學士樓蓋課程設計計算書-原創(chuàng)

1、第一章設計資料1、 設計題目某鋼筋混凝土樓蓋設計2、 設計資料(1)樓層平面如任務書附圖所示。墻體厚度370mm結構橫向長Li=18m結構縱向長L2=30m樓梯位于該層平面的外部，本設計不予考慮。樓蓋采用整體式單向板肋形結構。(2)該建筑位于非地震區(qū)。(3)建筑物安全級別為二級。(4)結構環(huán)境類別為一級。(5)建筑材料等級：混凝土強度等級為梁、板為C25混凝土；鋼筋：板中鋼筋、梁中箍筋、構造鋼筋為I級；梁中受力鋼筋為II級。(6)荷載：鋼筋混凝土容重為25kN/m0樓面面層為20mm厚水泥砂漿抹面(容重為20kN/m3),梁板天花為15mncB混合砂漿粉底容重為EkN/M;樓面活荷載標準值為2

2、.5kN/m3。(7)結構平面布置及初估尺寸：板的支承長度為120mm梁的支承長度為240mm主梁沿房屋的橫(縱)向布置。板厚h=60120mm次梁：高h=(1/181/12)Lm,寬b=(1/3.51/2)hmm，間距l(xiāng)1=2.0m。主梁：高h=(1/141/8)Lmm,寬b=(1/3.51/2)hmm，間距12=6.0m。柱：bxh=350mm350mm柱網(wǎng)尺寸為6.0mX6.0m。(8)使用要求：梁、板允許擾度、最大裂縫寬度允許值見書本附錄。(9)采用的規(guī)范：水工混凝土結構設計規(guī)范(2008),建筑結構荷載設計規(guī)范。3、 設計要求在規(guī)定的時間內(nèi)，獨立完成以下成果：(1)設計計算書一份。包

3、括：計算依據(jù)的資料，計算假定、計算簡圖；板、次梁、主梁的計算，并附有配筋草圖。a、結構平面布置圖：柱網(wǎng)、主梁、次梁及板的布置b、板的強度計算和配筋c、次梁強度計算和配筋word文檔可自由復制編輯d、主梁強度計算和配筋計算書要求內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)正確、書寫工整、裝訂成冊。(2)施工圖。包括：a、結構平面布置圖(1:200)b、板的配筋圖(1:50)c、次梁的配筋圖(1:50;1:25)d、主梁的配筋圖(1:50;1:25)及彎矩M剪力V內(nèi)力包絡圖及抵抗彎矩圖。e、鋼筋明細表及圖紙說明圖紙要求布局合理，線條粗細分明，字體工整，符號、尺寸、說明齊全，符合制圖規(guī)范要求，圖紙統(tǒng)一用A&第二章設計計算

4、書一、平面結構布置由查表得C25混凝土：fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2cftk=1.78N/mm2,Ec=2.08104N/mm2由查表得I級鋼筋：fy=f'y=21(N/m2m,E=2.151Nr2/mII級鋼筋：fy=f'y=30CN/m2m,E=2.051NMm按彈性理論計算板、次梁和主梁。1、主梁的跨度為6.0m,次梁的跨度為6.0m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.0m樓蓋結構布置如圖2.1.1所示。word文檔可自由復制編輯附圖1:整體現(xiàn)澆肋形樓蓋結構平面布置圖11T0AA_L1T1-中-(L1鋼筋碎柱丁詢x50-rHjErJhi111iJ

5、JAL2j1021JBBjL±I1r|X1J222CCL11lD370一60006000600060006000123451Q5240圖2.1.12、確定板厚根據(jù)構造要求，板厚h=60120mm,選取h=80mm。3、確定次梁的截面尺寸次梁截面高度應滿足h=(118112)L-60006000-(333500)mm1812取h=450mm。450450次梁截面寬度應潴足b=(1/3.51/2)h=(129225)mm3.52Mb=200mm。4、確定主梁的截面尺寸主梁截面高度應滿足h=(1/141/8)L=600060匹=(429750)mm148取h=600mm。主梁截面寬度應滿足

