混凝土結構設計原理課程設計報告計算書

1、1、設計任務某二層建筑物，為現(xiàn)澆混凝土框架結構（中間為框架承重，四為墻體承重），試對樓蓋、屋蓋、樓梯、雨棚等進行結構設計，并根據(jù)設計結果，對混凝土和鋼筋用量進行分析。2、設計資料1. 建設地點：市萊山區(qū)2. 樓面做法：水磨地面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，20mm灰砂漿板底抹灰。3. 層高：4.5m ;門：寬X高=3300mm x 3000mm ;樓梯位置見圖，樓梯尺寸自定；Li=L2=6000mm ;4. 柱截面尺寸為 450mm x 450mm，墻體為370mm 磚砌體；5. 建筑用途：光學加工；活荷載：均布活荷載標準值（板，次梁，主梁）5.0/5.0/4.0（kN/m 2）,屋面雪荷載按地區(qū)考慮，

2、為0.4kN/m 2;6. 混凝土強度等級 C25 ;梁受力鋼筋為 HRB335 ,板為HPB300，箍筋HPB300。3、樓蓋的結構平面布置確定主梁沿橫向布置，次梁沿縱向布置，主梁與次梁的跨度相同，為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的單向板進行設計。板厚：按跨高比條件，要求板厚次梁截面尺寸：截面高度應滿足h/b=2.0 3.0，截面寬取 b=200mm主梁截面尺寸：截面高度應滿足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 ,截面寬取 b=300mm。DC前002綜上，布置圖如上圖所示,樓梯雨棚圖另詳。4、板的設計如上圖所見，除軸線-的板屬于中間區(qū)格單元板外，其余為端區(qū)格單元板。 (1)荷載設計值板的恒荷載標準值：水磨面層0.65kN/m 280mm鋼筋混凝土板0.08 x 25=2kN/m20mm 灰砂漿板底抹灰 0.02 x 17=0.34kN/m小計呂 T"" ""板的可變荷載標準值A/D Dd由于主梁的約束作用I=出=_A_/D_=|=2-由可變荷載控制時，永久荷載分項系

4、數(shù)丫g=1.2，可變荷載分項系數(shù) y=1.3P = ¥風 + 衍張=1 左 > 5.49 +13 X 2.5 = 9.84 %立由永久荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫g=1.35，可變荷載分項系數(shù)y=1.3p = yGgk + 丘譽=1 X 549 + 兒3 X 0.7 X 25 = 9.69 刪f甘故取值p=(2 )計算簡圖次梁截面為m _?_D_Dd ? ? ? 因為q/g=2.99/5=0.598>0.3，所以按塑性力重分布設計，板的計算跨度：邊跨102 二.=20001 2Q0 = 1300mmiD1 =心 + hq =20001100'1 120 + 80

5、/2 = 1820mm < 1.025iK = 2050mmJp=9.84kN/m 2uiuuuuiuuauuiuuuuuiuuuuuiumuiuuuu幾丄3伯m|中間跨D_Dd ? ? (3)彎矩設計值M川I川剛山山山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叢扣叢-unyu由規(guī)可查得，板的彎矩系數(shù)分別為：邊跨跨中，1/11 ；離端第二支座，-1/11 ；中間跨跨中，1/16 ;中間支座，-1/14。故A?! = Yg + qY 卬 I】 = 9 84X 182711 = £%曲仏% 二叫二

6、129訂對端區(qū)格單向板% =Yg+qY 02 16 =9LMX 11B007U =.腫科An對中間區(qū)格單向板，其 Me和M2應乘以0.8，分別為% = 0.8 x 12.28 = 11,82 fr VAM2 = 0.8 X 199 = 1.59 kN/m(4 )正截面受彎承載力計算板厚h=80mm?(A_ ?HPB300"2心7爲皿“血板配筋計算過程如下表。截面1B2C彎矩設計值（kN m ）2.96-2.961.99-2.282sM /1 fcbho0.0690.0690.0.0.0.0.0470.054Ys =0.9650.9650.9770.973軸線計算配筋（mm 2）j _

