武汉理工大学 工程结构课程设计

工程结构程设计工程管理班目录1.设任.................................................................21.1设计题目...............................................................21.2设计资料...............................................................21.3设计成果...............................................................22.结设方.............................................................32.1楼盖、梁的选..........................................................42.2墙体截面尺寸及材料选..................................................43.静计方.............................................................44.板设（照性论4.1板的构造...............................................................44.2板的荷载计算...........................................................44.3板的内力计算及配......................................................55.次的计按塑理）...............................................75.1次梁的构造..............................................................75.2次梁荷载的计..........................................................75.3次梁的内力计算及配....................................................76.主的计按弹理）...............................................106.1主梁构造...............................................................106.2主梁荷载的计..........................................................106.3主梁内力计算及配......................................................117.墙设.................................................................147.1材料选用及结构方......................................................147.2墙体承载力计..........................................................147.3局部抗压承载..........................................................187.4墙体高厚比验..........................................................198.个总.................................................................229.参文.................................................................23附①筑工，结施图

sc——sc工程结构课程计计算1.设计务某三层砌体结构办公楼，层高由各位同学自己确定。房屋的安全等级为二级，该工程不考虑抗震设防，拟采用钢筋混凝土整浇楼盖，设计之。1.1计题目宜昌利人服装厂办公楼设计。平面尺寸B*L=18m*30m；层层高4m本办公楼内有会议室，办公室，档案，陈列室，资料室，男女厕所，楼梯等。1.2计资料该工程位于非地震区，不考虑抗震防设；风荷载标准值W(及雪荷载标准）等荷载查荷载规范：宜昌地区海拔高度33.1m，现期为年的荷载和雪荷载分为：风荷载（基本风压）0.30KN2

雪荷载0.30KN/m2结构安全等级：二级永久荷载为梁、板自重，结构层中，其容重分别为：钢筋混凝土水泥砂浆石灰砂浆

／m／m／m楼面活荷载标准值：kN

永久荷载分项系数：γ=1.2，楼活荷载分项系数γ=1.4或1.3材料强度值：C20混凝土；一类环境下=20mm，f=9.6／mf=1.54N／mm，f=1.10N／mm。筋：HPB300级，f=270N；HRB335=300N设计成果设计成果分为计算书和结构施工图两部分。本课程设计砌体结构墙柱设计及混凝土楼盖设计，主要包括如下内容：设计书（计算内容）1．墙柱承载力计算、墙柱高厚验算。2．混凝土楼面板（梁）设计：包括板的布置、混凝土强度等级、板厚、板面标高、内力欢迎下载

2

——计算等。可按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力。计算板的正截面承载力。3.次设计（按塑性理论）4.主设计（按弹性理论）5.格及内容要求封面及目录；课程设计任务书；工程概况以及结构设计方案的选择；主体工程的详细结构计算书；对所完成设计的小结；参考文献。计算正确，书写工整，字体端正，简图及表格应按先后顺序统一编号。计算书由封面、目录、正文及参考文献组成，正文应编页码。一律用A4纸写或打印，并装订整齐。应满足教务处关于课程设计格式的要求。施工图（图纸内容）1.建施工图：标准层建筑施工；2．结构施工图：结构设计说明；楼盖结构平面布置图，板的配筋图，比例：100次梁、主梁配筋图（或剖面图料弯矩抵抗图，比例1：20或1：40；3.图纸求1纸上应有必要的结构设计明内一般为体类型和强度等砌块和砂浆钢筋强度等级、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度及其他需要说明的内容。2）图纸右下角图签内容：项目名称、图名、比例、图别、图号、制图（学生姓名、班级及学号核审定、日期等。3）绘图要求：图面整洁，线条流畅、有层次，字体端正，符合《建筑结构制图统一标准》（GB/T50105-2001工绘图者电脑绘图。4.进安排（天）1达设计任务、结构布置及找资料1天2定基本参数荷载统计3天3）.设计算及整理计算书4制施工图2.结构设计案

