徐翠红0540310403混凝土结构设计课程设计计算书

'湖南工业大学本科生课程设计混凝土结构课程设计计算说明书设计题目：学院、系：现浇楼盖及单层厂房结构设计湖南工业大学科技学院专业：土木工程学生姓名：班级：建工0802学号0812080328指导教师姓名：蒋隆敏职称教授最终评定成绩2011年12月30 湖南工业大学本科生课程设计目录第一章绪论………………………………………………………………21.1设计目的………………………………………………………………21.2设计概述……………………………………………………………2第二章现浇钢筋混凝土肋梁楼盖设计………………………………32.1设计资料………………………………………………………………32.2结构平面布置…………………………………………………………42.3板的计算……………………………………………………………42.4按弹性理论计算双向板梁的计算……………………………………8第三章现浇钢筋混凝土梁式楼梯设计………………………………263.1设计资料……………………………………………………………263.2楼梯段斜板的设计…………………………………………………273.3平台板的计算和配筋…………………………………………………283.5平台梁的计算和配筋…………………………………………………29第四章厂房设计…………………………………………………………314.1设计资料……………………………………………………………314.2结构构件选型及柱截面尺寸确定…………………………………314.3荷载计算……………………………………………………………334.4排架内力计算………………………………………………………374.5内力组合……………………………………………………………474.6柱的截面设计………………………………………………………494.7基础设计……………………………………………………………59结论………………………………………………………………………………67致谢……………………………………………………………………………68参考文献…………………………………………………………………………6930 湖南工业大学本科生课程设计第一章绪论1.1设计目的通过此次课程设计，了解工业与民用建筑房屋的设计内容、程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提高设计计算和制图能力，巩固所学的理论知识和实际知识，并学习运用这些知识结合先行的规范解决工业与民用房屋设计中的实际问题。1.2设计概述本次设计共有三个设计组成，分别为混凝土结构双向板肋梁楼盖设计、现浇钢筋混凝土板式楼梯设计和某金加工车间。混凝土结构双向板肋梁楼盖设计主要是对板、次梁和主梁的设计。现浇钢筋混凝土板式楼梯设计主要是楼梯板、平台板和平台梁的设计。金加工车间主要是对柱子、牛腿和基础的设计。30 湖南工业大学本科生课程设计第二章现浇钢筋混凝土肋梁楼盖设计2.1设计资料某多层工业建筑仓库，楼面平面如图所示。采用钢筋混凝土整体现浇楼盖。有关设计要求如下：1.楼面作法：20mm厚水泥砂浆面层,20mm厚板底混合砂浆抹灰，梁底、梁侧抹灰15mm厚。2.楼面活荷载标准值：10kN/m2。3.材料：混凝土C25，梁内受力主筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB235级钢筋。4.柱截面400mm×400mm，梁截面由高跨比和高厚比计算确定。5.板伸入墙内120mm，次梁及主梁伸入墙240mm。6.楼盖平面柱网尺寸示意图见图2.1：图2.1柱网尺寸示意图30 湖南工业大学本科生课程设计2.2结构平面布置根据平面布置图可知，梁横向布置：跨度，间距；梁纵向布置：跨度，间距根据跨高比：次梁主梁初步设计：梁的截面尺寸2.3板的计算一般不做刚度验算时板的最小厚度：且故取2.3.1荷载计算恒载标准值：厚水泥砂浆面层：厚钢筋混凝土板：厚板底混合砂浆抹灰：合计：楼面活荷载标准值：恒荷载设计值：活荷载设计值：合计：2.3.2按弹性理论计算30 湖南工业大学本科生课程设计在求各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算，取恒荷载：在作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处，在作用下，各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩则在中心点处，计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载：一、弯矩计算计算简图及计算结果见表2.1表2.1双向板弯矩计算区格AB跨内计算简图跨内30 湖南工业大学本科生课程设计支座计算简图区格CD跨内计算简图支座计算简图30 湖南工业大学本科生课程设计各支座弯矩：（考虑A区格四周与梁整体连接，乘以折减系数0.8）A-A支座A-B支座A-C支座B-B支座B-D支座C-D支座二、配筋计算板厚，取跨内及支座截面：，各跨内，支座弯矩已求得，近似按（2-1）算出相应的钢筋截面面积。