我的计算书.docx

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我的计算书

1.设计任务

1.1设计题目

黄陂市第二中学教学楼设计:

此建筑为四层砌体结构房屋，采用砖混结构，现浇钢筋混凝土单向肋梁楼板，平面尺寸在B×L=14m×24m范围内，楼层层高3.6米。

本教学楼含有传达室、大厅、男女厕所、楼梯、办公室、会议室。

1.2气象资料

（1）最热月平均温度30℃极端最高温度40℃

最冷月平均温度10℃极端最低温度5℃

（2）年平均降雨量：

450mm，雨量集中期在7月中旬至8月中旬

（3）全年主导风向：

东北风

1.3工程地质资料

一层：

杂填土：

厚度范围0~0.5m，土层颜色为杂色，土层状态松散，

γ=16kN/m3，fa=0kPa;

二层：

粘土：

厚度范围0.5~1.2m，土层颜色为褐黄色，土层状态可塑，

γ=18.4kN/m3，fa=100kPa;

三层：

粉质粘土：

厚度范围>1.2m，土层颜色为褐黄色，土层状态

可塑~硬塑，γ=20kN/m3，fa=350kPa;

基底以上各层土的加权平均重度：

γ0=20kN/m3，历年最高水位为-2.70m左右。

该工程位于非地震区．不考虑抗震设防。

1.4其他资料

风荷载标准值W0K（及雪荷载标准值）等荷载查荷载规范，地面粗糙度B；楼面活荷载标准值取2.0kN/m2，准永久值系数、组合值系数、频遇系数查结构荷载规范。

砌体材料采用MU20砖、M55混合砂浆砌筑（±0.000以下采用水泥砂浆砌筑）,结构安全等级：

二级。

2.结构设计方案

本设计方案为四层砌体结构方案，荷载较小，墙体、基础等采用砌体结构，楼盖和屋盖采用现浇钢筋混凝土单向肋梁楼板结构。

2.1工程基础情况

根据地质勘察报告，结构所在地下0~0.5m为杂填土，地面以下0.5~1.2m左右为粘土，深度范围>1.2m为粉质粘土，考虑到结构的荷载以及之后的计算取-1.20m为基础底部标高较为合理。

取承载力特征值fak=300KN/m2

2.2楼盖及屋盖的选择

屋盖和楼盖采用现浇钢筋混凝土肋梁楼板，上人屋面.这些都有利于结构整体性的保证,楼梯、卫生间楼面采用现浇钢筋混凝土梁、板。

2.3墙体截面尺寸及材料选择

墙体承重方案是纵墙承重方案，墙体材料为Mu15多孔粘土砖、M5混合砂浆砌筑，男、女厕的分隔墙采用120mm，内墙尺寸为240mm，外墙尺寸为370mm（经计算后再视需要决定是否调整）。

2.4静力计算方案

根据房屋现浇楼面和屋面的方案以及设计的最大横墙间距来确定。

其最大间距S=6m

，S<32m,楼盖类型为一类，故房屋静力计算方案为刚性方案。

刚性方案房屋的横墙尚应满足如下要求：

（1）、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面积不超过横墙截面积的50%

（2）、.横墙厚度不小于180mm

（3）、横墙长度13.2m不小于横墙高度的1/2

（横墙总高度为3.6×4=14.4m）。

3.高厚比验算

根据房屋的门窗洞口、及房屋的布置形式分析，仅需验算内、外纵墙、承重横墙是否满足高厚比的要求。

3.1纵墙

3.1.1外纵墙高厚比验算

S=6mh=370mm室内外高差△H=450mm

墙体的高度H=3.6+△H+0.5=4.55mH

查表得外纵墙得计算高度H0=0.4S+0.2H=0.4×6+0.2×4.55=3.31m　　表3-1-1外纵墙高厚比验算

砂浆强度等等级

M5

墙体厚度h（ht）（mm）

370

墙体计算高度H0（mm）

3310

相邻窗间墙或壁柱之间的距离s（mm）

2550

在宽度s范围内的门窗洞口总宽度bs（mm）

3000

非承重墙允许高厚比修正系数μ1

1.0

有门窗洞口允许高厚比修正系数μ2＝1-0.4bs/s

计算得μ2=0.53＜0.7取μ2=0.7

墙体允许高厚比[β]

24

μ1μ2[β]

