混凝土结构设计原理课程设计报告计算书

1、1、设计任务某二层建筑物，为现浇混凝土框架结构（中间为框架承重，四为墙体承重），试对楼盖、屋盖、楼梯、雨棚等进行结构设计，并根据设计结果，对混凝土和钢筋用量进行分析。2、设计资料1. 建设地点：市莱山区2. 楼面做法：水磨地面，钢筋混凝土现浇板，20mm灰砂浆板底抹灰。3. 层高：4.5m ;门：宽X高=3300mm x 3000mm ;楼梯位置见图，楼梯尺寸自定；Li=L2=6000mm ;4. 柱截面尺寸为 450mm x 450mm，墙体为370mm 砖砌体；5. 建筑用途：光学加工；活荷载：均布活荷载标准值（板，次梁，主梁）5.0/5.0/4.0（kN/m 2）,屋面雪荷载按地区考虑，

2、为0.4kN/m 2;6. 混凝土强度等级 C25 ;梁受力钢筋为 HRB335 ,板为HPB300，箍筋HPB300。3、楼盖的结构平面布置确定主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁与次梁的跨度相同，为L仁L2=6.0m。主梁每跨布置2根次梁，6.0/2.0=3 > 3,故板按跨度2.0m的单向板进行设计。板厚：按跨高比条件，要求板厚次梁截面尺寸：截面高度应满足h/b=2.0 3.0，截面宽取 b=200mm主梁截面尺寸：截面高度应满足h > 2000/40=50mm，取板厚 h=80mm。h=l 0/20 10/12=300 500mm,取 h=450mm；由h=10/14 10

3、/8=430 750mm,取 h=600mm；由1九111 1 |r 1h/b=2.0 3.0 ,截面宽取 b=300mm。DC前002综上，布置图如上图所示,楼梯雨棚图另详。4、板的设计如上图所见，除轴线-的板属于中间区格单元板外，其余为端区格单元板。 (1)荷载设计值板的恒荷载标准值：水磨面层0.65kN/m 280mm钢筋混凝土板0.08 x 25=2kN/m20mm 灰砂浆板底抹灰 0.02 x 17=0.34kN/m小计呂 T"" ""板的可变荷载标准值A/D Dd由于主梁的约束作用I=出=_A_/D_=|=2-由可变荷载控制时，永久荷载分项系

4、数丫g=1.2，可变荷载分项系数 y=1.3P = ¥風 + 衍张=1 左 > 5.49 +13 X 2.5 = 9.84 %立由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫g=1.35，可变荷载分项系数y=1.3p = yGgk + 丘誉=1 X 549 + 儿3 X 0.7 X 25 = 9.69 删f甘故取值p=(2 )计算简图次梁截面为m _?_D_Dd ? ? ? 因为q/g=2.99/5=0.598>0.3，所以按塑性力重分布设计，板的计算跨度：边跨102 二.=20001 2Q0 = 1300mmiD1 =心 + hq =20001100'1 120 + 80

5、/2 = 1820mm < 1.025iK = 2050mmJp=9.84kN/m 2uiuuuuiuuauuiuuuuuiuuuuuiumuiuuuu几丄3伯m|中间跨D_Dd ? ? (3)弯矩设计值M川I川刚山山山I山屮川川川川山H出1皿1£nTs T m jr rn tt m tf cffA l/n 纟4 b vie 如A c丛扣丛-unyu由规可查得，板的弯矩系数分别为：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A?! = Yg + qY 卬 I】 = 9 84X 182711 = £%曲仏% 二叫二

6、129訂对端区格单向板% =Yg+qY 02 16 =9LMX 11B007U =.肿科An对中间区格单向板，其 Me和M2应乘以0.8，分别为% = 0.8 x 12.28 = 11,82 fr VAM2 = 0.8 X 199 = 1.59 kN/m(4 )正截面受弯承载力计算板厚h=80mm?(A_ ?HPB300"2心7爲皿“血板配筋计算过程如下表。截面1B2C弯矩设计值（kN m ）2.96-2.961.99-2.282sM /1 fcbho0.0690.0690.0.0.0.0.0470.054Ys =0.9650.9650.9770.973轴线计算配筋（mm 2）j _

