混凝土结构设计原理课程设计报告计算书.docx
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混凝土结构设计原理课程设计报告计算书
1、设计任务
某二层建筑物，为现浇混凝土内框架结构（中间为框架承重，四周为墙体承重），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：
烟台市莱山区
2.楼面做法：
水磨石地面，钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆板底抹灰。
3.层高：
4.5m；门：
宽X高=3300mnX3000mm楼梯位置见图，楼梯尺寸自定；L1=L2=6000mm
4.柱截面尺寸为450mnX450mm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/m2）,屋面
雪荷载按烟台地区考虑，为0.4kN/m2;
6.混凝土强度等级C25;梁内受力钢筋为HRB335板为HPB300箍筋HPB30O
L仁L2=6.0m。
主梁每跨内布置2
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
[1（2';：
3'-'4
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②-⑤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：
2
水磨石面层0.65kN/m
80mm钢筋混凝土板0.08x25=2kN/m
2
20mm石灰砂浆板底抹灰0.02x17=0.34kN/m
小计2.99kN/m2
22
板的可变荷载标准值5kN/m>4kN/m
由于主梁的约束作用-5.49kN/m-kN/m
由可变荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.2，可变荷载分项系数yQ=1.3
由永久荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.35，可变荷载分项系数yq=1.3
故取值p=
（2）计算简图
240mm
次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于120mm取板在墙上的支承长度为
因为q/g=2.99/5=0.598>0.3，所以按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：
边跨
中间跨
因跨度小于10%可按等跨连续板计算。
取1m宽板带作为计算单元，计算简图如图所示。
p=9.84kN/m
川川川川山川iiii川uuiuiimiiimiiiiuumuui
18001800
（3）弯矩设计值
川川川i川川川ii川山出川uiumiuiiuumiuiii
5亦d点◎
-1/111/14
1/16;
由规范可查得，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,中间支座，-1/14。
故
对端区格单向板
对中间区格单向板，其M和M2应乘以0.8，分别为
（4）正截面受弯承载力计算
板厚h=80mm,板宽b=1000mmC25混凝土,
HPB300钢筋，，。
板配筋计算过程如下表。
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN-m）
2.96
-2.96
1.99
-2.28
二Mgfcbho
0.069
0.069
0.046
0.053
0.071
0.071
0.047
0.054
0.965
0.965
0.977
0.973
轴线
①〜②
⑤〜⑥
计算配筋（m金
189.3
189.3
125.7
144.6
实际配筋（mrf）
5如@200
As=252
5如@200
As=252
5如@200
As=252
卸8@200
As=252
轴线
计算配筋（mrf）
194.7
194.7
100.5
115.4
②〜⑤
实际配筋（mrf）
As=252
As=252
As=252
As=252
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；
（5）板的配筋图制绘
分布筋选用
嵌入墙内的板面附加钢筋选用，===，取a=270mm
板角构造钢筋选用，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
按考虑塑性内力重分布设计。
根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。
次梁粉刷0.02
（1）荷载设计值
永久荷载设计值
板传来永久荷载2.99
次梁自重0.20
故取值p=22.45
（2）
，次梁在砖墙上的支承长度为a=240mm
计算简图主梁截面为计算跨度：
边跨
中间跨
因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算。
次梁计算简图见下图。
P=22.45kN/m
iiuiiiumiuiuuuiuiimuiiiiuuuiiiiiuim
（3）内力计算
由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。
川出川川川ill川川I川iimuiuuui川川出ii
弯矩设计值:
剪力设计值:
0450.&Q.550.55
川I川川川川川iiiuuimunuumuiuii川川川iih
（4）承载力计算
①正截面受弯承载力
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，其中，翼缘宽度取
经判别式一（），判断跨内截面均属于第一类T
形截面。
一排纵向钢筋，，；C25混凝土，
，，，;纵向钢筋采用HRB335钢筋，，箍筋采用HPB300
钢筋，。
