建筑结构设计课程设计报告书(终结版).doc

建筑与土木工程系课 程 设 计 课程名称： 建筑结构设计课程设计 指导老师： 小组名称： 华晨设计院 班级名称： 组长姓名： 组员姓名： 钢筋混泥土梁板结构楼盖设计摘要：梁板结构是常见的楼板结构，本次课程设计就是某多层工业厂房楼板设计。设计主要内容包括结构概况、结构平面布置、板的结构设计、梁的结构设计、框架梁的结构设计、结构施工图纸的绘制。首先，本设计小组根据设计任务书和相关建筑结构设计规范，确定楼面荷载标准值、荷载效应基本组合方式，初步确定板厚、板跨度、梁跨度、框架梁跨度、截面尺寸。其次，按照塑性理论进行板和连续梁设计、按照弹性理论进行框架梁的设计。最后，依据设计成果和规范的的结构构造要求，结合甲方提供的建筑材料，绘制板、梁、框架梁的结构施工图纸，完成本设计工作。关键词：楼板结构；工业厂房；塑性理论；弹性理论；结构设计；施工图纸；结构设计规范Abstract：Beam and slab structure is a common structure of the floorslab,this is a curriculum design of a multi-storey industrial workshop.The main content of the design includes the general situation of the structure ,plane layout of the structure, the floorslab design of the structure, the frame beam structure design of the structure, and the structure construction drawings of the structure.First of all, our design team, according to design specification and related specifications, determine the basic load standard values of the floor, the load effect combination, and preliminarily determine the thickness of the floorslab, the span of the floorslab ,the beam and the frame beam and the measurement of those.Secondly, we design floorslab and beam according to the theory of plasticity, we design frame beam according to the elastic theory .Finally, we paint structure construction drawings of floorslab, beams and frame beams according to the designs and specification of the structure of demand and the building materials provided by the owner. we complete the design work at this moment.Key Words：The floor structure;The industrial workshop;The theory of plasticity;The theory of elasticity;The structure design;The construction drawings of the structure;The design codes of building structure - 17 -单向板肋梁楼盖设计目 录设计任务书21 基本设计资料32 结构平面布置33 板的结构设计3 荷载计算 计算简图 弯矩设计值 正截面受弯承载力计算4 次梁结构设计5 荷载设计值 计算简图 内力计算 截面承载力计算5 横向主梁结构设计8 荷载设计值 计算简图 内力计算 截面承载力计算6纵向主梁结构设计13 荷载设计值 计算简图 内力计算 截面承载力计算7 施工图绘制15 板施工图 梁施工图参考文献16结 语17设计任务书四川省成都市双流县拟建框架结构的工业厂房，对该楼楼盖进行设计。楼盖的平面尺寸见图1，钢筋混凝土柱截面尺寸都为400mm400mm。水磨石地面，板底采用10mm厚混合砂浆抹灰。注：横向3跨，纵向5跨且等跨；尺寸66005,72003。甲方所能提供的材料：砼C25；梁抗弯钢筋HRB400，梁抗剪钢筋HRB335，其它HPB300。1基本设计资料1.1楼面做法 10厚的混合砂浆抹灰，钢筋混凝土板80，水磨石地面。1.2楼面活荷载标准值 8.0（四类金工车间，板跨2.0）。1.3荷载组合 按可变活荷载起控制作用的荷载组合，恒载分项系数1.2；活荷载分项系数取1.3（因楼面活荷载标准值大于4）。1.4材料 混凝土强度等级C25（=11.9， =1.27，梁内抗弯纵筋为HRB400级（=360），梁内抗剪纵筋为HRB335级（=300），其他钢筋为HRB300（=270）。2 构件截面尺寸的确定根据结构平面布置，主梁的跨度为7.2，次梁6.6，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.4。板厚：hl/40=2400/40=60，对工业建筑的楼盖板h80，取h=80。次梁的梁高h=l/（1812）=6600/（1812）=367550，考虑到活荷载较大，取h=550，梁宽b=250。主梁的梁高h=7200/（148）=514900，取h=700，梁宽b=300。3 板的计算考虑内力重力分布，实际规范要求单向板的长宽比3，本例中l2/l1=2.756450应取 =6450中间跨=6600300=6300跨度差小于10%，故可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图二。图 二4.3内力计算 次梁各截面的弯矩及剪力设计值见下表。 