计算书宿舍楼设计.docx

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计算书宿舍楼设计

第一章楼盖，屋盖设计

一．屋盖

（一）屋面板设计

1.设计资料

（1）楼面做法：

30厚细石混凝土保护层；防水层（柔性）三毡四油；找平面层为20厚水泥砂浆；150厚保温层；100厚钢筋混凝土板；V型轻钢龙骨吊顶。

（2）材料：

混凝土强度等级C30；梁，板受力钢筋采用HRB335级钢筋：

箍筋，构造钢筋采用HRB335级钢筋。

2.屋盖的结构平面布置

主梁沿横向布置，次梁纵向布置。

主梁跨度为6.0米，次梁跨度为7.2米，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2米（走道部位为2.1米），l02/l01=7.2/2=3.6,因此按单向板设计。

按跨高比条件以及民用建筑对屋面板的要求，取板厚h=100mm。

次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=7200/18~7200/12=400~600，取h=500mm。

截面宽度取b=200mm。

主梁的截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6000/15~6000/10=400~600。

取h=600mm。

截面宽度取b=300mm。

屋盖结构平面布置图见下图1。

3.板的设计

轴线

~

，

的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。

（1）荷载

板的永久荷载标准值

30厚细石混凝土保护层：

20*0.03=0.6KN/m2

防水层（柔性）三毡四油：

0.4KN/m2

找平面层为20厚水泥砂浆：

20*0.02=0.4KN/m2

150厚保温层：

5*0.15=0.75KN/m2

100厚钢筋混凝土板：

25*0.1=2.5KN/m2

V型轻钢龙骨吊顶:

0.25KN/m2

小计4.9KN/m2

板的可变荷载标准值8KN/m2

永久荷载分项系数取1.2；因屋面可变荷载标准值大于4.0KN/m2，所以可变荷载标准值取1.3。

于是板的

永久荷载设计值g=4.9*1.2=5.88KN/m2

可变荷载设计值q1=8*1.3=10.4KN/m2

屋面活荷载标准值

由于此屋面为上人屋面，取屋面活荷载为2.0KN/m2

雪荷载Sk=0.2KN/m2

荷载设计总值g+q1+2=16.28KN/m2,近似取g+q+2=19KN/m2

（2）计算简图

次梁截面为200*500mm，现浇板在梁上的支承长度不小于100mm,取在次梁上的支承长度为120mm。

按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：

边跨l0=ln+h/2=2000-100-120+100/2=1830mm>1.025ln=1825mm,取l0=1825mm

中间跨l0=ln=2000-200=1800mm

因跨度相差小于10%，并且荷载相差很小，故可按等跨（五跨）连续板计算。

取一米宽板带作为计算单元，计算简图如下图2所示。

（3）弯矩设计值

查表可得板的弯矩系数ɑm分别为：

边跨中，1/14;端支座-1/16;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座-1/14。

故

MA=-（g+q）l201/16=-19*1.8252/16=-3.96KNm

MB=-（g+q）l201/11=-19*1.8252/11=-5.75KNm

M1=（g+q）l201/14=19*1.8252/14=4.52KNm

MC=-（g+q）l201/14=-19*1.82/14=-4.40KNm

M2=（g+q）l201/16=19*1.82/16=3.85KNm

这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其M2和MC应乘以0.8，分别为

MC=0.8*（-4.40）=-3.52KNm

M2=0.8*3.85=3.08KNm

（4）正截面受弯承载力计算

环境类别为一类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。

板厚100mm，h0=100-20=80mm;板宽b=1000mm。

C30混凝土，ɑ1=1.0，fc=14.3KN/m2;ft=1.43KN/m2;HRB335钢筋，fy=300KN/m2。

板的配筋计算过程如下表1所示。

板的配筋计算表1

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KNm）

4.52

-5.75

3.85

-4.40

s=M/

1fcbh02

0.049

0.063

0.042

0.048

=1-（1-2

s）1/2

0.050

0.065

0.043

0.049

轴线

~

~

计算配筋（mm2）

As=

bh0

1fc/fy

190.65（应按构造配筋）

247.8

164.0（应按构造配筋）

186.8（应按构造配筋）

实际配筋（mm2）

Φ8@230

As=218.4

Φ8@200

As=251.2

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

轴线

~

计算配筋（mm2）

As=

bh0

1fc/fy

193.0（应按构造配筋）

250.8

0.8*164.0=131.2（应按构造配筋）

0.8*186.8=149.4（应按构造配筋）

实际配筋（mm2）

Φ8@230

As=218.4

Φ8@200

As=251.2

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

*对轴线

~

间的板带，其跨内截面2，3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。

为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8。

计算结果表明，支座的

均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=218.4/（1000*100）=0.2184%,此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/300=0.2145%。