16.8

墙体计算高厚比β

8.95

结论

满足要求

3.1.2内纵墙高厚比验算

内纵墙由于也有开门窗，故也需验算内纵墙的高厚

表3-1-2内纵墙高厚比验算

砂浆强度等等级

M5

墙体厚度h（ht）（mm）

240

墙体计算高度H0（mm）

3310

相邻窗间墙或壁柱之间的距离s（mm）

2000

在宽度s范围内的门窗洞口总宽度bs（mm）

2900

非承重墙允许高厚比修正系数μ1

1.0

有门窗洞口允许高厚比修正系数μ2＝1-0.4bs/s

计算得μ2=0.42＜0.7

取μ2=0.7

墙体允许高厚比[β]

24

μ1μ2[β]

16.8

墙体计算高厚比β

13.8

结论

满足要求

3.2横墙

由于内横的尺寸比外横墙要小，且所受的荷载向对外横前来说要大，故只取内横墙及走廊端开窗处的外横墙进行高厚比的验算。

3.2.1内横墙高厚比的验算

由于内横墙不开窗且是承重墙，故非承重墙允许高厚比修正系数μ1=1，有门窗洞口允许高厚比修正系数μ2＝1。

S=6mh=240mm室内外高差△H=450mm

墙体的高度H=3.6+△H+0.5=4.55mH

查表得内横墙得计算高度H0=0.4S+0.2H=0.4×6+0.2×4.55=3.31m

　　表3-2-1内横墙高厚比验算

砂浆强度等等级

M5

墙体厚度h（ht）（mm）

240

墙体计算高度H0（mm）

3310

相邻窗间墙或壁柱之间的距离s（mm）

2000

在宽度s范围内的门窗洞口总宽度bs（mm）

0

墙体允许高厚比[β]

24

μ1μ2[β]

24

墙体计算高厚比β

13.8

结论

满足要求

3.2.2走廊端开窗处的外横墙高厚比验算

由于走廊端开窗处的外横墙不开窗，h=370mm>240mm，故非承重墙允许高厚比修正系数μ1=1。

S=2.1mh=370mm室内外高差△H=450mm

墙体的高度H=3.6+△H+0.5=4.55mS

查表得内横墙得计算高度H0=0.6S+=0.6×2.1=1.26m

　　表3-2-2走廊端开窗处的外横墙高厚比验算

砂浆强度等等级

M5

墙体厚度h（ht）（mm）

370

墙体计算高度H0（mm）

1260

相邻窗间墙或壁柱之间的距离s（mm）

1800

在宽度s范围内的门窗洞口总宽度bs（mm）

1500

非承重墙允许高厚比修正系数μ1

1.0

有门窗洞口的墙允许高厚比修正系数μ2＝1-0.4bs/s

0.63＜0.7取μ2=0.7

墙体允许高厚比[β]

24

μ1μ2[β]

