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工程结构综合课程设计

钢筋混凝土单向板肋形楼盖综合设计计算书姓名:XXX学号:XXX班级:XXX指导老师:XXX目录一、设计资料--------------------------------------------------------------1二、平面结构布置---------------------------------------------------------2三、板的设计--------------------------------------------------------------2四、次梁的设计------------------------------------------------------------4五、柱的设计---------------------------------------------------------------7六、现浇板式楼梯的设计-------------------------------------------------9七、基础的设计------------------------------------------------------------12八、关于计算书和图纸的几点说明-----------------------------------------18一、设计资料轴线尺寸:l1= 6.3 m;l2= 7.2m。

柱截面尺寸:b h= 500X500mm。

楼面面层: 30厚水磨石板底粉刷: 15厚混合砂浆楼面活荷载标准值:q k=7.0 2kN/m混凝土强度等级: C25梁主筋级别: HRB335级、HRB400级其余钢筋级别: HPB300级底层层高4.5m,室内外高差100mm。

纵墙每轴线间上开有4.5m宽2.4m高窗洞,横墙居中有4.8m宽3.6高门洞。

墙体+0.000以上采用实心粘土砖、混合砂浆砌筑,+0.000以下采用实心粘土砖、水泥砂浆砌筑。

工程地质条件:场地土层至上而下为:①杂填土:层厚0.7~1.0米,主要由建筑垃圾和少量粘土组成,土质不均,结构松散。

②粘土夹碎石:层厚3.0~4.1米,黄褐色,粘土呈硬塑状态,含铁锰结核,碎石含量10%左右。

承载力特征值f ak=240kN/m2,压缩模量E s=11.0MPa。

③泥岩强风化:层厚4.5~5.8米,紫红、棕红色,呈硬塑至坚硬状态,含氧化铁及高岭土,属中偏低压缩性。

承载力特征值f ak=290kN/m2,压缩模量E=10.0MPa。

s二、平面结构布置图图 1 结构平面布置图三、板的设计(对板取1m宽作为其计算单元)1)确定板基本几何参数板厚:h=80mm板在墙上的支撑长度:120mm次梁截面尺寸:b×h=200mm×500mm2)荷载计算荷载种类荷载标准值(kN/m) 荷载分项系数荷载设计值(kN/m)恒载荷板自重25×0.08=2.0 1.2 2.4 30厚水磨石面层0.65 1.2 0.7815厚混合砂浆17×0.015=0.255 1.2 0.306 小计g 2.905 1.2 3.486 活载荷q 7.0 1.3 9.1总计p9.905 12.63)内力计算图 2 板的结构尺寸和计算简图(1)跨度计算边跨:l 01=l n +h/2=2400-100-120+80/2=2220mm中跨:l 02=l n =2400-200=2200mm跨度差:(2220-2200)/2200=0.09%<10%,可按等跨连续梁查表计算(2)弯矩设计值计算(按塑性内力重分布法计算内力)图 3 板的计算简图截面位置弯矩系数αM 弯矩设计值)/()(20m kN pl M M •=α 边跨跨内111 111×12.6×2.222=5.63 B 支座111- 111×12.6×2.222=-5.63 中间跨跨内161 161×12.6×2.202=3.81 C 支座 141 -141×12.6×2.202=-4.35 (3)配筋b=1000mm ,h=80mm ,a s =15+5=20mm ,h 0=80-20=60mm采用C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2,HPB300钢筋f y =270N/mm 2截面位置 M/(kN ·m) 201211bh f M c αξ--= 201/)/(mm f bh f A yc s ξα= 实配钢筋边跨跨内 5.63 0.141 373 Φ10@200393mm 2 B 支座 -5.630.141 373 Φ10@200 393mm 2 中间跨内①-②,④-⑤轴线内 3.81 0.093 246 Φ8@200 251mm 2 ②-④轴线内 3.81×0.8= 3.05 0.074 195 Φ6/8@200 196mm 2 C支座 ①-②,④-⑤轴线内-4.35 0.107 283 Φ8/10@200 312mm 2 ②-④轴线内 -4.35×0.8=3.48 