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1、混合结构房屋设计3 层楼房，楼面活荷载 6.0kN/m2目录一工程概况1.设计题目2.设计任务3.设计资料 二结构设计1.结构平面布置2.结构计算（1）楼盖设计材料选用截面尺寸选用板的设计次梁设计主梁设计（2）屋盖设计（3）钢筋混凝土楼梯材料选用尺寸选择及计算跨度斜板设计平台板设计平台梁设计（4）承重外墙验算材料选用荷载标准值静力计算过梁设计纵墙设计横墙验算（5）墙下条形基础计算设计资料材料选用设计计算(一)工程概况：1. 设计题目：某多层仓库采用混合结构方案,楼盖为现浇混凝土单向板肋形楼盖，现浇钢筋混土柱及砖墙作为承重体系，现浇钢筋混凝土柱下单独及抢下条形基础。2. 设计任务：1) 按建筑平
2、、立、剖面图进行结构平面布置2) 按选定的结构方案进行结构计算A. 估算钢筋混凝土柱截面尺寸B. 楼盖结构计算a) 板及次梁按塑性计算b) 主梁按弹性计算C. 钢筋混凝土楼梯计算D. 承重外墙验算a) 确定结构静力计算方案b) 验算墙体高厚比c) 验算底层墙体承载力E. 墙下条形基础计算3) 绘制施工图（2 号图纸两张）A. 基础平面布置图及基础配筋图B. 楼盖结构平面布置图（包括连续板配筋）C. 次梁配筋图和剖面图D. 主梁配筋图和剖面图3. 设计资料：1) 三层房屋，主梁沿纵向布置。2) 荷载：A. 二毡三油加绿豆砂0.35kN/m 3B.石灰砂浆容重（天花板抹灰）17 kN/m 3C.水
3、泥砂浆容重20 kN/m 3D.钢筋混凝土容重25 kN/m 3E.细石混凝土容重24 kN/m 3F.砖墙容重19 kN/m 3G.钢窗自重0.45 kN/m 2H.屋面活荷载0.7 kN/m 2I.楼面活荷载6.0 kN/m 23）基础：室外地坪以下 1.5 m 处为老土层，地基承载力标准值按 100 kN/m 3考虑，地下水位于地面以下 0.5 m 处。(二)结构设计：1. 结构平面布置：2. 结构计算：1) 楼盖计算A. 材料选用： 楼面构造做法：20 厚水泥砂浆找平层（20 kN/m 3 ）20 厚石灰砂浆粉刷（ 17 kN/m 3 ） 材料选用：混凝土：采用C30 （fc = 14
4、.3 N/ mm 2 ,ft = 1.43 N/mm 2 ） 钢筋：梁中受力纵筋采用 HRB 400 级钢筋N（级钢，fy=360N/mm 2 ,E=2.0105 /mm 2 ） 其他钢筋均采用 HPB 300 级钢筋（级钢，fy=270N/mm2 ,E=2.1105N/mm 2 ）B. 截面尺寸选择：a) 柱 ：N=Gwsn12=1.2145641.01.05=2117kN2c=N/(fcbchc)0.9，bchcN/0.9fc=164491mm故可取柱截面为 500mm 500mm , A=250000 mm2同时考虑到底层起控制作用，且HC=5m，h=0.5m长细比HC/h=1010，符
5、合要求b) 板：h1/35L=2500/35=71.4mm故取板厚为 80mmc) 次 梁：h=(1/181/12)333500mm,取 h=400mmb=(1/31/2)h=133200mm,取 b=200mmd) 主 梁：h=(1/141/8)357625mm,取 h=600mmb=(1/41/8)h=200250mm,取 b=250mmC. 板的设计（采用塑形内力重分布法计算）：其计算简图如下：a) 荷载： 永久荷载标准值：20mm 水泥砂浆面层0.0220=0.40kN/m 220mm 纸筋灰内粉刷0.0217=2.0080mm 钢筋混凝土板0.0825=0.34kN/m 22.74k
6、N/m2 永久荷载设计值：g=1.22.74=3.29kN/m2 可变荷载设计值：q=1.36.0=7.8kN/m2 合计：g+q=11.09kN/m2b) 正截面受弯承载力计算及配筋(q/g3，故内力系数适用)：计算跨度：取 1 m 宽板按连续梁进行计算，由于中间跨板与次梁固接，而边跨搁置在承重墙上，可视为铰接，取板在墙上的支承长度为 a=120mm。中间跨：L0=Ln=2.5-0.2=2.3m边跨：L0=minLn+a/2,Ln+h/2=min2.36,2.34=2.34m 截面内力及配筋计算：取 b=1000mm，h=80mm，h0=80-20=60mmb =1+0.82700.0033