4天2天欢迎下载

3

——本结构为三层砌体结构办公楼方案载相对较小墙和基础均采用砌体结构面和屋盖采用现浇钢筋混凝土结构。2.1楼盖、梁的选择楼盖和梁采用钢筋混凝土现浇，有利于结构整体性的保证。楼面、梁的做法如下：楼面：水砂浆面层，钢筋凝土现浇板厚石灰砂浆粉刷天棚。梁：钢筋混凝土现浇梁15mm石灰砂浆粉刷。2.2墙体截面尺寸及料选择墙体承重方案是纵墙承重方案墙体截面尺寸当采用多孔粘土砖时小，故除男女厕所的分隔墙采用120mm外其余所有墙体一律采用240mm。墙体的做法如下：采用MU15砖，混砂浆砌（经计算后再视具体情况确定是否需要调整外墙粉刷厚泥砂浆，内粉20mm厚石灰砂浆。3.静力计算案根据房屋现浇楼面和屋面的方案以及设计的最大横墙间距来确定。根据尺寸初步确定最大横墙间距为S=12m会议室盖型为一类（整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋面或楼盖力计算方案为刚性方＜32m刚性方案房屋的横墙应满足如下要求：横中开有洞口时，洞口的水平截面积不超横墙截面积的50%。横厚度不小于180mm。横长度18m，不小于横墙高度的（横墙总高度为4*4=164.板的设计按照塑性理论设计采用单向肋形楼盖，荷载传递路线为：-次梁-主梁-墙。4.1板的构造按照h，并且应不小于民用建筑楼面最小厚度70mm所以初步设计楼板厚度h=80mm。4.2板的荷载计算欢迎下载

4

01n1n1010201n1n10102n2表

板的荷载计算表（/m

2

）具体做法20mm水泥砂浆面层钢筋混凝土现浇板80mm15mm厚石灰砂浆粉刷棚活荷载

荷载标准值20*0.02=0.425*0.08=2.017*0.015=0.2552.5恒荷载g=1.2*（0.4+2.0+0.255）=3.186KN/m2活荷载q=1.4*2.5=3.5KN/m2设计值g+q=3.186+3.5=6.686/m24.3板的内力计算及筋计算简图的确定：取板宽b=1000mm为算单元，实际一共有9，取其中的跨，板和次梁尺寸可得板的计算简图。次梁截面b*h=240*450现浇板在墙上的支乘长度不小于100mm，取120mm，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：L=L+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820＜L+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840所以取=1820mm中间跨：L=L=2000-200=1800因为边跨与中间跨的计算跨度相差（1820-1800/1820=1.1%，所以可按等跨续板计算内力。欢迎下载

5

1s——1s表4-2板的配筋设置截面

1

B

2C弯矩系数α

111

11((1614gl(•m)

0

2

2112.01

1*6.686*111.821.8()2

116

*6.686*1.81.99

2f

2

0.06-0.0590.04-0.046（）（-0.037）h0(mmc选用钢筋

2

128.0-125.8685.33-98.13（）（-78.93）Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200欢迎下载

6

f01n1n10102n2——f01n1n10102n2实际钢筋面积

251251251251注：①括号内数字于②轴间。②

min

max

fhtfhy0

max

fc0.01761byA232~1408mm

对四周与梁整浇的单向板跨中和中间支座处，弯矩可减少0%（如表4-2中号中的数值可直接采用钢筋面积折减，即将非折减处的钢筋面积直接乘以，样计算简便并且误差不大，偏于安全。在一般情况下面承受的动力荷载不大用分离式配筋筋图如施工图中所示。5.次梁的设计（按塑性理论）5.1次的构造次梁间距L=6000mm按照h=（1/18~1/12）L初，为333mm~500mm，取450；截面宽b=（）h，为150mm~225mm，200mm5.2次荷载的计算荷载算单元宽度为2m）①板传来的恒荷载②次梁自重③次梁粉刷④恒荷载⑤活荷载

3.186*2=6.372kN/m1.2*25*0.2*（0.45-0.08=2.22kN/m1.2*17*0.015*（*2=0.23kN/mg=6.372+2.22+0.23=8.822kN/mq=1.4*2*2.5=7kN/mg+q=15.822kN/mq/g=0.79＜35.3次的内力计算及配筋5.3.1计简图的确定次梁在墙上的支乘长度为240mm计算长度：边跨：=L+a/2=（6000-120-250/2+240/2=5875＜1.025L=5898.875故L=5875mm中间跨：=L=6000-250=5750mm欢迎下载