0.085 225 Φ8@200 251mm 2上表中ξ的值均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则)/(bh A s =196/(1000×80)=0.245%>0.45yt f f =0.45×27027.1=-0.212%,且大于0.2%,满足最小配筋率的要求四、次梁的设计1)确定次梁基本几何参数次梁在墙上的支撑长度:300mm次梁截面尺寸:b ×h=200mm ×450mm主梁截面尺寸:b ×h=300mm ×700mm2)荷载计算荷载种类 荷载标准值(kN/m) 荷载分项系数荷载设计值(kN/m) 恒载荷 由板传来的永久荷载2.905×2.4=6.97 1.28.37 次梁自重 25×0.2×(0.5-0.08)=2.1 1.2 2.52 15厚混合砂浆 17×0.015×2×(0.5-0.08)=0.211.20.25 小计g 9.28 1.211.14 活载荷q 7×2.4=16.8 1.3 21.84总计p26.08 32.983)内力计算图 3 次梁结构尺寸示意图(1)跨度计算边跨:l 01=l n +a/2=6300-120-300/2+300/2=6180mml n =6030mm中跨:l 02=6300-300=6000mml n =6000mm跨度差:(6180-6000)/6000=0.03%<10%,可按等跨连续梁查表计算(2)弯矩设计值计算(按塑性内力重分布法计算内力)图 4 次梁计算简图截面位置弯矩系数αM 弯矩设计值)/()(20m kN pl M M •=α 边跨跨内111 111×32.98×6.182=114.51 B 支座111- 111×32.98×6.182=-114.51 中间跨跨内161 161×32.98×62=74.21 C 支座141 -141×32.98×62=-84.81 (3)剪力设计值计算截面位置剪力系数αV 剪力设计值kN pl M n V /)(α= 边跨跨内0.45 0.45×32.98×6.03=89.49 B 支座0.60 0.60×32.98×6.03=119.32 中间跨跨内0.55 0.55×32.98×6=108.83 C 支座 0.55 0.55×32.98×6=108.833)配筋(1)正截面受弯承载力计算b=200mm ,h=500mm ,a s =25+10=35mm ,h 0=500-35=465mm h f ’=80mm翼缘计算宽度:边跨:b f ’=6180/3=2060mm<b+s n =2400mm中跨:b f ”=6000/3=2000mm<b+s n =2400mm采用C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2,HPB335钢筋f y =300N/mm 2因为=-)2/'(''0f f f c h h h b f 809.2kN ·m>114.51kN ·m 所以次梁跨内截面按第1类T 形截面梁计算,支座截面按矩形截面计算截面位置 M/(kN ·m) b f ’或b/(mm) 201211bh f M c αξ--=201/)/(mm f bh f A y c s ξα=实配钢筋边跨跨内 114.51 2060 0.0218 828 2Φ16+2Φ18817mm 2B 支座 -114.51 200 0.255 941 2Φ20+2Φ16+1Φ181083.6mm 2中间跨内 74.21 2000 0.0145 535 3Φ16603mm 2C 支座 -84.81 200 0.181 669 2Φ16+1Φ18656.5mm上表中ξ的值均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则)/(bh A s =603/(200×500)=0.603%>0.45yt f f =0.45×30027.1=-0.19%,且大于0.2%,满足最小配筋率的要求(2)斜截面受剪承载力计算①验算截面限制条件b=200mm ,h=500mm ,a s =25+10=35mm ,h 0=500-35=465mm采用HPB300钢筋f yv =270N/mm 20.25f c bh 0=276.68kN>119.32kN ,截面尺寸满足要求②箍筋计算采用Φ6双肢箍筋,A sv =56mm2截面位置 V/kN V/0.94f t bh 0 箍筋 )]7.0/()([001bh f V h nA f s t sv yv -=/mm 实配箍筋边跨跨内 89.49 0.81<1.0 构造配箍— Φ6@190B 支座 119.32 1.07>1.0 计算配箍191 Φ6@190中间跨跨内 108.83 0.98<1.0 构造配箍— Φ6@190C 支座 108.83 0.98<1.0 构造配箍— Φ61@90实配箍筋间距s=190mm<s max =200mm )/(1bs nA SV sv =ρ=56/200×190=0.147%>=min ,SV ρ0.24f t /f yv =0.113%满足构造要求五、柱的设计1)荷载计算(1)集中荷载 主梁截面尺寸:b ×h=300mm ×700mm荷载种类 荷载标准值(kN) 荷载分项系数荷载设计值(kN)由次梁传来的永久荷载 9.28×6.3=58.461.2 70.16 活荷载 16.8×6.3=105.841.3 137.59总计p 164.3 207.75 查内力计算表可得荷载简图 剪力v/kNB 支座k kV a l V a r-1.267 1.000-263.22 207.75V 总=(V a r -V a l ) +p=207.75+263.22+207.75=678.72kN(2)均布荷载荷载种类 荷载标准值(kN/m) 荷载分项系数 荷载设计值(kN/m)主梁自重 25×0.3×(0.7-0.08)=4.65 1.2 5.58 15厚混合沙浆 17×2×0.015×(0.7-0.08)=0.321.2 0.38总计p 4.97 5.96查内力计算表可得荷载简图 剪力v/kN/mB 支座k kV a l V a r-0.600 0.500 -3.582.98V 总=[(V a r -V a l ) +p]×l=[(3.58+2.98)+5.96]×7.2=90.14kN2)确定截面尺寸(初步估计忽略柱自重,柱轴心受压力计算) 柱顶荷载恒载:标准值 780kN 设计值 936kN 柱顶荷载活载: 标准值 580kN 设计值 754kN N=936+754+753+678.72+90.14=2458.86kN由于截面尺寸未知,无法根据长细比确定稳定系数ϕ,可暂设ϕ=1.0,且设配筋率ρ=1.0%,则估算截面面积:)'(9.0y c f f NA ρϕ+=)27001.09.11(0.19.01086.24583⨯+⨯⨯⨯==187128mm 2轴心受压构件应采用方形截面,边长为187128==A b =433mm 故可确定柱截面尺寸为450mm ×450mm3)确定稳定系数 l 0=1.0H=4.5m长细比l0/b=4500/450=10 查表可得稳定系数ϕ=0.984)配筋考虑柱自重后的轴向力设计值为N=2458.86kN+1.2γ12H b =2458.86+1.2×0.452×4.5×25=2486.20kN2704509.1198.09.01020.2486'9.0'23⨯-⨯⨯=-=y c s f A f N A ϕ=1515mm 2 选用纵向受力钢筋选用8φ16,A s =1608.8mm 2 ,箍筋φ8@300%6.0%79.04500.1608''min 2=>===ρρA A s ,满足构造需求 六、现浇板式楼梯的设计1)斜板设计(对斜板取1m 宽作为其计算单元)(1)确定斜板基本几何参数 层高:4500mm踏步数:15(阶) 踏步高度:150mm 踏步宽度:280mm计算跨度:l n =3920m.;m梯段板与水平方向夹角:tan ɑ=0.536/cos ɑ=0.882图6 楼梯结构布置图(2)确定斜板厚度t=(251~301)l n =130~157mm ,取t=130mm(3)荷载计算荷载种类 荷载标准值(kN/m)荷载分项系数 荷载设计值(kN/m) 恒载荷栏杆自重 0.1 1.2 0.12 斜板自重25×)882.013.0215.0(+=5.56 1.2 6.6730厚水磨石面层 0.65×’28.028.015.0+=0.10 1.2 0.1215厚混合砂浆 17×882.0015.0=0.301.2 0.35 小计g 6.06 1.2 7.26 活载荷q 3.5 1.4 4.9 总计p 9.5612.16(4)内力计算 跨中最大弯矩102n pl M ==1092.316.122⨯=18.69kN ·m(5)配筋计算h 0=t-20=130-20=110mmɑs =201bh f Mc α=2611010009.110.11069.18⨯⨯⨯⨯=0.130 由ɑs =ξ(1-0.5ξ) 得ξ=0.130 yc s f bh f A 01ζα==27011010009.110.1130.0⨯⨯⨯⨯=630mm 2选用:受力钢筋Φ10@120,A s =654mm 2分布钢筋Φ8@280(即每一踏步下放一根)图7 楼梯配筋图2)平台板设计(对平台板取1m 宽作为其计算单元) (1)确定平台板基本几何参数 板厚h=70mm平台跨度:l n =1200mm (2)荷载计算荷载种类 荷载标准值(kN/m) 荷载分项系数荷载设计值(kN/m) 恒载荷平台板自重 25×0.07×1=1.751.22.1 30厚水磨石面层 0.65 1.2 0.78 板底15厚混合砂浆 17×0.015=0.255 1.2 0.306 小计g 2.655 1.23.186 活载荷q 3.5 1.44.9 总计p 6.1558.09(3)内力计算平台板计算跨度 l 0=l n +h/2=(1200+70/2)=1235mm跨中最大弯矩820pl M ==8235.109.82⨯=1.54kN ·m(4)配筋计算h0=70-20=50mmɑs =201bh f Mc