混凝土结构设计原理课程设计计算书

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×高=3300mm×3000mm；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定；L1=L2=6000mm；

4.柱截面尺寸为450mm×450mm，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0.4 kN/m2；

6.混凝土强度等级C25；梁内受力钢筋为HRB335，板为HPB300，箍筋HPB300。

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L1=L2=6.0m。主梁每跨内布置2

根次梁，6.0/2.0=3≥3，故板按跨度2.0m的单向板进行设计。

板厚：按跨高比条件，要求板厚h≥2000/40=50mm，取板厚h=80mm。

次梁截面尺寸：截面高度应满足h=l0/20～l0/12=300～500mm，取h=450mm；由h/b=2.0～3.0，截面宽取b=200mm。

主梁截面尺寸：截面高度应满足h=l0/14～l0/8=430～750mm，取h=600mm；由h/b=2.0～3.0，截面宽取b=300mm。

综上，布置图如上图所示，楼梯雨棚图另详。

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：

水磨石面层 0.65kN/m 2

80mm 钢筋混凝土板 0.08×25=2kN/m 2

20mm 石灰砂浆板底抹灰 0.02×17=0.34kN/m 2

小计 2.99kN/m 2

板的可变荷载标准值 5kN/m 2>4 kN/m 2

由于主梁的约束作用 ′

5.49 kN/m 2

′

kN/m 2

由可变荷载控制时，永久荷载分项系数γG =1.2，可变荷载分项系数γQ =1.3

由永久荷载控制时，永久荷载分项系数γG =1.35，可变荷载分项系数γQ =1.3

故取值p=

（2）计算简图

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240mm 。

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。

（3）弯矩设计值

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，1/16；中间支座，-1/14。故

对端区格单向板

p=9.84kN/m 2

对中间区格单向板，其M C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，ℎℎ,板宽b=1000mm；C25混凝土，，，；HPB300钢筋，，。ρ

，ℎ。

板配筋计算过程如下表。

计算结果表明，支座截面的ξ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。

（1）荷载设计值

永久荷载设计值

板传来永久荷载 2.99×2.0=5.98kN/m

次梁自重 0.20×（0.45-0.08）×25=1.85kN/m

次梁粉刷 0.02×（0.45-0.08）×2×17=0.25kN/m

小计8.08kN/m

板的可变荷载标准值5×2.0=10kN/m2

由于主梁的约束作用′ 10.58 kN/m2′ kN/m2由可变荷载控制时，永久荷载分项系数γG=1.2，可变荷载分项系数γQ=1.3

由永久荷载控制时，永久荷载分项系数γG=1.35，可变荷载分项系数γQ=1.3 故取值p=22.45

（2）计算简图

主梁截面为，次梁在砖墙上的支承长度为a=240mm。

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

（3）内力计算

由表可分别查得弯矩系数和剪力系数。

弯矩设计值：

剪力设计值：

（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ℎ

‘ ，翼缘宽度取 ‘

。 经判别式 ’

ℎ

‘ ℎ

ℎ

′

（ ） ，判断跨内截

面均属于第一类T 形截面。 一排纵向钢筋， ，ℎ

ℎ ；C25混凝土， ，

， ， ；纵向钢筋采用HRB335钢筋， ，箍筋采用HPB300钢筋， 。

ρ ， ℎ

正截面承载能力计算过程如下表。

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。

ℎℎℎ‘，因ℎ，截面尺寸按下式验算验算截面尺寸：

ℎ故截面尺寸满足要求；

ℎ

计算所需箍筋：

采用A8双肢箍筋，计算支座B左侧截面，由ℎℎ，可得到箍筋间距

ℎ

ℎ

因为ℎ，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：ρ。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 8.08×6.0=48.49kN

主梁自重（含粉刷） (0.6-0.08)×0.25×2×25+0.02×（0.6-0.08）×2×2×17=7.21kN

小计55.70kN

可变荷载标准值 4.0×6.0×2.0=48kN

（2）计算简图

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400mm ×400mm 的混凝土柱上。

计算跨度：