7

0fn0f0fc0fn0f0fcff0f0y边跨和中间跨计算跨度相差（5875-5750/5750=2.1%＜10%，可按等跨连续梁计算。5.3.2正面承载力计算①次梁跨中截面按T截面计算，翼缘计算宽度按规定有：B

f

≤/3=5780/3=1917Bb+S=200+（2000-200）取=450-35=415，/h=80/415=0.1931.取b且fbh（h-h）=552.1kN/m，以此作为判断形面类别的依据。②次梁支座截面按b*h=200*450的形截面计算=415mm截应满足≤次梁受力纵筋采用（表5-1次梁正截面受弯承载计算截面

1

B2C弯矩系数

α

m欢迎下载

8

1sminwc0——1sminwc0gl(•m)

0

2

*15.822*5.87511

11*15.822**15.822*5.752*15.822*5.752165.87532.69().60截面类别及尺寸

一类T形b*h=1917*450

矩形b*h=200*450

一类形b*h=1917*450

矩形b*h=200*450

2f

2

0.0158-0.1580.0104-0.120hc0(mm)c选用钢筋

3673Φ14

4193Φ14

2652Φ12+1Φ10

3183Φ12实际钢筋面积mm）

462

462

304.5

339注：

min

max0.2%,45

fhtfhy

，得25.3.3斜面受剪承载力计算：①剪力设计值表次梁剪设计值计算表截面

A

B

B

C弯矩系数αvV(gLvn

0.450.45*15.822*

0.60.6*15.822*5.8

0.550.55*15.822*5.

0.550.55*15.822*5.5.875=41.8375=55.77

75=50.03

75=50.03②截面尺寸校核h/b=415/2000.25fhb=0.25*9.6*415*200=199.2＞V故截面尺寸满足要求。③箍筋设计欢迎下载

9

00——00表次梁箍筋计算表截面

AB

B

CV（KN）07ft0

41.8363910

55.7763910

50.0363910

50.0363910fht

0

91300

91300

91300

91300箍筋支数、

2Φ6

2Φ6

2Φ6

2Φ6直径fb0.24tfyv

V＜

0.7ht0

V＜

0.7fhbt0

V＜

0.7fhbt0

V＜

0.7fhbt0S（2）

200

200200200注：①

300mm

②

ftfyv

0.3*1.1/0.2%实际配筋率

sv

A/sv

＞满要求。6.主梁的设计（按弹性理论）6.1主构造主梁截面尺寸的选择：主梁间距L=8000mm（1/14~1/8初h=600mm截面宽b=（）h，为200mm~300mm，取250mm。则主梁截面尺寸为b*h=250mm*600mm。6.2主荷载的计算荷载次梁传来的恒荷载

8.822*6=52.932KN欢迎下载

10

nn0nnn0n主梁自重梁侧抹灰恒荷载活荷载6.3主内力计算及配筋

1.2*25*2*0.25*(0.6-0.08)=7.8KN1.2*17*0.015*2*(0.6-0.08)=0.64KNg=52.932+7.8+0.64=61.372KNq=6*7=42g+q=103.372KN该结构的主梁为单跨只需计算中弯矩根据规定当主梁支承在砌体上时保证主梁有足够的支承长度般少370mm所以设置公楼的主梁一端支承在3700mm外纵墙上，另一端支承在370mm的柱上。净跨度：，0.025L＞故取计算跨度L=L+a/2+b/2=7760+185+185=8130mm欢迎下载

11

0ss——0ss6.3.1主正截面弯矩计算弯矩设计值

M

11nl*4*103.372*8130420.288

·m剪力设计值

12

()主梁跨中截面按形面计，其翼缘跨度按规定：b'/3/fb'25077608010fn故取

b'mmf跨中钢筋按一排考虑h=565mm，且

fbh(ff0

hf2

)