同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

（二）屋面次梁设计

按塑性内力重分布设计。

根据本宿舍屋盖的实际使用情况，屋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5.88*2.0=11.76KN/m

次梁自重0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4KN/m

次梁粉刷0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.33KN/m

小计g=14.49KN/m

可变荷载设计值

q=10.4*2.0=20.8KN/m

荷载设计总值

g+q=35.29KN/m

（2）计算简图

次梁在主梁上的支承长度为240mm。

主梁截面为300*600。

计算跨度：

边跨l0=ln+a/2=7200-120-300/2+240/2=7050<1.025ln=7103mm,取l0=7050mm

中间跨：

l0=ln=7200-300=6900mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。

次梁的计算简图如下图3所示。

（3）内力计算

由表可分别查得弯矩系数和剪力系数如下：

端支座-1/24;边跨中，1/14;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座-1/14。

A支座内侧0.50；外侧Bex0.55；内侧Bin0.55；外侧Cex0.55；内侧Cin0.55。

弯矩设计值：

MA=-（g+q）l20/24=-35.29*7.052/24=-73.08KNm

M1=（g+q）l20/14=35.29*7.052/14=125.29KNm

MB=-（g+q）l20/11=-35.29*7.052/11=-159.45KNm

M2=（g+q）l20/16=35.29*6.92/16=105.01KNm

MC=-（g+q）l20/14=-35.29*6.92/14=-120.01KNm

剪力设计值：

VA=0.50（g+q）ln1=0.50*35.29*6.93=122.28KN

VBl=0.55（g+q）ln1=0.55*35.29*6.93=134.51KN

VBr=V0.55g+q）ln2=0.55*35.29*6.9=133.93KN

（4）承载力计算

1）正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b1f=l/3=7200/3=2400mm;又b1f=b+sn=200+2200=2400mm,故取b1f=2400。

截面纵向钢筋按两排布置。

环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。

一排纵向钢筋h0=500-35=465mm，两排纵向钢筋h0=500-60=440mm。

C30混凝土，ɑ1=1.0，fc=14.3KN/m2;ft=1.43KN/m2;纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300KN/m2，箍筋采用HRB335钢筋，fyv=300KN/m2。

正截面承载力计算过程如下表2所示。

经判别跨内截面均属于第一类T形截面。

次梁正截面受弯承载力计算表2

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KNm）

125.29

-159.45

105.01

-120.01

s=M/（

1fcbh02）或

s=M/（

1fcb1fh02）

125.29*106/（1*14.3*2400*4402）=0.226

159.45*106/（1*14.3*200*4402）=0.288

105.01*106/（1*14.3*2400*4402）=0.190

120.01*106/（1*14.3*200*4402）=0.217

=1-（1-2

s）1/2

0.019

0.348<0.35

0.016

0.248

As=

bh0

1fc/fy或As=

b1fh0

1fc/fy

956.4

1459.7

805.4

1040.3

选配钢筋（mm2）

3Φ18+1Φ16

As=964

5Φ18+1Φ16

As=1474

4Φ16

As=804.4

4Φ18

As=1018

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；As/bh=804.4/（200*500）=0.804%，此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/300=0.2145%。

同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

2）斜截面计算受剪承载力

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。

验算截面尺寸：

hw=h0-h1f=440-80=360mm,因hw/b=360/200=1.8<4,截面尺寸按下式验算。

验算截面尺寸：

0.25

cfcbh0=0.25*1*14.3*200*440=314.60>Vmax=134.51KN

截面满足要求。

计算所需箍筋：

采用Φ6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。

由

Vcs=0.7ftbh0+1.25h0fyvAsv/s,可得到箍筋间距

s=1.25h0fyvAsv/（VBl-0.7ftbh0）=1.25*440*300*56.6/（134.51*103-0.7*1.43*200*440）=201.18mm

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。

现调整箍筋间距，s=0.8*201.18=160.95mm。

最后取箍筋间距s=160mm。

为方便施工，沿梁长不变。

验算配箍率下限值：

弯矩调幅时要求箍筋的配箍率下限为：

0.3ft/fyv=0.3*1.43/300=0.14%,实际配箍率

sv=56.6/（200*160）=0.177%>0.14%,满足要求。

二．楼盖

（一）楼盖板设计

1.设计资料

（1）露面做法：

水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；20mm石灰砂浆抹底。

（3）

（2）材料：

混凝土强度等级C30；梁，板受力钢筋采用HRB335级钢筋：

箍筋，构造钢筋采用HRB335级钢筋。

2.楼盖的结构平面布置

主梁沿横向布置，次梁纵向布置。

主梁跨度为6.0米，次梁跨度为7.2米，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2米（走道部位为2.1米），l02/l01=7.2/2=3.6,因此按单向板设计。