α=265010009.110.11054.1⨯⨯⨯⨯=0.052 由ɑs =ξ(1-0.5ξ) 得ξ=0.053 yc s f bh f A 01ζα==2705010009.110.1053.0⨯⨯⨯⨯=117mm 2选用:受力钢筋Φ6@150,A s =189mm 2 分布钢筋Φ8@2803)平台梁设计(1)确定平台梁基本几何参数平台梁截面:h ×b=200mm ×350mm平台梁计算跨度:l 0=l n +a=2760+240=3000mm (2)荷载计算荷载种类 荷载标准值(kN/m) 荷载分项系数荷载设计值(kN/m) 恒荷载由斜板传来的 横荷载 6.15×292.3=12.051.2 14.46 由平台板传来的 横荷载2.75×22.1=1.651.21.98平台梁自重 25×0.35×0.2=1.751.22.1 30厚水磨石面层 0.65×0.02=0.00131.20.0156 底部和侧面15厚 混合砂浆 17×0.015×[0.2+2×(0.35-0.07)]=0.191.20.23小计g 15.64 1.2 18.79 活载荷q 3.5×1×(292.3+22.1+0.2)=9.661.312.56总计p 25.3 31.35(3)内力计算跨中最大弯矩820pl M ==8335.312⨯=35.27N ·m平台梁支座处最大剪力=⨯==276.235.312n pl V 43.26kN (4)截面设计①正截面受弯承载力计算 h0=h-35=350-35=315mmɑs =21bh f Mc α=263152009.110.11027.35⨯⨯⨯⨯=0.15 由ɑs =ξ(1-0.5ξ) 得ξ=0.163 yc s f bh f A 01ζα==2703152009.110.1163.0⨯⨯⨯⨯=452mm 2选用1Φ16,2Φ14,A s =201.1+308=509.1mm 2②斜截面受剪承载力计算058.03152009.111026.4330=⨯⨯⨯=bh f V c <0.94 按构造配置箍筋,选用8Φ200双肢箍筋七、基础的设计选定持力层为粘土夹碎层,承载力特征值为2/240m kN f ak =,压缩模量为MPa E s 0.11=,确定基础的埋深为1.5m1)地基承载力特征值修正)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη其中3.0=b η,6.1=d η;m b 3=,m d 5.1=,取粘土夹碎石的重度为3/5.19m kN =γ,杂填土厚 1.0m ,其重度为3/18m kN =γ,则3/5.185.1/)5.05.190.118(m kN m =⨯+⨯=γ,将这些数据代入上述公式得2/6.269)5.05.1(5.186.1240m kN f a =-⨯⨯+=2)墙下条形基础 (1)荷载计算 ①外纵墙一层纵墙和窗自重kN 36.974.25.45.0)4.25.45.43.6()02.017224.019(=⨯⨯+⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯ 折算成均布荷载m kN /45.153.636.97=÷二层以上传给墙的恒荷载标准值为130kN/m ,活荷载标准值为45kN/m荷载简图 剪力v/kNA 支座 k V a 0.733 集中永久荷载 58.46 42.85 集中可变荷载 105.84 77.58 集中永久荷载折算成分布荷载产生的压力:N 总=(V a +p)/l=16.08kN/m 集中可变荷载折算成分布荷载产生的压力:N 总=(V a +p)/l=29.11kN/m荷载简图 剪力v/kNA 支座 k V a-0.400分布永久荷载 4.97 1.99 分布永久荷载产生的压力:N 总=V a +p=6.96kN/m 荷载种类 标准值(kN) 荷载分项系数 设计值(kN) 恒荷载 16.08+4.97+130+15.45=166.50 1.2 199.80 活荷载 6.96+45=51.96 1.3 67.54 总计 218.46267.35②山墙一层纵墙和窗自重kN 06.4366.38.40.1)6.38.45.432.7()02.017224.019(=⨯⨯+⨯-⨯⨯⨯⨯⨯+⨯ 折算成均布荷载m kN /19.2032.706.436=÷÷二层以上传给墙的恒荷载标准值为130kN/m ,活荷载标准值为45kN/m 二层次梁传给墙的永久荷载m kN /33.9)32.7(803.628.945.0=⨯÷⨯⨯⨯二层次梁传给墙的可变荷载m kN /88.16)32.7(803.68.1645.0=⨯÷⨯⨯⨯ 荷载种类标准值(kN/m) 荷载分项系数 设计值(kN/m) 恒荷载 9.33+130+20.19=160.52 1.2 192.62 活荷载 16.88+45=61.88 1.3 80.44 总计 222.4273.06根据构造要求,墙身放脚60mm 。

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