正截面承载能力计算过程如下表。
截面
1
B
2
C
弯矩设计值（kN•m）
69.85
-69.85
45.59
-52.10
—=M/%fcbho
0.019
0.180
0.012
0.133
0.019
0.20
0.012
0.143
580.0
638.8
377.49
461.1
选配钢筋（mm
3B18
3B18
2B18
2B18
763
763
509
509
②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。
因，截面尺寸按下式验算
验算截面尺寸：
故截面尺寸满足要求；
计算所需箍筋：
因为，箍筋间距不能大于200mm故取s=200mm为了施工方便，沿梁长不变。
验算最小配筋率：
。
而最小配筋率为
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8.08X6.0=48.49kN
主梁自重（含粉刷）（0.6-0.08）X0.25X2X25+0.02X（0.6-0.08）X2X2X17=7.21kN
小计
可变荷载标准值
55.70kN
4.0X6.0X2.0=48kN
（2）计算简图
的混凝
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400mmX400mm
土柱上。
计算跨度：
边跨，因，取
中间跨
因跨度相差小于10%可按等跨连续梁计算。
主梁计算简图见下图。
E
6021
6000
6021
（3）内力设计值及包络图。
序号
计算简图
边跨跨内
中间支座
中间跨内
K/Mi
K/M
K/Mb（Mc）
K/M2
①
GGG
MUM
收2&311
B社D爆飒
0.244
0.155
-0.267
0.067
81.83
51.98
-89.54
22.39
②
Qf1|
0.289
0.244
-0.133
-0.133
&111
83.52
70.52
-38.44
-38.44
③
\Q14
-0.044
-0.08
-0.133
0.200
&iiI
-12.81
-23.12
-38.44
57.60
④
QiQn
©&&&
0.229
0.126
-0.311
（-0.089）
0.096
66.18
36.42
-89.88
（-25.72）
27.65
⑤
QQ
M/3
-0.059
-25.72
（-89.88）
0.170
-8.57
-17.05
48.96
&&&&
最不利组合
1.2①+1.3②
206.77
154.05
-157.42
-23.10
1.2①+1.3③
81.54
32.32
-157.42
101.75
1.2①+1.3④
184.28
109.72
-224.30
（-140.88
）
62.81
1.2①+1.3⑤
87.55
40.21
-140.88
（-224.30）
90.52
—①
…..①+③
…①+3）
--®+S
序号
计算简图
中间支座
中间支座
中间跨内
K/VAin
K/VBex（VCex）
K/VBin
①
GGG
wmn
血2?
3?
9
懐B冬Dd
0.733
-1.267（-1.000）
1.000（1.267）
40.83
-70.57（-55.7）
55.7（70.57）
②
QQ
QI11
0.866
-1.134
0
&i11
41.57
-54.43
④
Q,Q
I1M
0.689
-1.311（-0.778）
1.222（0.089）
晶\&k
33.07
-62.93（-37.34）
58.66（4.27）
⑤
QQ
QJ昇
&lll
V^ex
-4.27（-58.66）
0.778（1.131）
4.27
37.34（54.29）
最不利组合
1.2①+1.3②
82.40
-125
55.70
1.2①+1.3④
73.90
-133.50（-93.04）
114.36（74.84）
1.2①+1.3⑤
45.10
-74.84
（-114.36）
93.04（124.86）
1114.36
82.4
73.9
45.1
193.04
557
-74.84——■
-125
-133.5
（4）承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，其中，翼缘宽度取
。
经判别式一，判断跨内截面均属于第一类T形截面。
一排纵向钢筋，，；C25混凝土，
，，，;纵向钢筋采用HRB335钢筋，，箍筋采用HPB300
钢筋，。
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
1
B
2
弯矩设计值（kN•m）
206.77
-224.30
101.75
-23.1
o（s=M/c（ifcbho
0.029
0.200
0.014
0.03
0.029
0.225
0.014
0.03
1248.3
1503.5
609.9
139.5
选配钢筋（mm
4B22
4B22
2B22
2B22
1520
1520
760
760
主梁纵向钢筋的弯矩和切断按弯矩包络图确定
②斜截面受剪承载力
验算截面尺寸：
，因，截面尺寸按下式验算
故截面尺寸满足要求；
计算所需箍筋：
采用A8双肢箍筋，计由•，可得到箍筋间距
查表箍筋间距不能大于250mm故取s=200mm
验算最小配筋率：
。
而最小配筋率为
满足最小配箍率要求。
次梁两侧附加横向钢筋的计算：
次梁传来的集中力取附加箍筋布置范围
。
取附加箍筋$8@200m双肢,则在长度s内可布置附加箍筋的排数,m=900/200+1=6排，两侧每侧各布置3排。
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。
主梁腹板高度
，选取1B18可满足配筋需求。
，则需要配置腰筋，布置2B14,
6.楼梯设计:
层高4.5m，开间4.0m，进深6.0m，踏步150mnX260mm梯井宽180mmC25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。