表2 连续次梁的弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中、中间跨跨中中间支座弯矩设计系数1/11-1/111/16-1/14140.20-142.2091.94-105.07 表3 连续次梁的剪力计算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内、外侧剪力计算系数0.450.60.550.55105.07140.07128.42128.424.4截面承载力计算 进行正截面受弯承载力计算时，考虑板的作用，跨中截面按T行截面计算，翼缘计算宽度取：边跨=/3=6450/3=2150又 b+=300+2150=24502150 故取=2150离端第二跨、中间跨=/3=6300/3=2100，故取=2100所有截面纵向受拉钢筋均布置成一排。梁高，=550-35=515。翼缘厚=80。连续次梁正截面抗弯承载力计算见下表。 表4 连续次梁的正截面抗弯承载力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座140.20-140.2091.94-105.070.0210.1500.0140.112=0.0220.1650.0140.121判断T形截面类型T型T 型805.22842.67500.50617.96选配钢筋2C20+1C162C20+1C182C16+1C122C20实配钢筋面积（mm2）829882.5515.1628验算最小配筋率0.51%0.53%0.31%0.38%4.4.1验算截面尺寸 =51580=435 /b=1.45=141.22即截面尺寸满足要求。 0.71.27300515=137.36除端支座内侧，其他支座边缘均需按计算配置腹筋。4.1.2计算所需腹筋混凝土结构设计规范规定，对于截面高度800的梁，箍筋直径不宜小于6。采用双肢箍筋，计算离端第二支座外侧截面，V=140.07。由 得到所需箍筋间距 s=300250.3515/（1000140.070.71.27300515）=5715.3如前所述，考虑弯矩调幅确定弯矩设计值时，应在梁塑性铰范围内将计算的箍筋面积墙大于20%。现调整箍筋间距=0.85715.3=4572.24根据箍筋最大间距要求，取箍筋间距=2504.4.3验算箍筋下限值弯矩调幅时要求的配箍率下限值为 0.0311.9/300=0.119%实际配箍率 250.3/（300250）=0.134%满足要求。沿梁全长按配筋。5 横向主梁的计算主梁的内力可按弹性理论计算5.1荷载设计值为简化计算，主梁的自重按集中荷载考虑。次梁传来恒荷载 12.16.6=79.86主梁自重 0.3（0.7-0.08）252.41.2=13.39主梁粉刷 （0.7-0.08）22.40.341.2=1.21 恒荷载设计值 G=79.86+13.39+1.21=94.46活荷载设计值 Q=24.966.6=164.745.2计算简图梁两端支承在砖墙上，支承长度为370，中间支承在400400的钢筋混凝土柱上。墙、柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算。计算跨度=7200-120-400/2=6880 a/2+b/2+=180+200+6880=72601.025+b/2=7252取7250中间跨=7200-400=6800 =+b=6800+400=72001.05=7140 取7140因跨度相差小于10%取7200，利用等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表，按等跨连续梁计算内力。主梁的计算简图见图三。图 三5.3弯矩、剪力计算值5.3.1弯矩实际值 弯矩 式中系数，由等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表中相应栏内查得。具体计算结果及最不利荷载组合见下表。 表5 主梁的弯矩计算序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内0.244/167.10-0.267/-181.590.067/45.570.289/345.17-0.133/-157.76-0.133/-157.76MB/2=-78.88-0.133/-157.760.200/237.230.229/237.51-0.311（0.089）/-368.89（-105.57）0.170/201.64MB/2=-52.79-105.57（-368.89）201.64最不利荷载组合+512.27-339.35-112.19+88.22-339.35282.8+440.61-550.48(-287.16)247.21+114.31-287.16(-550.48)247.215.3.2剪力设计值 式中系数，由等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表中相应栏内查得，具体计算结果及最不利荷载组合见下表。 表6 主梁的剪力计算序号计算简图端支座中间支座0.733/69.24-1.267（1.0）/-119.68（94.46）-1.0（1.267）/-94.46（119.68）0.866/142.66-1.134/-186.821.134/186.820.689/113.51-1.311（1.222）/-215.97（201.31）-0.778（0.089）/-128.17（14.66）-14.66-14.66（128.17）-201.31（215.97）最不利荷载组合+211.9-306.5（94.46）-94.46（306.5）+182.75-335.65（295.77）-222.63（134.34）+54.58-134.34（222.63）-295.77（335.65）5.4横向主梁的截面承载力计算5.4.1正截面抗弯承载力计算跨内按T形截面计算，因80/665=0.120.1，所以翼缘计算宽度取7.2/3=2.4=7.1，取2.4计算，700-35=665。支座截面按矩形截面计算，考虑到支座负弯矩较大，采用双排配筋，700-80=620。主梁的正截面承载力计算见下表。 