7、 M/忑一 /W）.3.3125.7144.6實際配筋（mm 2）5 8200As 2525 8200As 2525 8200As2525 8200As252軸線計算配筋（mm 2）臨=%恥）194.7194.7100.5115.4實際配筋（mm 2）8200As252082OOAs 252082)OAs 252<8200As252計算結果表明，支座截面的 F D_Dd ? e?（5）板的配筋圖制繪分布筋選用：嵌入墻的板面附加鋼筋選用,，取a = 270mm板角構造鋼筋選用f那也:M ,雙向配置在般的四角的上部，取a = 550mm。板的 配筋圖所示4、次梁設計按考慮塑性力重分布設計。根

8、據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁的可變荷載不考慮梁從屬面積的荷載折減。(1)荷載設計值永久荷載設計值板傳來永久荷載次梁自重次梁粉刷小計板的可變荷載標準值由于主梁的約束作用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由可變荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫 g = 1.2，可變荷載分項系數(shù) y=1.3p =+ 嗆業(yè)=L2 X 10.3 +1.3 X 7.5 二 22.45 庶仏由永久荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫g=1.35，可變荷

9、載分項系數(shù) y=1.3P = Y金 + Y附=135 X 103 +1.3 X7.5 = 21.11故取值p=22.45' (2 )計算簡圖主梁截面為 SOGmtnXSOOm m _?計算跨度：邊跨5873w=打 + h“ =60001 ISO I 120 + 240/2 = 5850mm <1.OZ5 = 1.025 X 5730中間跨= 600Q I 300 = 57Q9mmP=22.45kN/miiiihu川川 ii 川 uiuuimuiiiuuiuuuiumm(3)力計算由表可分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。彎矩設計值:uiuuuuiuiuiuiuuuumuuuuuuuuuu

10、Uli.C1/111/14財丄=IMb = Yg + q¥t= 22.45 Xs-850045剪力設計值：2 = Yg + q¥ 叫= 22,45 X 樂？ /& 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 =監(jiān)= 055Yg + qY-£ =0.55舞孟45><5加=7%8址川珞(4)承載力計算正截面受彎承載力I = BOm

11、m正截面受彎承載力計算時，跨按T形截面計算，其中人 b；工 ISOOrn <*4-sfl= 200 4 1800 = 2000經(jīng)判另Uffll f山虹廠(|：0 I (Ij/T?/?) = 1.0 X 11.9 x 1900 xeox (40S 140排縱向鋼筋HRB335 鋼筋,曲& 一加%卅；縱向鋼筋采用as = 45nrmllg = 11= 4SD 145 = 4QSmmp = °45 齊/* = 0.45 X 1-27/30Q =019S% < 0.2%lsmiB =目的-出=180th?i2正截面承載能力計算過程如下表。截面1B2C彎矩設計值（kN m）

12、69.85-69.8545.59-52.10sM /1 fcbhoeg. as x io6 .醞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廠k580.0638.8377.49461.13B183B182B182B18選配鋼筋（mm 2）763763509509斜截面受剪承載力計算：斜截面受剪承載力計算包括：截面尺寸的復核、腹筋計算和最小配箍率驗算。I = Iq I f = 4051 80- 325mwr，截面尺寸

13、按下式驗算驗算截面尺寸:!i - hi-' 1:. 故截面尺寸滿足要求;0.7!?10 -0.7XL27X200X400 = 72kiV<計算所需箍筋：采用A8雙肢箍筋，計算支座 B左側截面，由- -'' - 1：，'" _ 'f，可得到箍筋間距因為,箍筋間距不能大于 200mm，故取s=200mm。為了施工便，沿梁長不變。驗算最小配筋率：滿足最小配箍率要求。計算表明經(jīng)濟配筋率在 0.6%1.5%，箍筋配置符合要求。5主梁設計主梁按彈性理論設計。(1)荷載設計值為簡化計算，將主梁自重等效為集中荷載。次梁傳來永久荷載 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小計=可變荷載標準值(2 )計算簡圖主梁按連續(xù)梁計算，端部支承在磚墻上，支撐長度為370mm ;中間支撐在400mmX 400mm的混凝土柱上。計算跨度:1.025 X 5655 4 2251JO25I +J = 6m 1225 1120 = 5655mm6021mm中間跨a2 - 6000mm p Ddwoo&Q21(3)力設計值及包絡圖。序 號計算簡圖邊跨跨中間支座中間跨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譏 © & 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 組 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 號計算簡圖中間支座中間支座中間跨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 組 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)承載力計算I = SOTnrn正截面受