6、b=(1/3.51/2)h=駟600=(171300)mm3.52Mb=250mm。、板的設計%=1.0；按正常運行狀況設計，設計該建筑物安全級別為II級，結構重要性系數(shù)word文檔可自由復制編輯狀況屬持久狀況，設計狀況系數(shù)邛=1.0。承載能力極限狀態(tài)計算時的結構系數(shù)Z=1.2,根據(jù)水工混凝土結構設計規(guī)范取永久荷載分項系數(shù)兀=1.05,可變荷載分項系數(shù)QQ=1.2001、計算簡圖的繪制。(1)次梁截面尺寸為bh=200mm450mm。結構平面布置，板的幾何尺寸如圖2.2.1所示。1涿g1ann20002000900圖2.2.1板的剖面圖(單位mm)(2)取1m板寬作為計算單元，各跨的計算跨度為

7、中間跨：I。=C=2.0m邊跨:1n92hb0.080.2l0=ln1.78=0n2222由以上數(shù)值得計算簡圖，如圖2.2.2所示且邊跨與中間跨相差：故可按等跨連續(xù)梁計算2.0-1.922.0100%=4%<10%圖2.2.2板的計算簡圖(單位mm)2、荷載計算。取單寬的板帶計算。板自重：10.0825=2.0kNmword文檔可自由復制編輯樓面面層：10.0220=0.4kN.m梁板天花：10.01517=0.255kNm恒荷載標準值：gk=2.00.40.255=2.655kN,m恒荷載設計化g=Ggk=1.052.655=2.79kN：m活荷載標準值：qk=12.5=2.5kNm活

8、荷載設計值：q=Qqk=1.22.5=3.0kN/m設計總荷載：gq=2.793.0=5.79kNm折算恒荷載：g'=gq=2.793：=4.29kNm折算活荷載：q'=9=30=1.5kN，m223、內(nèi)力計算。彎矩：M=ag'l：+%q'l：其中與與由查表得出邊跨：g'lo=4.291.922=15.70kNmq'l；=1.51.922=5.53kNm中間跨：g'l=4.292.02=17.16kNm2_2q'lo=1.52.02=6.00kNm2 2.01.922B支座：g'l0=4.29M(2)=16.48kNmq&

9、#39;l0=1.5(2.01.92)2=5.76kNm2板的彎矩計算如表2.2.1所示。表2.2.1板的彎矩計算項次計算簡圖aM1C£Mbam2aMcC£M3AAintAftiCC,由0.0781.22-0.105-1.730.0330.57-0.079-1.360.0460.79word文檔可自由復制編輯1HIJt口1一0.1000.55一一一0.0850.51AlA3AAiA0。電!看一一0.0790.474一一1b'|q|)I1:1aA&AtAAJ,一-0.119-0.69一一一ii,i-i'-1+一，ABQfiF2L41：*111f1H&q

10、uot;«1'|IMi'iiii一一一-0.111一口LE3A；1A酒8C二*-0.67Mmin組合值一-2.42一-2.03一Mmax組合值1.77一1.04一1.304、截面設計及配筋。b=1000mm,取ho=80-20=60mm。板的配筋計算如表2.2.2所示?？紤]支座的影響：M=Mc-V0b2=0.58kN5.792.00.2X22表2.2.2板的配筋計算截回1B2C3平囿圖中的位置ADADADADADV0b2一0.58一0.58一bM=MC-V021.77-1.841.04-1.451.307dMCt=csfcbM0.0500.0520.0290.0410

11、.036-1-4-2as0.0510.0530.0290.0420.037f/bhbA-fy173.4180.298.6142.8125.8選配鋼筋啊0200啊0200帕200*10200帕200實用鋼筋236236101157151word文檔可自由復制編輯5、確定各種構造鋼筋。(1)與受力鋼筋垂直的分布鋼筋分布鋼筋放在受力筋的內(nèi)側，以保證受力鋼筋有足夠的有效高度。單位長度上分布鋼筋的截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%,且每米長度內(nèi)不少于3根，直徑不宜小于5mm因此選用分布鋼筋帕200。(2)與主梁垂直的附加負筋板與主梁梁肋連接處實際上也會產(chǎn)生一定的負彎矩，計算時卻沒有考慮。