按跨高比条件以及民用建筑对屋面板的要求，取板厚h=100mm。

次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=7200/18~7200/12=400~600，取h=500mm。

截面宽度取b=200mm。

主梁的截面高度应满足h=l0/15~l0/10=6000/15~6000/10=400~600。

取h=600mm。

截面宽度取b=300mm。

屋盖结构平面布置图见下图3。

3.板的设计

轴线

~

，

的板属于端区格单向板；轴线的板属于中间区格单向板。

（1）荷载

板的永久荷载标准值

水磨石面层0.65KN/m2

100mm钢筋混凝土板0.10*25=2.5KN/m2

20mm石灰砂浆0.02*17=0.34KN/m2

小计3.49KN/m2

板的可变荷载标准值8KN/m2

永久荷载分项系数取1.2；因屋面可变荷载标准值大于4.0KN/m2，所以可变荷载标准值取1.3。

于是板的

永久荷载设计值g=3.49*1.2=4.19KN/m2

可变荷载设计值q=8*1.3=10.4KN/m2

荷载总设计值g+q=14.59KN/m2，近似取g+q=15KN/m2

（2）计算简图

次梁截面为200*500mm，现浇板在梁上的支承长度不小于100mm,取在次梁上的支承长度为120mm。

按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：

边跨l0=ln+h/2=2000-100-120+100/2=1830mm>1.025ln=1825mm,取l0=1825mm

中间跨l0=ln=2000-200=1800mm

因跨度相差小于10%，并且荷载相差很小，故可按等跨（五跨）连续板计算。

取一米宽板带作为计算单元，计算简图如下图4所示。

（3）弯矩设计值

查表可得板的弯矩系数ɑm分别为：

边跨中，1/14;端支座-1/16;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座-1/14。

故

MA=-（g+q）l201/16=-15*1.8252/16=-3.12KNm

MB=-（g+q）l201/11=-15*1.8252/11=-4.54KNm

M1=（g+q）l201/14=15*1.8252/14=3.57KNm

MC=-（g+q）l201/14=-15*1.82/14=-3.47KNm

M2=（g+q）l201/16=15*1.82/16=3.04KNm

这是对端区格单向板而言的，对于中间区格单向板，其M2和MC应乘以0.8，分别为

MC=0.8*（-3.47）=-2.78KNm

M2=0.8*3.04=2.43KNm

（4）正截面受弯承载力计算

环境类别为一类，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。

板厚100mm，h0=100-20=80mm;板宽b=1000mm。

C30混凝土，ɑ1=1.0，fc=14.3KN/m2;ft=1.43KN/m2;HRB335钢筋，fy=300KN/m2。

板的配筋计算过程如下表3所示。

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KNm）

3.57

-4.54

3.04

-3.47

s=M/

1fcbh02

0.039

0.050

0.033

0.038

=1-（1-2

s）1/2

0.040

0.051

0.034

0.039

轴线

~

~

计算配筋（mm2）

As=

bh0

1fc/fy

152.5（应按构造配筋）

194.5（应按构造配筋）

129.7（应按构造配筋）

148.7（应按构造配筋）

实际配筋（mm2）

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

轴线

~

计算配筋（mm2）

As=

bh0

1fc/fy

157（应按构造配筋）

157（应按构造配筋）

0.8*164.0=131.2（应按构造配筋）

0.8*186.8=149.4（应按构造配筋）

实际配筋（mm2）

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

Φ8@230

As=218.4

*对轴线

~

间的板带，其跨内截面2，3和支座截面的弯矩设计值都可折减20%。

为了方便，近似对钢筋面积乘以0.8。

计算结果表明，支座的

均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=218.4/（1000*100）=0.2184%,此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/300=0.2145%。