16.8

墙体计算高厚比β

3.4

结论

满足要求

4.荷载统计

4.1恒载

4.1.1板表4-1-1板恒载计算表（kN/m2）

性质功能

具体做法

荷载标准值

办公、会议室、传达室、教室

20厚水泥砂浆面层（20×0.02）

80厚钢筋混凝土楼板板（25×0.8）

15厚石灰砂浆粉刷天棚（17×0.015）

2.655

走道

20厚水泥砂浆面层（20×0.02）

80厚板（25×0.08）

15厚石灰砂浆粉刷天棚（17×0.015）

吊顶（0.2）

2.855

卫生间

小瓷砖地面（0.55）

20厚水泥面层（20×0.02）

80厚板（25×0.08）

15厚石灰砂浆粉刷天棚（17×0.015）

吊顶（0.2）

3.405

屋面

沥青卷材防水屋面（3.61）

80厚聚苯乙烯泡沫塑料保温板（0.5×0.08）

20厚水泥砂浆找平层（17×0.02）

100厚板（25×0.1）

15厚石灰砂浆粉刷天棚（17×0.015）

6.745

4.1.2梁

梁两侧面粉刷15厚石灰砂浆，梁底面粉刷15厚石灰砂浆（算为楼板自重），as=35mm

=415mm

表4-1-2梁恒载计算表

梁截面尺寸

梁截面积

标准值

设计值

b（mm）

h（mm）

A（m2）

g（kN/m2）

g（kN/m2）

200

450

0.09

2.02

2.42

4.2活载表4-2活荷载取值表

类型

性质

取值

楼面

楼梯

3.5

教室、教室、办公室、卫生间等

2.0

屋面

上人

2.0

不上人

0.5

5.梁板的设计

材料：

C20混凝土：

fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2

HRB235级钢筋fy=210N/mm2、

=0.614

HRB335级钢筋fy=300N/mm2、

=0.55。

水泥砂浆：

20KN/m3钢筋混凝土：

25KN/m3石灰砂浆：

17KN/m3

5.1楼面梁、板的设计

5.1.1楼面板的计算（按塑性理论计算）

5.1.1.1楼面结构平面图

见图1

5.1.1.2楼面板的计算

（1）确定板厚和次梁截面

h≥l/40=2000/40=50mm,取h=80mm

次梁高度h=l/20~l/12=300~500mm,取h=450mm

次梁宽b=1/3h~1/2h=150~225.5,取b=200mm

（2）板荷载计算

20厚水泥砂浆20×0.02=0.4KN/m2

80厚钢筋混凝土楼板0.08×25=2KN/m2

15厚石灰砂浆天棚0.015×17=0.255KN/m2

恒荷载设计值g=1.2×（0.4+2+0.255）=3.186KN/m2

活荷载设计值q=1.4×2=2.8KN/m2

荷载g+q=3.186+2.8=5.986KN/m2

q/g=3.18/2.8=1.38<3

（3）计算简图

取板宽b=1000mm作为计算单元，由板和次梁尺寸可得板的计算简图（见图2、3，实际7跨，可按5跨计算）。

其中中间跨的计算跨度l0=ln=1800mm，

边跨的计算跨度l0=ln+h/2=1780+80÷2=1820mm，DE跨得计算跨度l0=1900mm,边跨与中间跨的计算跨度相差（1.82-1.80）÷1.8×100％=1.1％<10％

