建筑结构设计作业

1、上海建桥学院 建筑结构课程设计成果汇总专 业： 工程管理 班 级： 2班 姓 名： 刘家程 学 号： 1221863 指导教师： 刘婷、傅赛男、李娜、刘振勇2014年6月13 日上海建桥学院商学院课程设计成果课程名称： 建筑结构课程设计 实验类型： 课程设计 实验项目名称： 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计 学生姓名： 刘家程 专业： 工程管理 学号： 1221863 指导老师： 刘婷、 傅赛男、李娜、刘振勇 实验地点： 8618 实验日期： 2014 年 5 月 13 日一、 课程设计目的和要求1、了解单向板肋梁盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。2、通过板及次梁的计算，掌握考虑塑性内力重分

2、布的计算方法。3、通过主梁的计算，掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图的材料图的绘制方法。4、了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求。5、掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式，制图规定，进一步提高制图的基本技能。6、学会编制钢筋材料表。二、课程设计内容1、 结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置。2、 板的强度计算（按塑性内力重分布计算）。3、 次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）。4、 主梁强度计算（按弹性理论计算）。5、 绘制结构施工图 （1）、结构平面布置图（1:200） （2）、板的配筋图（1:50） （3）、次梁的配筋图（1:50；1:25） （4）、主梁的配筋图（1:40；1

3、:20）及弯矩M、剪力V的包络图 （5）、钢筋明细表及图纸说明三、课程设计成果3.1 建筑结构课程设计3.1.1 设计资料1、车间类别为三类金工车间，车间内无侵蚀性介质，结构平面及柱网布置如图。经查规范资料：板跨1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0KN/；板跨2.0m时，楼面活荷载标准值为10.0KN/；次梁（肋梁）间距1.2m时，楼面活荷载标准值为10.0KN/；次梁（肋梁）间距2.0m时，楼面活荷载标准值为8.0KN/。数据：Lx=6000，Ly=63002、楼面构造。采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。3、屋面构造（计算柱内力用）。三毡四油防水层，20厚水泥砂浆找

4、平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。4、梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。5、混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋3.1.2 设计计算书一、 平面结构布置：、确定主梁的跨度为5.1m,次梁的跨度为5.6m,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为1.7m。楼盖结构布置图如下：、按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚3、次梁的截面高度应满足 ，取 则，取。4、主梁的截面高度应该满足，则，取。二、 板的设计（按塑性内力重分布计

5、算）：1、荷载计算：板的恒荷载标准值： 取1m宽板带计算： 20mm水泥砂浆抹面 15mm混合砂浆天棚抹灰 100mm钢筋混凝土板 恒载： 活载： 恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的设计值总值： = 2、板的计算简图：次梁截面为，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，板的计算边跨： ，取 ()中跨： 板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。计算简图如下图：3、内力计算及配筋：用塑性内力重分布理论计算

6、，则有系数如下： 表1.0支承情况截 面 位 置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14则由可计算出、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14由题知：则，根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：截面1B2CM（）5.232-5.2323.4572.766-3.951-3.161（）76.160.0690.0690.0450.0360.0520.042()0.0710.071

7、0.0460.0370.0530.0430.9650.9650.9770.9820.9740.979（mm2）322.7322.7210.6167.7241.5192.2选钢筋轴线轴线8130813061306/8130轴线8130813061306130实际配筋轴线轴线387mm2387mm2218mm2302mm2轴线387mm2387mm2218mm2218mm2位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋：分布筋选用6300。嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。垂直于主梁的板面

8、附加钢筋选用8200。板角构造钢筋:选用8200,双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图：采用弯起式筋,详见板的配筋图.三、 次梁设计（按塑性内力重分布计算）：1、次梁的支承情况：2、荷载计算： 由板传来： 次梁肋自重： 次梁粉刷重 恒载： 活载： 设计值总值： = 3、确定计算跨度及计算简图。塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： 边跨： ,取 ()因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算，计算简图如下：3、内力计算：由可计算出、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14由可计算出、，计算结果如下表：截面位置0.450.600.550.554、截面承载力