7、 2.1105=0.576min =max0.45ft/fy,0.2%=0.24%xb= b h0=34.56mmminAs,min= bh=0.0024100080=192mm2对于支座截面以及跨中截面都采用单筋矩形截面的计算模型进行计算。其平衡方程如下：1 fcbx= fyAsxxMu = 1 fcbx(h0 2 ) = fyAs(h0 2 )楼板面受弯承载力及配筋计算结果见下表：截面端支座边跨跨中离端第二支座中间支座中间跨跨中弯矩系数01/11-1/11-0.8/14-0.8/16M(kN m)-5.52-5.52-3.352.93受压区高度x (mm)-6.826.824.043.52
8、2As(mm )-361361214186选配-A10 200A10 200A8 200A8 2002实际 As(mm )-393393251251实际配筋 As 均大于As,min 因此配筋满足最小配筋率的要求。又因为算得的 X 均小于xb ,因此不会发生超筋破坏注： 1.由于 q/g3，故支座处的负弯矩钢筋可在距离支座边l1 = ln / 4 600mm的距 离处切断2.板的纵向受力钢筋间距的构造要求：当h 150mm时， 77770mm s 200mm3.采用分离式配筋方式4.下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度las 5d = 50mm, 取las = 70mm构造配筋 沿长边方向配通长
9、的分布钢筋 A8 200（As=251mm） 板中垂直于主梁的构造钢筋 A8 200，伸出主梁边缘的长度 l0 / 4 625mm， 偏于安全地取 700mm, 嵌固在承重墙内放入板上部钢筋取 A8 200，在板角的l0 / 4 625mm，取650mm 范围内的钢筋伸出支座的长度 700mm( l0 / 4 625mm),双向布置该构造钢筋， 其余的位置伸出的长度取 500mm( l0 / 7 357mm)。楼面板配筋图如下：D.次梁的设计（采用塑形内力重分布法计算）：计算简图：a) 荷载： 永久荷载设计值：由板传来：3.29x2.5=8.23kN/m次梁自重：1.2x25x0.2x(0.4
10、-0.08)=1.92kN/m 20 mm 梁侧抹灰： 1.2x17x0.02x(0,4-0.08)x2=0.26kN/m合计：g=10.41kN/m 可变荷载设计值：由板传来： q= 7.8x2.5=19.5kN/m 合计：g+q= 29.91kN/mb) 正截面受弯承载力计算及配筋：I) 计算跨度：次梁与主梁整浇，而边跨次梁搁置在承重墙上，故中间跨次梁计算跨度取净跨， 边跨次梁搁置在承重墙上，视为铰支，其计算简图如下：其计算长度：中间跨：l0 = ln = 6.0 0.25 = 5.75m边跨： l0 = ln + a/ 2 = 5.75 + 0.24 / 2 = 5.87m 1.025l
11、n = 5.89m，取l0 =5.87mII) 截面内力及配筋计算：次梁截面 200mm x 400mmh0 = 400 35 = 365mmb =1 +0.8fy0.0033Es=0.81 +3600.0033 2 106= 0.52xb = h0 b = 365 0.52 = 189.8mmf另外，对于 T 形截面，b的取值如下，对于跨中截面与支座截面分别进行计算：对于边跨跨中，b = minl / 3 = 1917mm,b+ s = 2700mm,b+12h= 1160mm = 1160mmf0nf对于中间跨跨中，b = minl / 3 = 1917mm,b+ s = 2700mm,b
12、+12h= 1160mm = 1160mmf0nf次梁的受弯承载力及配筋计算：截面端支座边跨跨中离端第二支座中间跨跨中弯矩系数M01/11-1/111/16M = (q+ g)l2 /(kN m)M0-91.79-91.7961.81受压区高度 x /mm-15.49102.2510.36A /mm2s-713812477选配-2C18+1C182C18+2C142C18实际 A /mm2s-763817509b h或b h /(mm mm)0f0-1160X365200X3651160X365配筋率/%-0.730.900.56注：对于跨中截面，采用梯形截面进行计算假定所有截面均为第一类梯形
