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1、完整版同济大学混凝土结构毕业课程设计混合结构房屋混合结构房屋设计主梁布置：横向楼面活荷：8.0KN层数： 3土木4班2012年6月1.工程概况 31.1设计题目 31.2设计任务 31.3设计资料 32结构设计及计算 42.1楼盖 42.1.1设计资料 52.1.2截面尺寸选择 52.1.3板的设计（塑性方法） 52.1.4次梁的设计 62.1.5主梁的设计（按弹性理论计算） 82.2楼梯 122.2.1设计资料 122.2.2尺寸选择 132.2.3梯段板设计 132.2.4平台板设计 142.2.5平台梁设计 152.2.6楼梯构造说明 162.3屋面 172.4墙 172.4.1设计资料

2、 172.4.2静力计算方案 182.4.3底层纵墙验算 182.4.4底层横墙验算 212.5基础 212.5.1设计资料 212.5.2墙下条形基础设计 212.5.3柱下独立基础计算 231.工程概况1.1设计题目某三层仓库采用混合结构方案。楼盖为现浇混凝土单向板肋梁楼盖，现浇钢筋混凝土柱及砖墙作为承重体系，现浇钢筋混凝土柱下单独基础及墙下条形基础。1.2设计任务（1）按建筑平、立、剖面图进行结构平面布置（2）按选定的结构方案进行结构计算A. 估算钢筋混凝土柱截面尺寸B. 楼盖结构计算a) 板及次梁按塑性计算b) 主梁按弹性计算C. 钢筋混凝土楼梯计算D. 承重外墙验算a) 确定结构静力

3、计算方案b) 验算墙体高厚比c) 验算底层墙体承载力E. 墙下条形基础计算（3）绘制施工图（2号图纸三张）A. 基础平面布置图及基础配筋图B. 楼盖结构平面布置图（包括连续板配筋）C. 次梁配筋图和剖面图D. 主梁配筋图和剖面图E. 楼梯配筋图1.3设计资料（1）柱网尺寸为5.0 m 6.0 m，三层房屋，主梁沿横向布置。（2）荷载：A. 二毡三油加绿豆砂 0.35kNm3B. 石灰砂浆容重（天花板抹灰） 17kNm3 C. 水泥砂浆容重 20kN m3 D. 钢筋混凝土容重 25kN m3 E. 细石混凝土容重 24kN m3 F. 砖墙容重 19kN m3 G. 钢窗自重 0.45kN m

4、3 H. 屋面活荷载 0.5kN m3 I. 楼面活荷载 7kN m3 (3 )基础：室外地坪以下1.5 m 处为老土层，地基承载力标准值按 100 kNM2 考虑，地下水位于地面以下 0.5 m 处。 2结构设计及计算2.1楼盖楼盖采用整体式钢筋混凝土结构单向板肋梁楼盖，结构平面图如下图所示，下面根据GB50010规范设计此肋梁楼盖。单向板肋梁楼盖结构平面布置图2.1.1设计资料（1）楼面构造做法：20mm厚水泥砂浆找平层，20mm厚纸筋灰内粉刷。（2）楼面可变荷载标准值为8.0kNmm2。（3）材料选用：混凝土：采用C30（fc=14.3Nmm2，ft=1.43Nm2）；钢筋：梁中受力纵筋

5、均采用HRB400钢筋（级钢，fy=360Nmm2）；其他钢筋均采用HPB300钢筋（级钢，fy=270Nmm2）。2.1.2截面尺寸选择柱：500mm500mm。板：=2.00-0.20=1.80m边跨：ln=2.00-0.202-0.372=1.72m l0=ln+a2=1.72+0.372=1.90m l0ln+=5.00-0.25=4.80m边跨： ln=5.00-0.252-0.372=4.69m l0=ln+a2=4.69+0.372=4.88m l01.025ln=4.81m，取l0=4.81m计算简图如下：次梁的计算结果如下表，次梁配筋见附图：次梁的受弯承载力及配筋计算截面端支

6、座边跨跨中离端第二支座中间支座中间跨跨中弯矩系数0111-111-114116M(kNm)-63.61-63.61-48.8042.70受压区高度xmm-10.2581.0459.856.85Asmm2-570.3643.8475.5380.7选配-3 183 182 182 18实际Asmm2-763763509509b)-14003152003152003151400315配箍率%-1.211.210.810.81，因此配筋满足最小配筋率要求。（3）斜截面受剪承载力及箍筋计算次梁的斜截面承载力计算及配筋截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧剪力系数0.450

