴强度：随侧向压力增大，纵向受压强度和变形能力提高 二轴受力强度： 剪压和剪拉强度：

3）受力变形

一次短期加载变形：应力-应变曲线的特点；峰值应变?0和

极限压缩应变?cu

徐变变形：定义；特点；徐变对结构的影响

重复加载变形：重复荷载作用下应力-应变曲线的特点；疲劳强度

4）

第2章-思考题

2.1混凝土立方体抗压强度fcu,k、轴心抗压强度标准值fck和抗拉强度标准值ftk是如何确定的？为什么fck低于fcu,k？ftk与fcu,k有何关系？fck与fcu,k有何关系？

答：混凝土立方体抗压强度fcu,k：以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度标准值。

轴心抗压强度标准值fck：以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。

轴心抗拉强度标准值ftk：以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）

为什么fck低于fcu,k：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件

科大考试专用

αs——截面抵抗矩系数γs——截面内力臂系数(4)

M1 、M2——偏心受压构件对同一主轴组合弯矩设计值

Cm——构件端截面偏心距调节系数

εns——由二阶效应引起的临界截面弯矩增大系数

δc——偏心受压构件截面曲率修正系数

ea——附加偏心距ei——初始偏心距（5）

βc——混凝土强度影响系数（7）

Vc——剪扭共同作用下混凝土受剪承载力

Tc——剪扭共同作用下混凝土受扭承载力

Wt——受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩

βt——剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数

α——混凝土受剪承载力降低系数（8）

Bs——短期刚度

αE——钢筋与混凝土的弹性模量比

ψ——开裂截面的内力臂系数

δ——受压区边缘混凝土平均应变综合系数（9）

Chapter 1

钢筋与混凝土两种材料共同工作的基础：

①钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能协调变形，共同工作。粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。

②钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。钢材料为1.2×10-5，混凝土为（1.0~1.5）×10-5。使两者间的粘结力遭到破坏。

科大考试专用

③混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀和直接遭受火烧，提高了结构的耐久性和耐火性。

混凝土结构的优点：就

钢结构设计原理与施工课程设计

――钢结构厂房屋架

指导教师： 张蕾春

班 级： 08土木（1）班 学生姓名： 陈 晖 学 号： Xf08220104 设计时间：

浙江理工大学科技与艺术学院建筑系

1、设计资料

某厂房总长度60m，横向跨度18m，纵向柱距6m。

1. 结构形式:钢结构厂房，梯形钢屋架。屋面坡度i=1/10；L为屋架跨度，屋面结构采用有檩体系；地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制）。

2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：用Q235钢，焊条为E43型；

3.荷载：

①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，