18、彎承載力計算時，跨按T形截面計算，其中人 b； = 1900m <b + sm =300+ 180Q = 2000經(jīng)判別式D_Dd排縱 向鋼筋，暫=w II % 丘00 I 砧二 535mm.HRB335 鋼曲虻加%卅；縱向鋼筋采用p = 0.4 5 = 0.45 X 127/300 =0.195% < U.2Asrriin = pmtrt 剖=3OO7711W3正截面承載能力計算過程如下表。縱向受力鋼筋布置均為一排。正截面受彎承載力的計算過程列于表。截面1B2彎矩設計值（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 卻召"0.0.2000.0140.030.0.2250.0140.03c %1248.31503.5609.9.5選配鋼筋（mm 2）4B224B222B222B2215201520760760主梁縱向鋼筋的彎矩和切斷按彎矩包絡圖確定斜截面受剪承載力 驗算截面尺寸：I = Iq I f = 535l 60 475mm，截面尺寸按下式驗算!|>1-故截面尺寸滿足要求；0. 7衛(wèi)bio -0.7X 1.27

20、 X 300 X 535 =計算所需箍筋：可得到箍筋間距采用A8雙肢箍筋，計由查表箍筋間距不能大于 250mm，故取s=200mm驗算最小配筋率:環(huán)=均腦=蝕峰00 冥 20。=_?_ ?滿足最小配箍率要求。次梁兩側附加橫向鋼筋的計算：I = 6001450 =D_Dd次梁傳來的集中力D_Dd ?e? ?經(jīng)檢驗當永久荷載其控制作用時，對應位置處的彎矩和剪力的設計值均小于可變荷載 其控制作用時的彎矩和剪力設計值，故主梁按可變荷載其控制作用時配筋。主梁附加筋計算。阪丁44812今.± 4kNI I = 455 A 150mm主梁腹板高度/D_DdAs = 308mm2J6.樓梯設計:層高

21、4.5m，開間4.0m，進深 6.0m，踏步150mm x 260mm，梯井寬180mm。C25混凝土，板采用HPB300級鋼筋，梁縱筋采用HRB335，樓梯上均布荷載根據(jù)使 用功能取。(1)梯段板設計板厚取_D_Dd ? e? ? _D_Dd? ? ? ? 荷載計算水磨面層(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 厚灰砂漿板底抹灰 0.02 x 17/0.866=0.39kN/m小

22、計贏板的可變荷載標準值由可變荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫G=1.2，可變荷載分項系數(shù) y=1.4p = Yffgk 4- / = 12 X 7.623 + 14 X 3.5 = 14.05由永久荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫g=1.35，可變荷載分項系數(shù)yq=1.4p = Yc3k += 135 X 7.623 + 1.4 X 07x3.5 = 13.72 掘%kNf所以，踏步板由可變荷載控制，故取值p=14.05 截面設計配筋計算I = 150 120 = 130m?nIn=260 x 14=3640mm婦=% = 561.5anma選配 A10130 ,.- 。驗算適用條件p =氏4百

23、X= 0 22% > 0,2% 1.4Tl =- &l = 330mm3，滿足要求，每個踏步布置 1根A8分布鋼筋，斜板配筋見大圖。(2)平臺板設計設平臺厚度h = 80mm,取1m寬板帶計算。荷載計算平臺板的荷載計算見下表水磨地面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 厚灰砂漿板底抹灰 0.02 x 17=0.34kN/m小計= 2.99kN/m板的可變荷載標準值由可變荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫 g=1.2，可變荷載分項系數(shù) y=1.4P = %險 + 直心=12 X 2J9