表7 横向主梁正截面承载力计算截面边跨跨内中间支座中间跨跨内512.27-550.48282.80-112.1967.13-483.350.0410.350.0220.009=0.0420.450.0220.009判断T形截面类型T型T型T型221627671161475选配钢筋2C25+4C204C22+4C20（4/4）2C22+2C162C18实配钢筋面积223827761162509纵筋最小配筋率0.2%1.1%1.3%0.55%0.24%5.4.2斜截面抗剪承载力计算5.4.2.1验算截面尺寸 66580=585 585/300=1.95335.7 0.71.27300665=177.4211.9 =295.8 =335.7 满足要求。5.4.3次梁两侧附加横向钢筋计算次梁传来集中力 79.86+164.74=244.6主次梁的高度差 700550=150附加箍筋布置的长度 2150+3250=1050取附加箍筋双肢箍，则在长度内可布置附加箍筋排数 =1100/100=11 取=12次梁两侧各布置6排，共12排。附加钢筋的承载力为=12230050.3=301.6 F1=244.6 满足要求。 主梁边支座下设现浇垫块，砌体局部受压验算从略。6纵向主梁的计算6.1荷载设计值 楼板自重 250.082.4=4.8 水磨石地面 0.652.4=1.56 板底抹灰 170.012.4=0.41 恒载设计值 g=6.771.2=8.12 活荷载设计值 82.41.3=24.96 荷载设计值 g+q=33.16.2 计算简图 梁两端支承在砖墙上，支承长度为240，中间支承在400400的钢筋混凝土柱上如图四。墙、柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算。 计算跨度 边跨 Ln1=6.60.120.2=6.28m L01=a/2+b/2+=6.28+0.12+0.2=6.6m1.0256.28+0.2=6.64m 取6.6m 中间跨 ln2=6.60.4=6.2m L02=+b=6.2+0.4=6.6m1.05（6.60.4）=6.51m 取6.51m 因跨差小于10%，设计按照等跨连续梁计算内力，计算简图如图四。6.3 弯矩、剪力计算 表8 纵向主梁弯矩值计算截面离左支座一跨中离左支座二跨中离左支座三跨中离左端一支座B离左端二支座C离左端三支座D离左端四支座E系数0.0780.0330.046-0.105-0.079-0.079-0.105弯矩值112.4647.5866.32-151.39-113.91-113.91-151.39 表9 纵向主梁剪力值计算截面VAVB左（右）VC左（右）VD左（右）VE左（右）VF系数0.394-0.606/0.526-0.474/0.5-0.5/0.474-0.526/-0.606-0.394剪力值86.07-132.39/114.91-103.55/109.23-109.23/103.35-114.91/-132.39-86.076.4 截面承载力计算进行正截面受弯承载力计算时，考虑板的作用，跨中截面按T行截面计算，翼缘计算宽度取 7.2/3=2.4=7.1，取2.4计算，700-35=665。支座截面按矩形截面计算。 表10 纵向主梁正截面抗弯能力计算截面边跨跨内离左支座二跨中离左支座三跨中中间支座VMAX112.4647.5866.32-151.390.0090.0040.0050.1=0.0090.0040.0050.1是否超筋否否否否判断T形截面类型T型T型T型469.5200.5279.6659.9选配钢筋2C182C122C142C18+1C14拟实配钢筋面积509226308662.9最小配筋率0.2%0.24%0.1%0.15%0.3%修正后实配钢筋2C182C182C182C18+1C146.5 验算截面尺寸 h0=70035=665 66580=585 585/300=1.95132.39 0.71.27300665=177.4132.39由此可见，截面承载力符合要求，仅需按构造要求配置腹筋即可。7绘制施工图7.1 楼板结构施工图（见附页）。7.2 梁结构施工图（见附页）。参考文献1李章政、熊峰.建筑结构设计原理.化学工业出版社.20092李碧雄、傅昶彬.建筑结构设计.中国电力出版社.20083中国建筑科学研究院.建筑结构可靠度设计统一标准.中国建筑工业出版社.20014中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社.20125中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版社.20126中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社.20127中华人民共和国建设部.砌体结构设计规范.中国建筑工业出版社.20128中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社.20129中国建筑标准设计研究院.国家建筑标准图集.中国计划出版社.201210李顺明.主编.混凝土结构设计规范算例 .中国工业建筑出版社，2003.1011吴培明.主编.混凝土结构（上）第二版.武汉理工大学出版社，2003,512彭少民.主编.混凝土结构（下）第二版 .武汉理工大学出版社，2004.413腾智明.主编.钢筋混凝土结构构件.清华大学出版社，2001.714张方.主编.实用建筑设计手册 .中国建筑工业出版社，1999,515R.Park and T.Paulay,Reinforced Concrete Structures,199916姚谨英.主编.建筑施工技术（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2012,817周青、赵晖.主编.建筑英语.华东理工大学出版社2008,818张毅.主编.铸造工艺（CAD）及其运用.北京：机械工业出版社1994,14-15结语在笔者写下这一页的时候，就是说我们小组的梁板结构设计已经圆满完成了，我们收获了成功、收获了喜悦、收获了感情，非常欣慰。能在这样的团队做事，是一件快事，给力的同学与和谐的气氛让人高兴和怀念。我们从看书开始、从查规范开始、从整理基础材料开始，开会分工、讨论和修改书上过时和错误的地方、分析可能遇到的问题、帮助解决个别难题，一步步走入设计，在互帮互助中一步步设计完成。在这个过程中，我们也不是一帆风顺的：有粗心大意带