13、截面，即受压区全部位于翼缘对于支座截面，取其计算简图为双筋矩形截面c) 斜截面受剪承载力计算及配筋计算：I) 截面验算：截面限值条件：hw 4,V= 0.25 fbh = 260.98kNb800 1maxc c0未配筋是截面承载力：h = (h0) 4 = 1,Vmin = 0.7h ftbh0 = 73.07kNII) 计算结果：截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧剪力系数v0.450.600.55V = v(g+ q)ln / kN77.39103.1994.59Asv = V 0.7 ftbh0s1.25 fyvh00.0350.2440.174选配（双肢箍）A8 200A8
14、 200A8 200实际Asv / s0.5030.5030.283配筋率/%0.250.250.25次梁配筋如下：E.主梁的设计（采用弹形分析法计算）：a) 荷载：永久荷载设计值：由次梁传来：10.41x5.0=52.05kN主梁自重（折算为集中荷载）1.2x25x0.25x(0.6-0.08)x2.5=9.75kN20 厚侧梁抹灰（折算为集中荷载）1.2x17x0.02x(0.6-0.08)x2.5x2=1.06kNG=62.86kN可变荷载设计值：由次梁传来：Q=19.5x6.0=117.0kN合计：G+Q=179.86kNb) 计算简图：c) 内力计算：I) 计算跨度：由于主梁与柱整浇
15、，而边跨主梁搁置在壁柱上,支承长度 a=380mm，故中间跨主梁计算跨度取两端柱距，边跨主梁搁置在承重墙上，视为铰支，其计算长度为：中间跨： l0 = lc = 5.0m 1.05ln = 4.73m，取l0 = 4.73m边跨： l0 = ln + a/ 2 + b/ 2 = 4.73 + 0.38 / 2 + 0.25 / 2 = 5.05m 1.025ln + b/ 2 = 4.87m，所以取l0 = 4.87m主梁截面 250mm x 600mm支座：跨中h0 = 600 35 = 565mmh0 = 600 60 = 540mmb =1 +0.8fy0.0033Es=0.81 +36
16、00.0033 2 106= 0.52跨中 xb = h0 b = 565 0.52 = 293.8mm支座 xb = h0 b = 540 0.52 = 280.8mmff另外，对于 T 形截面，b的取值如下： h/h0 0.1bf =minl0 / 3 = 1623mm , b + sn =6250mm 1620 mmII) 考虑荷载最不利布置， 跨度相差不超过 10 % ， 计算跨度取大值l0 = 4.87mIII) 最不利荷载组合Q 布置在 1,2,4 跨时，可以求得支座 B 处截面处的最大负弯矩和最大剪力Q 布置在 1，3 跨，可以求得支座 A 处截面的最大剪力，以及 1,3 跨跨中
17、最大正弯矩， 同时可由对称性得到 2 跨跨中最大正弯矩Q 布置在 2,3 跨，可以求得支座 C 处的最大负弯矩和最大剪力具体计算过程如下：(注：虽然 1,2 两跨的跨度不一样，但相差不超过 10%，故可近似按等跨计算，并取两者跨度的较大值 Lo=4.863m)求离端第二支座截面的最大负弯矩和最大剪力（Q 布置与 1,2,4 跨） 计算简图：详细计算过程：MB = MG + MQ = 0.161Gl0 0.181Ql0 = 160.35kN m MC = MG + MQ = 0.107Gl0 0.027Ql0 = 51.97kN mVl B,maxVr B,max= 0.661G 0.681Q=
18、 128.11kN= 0.554G+ 0.654Q= 117.11kN截面MB(KN m)MC(KN m)MD(KN m)LVB (KN)RVB (KN)恒载系数-0.161-0.107-0.161-0.6610.554大小-57.37-37.04-57.37-48.4340.59活载系数-0.181-0.027-0.087-0.6810.654大小-102.98-14.93-49.5-79.6876.52组合-160.19-51.97-106.87-128.11117.11求中间支座截面的最大负弯矩和最大剪力（Q 布置于 2,3 跨）计算简图：详细计算过程：MB = MG + MQ = 0.