同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

（二）楼面次梁设计

按塑性内力重分布设计。

根据本宿舍屋盖的实际使用情况，屋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。

永久荷载设计值

板传来永久荷载4.19*2.0=8.38KN/m

次梁自重0.2*（0.5-0.1）*25*1.2=2.4KN/m

次梁粉刷0.02*（0.5-0.1）*2*17*1.2=0.33KN/m

小计g=11.11KN/m

可变荷载设计值

q=10.4*2.0=20.8KN/m

荷载设计总值

g+q=31.91KN/m

（2）计算简图

次梁在主梁上的支承长度为240mm。

主梁截面为300*600。

计算跨度：

边跨l0=ln+a/2=7200-120-300/2+240/2=7050<1.025ln=7103mm,取l0=7050mm

中间跨：

l0=ln=7200-300=6900mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。

次梁的计算简图如下图3所示。

（3）内力计算

由表可分别查得弯矩系数和剪力系数如下：

端支座-1/24;边跨中，1/14;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座-1/14。

A支座内侧0.50；外侧Bex0.55；内侧Bin0.55；外侧Cex0.55；内侧Cin0.55。

弯矩设计值：

MA=-（g+q）l20/24=-31.91*7.052/24=-73.08KNm

M1=（g+q）l20/14=31.91*7.052/14=113.29KNm

MB=-（g+q）l20/11=-31.91*7.052/11=-144.18KNm

M2=（g+q）l20/16=31.91*6.92/16=94.95KNm

MC=-（g+q）l20/14=-31.91*6.92/14=-108.52KNm

剪力设计值：

VA=0.50（g+q）ln1=0.50*31.91*6.93=110.57KN

VBl=0.55（g+q）ln1=0.55*31.91*6.93=121.62KN

VBr=V0.55g+q）ln2=0.55*31.91*6.9=121.10KN

（4）承载力计算

1）正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b1f=l/3=7200/3=2400mm;又b1f=b+sn=200+2200=2400mm,故取b1f=2400。

截面纵向钢筋按两排布置。

环境类别一级，C30混凝土，梁的最小保护层厚度c=25mm。

一排纵向钢筋h0=500-35=465mm，两排纵向钢筋h0=500-60=440mm。

C30混凝土，ɑ1=1.0，fc=14.3KN/m2;ft=1.43KN/m2;纵向钢筋采用HRB335钢筋，fy=300KN/m2，箍筋采用HRB335钢筋，fyv=300KN/m2。

正截面承载力计算过程如下表2所示。

经判别跨内截面均属于第一类T形截面。

截面

1

B

2

C

弯矩设计值（KNm）

113.29

-144.18

94.95

-108.52

s=M/（

1fcbh02）或

s=M/（

1fcb1fh02）

113.29*106/（1*14.3*2400*4402）=0.226

144.18*106/（1*14.3*200*4402）=0.288

94.95*106/（1*14.3*2400*4402）=0.190

108.52*106/（1*14.3*200*4402）=0.217

=1-（1-2

s）1/2

0.017

0.260<0.35

0.014

0.196

As=

bh0

1fc/fy或As=

b1fh0

1fc/fy

855.8

1090.6

704.8

822.8

选配钢筋（mm2）

3Φ18+1Φ10

As=842

4Φ18+1Φ10

As=1096.5

2Φ18+1Φ16

As=710.1

3Φ18+1Φ10

As=842

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；As/bh=704.4/（200*500）=0.704%，此值大于0.45ft/fy=0.45*1.43/300=0.2145%。

同时大于0.2%，满足最小配筋率的要求。

2）斜截面计算受剪承载力

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。

验算截面尺寸：

hw=h0-h1f=440-80=360mm,因hw/b=360/200=1.8<4,截面尺寸按下式验算。

验算截面尺寸：

0.25

cfcbh0=0.25*1*14.3*200*440=314.60>Vmax=134.51KN

截面满足要求。

计算所需箍筋：

采用Φ6双肢箍筋，计算支座B左侧截面。

由

Vcs=0.7ftbh0+1.25h0fyvAsv/s,可得到箍筋间距

s=1.25h0fyvAsv/（VBl-0.7ftbh0）=1.25*440*300*56.6/（121.62*103-0.7*1.43*200*440）=278.15mm

调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%或箍筋间距减小20%。

现调整箍筋间距，s=0.8*278.15=222.52mm。

最后取箍筋间距s=200mm。

为方便施工，沿梁长不变。

验算配箍率下限值：

弯矩调幅时要求箍筋的配箍率下限为：

0.3ft/fyv=0.3*1.43/300=0.14%,实际配箍率

sv=56.6/（200*200）=0.142%>0.14%,满足要求。

第二章楼梯设计

1.梯段板设计

（1）设计资料

层高3.6m，踏步尺寸165mm*270mm。

采用C30混凝土，板采用HPB235，梁纵筋采用HRB335级钢筋。

取板厚h=120mm。

板倾斜角的正切tan

=165/270=0.61,cos

=0.853。

取1m宽板带计算。

（2）荷载计算

梯段板的荷载计算如下表3所示。

梯段板的荷载表3

荷载种类

荷载标准值kN/m

恒

荷

载

水磨石面层

（0.27+0.165）*0.65/0.27=1.05

三角形踏步

0.61*0.27*0.165*25/0.27=2.52

混凝土斜板

0.12*25/0.853=3.52

板底抹灰

0.02*17/0.853=0.40

小计

7.5

活荷载

3.5

恒荷载分项系数

G=1.2；活荷载分项系数

Q=1.4。

总荷载设计值p=1.2*7.5+1.4*3.5=13.9KN/m。

（3）截面设计

板水平计