9、计算：（1）、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： 翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。（2）、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取。（3）、次梁正截面承载力计算见下表：截 面1B2C弯矩M118.22-118.2276.86-87.84或0.0450.4300.0290.285 0.0460.6260.0290.3440.9770.6870.9860.8281120.41593.3721.8982.3选用钢筋322（弯1）520（弯起）320（弯1）320（弯1）实际钢筋截面面

10、积（mm2）11401570942942（4）、次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV105.01140.01127.62127.62截面满足截面满足截面满足截面满足需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径2626262656.656.656.656.6130.4667.2379.6384.09实配箍筋间距1001001001005、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。四、主梁设计（按弹性理论计算）：1、支承情况： 柱截面400400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土

11、柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。2、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载： 主梁自重： 主梁粉刷重： 恒载：恒载设计值：活载设计值：3、确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度：边跨： ，近似取中跨： 因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下：4、内力计算：（1)、弯矩设计值：其中，可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。（2）、剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。主梁弯矩计算项次荷载简图组合项次+组合值43.23-255.59-57.55-127.23组合项次+组合值236.35116.62

12、由此可作出下列几种情况下的内力图：+； +； +将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算项 次荷载简图组合项次 () +138.16+-217.85+193.05同样可绘出剪力包络：5、主梁正截面和斜截面承载力计算：、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高:（边跨），（中间跨）翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取。正截面配筋计算。截 面1B2弯矩M236.35-255.59116.62-57.55-221.98或0.0470.3330.0260094 0.0

13、480.4220.0260.0990.9760.7890.9870.9512118.6.32659.601185.3551.8选用钢筋622（弯4）622+122（弯起422）420（弯2）220实际钢筋截面面积（mm2）22812661.11256628斜截面配筋计算：截 面AV172.76272.51241.38,截面尺寸按下面式验算截面满足截面满足截面满足需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径282828101.0101.0101.0137.8860.1572.75实配箍筋间距取150不足用补充取150不足用补充取150不足用补充验算最小配筋率,满足要求说 明由于剪力图呈矩形，在支座A截

14、面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面B左边的2.2m范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座截面B右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为150两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集中力：，所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为:As=F/2fysina=233612/(2x300xsin45)=550.63mm2选用220 (As=628)6、主梁正截面抗弯承载力图（材料图）

15、、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于h0/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点（即按正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面）。当时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于h0或20d，钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于1.3h0或20d。钢筋的实际截断点到

16、充分利用点的距离应大于等于。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.1430020/1.27取880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=1220=240mm，取300mm3.1.3 图纸3.2 建筑结构实验报告3.2.1 认识实验一、实验目的1、 了解结构实验加载设备的特点及作用。2、了解结构试验中常用仪器的基本原理和使用方法。二、结构试验加载设备结构试验的目的是模拟结构在实际受力状态下的受力性能，试验中需要对试件施加荷载，施加荷载的方法与加载设备有很多种类，最通常的方法是利用液压加载器（千斤顶）或液压加载器或液压加载的方法。1、 试验台座

17、结构试验室中的试验台座是固定设备，他可以平衡施加在试件上的荷载所产生的反力。本试验室拥有槽式试验台座，主要包括沿台座横向布置的六条通长槽轨，其结构特点是加载点位置可沿六条通常槽轨的纵向任意变动，加载较为方便。2、 荷载架（1） 竖向荷载架，主要由立柱和横梁组成。按立柱截面形式可分为：1、组合截面式竖向荷载架：2、丝杆式竖向荷载架（2） 水平荷载架，有两副三角型钢架组成。3、 液压试验机压试验机是对试件施加平稳而渐增的试验力，直至事件断裂或在一定条件下达到规定的变形量或者规定的变形速度，并能测出试验过程中试样所受的荷载、变形等参数。4、 液压加载器和油泵其主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的