因，故取
（1）梯段板设计
板厚取一，取h=150mm,踏步150mnK260mm20mm厚的石灰砂浆板底抹灰，板倾角的正
切tana=150/260=0.577,cosa=0.866，取1m板宽带计算：
①荷载计算
水磨石面层（0.26+0.15）X0.65/0.26=1.025kN/m
150mm<260mm混凝土踏步0.5X0.26X0.15X25/0.26=1.875kN/m
20mm厚石灰砂浆板底抹灰0.02X17/0.866=0.39kN/m
小计
板的可变荷载标准值
7.62kN/m
3.5kN/m
由永久荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.35，可变荷载分项系数yq=1-4
所以，踏步板由可变荷载控制，故取值p=14.05
②截面设计
配筋计算
In=260X14=3640mm,
，则
选配A10@130。
1根A8分布
验算适用条件
，满足要求，每个踏步布置
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。
1荷载计算
平台板的荷载计算见下表
水磨石地面0.65kN/m
80mm混凝土板0.08X25=2kN/m
150混凝土斜板0.15X25/0.866=4.33kN/m
20mm厚石灰砂浆板底抹灰0.02X17=0.34kN/m
小计2.99kN/m
板的可变荷载标准值3.5kN/m
由可变荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.2，可变荷载分项系数yc=1.4
由永久荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.35，可变荷载分项系数yq=1.4
所以，平台由可变荷载控制，故取值p=8.49
2截面设计
配筋计算
10=1800+80/2=1840mm）板的有效高度。
--；，，，则
选配A8@2O0
验算适用条件
满足要求。
（2）平台梁设计
假设平台梁尺寸200mm<350mn,计算跨度1=1.051o=397Omm
1荷载计算
X25=1.35kN/m
150mm斜板7.62
80mm昆凝土板2.99200X350mm梁自重
X4/2=15.25kN/m
X（1.8/2+0.2）=3.29kN/m
0.2X（0.35-0.08）
20mm厚梁侧石灰砂浆抹灰
0.02X（0.35-0.08）
X2X17=0.184kN/m
小计
20.07kN/m
板的可变荷载标准值
3.5X（4.0/2+1.8/2+0.2）=10.85kN/m
由可变荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.2，可变荷载分项系数Yq=1.4由永久荷载控制时，永久荷载分项系数yg=1.35，可变荷载分项系数YQ=1.所以，平台由可变荷载控制，故取值p=39.27
①内力计算
弯矩设计值：
--
剪力设计值：
-
②正截面承载力计算
截面按倒L形计算
验算截面尺寸：
经过判别式一，截面类型为第一类倒形
=0.116
L截面。
2
=900mm
选取3B22,
，满足要求。
③斜截面承载力计算
故截面尺寸满足要求;
计算所需箍筋:
采用A8双肢箍筋，则
查表箍筋间距不能大于200mm故取s=200mm
验算最小配筋率：
。
而最小配筋率为
满足最小配箍率要求。
故选用A8@200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，净跨In=3300mm。
板顶20mm厚水泥砂浆，板底20mm厚石灰砂浆抹灰。
雨
棚板的计算1米板宽为计算单元，按悬臂板进行载力计算。
出山山山山川I山川川川川I川川川川I川山山
1
（1）
Io=1200
①荷载计算
板自重（取平均板厚90mm0.09X25=2.255kN/m
板顶面20mm厚水泥砂浆0.02X20=0.4kN/m
板底面20mm厚石灰砂浆0.02X17=0.34kN/m
均布荷载标准值2.99X1.2=3.59kN/m
施工和检修集中荷载P=1KN
集中荷载F=1.4X1=1.4KN
板的计算跨度
板的固端弯矩为:
②正截面受弯承载力计算。
雨篷板根部板厚110mm
（2）雨蓬梁设计
均布荷载标准值18.19kN/m
所以，平台由可变荷载控制，故取值p=28.85
雨蓬梁的计算跨度
10=1.05ln=1.053.3mm=3.465mm
弯矩设计值:
剪力设计值：
--
雨蓬板均布荷载对雨蓬梁产生的力矩为tq=3.888X1.2X（1.2/2+0.37/2）=3.66KN•m
雨棚板集中荷载对雨篷梁产生的力矩：
tf=3.3X1.4/3.465X（1.2/2+0.37/2）=1.05KN•m
t=tq+tf=3.66+1.05=4.71KN•m
扭矩：
T=0.5tl0=0.5X4.71X3.465=8.16KN•m
2截面承载力计算:
验算截面尺寸
hw/6=ho/b=36O/37O=O.97<4
<0.253cfc=2.975MPa
一0.661MPa<0.7Xft=0.7X1.27=0.889MPa
所以截面尺寸符合要求，只需按照构造要求配置纵向钢筋和箍筋。
箍筋计算
用最小配箍率进行受扭钢筋计算选用A8双肢箍
取s=200mm即箍筋用双肢箍A8@200
纵筋计算
受弯纵向钢筋
=0.058
2
=357.3mm
受扭纵向钢筋
22
则Astl」tlminbh=0.17%370400mm=251.6mm，
纵向钢筋用量
bcor二b-2（cd）=370-230=310mm
hcor=h-2（cd）=400-230=340mm
ucor—2（hcorbcor）=2（310'340）—1300mm
底部纵向钢筋
选用3b14，截面面积为461mrk
每侧面纵向钢筋
选用2b8，截面面积为101mrk
3顶部纵向钢筋
选用2b8，截面面积为1O1mrK
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