19、161Gl0 0.054Ql0 = 88.09kN m MC = MG + MQ = 0.107Gl0 0.161Ql0 = 126.04kNmVl C,maxVr C,max= 0.446G 0.607Q= 103.7kN= 0.446G+ 0.607Q= 103.7kN截面MB(KN m)MC(KN m)MD(KN m)LVC (KN)RVC (KN)恒载系数-0.161-0.107-0.161-0.4460.446大小-57.37-37.04-57.37-32.6832.68活载系数-0.054-0.161-0.054-0.6070.607大小-30.72-89.00-30.72-71.
20、0271.02组合-88.09-126.04-88.09-103.7103.7求 1,3 跨跨中截面的最大正弯矩和端支座的最大剪力（Q 布置于 1,3 跨） 计算简图：详细计算过程：MB = MG + MQ = 0.161Gl0 0.08Ql0 = 102.89kN m MC = MG + MQ = 0.107Gl0 0.054Ql0 = 66.9kN m M1.max = MG + MQ = 0.169Gl0 + 0.21Ql0 = 179.7kN m M2.max = MG + MQ = 0.116Gl0 + 0.183Ql0 = 141.33kNmVl B,maxVr C,max= 0.
21、661G 0.58Q= 109.41kN= 0.446G+ 0.473Q= 83.38kNVA = 0.339G+ 0.420Q= 73.98kN截面MB(KN m)MC(KN m)MD(KN m)M1MAX(KN m)M2MAX=M3MAX(KN m)VA (KN)恒载系数-0.161-0.107-0.1610.1690.1160.339大小-57.37-37.04-57.3760.2240.1624.84活载系数-0.080-0.054-0.0800.2100.1830.420大小-45.52-29.86-45.52119.48101.1749.14组合-102.89-66.9-102.8
22、9179.7141.3373.98各种最不利组合下的弯矩图如下：综上可得各种不利组合下的截面最大弯矩和最大剪力：活荷载最不利组合可变荷载作用跨MB(KN m)MC(KN m)MD(KN m)备注1,2,4,跨-160.35-51.97-106.87MBMAX=-160.35KN mL=-128.11KNVBMAXR=117.11KNVBMAX2.3 跨-88.09-126.04-88.09MCMAX=-126.04KN mL=-103.7KNVCMAXR=103.7KNVCMAX1,3 跨-102.89-66.9-102.89M1MAX=179.7KN mV3MAX=141.33KN VAMA
23、X=73.98KN2,4 跨-102.89-66.9-102.89M2MAX=141.33弯矩包罗图如下：正截面受弯承载力及配筋计算： 经判断，M M = b h (h h / 2) = 973KN mmaxc f f0f跨中截面为第一类 T 形截面主梁受弯承载力计算截面边跨跨中离端第二支座中间跨跨中中间支座M（KN m）179.7-160.35+117.110.25=-131.07124.47-126.04+103.70.25=-100.12X（mm）13.972.8010.9054.632AS（mm ）895723702543选配2C22+1C183C182C223C182实际 AS（mm