7、.600.550.550.55VkN64.7286.3079.1179.1179.11Ass0.0200.2730.1890.1890.189选配(双肢箍) 实际Ass0.2830.2830.2830.2830.283配箍率%0.140.140.140.140.14，因此配筋满足最小配箍率要求。（4）构造说明 实际配箍率均大于最小配箍率，满足要求，不需要弯起钢筋。 由于各跨跨度相差不超过20，可变荷载与永久荷载的比值qg0.7ftbh0计，las 12d=1225=300mm（带肋钢筋），故一律取伸入支座的锚固长度为360mm。 上部纵向受力钢筋中的2根直径为25mm的钢筋兼做架力钢筋。 构造

8、钢筋：主梁扣除翼缘板厚度后截面高度为=450mm，故应该在主梁的每个侧面沿高度配置纵向构造钢筋（腰筋），腰筋间距200mm，考虑保护层厚度，沿高度方向布置1排腰筋。 承重墙支座处负弯矩钢筋的锚固长度：竖直段：15d=1525=375mm，取400mm水平段：与上部相同，取为360mm 支座处的负弯矩钢筋可在距离支座边=1833mm的距离处切断，取2000mm。（7）裂缝验算边跨跨中:，=2970mm；斜向计算跨度=l0 =3492mm；板厚t=(125135) =99.8139.7mm，故取t=120mm平台梁：计算跨度l0=（）1.05=2480mm，截面高度hl12=206.7mm，考虑构

9、造要求，取h=350mm，b=150mm 平台板：板厚取t=70mm，计算跨度l01=(02)2-120+702=1280mm楼梯踏步取b=270mm，=minbh=0.241000120=288mm2跨中=11012.902.972=11.38kNm由正截面受弯承载力公式可知：x=8.30mm xb=57.60 mm，故不会发生超筋破坏。As=1 fcbx fy =439.74mm2选配 ，As=565.49mm2，满足最小配筋率要求。2.2.4平台板设计（1）荷载永久荷载设计值 80mm厚钢筋混凝土板 1.2250.07=2.1 kNm2 20mm厚水泥砂浆面层 1.2200.02=0.4

10、8 kNm2 20mm厚纸筋灰粉刷 1.2170.02=0.41 kNm2 g=2.99 kNm2可变荷载设计值 q=1.43.5=4.9 kNm2合计 g+q=7.89 kNm2（2）正截面受弯承载力及配筋（取1m宽板带）：计算跨度l01=1.28m，b=1000mm，=minbh=0.24100070=168 mm2故选配 的钢筋，As=251 mm2 满足最小配筋率要求。2.2.5平台梁设计（1）荷载永久荷载设计值由楼梯和板传来的荷载 12（12.902.97+7.891.28）=24.21kNm梁自重 1.20.150.3525=1.58 kNm20mm厚梁侧抹灰（仅一面） 1.20.

11、02（0.35-0.07）17=0.11 kNm合计 25.90 kNm（2）正截面受弯及配筋计算计算简图如下：按倒L形单筋截面计算：计算跨度：l=2480mm截面尺寸：l06, b+Sn2=413.3mm因为=1825.902.482=19.91 kNm判断截面类型： M =1fc bfhf(= max0.45ftfy,0.2=0.2As,min=minbh = 0.002150350=105mm2可求得受压区高度x=10.88mmAs=1 fcbx fy =178.6mm2选配2 12，实际As=226mm2，满足最小配筋率要求。(3)斜截面抗剪承载力及配筋在支座处，Vmax=32.12k

12、N0.25fcbh0=168.92kN，故截面满足要求又有Vmax0.7ftbh0=47.30kN，因此只需要按照构造配筋即可sv,min=0.24ftfy=0.13因此选配 的箍筋，sv=0.3，满足最小配箍率要求2.2.6楼梯构造说明 斜板内垂直于受力筋方向每踏步一根 8 平台板内垂直于受力钢筋方向配分布钢筋 梯段斜板在距离平台梁为l04=742.5mm（取750mm）范围内配置负弯矩受力筋 平台板在距离平台梁为l014=320mm（偏于安全取450mm）范围内配置负弯矩受力筋 平台板搁置在承重墙端上的距离为120mm范围内配置负弯矩受力筋 2.3屋面屋面的结构布置平同楼盖，设计方法与楼盖

13、设计类似，故省略。仅计算屋面荷载设计值以供承重墙验算及地基设计时使用。荷载设计值计算：永久荷载标准值二毡三油防水层，上铺绿豆砂 1.20.35=0.42kNm220mm水泥砂浆找平层 1.20.0220=0.48 kNm2100mm现浇混凝土肋梁屋盖 1.20.1025=3.00 kNm220mm纸筋灰内粉刷 1.20.0217=0.41kNm2 合计 g=4.31kNm2屋面活荷载设计值 q=1.40.50=0.7 0kNm2 合计 g+q=5.01kNm22.4墙2.4.1设计资料（1）材料选用：砖：MU20普通烧结粘土砖。砂浆：M7.5混合砂浆。砌体抗压强度设计值f=2.39 Nmm2。