18、液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。荷载值通过油压表测得，也可由液压传感器将信号输给读数仪或数据采集仪记录。三、结构试验中常用仪器1、 电阻应变计电阻应变计是用来测量试件的应变。其工作原理是利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”，即这种金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。2、拉压传感器和压力传感器。拉压传感器和压力传感器可用来测量对荷载和支座反力等3、读数显微镜读书显微镜是光学透镜与游标刻度等组成，通常用来观测裂缝宽度。4、电阻应变仪电阻应变仪工作原理是这样的：当电阻应变计发生应变时，其电阻值发生变化，从而使得电阻应变仪中的标准电阻和电阻应变计共同组成的惠斯顿

19、电桥失去平衡，通过直接测量电桥失去平衡后的输出电压，可换算得到应变值。5、位移传感器位移传感器可用来测量结构的位移，测得的位移是测点相对于位移传感器支架固定点位移。常用的位移传感器有：1千分表2滑阻式位移传感器。 6、数据采集仪 英国solartron公司生产的数据采集仪，其主要有三部分组成：（1）分散式数据采集器IMP；（2）S网络；（3）主机适配器卡。3.2.2 应变计粘结试验一、实验目的1、了解应变计的基本构造与粘贴步骤。2、系统训练应变计的粘贴技术。二、应变计的安装1、概述应变计的安装是用应变计测量应变的第一步，是测量准备工作中最重要的项目。应变计的安装通常采用粘结剂粘贴的方法。在测量

20、中，构件表面的变形通过粘结层传给敏感栅，所以只有粘结层均匀、结实、不产生蠕滑。才能保证敏感栅如实地再现构件的变形，因此精心粘贴很有必要。2、 试验步骤（1）应变计外观检查，敏感栅是否排列正确，有无短路、断路，有无锈蚀斑痕，引出线是否有折断危险，基片是否有破损，如有不符要求，均不采用。（2）用惠思顿电桥或万用表测量初始电阻R0，并记录下列应变计的阻值和灵敏系数K值。（3）试件上划线，确定贴片位置（4）试件打磨与清洗，用砂纸在试件表面以双向45打磨，试件表面不得有明显的缺陷和刻痕。随后用丙酮清洗表面，并禁止用手触摸和用嘴吹待测表面。（5）贴片。在待测表面涂上一层薄层胶将应变片放上轻巧校正方向，然后

21、盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量胶水，保证胶层尽可能的薄而均匀，随后用手掌轻压数分钟。（6）观察粘结层是否有气泡，整个应变片是否全部粘贴牢固，有无造成短路、断路等危险的部位，粘贴方位是否正确。（7）测应变片的阻值，与粘贴前阻值R不应有大的变化，用兆欧表或万用电表测量应变计和试件间的绝缘电阻，对于一般的测量绝缘电阻应大于100兆欧即可。3、 实验结果 1、 试件材料： 应变计名称：电阻应变计 粘贴剂名称：502胶 测试仪器：万用表 2、 实验记录： （1） 粘贴前：应变计外观检查：良好，应变计阻值：125，应变计灵敏系数2.06 （2） 粘贴后：应变计外观检查：良好，应

22、变计阻值：125，绝缘阻值大于200M3.2.3 5M钢桁结构静力分析一、研究目的1、以设计性、综合性的试验教学方式，激发学生参与实验的积极性，培养学生主动创新的意识、勇于探索的精神和科学实验的态度提高学生的综合素质。2、进一步掌握结构静力试验中各种常用仪器设备的使用方法，了解其主要技术指标，熟悉结构静力试验的基本操作过程。 3、掌握结构试验方案设计的基本原则，并能够在教师的指导下制订完整的结构实验方案。 4、掌握结构试验数据整理与分析的基本原则，能够在教师指导下撰写较为完整的试验研究报告。2、 实验设计 1、试件设计5M钢桁架结构静力分析试验构件为一5MK型钢桁架和5M空腹钢桁架，5MK型钢

23、桁架试件在 S-1 位置和 S-2 位置设置拉、压支座支承点，在 P-1 和 P-2 位置处设置加载点。5M空腹钢桁架试件分别在S-1和S-2位置设置支座支承点，在 P-1 和 P-2 位置处设置加载点。2、加载方案 支座方案为一段采用固定铰支座，另一端采用滑动铰支座，加载方案为在P-1和 P-2 两点施加集中荷载 P=75N。首先预加载p=20KN，练习各种仪表的使用，检查各种加载、测试仪是否正常，然后正式试验，加载p=75N,分为五级加载，每级15KN,每级加载后越1分钟，进行试验现象观察和全部仪器、仪表读数，并记录相应的试验现象与关键试验数据，然后循环五次上述步骤。 3、测试方案 （1）