DE跨与临跨的计算跨度相差（1.90-1.80）÷1.8×100％=5.6％<10％

故可以按照等跨连续板计算内力。

图2：

图3：

（4）弯矩及配筋计算

板的保护层厚度C=15mm，取板的

=20mm，板的截面有效高度h0=h-20=60mm,采用HRB235级钢筋fy=210N/m2、

=0.614，由于此楼板不存在四周与梁整浇的板，故不需要对中跨板跨中截面和中间支座截面的弯矩进行折减。

列表计算如下：

5-1-1-2楼面板的弯矩及配筋计算

截面

1

B

2

C

D

4

弯矩系数α

+1/11

-1/11

+1/16

-1/14

-1/14

+1/16

M=α（g+q）l02

（KN/m2）

5.986×1.822/11=1.8

-5.986×1.822/11=-1.8

5.986×1.82/16=1.76

-5.986×1.822/（-14）=-1.39

-5.986×1.92/（-14）=1.54

5.986×1.92/16=1.35

ξ=

0.054

-0.054

0.052

-0.041

-0.046

0.040

As=ξfcbh0/fy（mm2）

148.1

148.1

143

112.5

126

110

选用钢筋

Φ6@150

Φ6@150

Φ6@150

Φ6@150

Φ6@150

Φ6@150

实际钢筋面积（mm2）

188.4

188.4

188.4

188.4

188.4

188.4

5.1.2楼面次梁的设计（按塑性理论计算）

5.1.2.1计算简图的确定

（1）荷载（取梁左右各一半板宽）

板传来的荷载3.186×2=6.372KN/m

次梁自重1.2×25×0.2×（0.45-0.08）=2.22KN/m

次梁粉刷1.2×17×0.015×（0.45-0.08）×2=0.23KN/m

恒荷载g=8.822KN/m

活荷载q=1.4×2×2=5.6KN/m

g+q=14.422KN/m

q/g=5.6/8.822<3

（2）墙体截面尺寸选择

内墙截面尺寸选为h=240mm，外墙截面尺寸h=700mm。

（3）计算简图

根据平面布置及墙体截面尺寸，得出次梁的计算简图（见图4、5），

中间跨度的计算跨度l0=ln=6000-120-120=5760mm，

边跨的计算跨度l0=ln+a/2=5760+250/2=5885<1.025×ln=5904mm，

边跨与中间跨计算跨度相差（5.885-5.760）÷5.760×100％=2.17％<10％，故可按等跨连续梁计算

图4：

图5：

5.1.2.2内力及配筋计算

（1）正截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按规定有：

≤l0/3=5760/3=1920mm

≤b+

=200+1800=2000mm

取h0=450-35=415mm，hf‘/h0=80/415=0.193>0.1，故取bf‘=1920mm，且

fcbf‘hf‘（h0-hf’/2）=9.6×1920×80×（415-80/2）=552.96KN.m，以此作为判断T形截面类别的依据。

次梁支座截面按b×h=200×415mm2的矩形截面计算，并取h0=565mm，支座截面应满足ξ≤0.35，以下计算过程列表进行，次梁受力纵筋HRB335级。

5-1-2-2-1次梁正截面受弯承载力计算

截面位置

1

B

2

C

弯矩系数αm

+1/11

-1/11

+1/16

-1/14

M=αm（g+q）l02（KN.m）

14.422×5.8852/11=45.41

-14.422×5.8852/11=-45.41

14.422×5.762/16=29.91

-14.422×5.762/14=34.18

截面类型及截面

尺寸

一类T形

b×h=1920×450

矩形

b×h=200×450

一类T形

b×h=1920×450

矩形

b×h=200×450

ξ=

0.0144

0.148

0.0095

0.109

As=ξfcbh0/fy（mm2）

524.5

561

346

414

选用钢筋

1ϕ14+2ϕ16

2ϕ18+1ϕ14

3ϕ14

3ϕ14

实际钢筋截面面积（mm2）

556

663

462

462

（2）斜截面受剪承载力计算

1力设计值

5-1-2-2-1剪力设计值计算表

截面

A

B左

B右

C

剪力系数αv

0.45

0.6

0.55

0.55

V=αv（g+q）ln（KN）

0.45×14.422×5.76=37.38

0.6×14.422×5.76=49.84

0.55×14.422×5.76=45.69

0.55×14.422×5.76=45.69

②截面尺寸校核

hw/b=415/200=2.075<4

0.25fcbh0=0.25×9.6×200×415=199.2KN>V

故截面尺寸满足要求

③箍筋设计

5-1-2-3-3箍筋设计表

截面

A

B左

B右

C

V（KN）

37.38

49.84

45.69

45.69

0.7ftbh0（N）

63910

63910

63910

63910

Ftbh0（N）

91300

91300

91300

91300

箍筋肢数、直径

2ϕ6

2ϕ6

2ϕ6

2ϕ6

Asv/s=0.24ftb/fyv

V<0.7ftbh0

V<0.7ftbh0

V<0.7ftbh0

V<0.7ftbh0

直需按构造要求配置箍筋间距为s=250mm

注：

smax=350mm

5.2屋面梁、板的设计

5.2.1屋面板的计算（按塑性理论计算）

5.2.1.1屋面结构平面图

见图6：

5.2.1.2屋面板的计算

（1）确定板厚和次梁截面

h≥l/40=2000/40=50mm,取h=100mm

次梁高度h=l/20~l/12=300~500mm,取h=450mm

次梁宽b=1/3h~1/2h=150~225.5,取b=200mm

（2）板荷载计算

沥青卷材防水屋面3.61KN/m2

80厚聚苯乙烯泡沫塑料保温板0.5×0.08=0.04KN/m2

20厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2

100厚板自重25×0.1=2.5KN/m2

15厚石灰砂浆粉刷天棚（17×0.015）0.015×17=0.255KN/m2

恒荷载设计值g=1.2×（3.61+2.5+0.255+0.04+0.4）=8.166KN/m2

活荷载设计值q=1.4×2=2.8KN/m2

荷载g+q=8.166+2.8=10.966KN/m2

q/g=2.8/8.166=0.34<3

（3）计算简图

取板宽b=1000mm作为计算单元，由板和次梁尺寸可得板的计算简图（见图:

7、8，实际7跨，可按5跨计算）。

其中中间跨的计算跨度l0=ln=1800mm，

边跨的计算跨度l0=ln+h/2=1780+100÷2=1830mm，DE跨得计算跨度l0=1900mm,边跨与中间跨的计算跨度相差（1.83-1.80）÷1.8×100％=1.7％<10％