·mM为一类形面。表主梁截面受弯计算截面弯矩M（KNm截面尺寸

边跨中2710mmhmmf0

2fbh0

2

c0(mmc选用钢筋

)

22545Φ25实际钢筋面积

2454注：

min

0.2%

实际配筋

24541.6%bh250*600

＞0.2%满足配筋要求。6.3.2主斜截面受剪欢迎下载

12

01——01表主梁斜截面受剪计算表截面V（）0.25fhb(KN)c0.7f(t0fhb(Nt0箍筋支数和直径

边支座51.686339＞V108762.5155375VN=2，Φ8A

0.24*1.1*250

计算值s（mm实际箍筋间距（mm

0.244350

412注：抗剪计算时的b均腹板宽度b=250mm=565mm箍筋最大间距=350mm。6.3.3附横向钢筋计算由次梁传至主梁的集中荷载设计值：附加横向钢筋应配置在=3*200+2*600-450）的范围内。方案：仅选择箍筋由

FAyv

并取Φ双箍，则

m

2*270*50.3

3.5

个，取m=4，在主次梁相交处的主梁内。每侧附加固2Φ8@70筋。方案2：选择吊筋由

Fysb

，并选用HRB335级，则：

949352*300*sin

223.76

2可选2（A=226mm）筋欢迎下载

13

——7.墙的设计7.1材料选用及结构案（1）墙体材料及尺寸各层墙均采用MU15砖混砂浆砌筑均设计为370mm横墙均采用240mm厚，墙体双面抹灰，施工质量等级为。（2）主体结构布置方案该服装厂办公楼为三层，纵向总长30m横向总长18m，小房-门；层的层高为4m总高12m；每层纵墙开，窗高400mm窗宽1800mm外墙开窗，窗宽1200mm。（3）静力计算方案根据《砌体结构设计规范GBJ3-88的“房屋静力计算方案”的规范，该工程最大横墙间距为12m＜32m，所以属刚性方案。根据《砌体结构设计规范GBJ3-88的“外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”的规定，本工程层高4m，房屋总高12m28m，所以在设计时可以不考虑风荷的影响。根据要求，本工程不考虑抗震设防。7.2墙体承载力计算7.2.1承纵墙（1）对于承重纵墙，选取一个间墙作为计算单元，其受荷面积为4.2*4=16.8m.（2）控制截面该办公楼各层墙体截面尺寸相同，砌体材料也相同，那么荷载最大的截面即为最不利截面选第二层顶端和底端的截面第一层顶端和底端的截面分别进行承载力验算。纵墙墙体的计算截面积：A=4.2*0.37=1.554m（3）荷载相关数据①女儿墙自重（厚，600mm5.24*0.6*4.2=13.2KN②楼面荷载表7-1楼面荷载计算项目20mm水泥砂浆楼面现浇80mm厚楼板15mm厚板底抹灰楼面恒荷载标准值合计楼面活荷载标准值③墙体荷载

（KN/m2）20*0.04=0.425*0.08=2.017*0.015=0.2550.4+2.0+0.255=2.6552.5双面抹灰240mm砖墙载标准值为5.24KN2抹370mm砖标准值为7.71KN/m④钢窗自重0.45KN/m2（）载计算每层墙体自重（含窗自重（6*4-1.8*2.4）=153.7欢迎下载

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k1111k1k12k1k2122——k1111k1k12k1k2122楼面传来的竖向荷载恒荷载标准值：活荷载标准值：主梁剪力值：（）力计算及截面承载力验算

2.655*4*4.2=44.6KN2.5*4*4.2=42KN51.686+51.686*0.58=95.6KN①第二层顶端截面：上部传来的荷载：N=13.2+153.7+2*（）=340.1KN上部荷载设计值：N（13.2+153.7+44.6*2)+1.4*42*2+95.6=520.52KNMU15砖M15混砂浆砌筑的砌体抗压强度设计值查表得f=2.79MPa，梁高，梁的有效支撑长度（实际支承长度）ey0.4aN对形心轴的偏心距：10