24、 + 1.4 X 3,5 = 8 49 把%由永久荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫 g=1.35，可變荷載分項系數(shù)yq=1.4P = %吳 + 胞半血=135 X 2.99 +1.4 X X 3.5 = 748所以，平臺由可變荷載控制，故取值p=8.49截面設計 配筋計算lo=18OO+8O/2=184Omm，板的有效高度= 270，則160 X1O61.0 X 11.9 X 1000 X6O2=9.004 If = 1 |1I2«S = 0.0881Aa = % % = 232,7mm選配A8200，.*芻卻島驗算適用條件p = 049與乍=0.45 X r27/27O= 畑倣刖=1

25、7£annia滿足要求。(2)平臺梁設計假設平臺梁尺寸 200mm x 350mm，計算跨度1=1.051 o=397Omm 荷載計算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 厚梁側灰砂漿抹灰0.02 x (0.35-0.08) x 2x 17=0.184kN/m小計板的可變荷載標準值?_D_Dd由可變荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫g=1.2，可變荷載分項系數(shù) y=1.4p = yGgk + 驗血=

26、12 X 20.07 + L4 X 10.SS = 39.27 孔%r由永久荷載控制時，永久荷載分項系數(shù)丫g=1.35，可變荷載分項系數(shù) y=1.4P = ¥皿 + Yk = 135 x 20J7 +1.4 x 0J X 10.85 二 37.73 紀所以，平臺由可變荷載控制，故取值 p=39.27 “加力計算正截面承載力計算截面按倒L形計算驗算截面尺寸：，截面類型為第一類倒形 L截面。- - =900mm=04£=MS X IJ27/300= 0r195%<0.2%liri，滿足要求。 斜截面承載力計算!' - 'fl-9：.故截面尺寸滿足要求；0.

27、 7兀bio -0.7X 1.27 X 2D0 X 305 = 54.23kjV < 怙計算所需箍筋：采 用 A8 雙 肢 箍 筋， 貝U_- 一查表箍筋間距不能大于 200mm，故取s=200mm驗算最小配筋率:環(huán)=心&= 1010)x2()0 "25%_?_ ?滿足最小配箍率要求。故選用A8200 ,平臺梁配筋圖見大圖。7、雨蓬設計(1)雨蓬板的設計雨篷板挑出長度為l=1200mm，根部板厚h=110mm，板端板厚為50mm，雨篷板寬 度取為 3800mm，雨篷梁的截面尺寸取"In=3300mm 。板頂20mm厚水泥砂漿，板底20mm厚灰砂漿抹灰。雨棚板的

28、計算1米板寬為計算單元， 按懸臂板進行載力計算。UHuuiiiniuuiiiuuuuuniiiiunniHinuiuui1 2lo=1200荷載計算板自重(取平均板厚 90mm ) 0.09 x 25=2.255kN/m板頂面20mm厚水泥砂漿 0.02 x 20=0.4kN/m板底面20mm厚灰砂漿0.02 x 17=0.34kN/m均布荷載標準值 2.99 x 1.2=3.59kN/m施工和檢修集中荷載 P=1KN集中荷載 F=1.4 x 1=1.4KN板的計算跨度U 一L已期巧諱板的固端彎矩為:I = 110 I 20 = 90mm 正截面受彎承載力計算。雨篷板根部板厚110mm ,0

29、= 0 042 If=IIII=00431=11 0.5< 二(L9 75一& -乜選用 0 8160 , As=314mm 2> 244.6mm 2 符合要求。= "Zoop =0.45滿足要求。分布鋼筋采用0 8200。=0.19% < 02961心血=陽血-bl = 176m.m2?(2)雨蓬梁設計荷載及力計算 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梁上磚砌體重雨蓬上傳來的均布荷載(0.37 X 19+2 X 0.02 X 17) X 3.3/3=8.48kN/m2.99kN/m樓板上傳來的均布荷載2.99 X 1.8/2=2.69kN/m樓板上傳來的活荷載0.5 X 6X 1.8=5.4kN/m雨篷傳