式中：—荷载在该截面产生的弯矩；—受拉区纵向受力钢筋的截面面积；—截面的有效高度；—钢筋受拉强度设计值30 湖南工业大学本科生课程设计（1）表板的配筋配筋实配A区格跨内11022.87584φ12@18062810020.99589φ12@180B区格跨内11023.74757φ14@20077010021.63759φ14@200C区格跨内11023.79759φ14@20077010020.91734φ12/14@180742D区格跨内11024.89794φ14@19081010022.94805φ14@190（2）表支座配筋配筋实配A-A(方向)10029.82951φ14@160962A-B(方向)11040.881304φ16@1501340A-C(方向)10038.161217φ16@1601257B-B(方向)10041.641328φ16@1501340B-D(方向)10044.231411φ16@1401436C-D(方向)11045.951466φ14/16@1201468连续板的配筋示意图见设计图纸。2.4按弹性理论计算双向板的梁梁的尺寸取，由于板为矩形，故双向板长边支撑梁上荷载呈梯形分布，短边支撑梁上荷载为三角形分布。板上荷载传递示意图如下：30 湖南工业大学本科生课程设计图2.2板上荷载传递示意图2.4.1横向梁的计算（三跨）一、荷载：恒荷载设计值：板传恒荷载：转换成均布荷载：梁自重：梁粉刷：合计：活荷载设计值：板传活荷载：转换成均布荷载：二、弯矩计算：30 湖南工业大学本科生课程设计①由恒荷载引起的弯矩计算简图如下：支座处弯矩：由恒荷载引起的弯矩计算结果见表2.4表横向梁由恒荷载引起的弯矩计算截面按等效均布荷载算得的支座弯矩按实际荷载算得的简支梁跨中弯矩总和按三角形分布的荷载等效分布的梁自重A0000010.254.5720.482.3330.578.5330 湖南工业大学本科生课程设计40.6-58.1594.5726.5362.9550.8-77.5456.2617.69-3.59B1.0-96.9200-96.9261.2-96.9256.2617.69-22.9771.4-96.9294.5726.5324.1881.5-96.9299.3627.6330.07②由活荷载引起的弯矩⑴活荷载布置在左右两跨计算简图如下：支座处弯矩：弯矩计算结果见表2.5表横向梁由活荷载引起的弯矩计算⑴截面按等效均布荷载算得的支座弯矩（）按实际荷载算得的简支梁跨中弯矩（）总和A000010.2143.4430 湖南工业大学本科生课程设计20.4-42.18234.3730.5-52.72237.8340.6-63.26276.55213.2950.8-84.35164.5380.18B1.0-105.440-105.4461.2-105.440-105.4471.4-105.440-105.4481.5-105.440-105.44⑵活荷载布置在中间跨计算简图如下：支座处弯矩：弯矩计算结果见表2.6表横向梁由活荷载引起的弯矩计算⑵截面按等效均布荷载算得的支座弯矩按实际荷载算得的简支梁跨中弯矩总和A000010.2-21.090-21.0920.4-42.180-42.1830 湖南工业大学本科生课程设计30.5-52.720-52.7240.6-63.260-63.2650.8-84.350-84.35B1.0-105.440-105.4461.2-105.4459.0971.4-105.44171.1181.5-105.44185.11⑶活荷载布置在左边两跨计算简图如下：支座处弯矩：弯矩计算结果见表2.7表横向梁由活荷载引起的弯矩计算⑶截面按等效均布荷载算得的支座弯矩按实际荷载算得的简支梁跨中弯矩总和A000030 湖南工业大学本科生课程设计10.2164.53115.1720.4-98.69276.55177.8630.5-123.36290.55167.1940.6-148.03276.55128.5250.8-197.38164.53-32.85B1.0-246.720-246.7261.2164.53-46.7671.4-175.87276.55100.6881.5-158.16290.55132.3991.6-140.44276.55136.11101.8-105.02164.5359.51C2.0-69.590-69.59③内力组合表内力组合截面恒荷载活荷载⑴活荷载⑵活荷载⑶A000000154.57143.44-21.09115.17198.0133.48282.33234.37-42.18177.86316.7040.1530 