12、板的受力鋼筋又與主梁平行布置，故應在與主梁連接處板的頂面，沿與主梁垂直方向配置附加鋼筋。其數(shù)量在每米板寬內(nèi)不少于5根直徑5根直徑6mm以上的鋼筋，也不少于板中受力鋼筋面積的1/3,這種鋼筋伸過主梁邊緣的距離不小于板跨度的1/4。即實際選配構造鋼筋為帕200,伸過主梁邊緣2000/4=500mm,選為550mm。(3)與承重墻垂直的附加負筋板邊嵌固于磚墻內(nèi)的板，計算時按簡支考慮，但實際上在支承處的板頂面應增設附加鋼筋，其數(shù)量是每米寬度內(nèi)配置5根直徑6mm的鋼筋(包括彎起鋼筋在內(nèi))，伸出支座邊界的長度不小于11"7=1800/7=257mm,取伸出長度為300mm。(4)板角區(qū)域內(nèi)的附加

13、負筋在墻角附近，板頂面常發(fā)生于墻大約成450角的裂縫，故在跨度1苗/4=1800H4Mm®圍內(nèi)，板頂面應配置構造鋼筋網(wǎng)，直徑為46。三、次梁設計1、計算簡圖的繪制。(1)主梁截面尺寸為：bh=250mm600mm結構平面布置，次梁的幾何尺寸如圖2.3.1所示圖2.3.1次梁的幾何尺寸與支承情況(單位mm)(2)各跨的計算跨度為中間跨計算跨長：I。=C=6.0m邊跨計算跨長:10=1c=1.0251nb=1.0255.755025-6.0mn22取10=6.0m,跨長相等，按等跨連續(xù)梁計算。word文檔可自由復制編輯計算簡圖如圖2.3.2所示。60006000AC6000i6000翕B

14、6000圖2.3.2次梁的計算簡圖(單位mm)2、荷載計算。板傳來的恒荷載標準值:2.6552.0=5.31kN/m次梁自重標準值:250.2(0.45-0.08)=1.85kN/m次梁梁側抹灰標準值:170.0152(0.45-0.08)=0.189kN/m恒荷載標準值:gk=5.311.850.189=7.35kN/m恒荷載設計值:g=Ggk=1.057.35=7.72kN/m活荷載標準值:qk=2.52.0=5.00kN/m活荷載設計值:Qqk=1.205.00=6.00kN/m設計總荷載:q=7.726.00=13.72kN/m折算恒荷載:折算活荷載:=gq=9.22kN/m43二-q

15、=4.5kN/m43、內(nèi)力計算。(1)彎矩計算。g'l；-1q'l2其中口,小由查表得出。22-g'l。=9.226-331.92kNm2_2q'l；=4.5062=162.00kNm次梁彎矩計算如表2.3.1所示。word文檔可自由復制編輯表2.3.1次梁彎矩計算表項次計算簡圖aM1aMba而aMca氤0.07825.89-0.105-34.850.03310.95-0.0790.04615.27114A奄久1A21AftiCC,由-26.220.10016.20一一一0.08513.77TT1,ZJJIl3AaA1AA62普1dl一一0.07912.80一一

16、J一L,1>>1Aean&AtA*j>*一-0.119一一一.m.JLJ,LI.ILL4iAA.B口*3口占al4-19.28一一一-0.111-17.98一'litVI!'1F凸tAAB會凸3ZX21AC：BMmin組合值一-54.13一-44.20一Mmax組合值42.09一23.75一29.04再考慮支座的影響：bM=MCV0bwbwb13.726.00.25V0B-V0C-5.15kNm2222MB=-54.135.15=-48.98kNmMC-44.205.15-39.05kNmC(3)剪力計算。V=Pg'ln+Eq'ln其中