7、 M/忑一 /W）.3.3125.7144.6实际配筋（mm 2）5 8200As 2525 8200As 2525 8200As2525 8200As252轴线计算配筋（mm 2）臨=%恥）194.7194.7100.5115.4实际配筋（mm 2）8200As252082OOAs 252082)OAs 252<8200As252计算结果表明，支座截面的 F D_Dd ? e?（5）板的配筋图制绘分布筋选用：嵌入墙的板面附加钢筋选用,，取a = 270mm板角构造钢筋选用f那也:M ,双向配置在般的四角的上部，取a = 550mm。板的 配筋图所示4、次梁设计按考虑塑性力重分布设计。根

8、据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。(1)荷载设计值永久荷载设计值板传来永久荷载次梁自重次梁粉刷小计板的可变荷载标准值由于主梁的约束作用A_/kN/m_A(_)/D2.99 X 2.0=5.98kN/m0.20 X( 0.45-0.08 )X 25=1.85kN/m0.02 X( 0.45-0.08 )X 2 X 17=0.25kN/m由可变荷载控制时，永久荷载分项系数丫 g = 1.2，可变荷载分项系数 y=1.3p =+ 呛业=L2 X 10.3 +1.3 X 7.5 二 22.45 庶仏由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫g=1.35，可变荷

9、载分项系数 y=1.3P = Y金 + Y附=135 X 103 +1.3 X7.5 = 21.11故取值p=22.45' (2 )计算简图主梁截面为 SOGmtnXSOOm m _?计算跨度：边跨5873w=打 + h“ =60001 ISO I 120 + 240/2 = 5850mm <1.OZ5 = 1.025 X 5730中间跨= 600Q I 300 = 57Q9mmP=22.45kN/miiiihu川川 ii 川 uiuuimuiiiuuiuuuiumm(3)力计算由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。弯矩设计值:uiuuuuiuiuiuiuuuumuuuuuuuuuu

10、Uli.C1/111/14财丄=IMb = Yg + q¥t= 22.45 Xs-850045剪力设计值：2 = Yg + q¥ 叫= 22,45 X 乐？ /& 二 45.59“/m0.60.55III川川I川川川川川|川川川川川川川川川E = 0.45Ye-l-qY<ni =0.45X22.45X5.850= 5 1£ =0.60YE + q¥rnl = 0 60 X 22-45 X 5.850 =监= 055Yg + qY-£ =0.55舞孟45><5加=7%8址川珞(4)承载力计算正截面受弯承载力I = BOm

11、m正截面受弯承载力计算时，跨按T形截面计算，其中人 b；工 ISOOrn <*4-sfl= 200 4 1800 = 2000经判另Uffll f山虹厂(|：0 I (Ij/T?/?) = 1.0 X 11.9 x 1900 xeox (40S 140排纵向钢筋HRB335 钢筋,曲& 一加%卅；纵向钢筋采用as = 45nrmllg = 11= 4SD 145 = 4QSmmp = °45 齐/* = 0.45 X 1-27/30Q =019S% < 0.2%lsmiB =目的-出=180th?i2正截面承载能力计算过程如下表。截面1B2C弯矩设计值（kN m）

12、69.85-69.8545.59-52.10sM /1 fcbhoeg. as x io6 .酝MX 10s<SL io X10X 11.9X1900 :jw /1x200 X 4C5?1k11.9k0C X 4£SL.x1L$k2DD X0.0190.0.0120.0.0190.200.0120.143厂k580.0638.8377.49461.13B183B182B182B18选配钢筋（mm 2）763763509509斜截面受剪承载力计算：斜截面受剪承载力计算包括：截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配箍率验算。I = Iq I f = 4051 80- 325mwr，截面尺寸