DE跨与临跨的计算跨度相差（1.90-1.80）÷1.8×100％=5.6％<10％

故可以按照等跨连续板计算内力。

图7：

图8：

（4）弯矩及配筋计算

板的保护层厚度C=15mm，取板的

=20mm板的截面有效高度h0=h-20=80mm,采用HRB235级钢筋fy=210N/m2、

=0.614，由于此楼板不存在四周与梁整浇的板，故不需要对中跨板跨中截面和中间支座截面的弯矩进行折减。

列表计算如下：

5-2-1-2-1屋面板弯矩及配筋计算

截面

1

B

2

C

D

4

弯矩系数α

+1/11

-1/11

+1/16

-1/14

-1/14

+1/16

M=α（g+q）l02

（KN/m2）

10.966×1.832/11=

3.339

-10.966×1.832/11=

-3.339

10.966×1.82/16=

2.221

-10.966×1.82/（-14）=-2.623

-10.966×1.92/（-14）=-2.828

10.966×1.92/16=

2.474

ξ=

0.056

-0.056

0.052

-0.044

-0.046

0,.040

As=ξfcbh0/fy（mm2）

205

205

143

161

126

110

选用钢筋

Φ8@200

Φ8@200

Φ8@200

Φ8@200

Φ8@200

Φ8@200

实际钢筋面积（mm2）

251

251

251

251

251

251

5.2.2屋面次梁的设计（按塑性理论计算）

5.2.2.1计算简图的确定

（1）荷载（取梁左右各一半板宽）

板传来的荷载8.166×2=16.332KN/m

次梁自重1.2×25×0.2×（0.45-0.1）=2.1KN/m

次梁粉刷1.2×17×0.015×（0.45-0.1）×2=0.2142KN/m

恒荷载g=18.646KN/m

活荷载q=1.4×2×2=5.6KN/m

g+q=24.246KN/m

q/g=5.6/18.646=0.3<3

（2）墙体截面尺寸选择

内墙截面尺寸选为h=240mm，外墙截面尺寸h=700mm。

根据平面布置及墙体截面尺寸，得出次梁的计算简图（见图9、10）

中间跨度的计算跨度l0=ln=6000-120-120=5760mm

边跨的计算跨度l0=ln+a/2=5760+250/2=5885<1.025×ln=5904mm，

边跨与中间跨计算跨度相差（5.885-5.760）÷5.760×100％=2.17％<10％，故可按等跨连续梁计算

图9：

图10：

5.2.2.2内力及配筋计算

（1）正截面承载力计算

次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按规定有：

≤l0/3=5760/3=1920mm

≤b+

=200+1800=2000mm

取h0=450-35=415mm，hf‘/h0=80/415=0.193>0.1，故取bf‘=1920mm，且

fcbf‘hf‘（h0-hf’/2）=9.6×1920×80×（415-80/2）=552.96KN.m，以此作为判断T形截面类别的依据。

次梁支座截面按b×h=200×415mm2的矩形截面计算，并取h0=565mm，支座截面应满足ξ≤0.35，以下计算过程列表进行，次梁受力纵筋HRB335级。

5-2-2-2-1次梁正截面受弯承载力计算

截面位置

1

B

2

C

弯矩系数αm

+1/11

-1/11

+1/16

-1/14

M=αm（g+q）l02（KN.m）

24.246×5.8852/11=76.34

-24.246×5.8852/11=-76.34

24.246×5.762/16=50.28

-24.246×5.762/14=57.46

截面类型及截面尺寸

一类T形

b×h=1920×450

矩形

b×h=200×450

一类T形

b×h=1920×450

矩形

b×h=200×450

ξ=

0.024

0.267

0.016

0.192

As=ξfcbh0/fy（mm2）

612

709

408

510

选用钢筋

1ϕ18+2ϕ16

2ϕ18+1ϕ16

3ϕ14

2ϕ16+1ϕ14

实际钢筋截面面积mm2

656.5

710

461

556

（2）斜截面受剪承载力计算

①剪力设计值

5-2-2-2-2剪力设计值计算表

截面

A

B左

B右

C

剪力系数αv

0.45

0.6

0.55

0.55

V=αv（g+q）ln（KN）

0.45×24.246×5.76=62.85

0.6×24.246×5.76=83.8

0.55×24.246×5.76=76.81

0.55×24.246×5.76=76.81

②截面尺寸校核

hw/b=415/200=2.075<4

0.25fcbh0=0.25×9.6×200×415=199.2KN>V

故截面尺寸满足要求

③箍筋设计

5-2-2-2-3箍筋设计表

截面

A

B左

B右