17、PE由查表得出。A支座：g'n=9.225.7與55CNI0B支座:g'ln9.2257775:53.13kNq'ln25.7755.75=4.50=25.93kNq'ln=4.505.755=25.90kNword文檔可自由復制編輯C支座:g'n=9.225.755I3N0q'ln=4.505.75=25.88kN剪力計算見表2.3.2.表2.3.2次梁剪力計算表項次計算簡圖pVA2_pV2P仁；i-1q-1-1,0.39420.91-0.6060.526-0.4740.500二AXL(0ACtJAA-32.2027.95-25.1326.51

18、0.44711.58一一一一»rPA'PAALABaA3wdJ«CBa一-0.6200.598一一1irh!li'hA*10t<acE4*-16.0815.51一一一-0.5790.591i*ih.HHtV|A4LABa，c3口2E11LAA-14.9815.30Vmin組合值一-48.28一-40.11一Vmax組合值32.49一43.46一41.814、截面設計及配筋。(1)正截面受彎承載力計算。次梁跨中截面按T形截面進行承載力計算，其翼緣寬度取下面兩者的較小值：b'f=2.00m3 3b'f=bSn=0.21.8=2.00m故取b

19、'f=2.00mh0=450-35=415mm,h'f=80mm,b=200mm判別各跨中T形截面的類型：工fcb'fh'f0h；),211.92000808，415)kN5195.00word文檔可自由復制編輯大于表中各彎矩值，故各跨中截面均按第一類T形截面計算，b：=2000mm；支座處截面按矩形截面計算，b=200mm；支座與跨中截面均按一排鋼筋考慮，取ho=415mm。次梁的正截面承載力計算如表2.3.3所示；表2.3.3次梁的正截面承載力計算截回1B2C3M42.09-54.1323.75-44.2029.04LM口s=2-fcbh20.0120.15

20、80.0070.1290.009M=1比亞0.0120.1730.0070.1390.009fc£bh0Asfy395.08569.57230.46457.63296.31選配鋼筋2幺183也182業(yè)163£162£16實用鋼筋509763402603402(2)斜截面受剪承載力計算。b=200mm,兒=415mm,fc=11.9N/mm2,fyv=210N/mm2,ft=1.27N/mm2。腹筋僅配置箍筋，次梁的斜截面承載力計算如表2.3.4所示。表2.3.4次梁的斜截面承載力計算截回AB左B右C左C右3V38.99-57.9452.15-48.1350.170

21、.25fcbh0246.93>YdV246.93>YdV246.93>?dV246.93>7dV246.93>YdV0.7ftbho73.79>北V73.79>ydV73.79>北V73.79>ydV73.79>ydV選用箍筋(雙肢)*6150帕150*6150怩15046150A=n5757575757P=ASVLsv.bs>Psvmin=0.12%0.19%0.19%0.19%0.19%0.19%Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0s115.18>?dV115.18>YdV115.18>?dV

22、115.18>?dV115.18>ydVword文檔可自由復制編輯5、確定各種構造鋼筋次梁的跨度為6m,按構造規(guī)定，當梁跨度為46m時，架立鋼筋的直徑不宜小于8mm,因此選用架立鋼筋250。四、主梁設計1、計算簡圖的繪制(1)柱的截面尺寸為bxh=350mmx350mm。結構平面布置，主梁的幾何尺寸如圖2.4.1所示。O20OOO6圖2.4.1主梁的幾何尺寸及支承情況(單位mm)(2)由于主梁線剛度較剛度大得多，故主梁中間支座按錢支承考慮。主梁支承在磚墻上，支承長度為240mmo計算跨度分別為：中跨：lo=C=6.0mb0.35邊跨：l0=lc=6.m；1.0252=1.02557

23、05m6.02故取小值l0=6.00m。計算簡圖如圖2.4.2所示。G200020002000200020002000200020002000TATAMiA1AM4AM600060006000圖2.4.2主梁計算簡圖(單位mm)2、荷載計算word文檔可自由復制編輯由次梁傳來的集中荷載G；:7.35x6.0=44.10kNk主梁自重：次梁間距梁側抹灰：恒荷載標準值：恒荷載設計值：活荷載標準值：活荷載設計值：設計總荷載：3、內(nèi)力計算(1)主梁彎矩計算:2.0m,可將主梁每2.0m為一段折算成集中荷載計算:25(0.60-0.08)0.252.0=6.50kN2(0.6-00.08)Gk=44.1