a0

hmmf

＜N引起的弯矩M=（）·m1

1mmmN1高厚比：

Hh

0

4000370

10.8115.5

＜0.6y=0.6*120=72mmeh370查表，按线性取值，得

0.78

，

Af0.78*1550000*2.793373.11KN

＞N=520.52KN，故承载力满足要求。②第二层底端截面：N=N+153.7=493.8KNN=N+1.2*153.7=704.96e=0，

H0h

4000370

10.81

＜0.6y=0.6*120=72mme2h查表，按线性取值，得

0.85

，

Af0.85*1550000*2.793675.83

＞N=704.96KN，故承载力满足要求。欢迎下载

15

3k2k320103k3334k3k43444——3k2k320103k3334k3k43444③第一层顶端截面：N=N+44.6+42=719.56KNN=N+1.2*44.6+1.4*42+51.686*0.85=861.2KNa=147,e=y-0.4a=61mm不M=44.6+42）*0.061=5.28KNm5.280.0073mmmN719.563k高厚比

Hh

4000370

10.81e=7.3mm＜0.6y=72mm

eh370

查表，按线性取值，得

，

Af0.83*1550000*2.79

＞N=861.2KN，故承载力满足要求。④第一层底端截面N=N+153.7=873.26KNN=N+1.2*153.7=1045.64KNe=0，

H0h

4000370

10.81e＜0.6y=0.6*120=72mm

eh查表，按线性取值，得

，

Af0.85*1550000*2.793675.83

＞N，承载力满足要求。7.2.2承横墙（）取计算单元和确定受荷面积对于承重横墙，取1m宽的墙作为计算单元，受荷面积为1*4=4m2（）制截面该服装厂办公楼各层墙体截面尺寸相同，砌体材料也相同，那么荷载最大的截面即为最不利截面所以选第二层的顶端底端截面及第一层的顶端和底端截面分别进行承载力验算，则横墙墙体的计算截面积A=1*0.24=0.24m。外横墙总长度较长，此处只取宽横墙进行研究，所以不对面积进行折减。另外东西两道横墙开设了窗因体载与不设窗的相比较轻以此处只对不开窗的外横墙进行验算。（）载相关数据①女儿墙自重（厚240mm高600mm5.24*0.6*1=3.14KN②钢窗自重：外横墙上不设开窗，无钢窗自重。（）载计算欢迎下载

16

1k11101k1k1112k1k212223k2k——1k11101k1k1112k1k212223k2k每层墙体自重（含窗自重5.24*1*4=20.96KN楼面传来的竖向荷载恒荷载标准值：活荷载标准值：次梁剪力值：（）力计算及截面承载力验算①第二层顶端截面：上部传来的荷载：

2.655*4*1=10.62KN2.5*4*1=10KN41.83+0.85*41.83=77.4KNN（）=65.34上部荷载设计值：N=1.2*3.14+20.96+2*10.62+1.4*2*10+77.4=159.8KNMU15砖M15混砂浆砌筑的砌体抗压强度设计值f=2.79MPa次梁高h=450mm则梁的有效支撑长度（实际支乘长度）

a0

h127mmf

＜a=240mmN对形心轴的偏心距：e=y-0.4a=69mmN引起的弯矩：M（10.62+10*0.069=1.42KN·m1.421mmmN65.341高厚比：

H0h

*240

16.7e＜eh240查表，按线性取值，得

，

0.52*240000*

＞N=159.8KN，故承载力满足要求。②第二层底端截面:N=N+20.96=65.34+20.96=86.3KNN=N+1.2*20.96=184.95KNe=0，

H0h

*4000240

16.7e＜0.6y=0.6*120=72mm

e2h查表，按线性取值，得

，

**

＞N=184.95KN，故承载力满足要求。③第一层顶端截面：N=N+10.62+10=106.92KN欢迎下载

17

320103k3334k3k434440l0l——320103k3334k3k434440l0lN=N+1.2*10.62+1.4*10+41.83*0.85=247.2KNa=127mm，e=y-0.4a=69mm变M=10.62+10*0.069=1.42KNm13.3N3高厚比：