湖南工业大学本科生课程设计378.53237.83-52.72167.19316.3625.81462.59213.29-63.26128.52275.88-0.675-3.5980.18-84.35-32.8576.59-87.94B-96.92-105.44-105.44-246.72-202.36-343.6-22.97-105.4459.09-46.7636.12-128.41724.18-105.44171.11100.68195.29-81.26830.07-105.44185.11132.39215.18-75.37三、剪力计算（2-2）作用在梁上的荷载有两种形式：按三角形分布荷载：由板传来的恒载和活载：等效均布荷载：梁的自重：计算简图如下：①第一跨：活荷载布置在第一和第三跨：活荷载布置在第一和第二跨：②第二跨：30 湖南工业大学本科生课程设计活荷载布置在第一和第二跨：剪力计算结果见表2.9表剪力计算结果序号按三角形分布的荷载等效均布荷载总和（）A(B)203.971(6)167.122(7)70.623(8)0004(9)-67.11-3.51-70.625(10)-156.59-10.53-167.12B(C)-186.42-17.55-203.97内力组合结果见表2.10表剪力组合序号A—1—234—5———6—7—8—30 湖南工业大学本科生课程设计四、截面配筋计算混凝土选用：C25钢筋选用：HRB335（钢筋考虑按两排布置）查得相关数据：跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取下面较小值：故取，判别各跨中T形截面类型：故均属第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，均取横向梁截面配筋如表2.11所示表横向梁截面配筋截面第一跨跨中第二跨跨中B支座C支座316.36215.18-202.36-166.510.03550.02370.13840.11390.04660.02400.14960.1212（）167611331139923选配钢筋实配钢筋面积（）1884120611371017注：1、截面抵抗矩系数计算公式：式中—截面抵抗矩系数；—荷载在该截面产生的弯矩；—截面的有效高度；30 湖南工业大学本科生课程设计—矩形应力图系数；—截面宽度；—混凝土轴心抗压强度设计值。2、相对受压区高度计算公式：式中—相对受压区高度；—截面抵抗矩系数。3、受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式：式中—受拉区纵向受力钢筋的截面面积；—相对受压区高度；—截面的有效高度；—截面宽度；—混凝土轴心抗压强度设计值；—钢筋受拉强度设计值。4、用架力筋抵抗支座处的正弯矩和跨中的负弯矩箍筋计算：钢筋选用HPB235：复核截面尺寸：属一般梁故截面尺寸满足要求。按计算配箍，结果见表2.12表横向梁箍筋计算截面A支座B支座左侧B支座右侧171.85-258.52232.09182.88182.88182.88可否按构造配箍可以否否所选箍筋双肢箍双肢箍双肢箍—0.450.293实配箍筋—0.670.67是否满足最小配箍率满足满足满足30 湖南工业大学本科生课程设计注：1、混凝土和箍筋共同承担的剪力计算公式：式中—混凝土轴心抗拉强度设计值；—梁的截面宽度；—梁的有效高度；—箍筋抗拉强度设计值；—混凝土和箍筋共同承担的剪力；—配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；—沿构件长度方向箍筋的间距。2、受弯构件的最小尺寸应满足：式中—构件斜截面上的最大剪力；—混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取；当混凝土强度等级为C80时，取；其间按线性内插法取用；—矩形截面的宽度，T形截面或工字形截面的腹板宽度；—截面的有效高度。混凝土承担的剪力计算公式：式中—混凝土承担的剪力；—截面高度影响系数，当小于时，取等于求得；当大于时，取等于求得；—截面宽度；—截面的有效高度；—混凝土轴心抗压强度设计值。2.4.2纵向梁的计算（五跨）一、荷载纵向梁上由板传来的荷载为梯形，根据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载计算跨度：边跨：30 湖南工业大学本科生课程设计故取中间跨：故取恒载设计值由板传来：转换成均布荷载：边跨：中间跨：梁自重：梁粉刷：合计：板传活荷载：转换为均布荷载：合计：二、计算简图计算跨度：边跨：中间跨：计算简图如图示：图2.3纵向梁计算简图30 湖南工业大学本科生课程设计三、弯矩及剪力计算弯矩：（2-9）剪力：（2-10）如表2.13表2.15表支座、计算位置中间支座B、E支座表纵向梁弯矩计算项次荷载简图1121.3646.4761.242290.91-258.553-242.33-4---5---组合项次1+21+31+21+41+5组合值412.27288.8319.79-416.04-366.56注：1、弯矩单位为。2、跨中弯矩须在按换算荷载求得支座弯矩后，依据实际荷载计算。30 湖南工业大学本科生课程设计表纵向梁剪力计算项次荷载简图154.82-90.9677.36-68.4272.892138.97-179.81159.393164.304114.43-204.35196.04-122.745130.67-188.11193.92组合项次1+21+41+41+51+5组合值193.79-295.31273.4-256.53266.81注：1、剪力单位为。