24、 ）1014763760763bh0或bf h0 (mm)16205652505401620565250540配筋率/%0.720.570.540.54实际配筋As 均大于As,min,满足最小配筋率要求计算所得的X 均小于Xb，因为不会发生超筋破坏注：支座负弯矩按支座边取值，对于跨中截面，选取梯形截面进行验算；对于支座处截面， 采用单筋矩形截面进行验算。d) 截面承载力计算及配筋： 截面验算：截面限值条件：hw 4,V= 0.25 fbh = 504.97kNbmaxc c0截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座左侧中间支座右侧V / kN70.45-121.23111.34
25、-99.0599.05Asv = V 0.7 ftbh0s1.25 fyvh000000.7ftbh0 ,Las12d=1222=264mm,锚固长度偏于安全地取 300mm构造钢筋：在梁的每个侧面沿高度配置纵向构造钢筋（腰筋），考虑到腰筋的间距200mm，因此沿高度布置两排腰筋，选用 4C12纵向受拉钢筋的锚固长度：La=dfy/ft775mm，偏于安全地取 800mm承重墙支座处负弯矩钢筋锚固长度： 竖直段15d=1518=270mm，偏于安全地取 300mm水平段与竖直段一致，同样取 300mm支座截面负弯矩纵向受拉钢筋的截断：由于 V0.7ftbh0,应从支座边缘延伸至该钢筋的不需要点
26、以外大于 20d=2018=360mm，且从该钢筋强度充分利用截面以外1.2La=1.2800=960mm；经作图发现，截断点仍位于负弯矩对应的受拉区内，故应延伸至该 钢筋不需要点以外 1.3ho=1.3 565=735mm ， 且从该钢筋强度充分利用截面伸出1.2 La+1.7ho=2049.5mm，取两者中的较大值，因此取从支座边缘伸出 2100mm 后截断钢筋。主梁配筋图如下：2) 屋盖设计：屋盖平面布置同楼盖，设计方法与楼盖相似，一下仅计算屋面荷载标准值以供承重墙验算时使用。截面尺寸选择：板：h1/35L=2500/35=71.4mm故取板厚为 80mm次梁：h=(1/181/12)3
27、33500mm,取 h=350mmb=(1/31/2)h=133200mm,取 b=150mm主梁：h=(1/141/8)357625mm,取 h=500mmb=(1/41/8)h=200250mm,取 b=200mm 荷载标准值计算：永久荷载标准值：二毡三油加绿豆砂0.35kN/ m220mm 厚水泥砂浆面层0.02x20=0.40 kN/ m220mm 厚石灰砂浆面层0.02x17=0.34kN/ m280mm 厚钢筋混凝土面板0.08 25 = 2.00kN/ m23.09kN/ m2屋面活荷载标准值：0.7kN/ m23) 楼梯计算：A. 材料选用：B. 尺寸选择：楼梯图混凝土：采用C
28、30 （fc = 14.3 N/mm2 ,ft = 14.3 N/mm2，Ec = 360 N/mm2）钢筋：梁中受力纵筋采用 HRB 400 级钢筋（级钢，fy=360N/mm2）其他钢筋均采用 HPB 300 级钢筋（级钢，fy=270N/mm2）tan = 167 , cos = 0.8505270斜板水平跨度为：l0 = ln = 2970mm0斜板斜向跨度为：l= l0 / cos = 3942mm梯段板板厚为： t = ( 1 1 )l , 取板厚 t=120mm2535 0平台板厚为：80mm计算跨度：l = (6000 2970 150 2) / 2 120 + 80 / 2
29、= 1285mm平台梁截面取为：计算跨度：l = (2600 240)1.05 = 2480mm或l = ln + a= 2480mm截面高度：h=350mm,b=200mm 楼梯踏步：b=270mm,h=167mm,满足：600b+2h=604620,b+h=437 0.1minl0 / 6 , b + sn 413 mmbf判断截面类型：MmaxM=129.93kNm 故跨中属于第一类倒 L 型截面弯矩设计值(跨中)为 ：Mmax=1/8x26.67x2.48x2.48=20.5kNmb =0.8/(1+360/0/0033x2.0x10 5 )=0.518xb = bh0 = 163mm
