混凝土结构设计计算书

混凝土结构设计原理课程设计

1、设计任务

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），建筑平面图如下图。试对楼盖、楼梯和雨蓬进行设计。

2、设计资料

1、建设地点：烟台市区

2、楼面做法：水磨石地面、钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底。

3、层高：4.5m；门：宽×高=3300mm×3000mm；纵向跨度1L=7200横向跨度2L=6900；楼梯位置见图，楼梯尺寸自定。

4、墙体为370mm砖砌体,柱截面尺寸为400 mm×400 mm。

5、建筑用途为书库；楼面活荷载为5.0/5.0/5.0（kN/ m2）。

6、材料：混凝土强度等级为C25，梁受力钢筋采用HRB400级钢筋，梁箍筋、板中钢筋采用

HPB235级钢筋。

3、楼盖结构的平面布置

主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为7.2m，主梁每跨内布置2根次梁，板的跨度为2.3m，l02/l01=7.2/2.3=3.13，故应按单向板设计。（布置图见下页）

现假定如下：

按跨高比条件，要求板厚h≥2300/40=57.5mm，对民用建筑的楼盖板，要求h≥60mm，取h=70mm。

次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/10=7200/18~7200/10=400~720mm。考虑到楼面活荷载比较大，故取截面高度为h=600，截面宽度取为b=300mm。

主梁的截面高度应满足h=l0/12~l0/8=6900/12~6900/8=575~862.5mm，取h=700mm。截面宽度取为b=300mm。

4、板的设计（图见下页）

已如前述，轴线①～②、⑤～⑥的板属于端区格单元板；轴线②～⑤的板属于中间区格单元板。

4.1 荷载

板的永久荷载标准值：

水磨石面层0.65kN/m2

70mm钢筋混凝土板0.07×25=1.75kN/ m2

20mm石灰砂浆0.02×17=0.34 kN/ m2

小计 2.74kN/m2

板的可变荷载标准值 5.0kN/ m2

由活荷载控制的效应组合：永久荷载分项系数取1.2，因楼面可变荷载标准值

k

g>4.0 kN/ m2，所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的

永久荷载设计值g=2.74×1.2=3.3 kN/ m2

可变荷载设计值q=5.0×1.3=6.5kN/ m2

荷载总设计值g＋q=9.8kN/ m2

4.2 计算简图

次梁截面为300mm×600mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。

按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：

边跨l0=l n＋h/2=2300－150－120＋70/2=2065mm<1.025l n=2080.7mm

取l0=2065mm

中间跨l0= l n =2300－300=2000mm

因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算，取五跨。取1m宽板带作为计算单元，从左到右节点编号依次为A,B,C.C,B,A。单元中点处的编号1，2，3，2，1。计算简图如下

4.3 弯矩设计值

由表11-1可查得，板的弯矩系数αm分别为：边跨中1/11；离端第二支座－1/11；中跨中1/16；中间支座 -1/14，故：

M1= －M B=（g+q）l20/11=9.8×2.0652/11= 3.80kN·m

M C= －(g＋q)l20/14=－9.8×2.002/14= －2.80kN·m

M2=M3=（g＋q）l20/16=9.8×2.002/16=2.45kN·m

以上均为端区隔单向板的弯矩设计值，对于中间区隔单向板，其M C、M2、M3应乘以0.8，分别为：

M C=0.8×（－2.80）=-2.24kN·m M2=M3=0.8×2.45=1.96 kN·m

4.4 正截面受弯承载力计算

环境类别为一级，C30混凝土，板的最小保护层厚度c=15mm。板厚70mm，h0=70－20=50mm；

板宽b=1000mm。C30混凝土，α1=1.0，f c=14.3N/mm2 ，

t

f=1.43N/mm2；HPB300钢筋，f y=

270N/mm2；ξ

b =0.664，

max

s，

α=0.426，

min

ρ=0.45

t

f/f y=0.24% >0.2%,

min

ρh/ h0=0.38% ，

ρ=0.3%~0.8% ，ξ<=0.35

板的配筋计算的过程如下表:

板的配筋计算

ρh/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理；配筋率ρ>

min

h0 =0.38%且ρ在0.3%和0.8%之间，满足要求同时还较经济。

5、次梁设计

5.1 荷载设计值

按考虑塑性内力重分布设计。据实际使用情况，该书库将长期有活载的存在，故楼盖次梁的可变荷载可按不考虑从属面积折减计算：

永久荷载设计值：

板传来永久荷载 3.3×2.3=7.59kN/m

次梁自重0.3×（0.6－0.07）×25×1.2=4.77kN/m

次梁粉刷0.02×（0.6－0.07）×2×17×1.2=0.43kN/m

小计g=12.79kN/m

可变荷载设计值

q = 6.5×2.3=14.95kN/m

荷载总设计值