13、按下式验算验算截面尺寸:!i - hi-' 1:. 故截面尺寸满足要求;0.7!?10 -0.7XL27X200X400 = 72kiV<计算所需箍筋：采用A8双肢箍筋，计算支座 B左侧截面，由- -'' - 1：，'" _ 'f，可得到箍筋间距因为,箍筋间距不能大于 200mm，故取s=200mm。为了施工便，沿梁长不变。验算最小配筋率：满足最小配箍率要求。计算表明经济配筋率在 0.6%1.5%，箍筋配置符合要求。5主梁设计主梁按弹性理论设计。(1)荷载设计值为简化计算，将主梁自重等效为集中荷载。次梁传来永久荷载 8.08 X 6.0=

14、48.49kN主梁自重(含粉刷)(0.6-0.08) X 0.25 X 2 X 25+0.02 X ( 0.6-0.08 ) X 2X 2 X 17=7.21kN小计=可变荷载标准值(2 )计算简图主梁按连续梁计算，端部支承在砖墙上，支撑长度为370mm ;中间支撑在400mmX 400mm的混凝土柱上。计算跨度:1.025 X 5655 4 2251JO25I +J = 6m 1225 1120 = 5655mm6021mm中间跨a2 - 6000mm p Ddwoo&Q21(3)力设计值及包络图。序 号计算简图边跨跨中间支座中间跨K/M 1K/M 1K/M b(M c)K/M 2G

15、GG0.2440.155-0.2670.067糾勒*3?> k81.8351.98-89.5422.39f 1 Q HL0.2890.244-0.-0.品1?83.5270.52-38.44-38.44Q HL-0.044-0.08-0.0.200& I I -12.81-23.12-38.4457.60A讥 © & I ?>0.2290.126-0.311(-0.)0.09666.1836.42-89.88(-25.72)27.65QQMb/3-0.-25.72(-89.88)0.-8.57-17.0548.96L最 不 利 组 合1.2 +1.3 20

16、6.77154.05-157.42-23.101.2 +1.3 81.5432.32-157.42101.751.2 +1.3 184.28109.72-224.30(-140.88)62.811.2 +1.3 87.5540.21-140.88(-224.30)90.52一+ 一+序 号计算简图中间支座中间支座中间跨K/VAinK/V Bex( VC ex)K/V BinGGGnunA i p X 3 90.733-1.267 (-1.000 )1.000 ( 1.267)40.83-70.57(-55.7)55.7(70.57)QQ0.866-1.134041.57-54.43&

17、i i i0.689-1.311(-0.778)1.222(0.)33.07-62.93(-37.34)58.66(4.27)r i iqV Bex-4.27(-58.66)0.778(1.131)4.2737.34(54.29)最 不 利 组 合1.2 + 1.3 82.40-12555.701.2 + 1.3 73.90-.50( -93.04)114.36(74.84)1.2 + 1.3 45.10-74.84(-114.36)93.04(124.86)93.04557Ij 114-3682,473.945,1-74.84-125-133.5 (4)承载力计算I = SOTnrn正截面受

18、弯承载力计算时，跨按T形截面计算，其中人 b； = 1900m <b + sm =300+ 180Q = 2000经判别式D_Dd排纵 向钢筋，暫=w II % 丘00 I 砧二 535mm.HRB335 钢曲虻加%卅；纵向钢筋采用p = 0.4 5 = 0.45 X 127/300 =0.195% < U.2Asrriin = pmtrt 剖=3OO7711W3正截面承载能力计算过程如下表。纵向受力钢筋布置均为一排。正截面受弯承载力的计算过程列于表。截面1B2弯矩设计值（kN m）206.77-224.30101.75-23.1sM /1 fcbho206. 77 X It6歸評