30、x= 10.94mm, A = M max/( f h ) = 180mm2 不会发生超筋破坏As,min= minsbh= 140mm2sy0选配 2C12，实际 As=226mm 2 ,满足最小配筋率斜截面抗剪承载力计算：Vmax=32.24kN0.25 fcbh0 =225.2kN,且 Vmax0.7 ftbh0 =63.06kN 故只需按照构造配筋即可sv,min = 0.24 ft / fyv = 0.13%选配 A8200， sv = 0.25% ,满足最小配筋率要求。构造配筋：斜板内垂直于受力筋方向每踏步一根 A8 钢筋平台板内垂直于受力钢筋方向配分布钢筋 A8200梯段斜板在距
31、离平台梁为l0 / 4 750mm范围内配置负弯矩受力钢筋 A10150平台板在距离平台梁为l01 / 4 350mm范围内配置负弯矩受力钢筋 A8200平台板搁置承重墙端距离为 350mm 范围内配置负弯矩受力钢筋 A8200 楼梯配筋图如下：4) 墙承重外墙验算：I. 材料选用：砖：Mu 20 烧制普通粘土砖砂浆：M7.5 混合砂浆抗压强度设计值：f=2.39N/mm 2II. 荷载标准值：（1）屋面恒载：3.09 kN/ m2（2）屋面活载：楼面恒载：0.70 kN/ m22.74kN/ m2楼面活载按建筑结构荷载规范，在设计墙、柱和基础时，根据截面以 上的层数，对计算截面以上的各楼层活
32、荷载总和乘以折减系数。二层楼面活载6.0x0.85=5.1 kN/ m2三层楼面活载6.0x0.85=5.1 kN/ m2（3） 主梁自重：楼 盖 :25x0.25x(0.6-0.08)+17x0.02x(0.6-0.08)x2=3.60kN/m 屋盖:25x0.25x(0.5-0.08)+17x0.02x(0.5-0.08)x2=2.39kN/m（4） 次梁自重：楼盖:25x0.2x(0.4-0.08)+17x0.02x(0.4-0.08)x2=1.82kN/m屋盖:25x0.15x(0.35-0.08)+17x0.02x(0.35-0.08)x2=1.20kN/m（5）240mm 厚砖墙自
33、重：19x0.24=4.56kN/m（6） 钢窗自重：0.45kN/m 2（7） 窗上采用过梁，截面尺寸为 300mmx240mm 自重为：25x0.24x0.3=1.8kN/mIII. 静力计算方案：楼（屋）面类别为整浇钢筋混凝土楼（屋）盖，横墙间距 S=20m32m,故该房屋采用刚性方案。刚性方案多层房屋外墙符合下列要求时，静力计算时可不考虑风荷载的影响：洞口的水平截面积不超过全截面积的 2/3(满足)屋面的自重不小于 0.8kN/m（满足）基本风压确定时，层高及总高满足一定的限值虽然层高有出入，但其他要求均满足，所以可以不考虑风荷载作用的计算IV. 纵墙验算：A. 计算单元及截面性质An=2600x240+500x260=754000mm y1=2600x240x240/2+500x260x(130+240)/An=163.1mm y2=500-163.1=336.9mm Ia=2600x240/12+2600x240x(163.1-120)+500x260/12+500x260x(336.9-130)=1.44x1010ia=Ia/ An=118.0mmhTA=3.5ia=413mmB. 验算高厚比(底层起控制作用，故只对底层进行验算) 整片墙高厚比验算：带壁柱墙： =26,