14、（2）截面尺寸：墙厚370mm，纵墙壁柱490mm490mm（3）荷载屋面荷载 5.01kNm2楼面荷载 3.89+0.8510.40=12.73kNm2主梁自重 1.2250.25（0.55-0.10）=3.38kNm次梁自重 1.2250.20（0.35-0.10）=1.50kNm过梁自重 250.370.3=2.78kNm370mm砖墙自重 190.37=7.03 kNm2钢框玻璃窗自重 0.45 kNm2 2.4.2静力计算方案根据楼（屋）盖类别为整浇钢筋混凝土楼（屋）盖，横墙间距S=20m2H=10m，故H0=1.0H=5.0m 1=1.0，2=1-0.42.45=0.808 = H

15、0 =H，故H0=0.6S=3.0m = H0 ，bb=490mm，tb=180mm，Ab=490490=240100 mm2，A0=490490+3702370=513900mm2 ，故取上部传来的荷载：Nu =（5.01+12.73）53+（3.383+1.505+7.03（45-2.41.6）+2.41.60.45）2=532.048kN上部传来荷载所产生的平均压应力为：局部受压面积内的上部轴向力设计值为：本层荷载：Nl=12.7353+3.383+1.505=208.59kN全部轴力为：N=124.85+208.59=333.44kN，1 =5.7ei = ab 2-0.4a0=210

16、.41mme = Nl ei N=208.59210.41 333.44=131.62mme ab = 131.62490=0.269 N=333.44kN故局部受压满足要求。（4）窗间墙承载力验算-截面： N=532.05+208.59=740.64kN ei = y1-0.4a0=199.1-0.486.47=164.51mm M=208.590.16451=34.32kNm e =MN=34.32.64=46.34mm0.6 y1=119.46mm e ）N=（5.01+12.732）2.52+1.502.53+7.03（42+5）2=346.38kN2.5基础2.5.1设计资料室外地坪

17、以下1.5 m 处为老土层，地基承载力标准值按 100 kNm2 考虑，地下水标高-0.95m(地面以下 0.5 m 处)。选用混凝土的强度等级为C30( fc = 14.3 Nmm2),混凝土垫层采用C10，钢筋均采用其他钢筋均采用 HPB 300 级钢筋（级钢，fy=270Nmm2, E=2.1 105Nmm2）2.5.2墙下条形基础设计（1）荷载由于壁柱的存在，基础顶面存在偏压，但影响较小，此处验算时忽略不计。对于纵墙和横墙采用相同的条形基础设计，故基础顶面荷载为：F=max891.215，345.382=178.22 kNm（2）地基持力层承载力验算：基础埋深:考虑增加10 cm 的平

18、整地层所用厚度，并取整，定为1.6 m。故，基础埋置的标高为 -2.050 m.取，b=2.1m。由于地质具体情况不知，不考虑地基土承载能力的修正。故地基持力层承载力满足要求。（3）控制截面抗剪高度验算控制截面定为II截面，如上图。该截面距基础边缘距离为：剪力为：故截面高度定为：实际取基础边缘高度为 250 mm，基础边缘高度为 200 mm（4）控制截面抗弯验算及配筋控制截面的弯矩为： 基础每延米受力钢筋的截面面积为： 选配 12 200 ，实际，沿垂直于砖墙长度的方向配置。沿墙方向按构造配 8 250 的分布钢筋，下垫 100 mm厚素混凝土垫层。2.5.3柱下独立基础计算（1）荷载由柱子

19、的轴心受压验算得知，基础顶面受到上部的总荷载为：Fk =（5.01+12.732）56+（3.385.5+1.504.53+0.50.525）3=1049.37kN（2）基础尺寸确定根据地基承载力确定柱下独立基础底面尺寸：故确定柱下独立基础的尺寸为：3600mm3600mm实际基础的底面积为：12.96 m2（3）强度验算及配筋设计地基持力层承载力：故地基持力层承载力满足要求。确定有效高度：假设基础高度h 为500mm,混凝土保护层厚度为50mm则基础有效高度为h0 =500-50=450m 确定相关系数以及抗冲切验算：，ft = 14.3 Nmm2，at = a =500mm , ab = a+2 故可知基础高度满足要求。基础内力的计算及配筋：设计控制截面在柱边处，此时相应的的值分别为（由于基础底面为3.63.6 m2，因此可以取任意一边为长边，另一边则为短边）：长边方向：短边方向：所以配筋为：长边方向：短边方向：因此两个方向配筋可取为一样，故实际在长边和短边方向的配筋为: （实际配筋面积为2261.9mm2，误差5%以内），即沿长边和短边方向的钢筋均为20根。