2、剪力在已求得弯矩的基础上按实际荷载计算。四、截面配筋计算混凝土选用：C25钢筋选用：HRB335（钢筋考虑按两排布置）查得相关数据：跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取下面较小值：故取，判别各跨中T形截面类型：大于表中各截面弯矩，故均属第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，均取纵向梁截面配筋如表2.16所示30 湖南工业大学本科生课程设计表纵向梁截面配筋截面123BC412.27288.8319.79-416.04-366.560.04550.03190.03530.2850.2510.04660.03240.03590.3440.25421981529169626162237选配钢筋实配钢筋面积22811570188427242281注：1、截面抵抗矩系数计算公式：式中—截面抵抗矩系数；—矩形应力图系数；—荷载在该截面产生的弯矩；—截面宽度；—截面的有效高度；—混凝土轴心抗压强度设计值。2、相对受压区高度计算公式：式中—相对受压区高度；—截面抵抗矩系数。3、受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式：式中—受拉区纵向受力钢筋的截面面积；—截面宽度；—相对受压区高度；—混凝土轴心抗压强度设计值；—截面的有效高度；—钢筋受拉强度设计值。4、用架力筋抵抗支座处的正弯矩和跨中的负弯矩箍筋计算：钢筋选用HPB235：复核截面尺寸：属一般梁30 湖南工业大学本科生课程设计故截面尺寸满足要求。按计算配箍，结果见表2.17表纵向梁箍筋计算截面ABC193.79295.31266.81170.7170.7170.7可否按构造配箍否否否所选箍筋双肢箍双肢箍双肢箍734.8136176实配箍筋是否满足最小配箍率满足满足满足注：1、混凝土和箍筋共同承担的剪力计算公式：式中—混凝土轴心抗拉强度设计值；—梁的截面宽度；—梁的有效高度；—箍筋抗拉强度设计值；—混凝土和箍筋共同承担的剪力；—配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；—沿构件长度方向箍筋的间距。2、受弯构件的最小尺寸应满足：式中—构件斜截面上的最大剪力；—混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取；当混凝土强度等级为C80时，取；其间按线性内插法取用；—矩形截面的宽度，T形截面或工字形截面的腹板宽度；—截面的有效高度。混凝土承担的剪力计算公式：式中—混凝土承担的剪力；—截面高度影响系数，当小于时，取等于求得；当大于时，取等于求得；—截面宽度；30 湖南工业大学本科生课程设计—截面的有效高度；—混凝土轴心抗压强度设计值。30 湖南工业大学本科生课程设计第三章现浇钢筋混凝土板式楼梯设计3.1设计资料已知某多层工业建筑现浇钢筋混凝土楼梯，活荷载标准值为，踏步面层为厚水磨石，底面为厚混合砂浆，混凝土为C25，梁中受力钢筋为Ⅱ级，其余钢筋采用Ⅰ级，结构布置如图3.1所示：图3.130 湖南工业大学本科生课程设计3.2楼梯段斜板的设计板的厚度应满足因为则故取3.2.1荷载计算踏步尺寸倾角：恒荷载标准值：（选取1m宽板带）踏步自重：斜板自重（包括抹灰）：30mm厚水磨石自重：合计：恒荷载设计值：活荷载设计值：总计：3.2.2内力计算计算跨度为：。斜板跨中正截面最大正弯矩计算公式：（）式中—作用于斜板上沿水平方向均布竖向恒荷载和活荷载设计值;—梯段斜板沿水平方向的计算跨度。由公式得：踏步板跨中弯矩：30 湖南工业大学本科生课程设计3.2.3配筋计算截面抵抗矩系数计算公式：（）式中—截面抵抗矩系数；—荷载在该截面产生的弯矩；—截面的有效高度；—矩形应力图系数；—截面宽度；—混凝土轴心抗压强度设计值。相对受压区高度计算公式：（）式中—相对受压区高度；—截面抵抗矩系数。受拉区纵向受力钢筋的截面面积计算公式：（）式中—受拉区纵向受力钢筋的截面面积；—相对受压区高度；—截面的有效高度；—截面宽度；—混凝土轴心抗压强度设计值；—钢筋受拉强度设计值。由公式，，得：故受力钢筋选分布钢筋选择3.3平台板的计算和配筋30 湖南工业大学本科生课程设计3.3.1荷载计算恒荷载标准值：30mm厚水磨石自重：70mm厚平台板自重：20mm厚顶棚抹灰重：合计：恒荷载设计值：活荷载设计值：总计：3.3.2内力计算计算跨度：由公式得：3.3.3承载力计算由公式，，得：故受力钢筋选分布钢筋选择3.4平台梁的计算和配筋30 湖南工业大学本科生课程设计设平台梁截面尺寸为。3.4.1荷载计算梯段传来的恒荷载：平台板自重：梁自重：总计：3.4.2内力计算计算跨度：取较小值，故取则：3.4.3配筋计算①纵向钢筋的计算由公式，，得：故受力钢筋选②箍筋的计算按构造配筋，选双肢箍。30'