H0h

*4000240

16.7e=13.3＜e13.30.055h240查表，按线性取值，得

，

Af0.61**408.46

＞N=247.2KN，故承载力满足要求。④第一层底端截面：N=N+20.96KN=127.88KNN=N+1.2*20.96=272.35KNe=0，

Hh

0

4000240

16.7e＜，

eh查表，按线性取值，得

0.54

，

Af0.54**361.58KN

＞N=272.35KN，故承载力满足要求。7.3局抗压承载力在墙体截面尺寸相同，所用材料也相同的情况下，因为第一层顶端截面上部结构传来的荷载较大，所以分纵横墙两种情况分别验算第一层顶端截面处的局部抗压承载力。7.3.1纵局部抗压承载力为了满足局部受压承载力要求端承边的最大应力不应超过砌体局部受压强度：0ll式中：A=（）h=366300mm2A=ab=146.6*250=36650mm2366300010.036650l

＞，故N=1.2*44.6+1.4*42=112.32KN

A2.05Al

＞，取

欢迎下载

18

l0l0llh00——l0l0llh00

fAl

0.7*2**36650

＞，故梁端局部受压满足要求，不需要设置梁垫。7.3.2横局部受压承载力A=（）h=（200+2*240）*240=163200mmA=ab=127*200=25400mm216320006.4325400l

＞，故N=1.2*10.62+1.4*10=26.74KN

A0Al

＜

fAl

0.7*1.82**2540090.28KN

＞N=26.74KN，梁端局部受压满足要求，不需要设置梁垫。7.4墙高厚比验算底层层高最大并且各层截面尺寸相同，如果底层高厚比满足要求则整个房屋的高厚比也就满足要求，所以只需验算底层高厚比即可。矩形截面高厚比验算应按下式进行：

H

2

7.4.1横高厚比验算层墙高H=4m，横墙最大间距S=8m。该房屋的力计算方案为刚性方案，屋类别为无吊车的多层房屋，且2H=8m＞＞H，查表计算高度H=0.4S+0.2H=4m由砂浆强度等级为M15M7.5查确定

[

]

横为承重墙取

1.0

东墙上开设了窗，为较薄弱截面，只需验算此处高厚比即可。不开洞外横墙

[2

26

＞

Hh0.24

，满足高厚比要求。表7-3开窗外横墙高厚比验表墙体计算高度（mm）墙体厚度（）

4000240在宽S围内的门窗洞口总宽度b（）相邻纵墙之间的距离）

s

12002000欢迎下载

19

00——00承重墙允许高厚比修系数

1

1.0有门窗洞口允许高厚修正系数

0.76s墙体允许高厚比[2

[

261x0.76x26=19.76墙体计算高厚比结论

Hh

0.24，满足要求7.4.2纵高厚比验算（）纵墙每层墙高H=4m横最大间距S=12m该房屋的静力计算方案为刚性方案，屋类别为无吊车的多层房屋，且2H=8S查表得计算高度H=1.0H=4m由砂浆强度等级为M15M7.5，查表确定

[

]

。表7-2外纵墙高厚比验算表墙体计算高度（mm）墙体厚度（）

4000370在宽S围内的门窗洞口总宽度b（）相邻纵墙之间的距离）

s

360012000承重墙允许高厚比修系数

1

1.0有门窗洞口允许高厚修正系数

0.88s墙体允许高厚比

[

26欢迎下载

20

00[2

——1x0.88x26=22.88墙体计算高厚比

H0h

0.37

结论（）纵墙内纵墙是非承重墙，允许高厚比修正系数=1.21

，满足要求表7-3内纵墙高厚比验算表墙体计算高度（mm）墙体厚度（）

4000370在宽S围内的门窗洞口总宽度b（）相邻纵墙之间的距离）

s

300012000非承重墙允许高厚比正系数

1

1.2有门窗洞口允许高厚修正系数

0.9

0.4

s墙体允许高厚比[2

[

]

261.2x0.9x26=28.1墙体计算高厚比

Hh

0.37

结论

2

，满足要求欢迎下载

21

——8.个人总结本次工程结构课程设计历时天我设计的项目名称是宜昌利人服装厂办公楼，该办公楼规模不大，占地尺寸是30m*18m总楼层是三层。虽然整个项目看上去很简单，但