19、X 10ihl.7£X 1023,1 X l0B二 44iUT /X 1L9 X 1900 .fxOD X 汀5?1x11.5x100 X 盟5,X11JK3DD X 却召"0.0.2000.0140.030.0.2250.0140.03c %1248.31503.5609.9.5选配钢筋（mm 2）4B224B222B222B2215201520760760主梁纵向钢筋的弯矩和切断按弯矩包络图确定斜截面受剪承载力 验算截面尺寸：I = Iq I f = 535l 60 475mm，截面尺寸按下式验算!|>1-故截面尺寸满足要求；0. 7卫bio -0.7X 1.27

20、 X 300 X 535 =计算所需箍筋：可得到箍筋间距采用A8双肢箍筋，计由查表箍筋间距不能大于 250mm，故取s=200mm验算最小配筋率:环=均脑=蚀峰00 冥 20。=_?_ ?满足最小配箍率要求。次梁两侧附加横向钢筋的计算：I = 6001450 =D_Dd次梁传来的集中力D_Dd ?e? ?经检验当永久荷载其控制作用时，对应位置处的弯矩和剪力的设计值均小于可变荷载 其控制作用时的弯矩和剪力设计值，故主梁按可变荷载其控制作用时配筋。主梁附加筋计算。阪丁44812今.± 4kNI I = 455 A 150mm主梁腹板高度/D_DdAs = 308mm2J6.楼梯设计:层高

21、4.5m，开间4.0m，进深 6.0m，踏步150mm x 260mm，梯井宽180mm。C25混凝土，板采用HPB300级钢筋，梁纵筋采用HRB335，楼梯上均布荷载根据使 用功能取。(1)梯段板设计板厚取_D_Dd ? e? ? _D_Dd? ? ? ? 荷载计算水磨面层(0.26+0.15 )X 0.65/0.26=1.025kN/m150mm x 260mm 混凝土踏步 0.5 x 0.26 x 0.15 x 25/0.26=1.875kN/m150 混凝土斜板0.15 x 25/0.866=4.33kN/m20mm 厚灰砂浆板底抹灰 0.02 x 17/0.866=0.39kN/m小

22、计贏板的可变荷载标准值由可变荷载控制时，永久荷载分项系数丫G=1.2，可变荷载分项系数 y=1.4p = Yffgk 4- / = 12 X 7.623 + 14 X 3.5 = 14.05由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫g=1.35，可变荷载分项系数yq=1.4p = Yc3k += 135 X 7.623 + 1.4 X 07x3.5 = 13.72 掘%kNf所以，踏步板由可变荷载控制，故取值p=14.05 截面设计配筋计算I = 150 120 = 130m?nIn=260 x 14=3640mm妇=% = 561.5anma选配 A10130 ,.- 。验算适用条件p =氏4百

23、X= 0 22% > 0,2% 1.4Tl =- &l = 330mm3，满足要求，每个踏步布置 1根A8分布钢筋，斜板配筋见大图。(2)平台板设计设平台厚度h = 80mm,取1m宽板带计算。荷载计算平台板的荷载计算见下表水磨地面0.65kN/m80mm 混凝土板0.08 x 25=2kN/m150 混凝土斜板0.15 x 25/0.866=4.33kN/m20mm 厚灰砂浆板底抹灰 0.02 x 17=0.34kN/m小计= 2.99kN/m板的可变荷载标准值由可变荷载控制时，永久荷载分项系数丫 g=1.2，可变荷载分项系数 y=1.4P = %险 + 直心=12 X 2J9

24、 + 1.4 X 3,5 = 8 49 把%由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫 g=1.35，可变荷载分项系数yq=1.4P = %吳 + 胞半血=135 X 2.99 +1.4 X X 3.5 = 748所以，平台由可变荷载控制，故取值p=8.49截面设计 配筋计算lo=18OO+8O/2=184Omm，板的有效高度= 270，则160 X1O61.0 X 11.9 X 1000 X6O2=9.004 If = 1 |1I2«S = 0.0881Aa = % % = 232,7mm选配A8200，.*芻却岛验算适用条件p = 049与乍=0.45 X r27/27O= 畑倣刖=1