24、06.50G=1.0551.13Qk=5.00Q=1.2030.00GQ=53.6936.M=：GI0：1QI02.00.=015kN70.530kN51季別.66.Q30.N003<6I000*6N6其中口,必由查表得出Gl0=53.696.0=322.14kNmQI0=36.006.0=216.00kNm主梁彎矩計算如表2.4.1所示表2.4.1主梁彎矩計算表項次計算簡圖am7MaaaMbaM2八11八一八八0.24478.600.155/49.83-0.267-86.010.06721.58.J.1nJ*n1aA*1B匚0.28962.420.245/52.85-0.133-28.

25、73-0.133-28.73bJJ八fA2卜公*GJ0.0449.50-0.245/-52.99-0.133-28.730.20043.2QJ*JJ°14也kt般*BB0.22949.460.125/26.93-0.311-67.180.17036.72Mmin組合值88.10-3.16-153.19-7.15word文檔可自由復制編輯(2)主梁剪力計算:V=PG+冉Q其中P,A由表查出。Mmax組合值141.02102.68-114.7464.78主梁男力計算表如表2.4.2所小圖2.4.3主梁彎矩包絡圖(單位kN.m)表2.4.2主梁剪力計算表項次計算簡圖pVAPVB-PV&qu

26、ot;0.733-1.2671.00A1dHHAHB匚39.35-68.0353.69J/0.866-1.1340iAAAEBC31.18-40.8200.689-1.3111.222Zk1-A71.AAflB24.80-47.2043.99Vmin組合值64.15-115.2353.69Vmax組合值70.53-108.8597.68主梁的彎矩包絡圖2.4.3和剪力包絡圖2.4.4。word文檔可自由復制編輯70.5353.69-25,54-115.23圖2.4.4主梁的剪力包絡圖（單位kN）4、截面設計主梁跨中截面在正彎矩作用下按T形截面計算，其翼緣寬度取下列值的較小值:b'f=6

27、0=2.00m33b'f=bsn=0.255.75=6.0m故取b'f=2.00m,并取h0=600-35=565mm。判斷跨中截面T形截面的類型：1 rh'f180fcb'fh'f（h0-一）=11.9200080（565-）=833.00kNmd21.22大于表中任一彎矩值，故屬于第一類T形截面。主梁支座截面及在負彎矩作用下的跨中截面按矩形截面來計算。取h0=600-705mm主梁正截面及斜截面配筋計算分別如表2.4.3和表2.4.4所示。表2.4.3主梁的正截面承載力計算截回1B2M141.02-153.1964.78V°b/2一15.1

28、7一M-V°b/2141.02-138.0264.78%=dM/(fcbh0)0.02530.02480.0116-卜2cts0.02560.02510.0117A=fc±bh°/fy10761055492選配鋼筋2jL22+2Jl182jL22+2jL182Jl18實用鋼筋12691269509word文檔可自由復制編輯b=250mm,端部支座A取h0=565mm,B支座負筋為雙排，取ho=530mm。表2.4.4主梁的斜截面承載力計算截回AB（左）B（右）3V84.636-138.276117.2160.25fcbh0420.22>£V394.

29、19>%V394.19>>dV0.07fcbh0117.67>YdV110.37<YdV110.37<YdV選用箍筋（雙肢）帕200帕200帕200Asv=nAv1101101101Psv=葭/(bs)>Psvmin=0.12%0.202%0.202%0.202%Vcs=0.07fcbh0+1.25fyvh°Asv/s224.67>¥dV210.74>7dV210.74>7dVAsb=(%VMs)/(fysin45)選配彎起鋼筋實配彎起鋼筋面積5、構造配筋確定主梁的跨度為6.0m,當梁的跨度6m時，架立筋直徑不宜小

30、于10mm,故設置主梁架立筋選用2*12o梁高600mm,為防止由于溫度變形及混凝土收縮等原因在梁中部產(chǎn)生豎向裂縫，在梁的兩側設置一根直徑為12mm的腰筋。兩側腰筋之間用拉筋連系起來，拉筋選用軻2400。在主梁與次梁交接處，主梁的兩側承受次梁傳來的集中荷載，因而可能在主梁的中下部發(fā)生斜向裂縫。為防止破壞，集中荷載應全部由附加橫向鋼筋來承擔。由次梁傳給主梁的全部集中荷載設計值為：_*,P=1.05GkQ=1.0544.1036.00=82.31kN1.282.31100022100.7072二332.6mm則附加鋼筋的布置范圍：s=2h1-3b=22503200=1100mmF鋼筋數(shù)量As=dF

31、2fyvsin45吊筋選用2©18（509mm2）。6、裂縫開展寬度和變形驗算word文檔可自由復制編輯Gk=51.13kN,Qk=30.00kNkk(1)由短期荷載作用下計算主梁的內(nèi)力，計算如表2.4.5所示表2.4.5荷載效應短期組合作用下主梁的內(nèi)力計算表控制截卸組合值Ms=”口6&+%3Qkl0V°kb2Ms(考慮支座影響)11.0x(0.244X51.13+0.289x30.00)x6.0=126.87kN一126.87B1.0«0.267父51.13-0.311M30.00)父6.0=-137.89kN14.20-123.6921.0父(0.06

32、7父51.13+0.200父30.00)父6.0=56.55kN一56.55主梁的短期效應裂縫寬度驗算表，如表2.4.6所示。表2.4.6主梁的短期效應裂縫寬度驗算表項次1B2Ms126.87-123.6956.55As12691269509d19.819.818Ae=2ab420004200021000P=2teAe0.0300.0300.024jMs_sk0.87h°As216.8-211.4240.9人.dwmax=0-(30+C+0.07)Este0.1680.1640.149由表2.4.6可知wmax<wmax=0.40mm,符合要求。iaxmax(2)由長期荷載作用

33、下計算主梁的內(nèi)力，計算如表2.4.7所示。表2.4.7荷載效應長期組合作用下主梁的內(nèi)力計算表控制截面組合值Ml="QGkl0十丁。也1QJ0V°kb2Ml(考慮支座影響)word文檔可自由復制編輯11.0m(0.244m51.13+0.5m0,289父30,00)父6,0=100.86kN一100.86kNB1,0父(-0.267父51.13-0.5父0,311M30,00)父6,0=-109.90kN14.20-95.7021.0x(0.067m51.13+0,5m0,200x30,00)x6.0=38.55kN一38.55kN主梁的長期效應裂縫寬度驗算表，如表2.4,8

34、所示。表2.4.8主梁的長期效應裂縫寬度驗算表項次1B2Mi100.86-95.7038.55A12691269509d19.819.818Ae=2ab420004200021000P.AteAe0.0300.0300.024M|°sk_0.87h0As172.4-163,6164.3wmax=旨30+c+0.07)Este0.1510.1420.110由表2,4.8可知wmax<wmax=0.0,35mm,符合要求。(3)主梁撓度驗算主梁荷載效應短期組合與長期組合各組合值如表2,4,5及表2,4,7所示主梁的剛度計算表如表2.4,9所示。表2,4,9主梁的剛度計算表項次1B2«E=Es/Ec7.147.147.14p=As/bhb0.007980.007980.00320短期剛度Bs=(0.025+0.28«eP)(1+0,55丫'f+0.12%)Ecbh；137.5610137.5610136.6010word文檔可自由復制編輯對應于荷載效應短期組合Bl=MBsMl(0-1)+Ms138.6910138.6910137.4010對應于荷載效應長期組合Bl=星0135.6510135.6510134.8110主梁撓度驗算表如表2.4.10所示表2.4.10主梁撓度驗算表項次1B25MsloT八=