25、7£annia满足要求。(2)平台梁设计假设平台梁尺寸 200mm x 350mm，计算跨度1=1.051 o=397Omm 荷载计算150mm 斜板7.62 x 4/2=15.25kN/m80mm 混凝土板2.99 x (1.8/2+0.2)=3.29kN/m200 x 350mm 梁自重0.2 x (0.35-0.08) x 25=1.35kN/m20mm 厚梁侧灰砂浆抹灰0.02 x (0.35-0.08) x 2x 17=0.184kN/m小计板的可变荷载标准值?_D_Dd由可变荷载控制时，永久荷载分项系数丫g=1.2，可变荷载分项系数 y=1.4p = yGgk + 验血=

26、12 X 20.07 + L4 X 10.SS = 39.27 孔%r由永久荷载控制时，永久荷载分项系数丫g=1.35，可变荷载分项系数 y=1.4P = ¥皿 + Yk = 135 x 20J7 +1.4 x 0J X 10.85 二 37.73 紀所以，平台由可变荷载控制，故取值 p=39.27 “加力计算正截面承载力计算截面按倒L形计算验算截面尺寸：，截面类型为第一类倒形 L截面。- - =900mm=04£=MS X IJ27/300= 0r195%<0.2%liri，满足要求。 斜截面承载力计算!' - 'fl-9：.故截面尺寸满足要求；0.

27、 7兀bio -0.7X 1.27 X 2D0 X 305 = 54.23kjV < 怙计算所需箍筋：采 用 A8 双 肢 箍 筋， 贝U_- 一查表箍筋间距不能大于 200mm，故取s=200mm验算最小配筋率:环=心&= 1010)x2()0 "25%_?_ ?满足最小配箍率要求。故选用A8200 ,平台梁配筋图见大图。7、雨蓬设计(1)雨蓬板的设计雨篷板挑出长度为l=1200mm，根部板厚h=110mm，板端板厚为50mm，雨篷板宽 度取为 3800mm，雨篷梁的截面尺寸取"In=3300mm 。板顶20mm厚水泥砂浆，板底20mm厚灰砂浆抹灰。雨棚板的

28、计算1米板宽为计算单元， 按悬臂板进行载力计算。UHuuiiiniuuiiiuuuuuniiiiunniHinuiuui1 2lo=1200荷载计算板自重(取平均板厚 90mm ) 0.09 x 25=2.255kN/m板顶面20mm厚水泥砂浆 0.02 x 20=0.4kN/m板底面20mm厚灰砂浆0.02 x 17=0.34kN/m均布荷载标准值 2.99 x 1.2=3.59kN/m施工和检修集中荷载 P=1KN集中荷载 F=1.4 x 1=1.4KN板的计算跨度U 一L已期巧讳板的固端弯矩为:I = 110 I 20 = 90mm 正截面受弯承载力计算。雨篷板根部板厚110mm ,0

29、= 0 042 If=IIII=00431=11 0.5< 二(L9 75一& -乜选用 0 8160 , As=314mm 2> 244.6mm 2 符合要求。= "Zoop =0.45满足要求。分布钢筋采用0 8200。=0.19% < 02961心血=陽血-bl = 176m.m2?(2)雨蓬梁设计荷载及力计算 梁自重20mm厚抹灰(0.06 X 0.06+0.37 X 0.4) X 25=3.79kN/m0.02 X (0.33 + 0.4) X 17 = 0.24kN/m梁上砖砌体重雨蓬上传来的均布荷载(0.37 X 19+2 X 0.02 X 17) X 3.3/3=8.48kN/m2.99kN/m楼板上传来的均布荷载2.99 X 1.8/2=2.69kN/m楼板上传来的活荷载0.5 X 6X 1.8=5.4kN/m雨篷传