24、挠度测试 利用数据采集系统和电测位移传感器，测量5M钢桁架试件上、同时在两支座上安装两个电测位移传感器测量支座刚性位移，用于挠度测试结果的修正。 （2）桁架杆件应变测试 采用电阻应变测试方法测量5M钢桁架试件弦杆和腹杆应变。 三、主要试验结果 1、试件受力过程 本试验单点加载，采用P-1、P-2点处加两个对称的集中力。 加、卸载顺序为015KN30KN45KN60KN75KN40KN0 2、腹杆应变 3、上弦杆应变 4、下弦杆应变四、 试验结果分析 1、荷载挠度关系根据电脑绘制的图，从电脑让我们了解两集中力对钢桁架的影响可发现应力与位移大致成正比。五、结论1、从“荷载腹杆应变曲线”，“荷载上弦

25、杆应变曲线”及“荷载下弦杆应变曲线”中可以发现在整个加载过程中荷载、应变关系趋于线性，因此可以推断在试验过程中，上下弦杆中间腹杆均处于线弹性状态。2、在“荷载上弦杆应变曲线”中发现应变片越靠近跨中应变值越大。这与整个桁架的受力特点相符。由于两段简支，同时受到集中荷载，所以跨中的弯矩比较大，上弦杆受压，而跨中所受力比较大，所以越靠近跨中应变值越大。3、由于所加荷载较小，并从“荷载应变曲线”可以推断出桁架处于弹性受力状态，其位移曲线应该是接近直线，在“荷载挠度曲线”中也验证了其确实为一条近似的直线。所以试验数据比较准确。四、课程设计总结4.1 建筑结构课程设计总结经过这6月份每周三、周五的实训，使

26、我学会了很多。在这几个上、下午里，通过贾老师的讲解，一步一步的上手操作，使我慢慢懂得了结构设计的原理，也在不停的请教声中我完成了这次实训设计某工厂车间的结构。这几天过的非常有趣，通过这一段时间的实习，提高了我的专业知识。通过这次实训，使我对工程结构有了深刻的了解，并了解了各个梁的取值要求，板的厚度最小值，如何选配钢筋。我觉得本次的实习安排合理，充分考虑到了课程的特点，并将理论与实践完美结合。这也体现了我们系老师所具有的与我们专业特点一致的强有力的管理和统筹规划能力。先来说说贾老师，我们第一次见他还是在上大一上杨老师测量学实训的时候。那时候刚开始是一对硕士情侣做老师的助教，第三天女助教就生病了，

27、这时候贾老师来代替。开始大家都以为他是学生呢。没想到他下一个学期就教我们的工程力学。对他印象最深的就是他强大的记忆能力，刚来几节课就能叫出大部分人的名字，太厉害了。再来说说这门课，建筑结构是继我们力学之后又一大难点科目，它和其他课的主要区别就是，其他课少了一节还可以接着听下去，但是这门课如果旷了一节接下来的课就会跟不上。建筑结构设计原理分为四篇，共15章。第一篇为结构设计原理基础;第二篇混凝土结构，详细介绍了混凝土结构材料的性能，混凝土构件(受弯构件、受压构件、受拉构件、受扭构件)的受力特点、构造要求和承载力计算，以及预应力混凝土构件等;第三篇砌体结构构件，主要内容包括砌体的力学性能、无筋砌体

28、构件承载力、配筋砌体构件承载力;第四篇钢结构构件，介绍了建筑钢材的性能、钢结构连接和钢结构构件计算。最后我们说一下本次实训，这次实训是以个人为单位的，在以往都是在小组环境下进行，虽然自身能力能够发挥，到时缺少了独立自主的能力，这次实训很好，可以锻炼我们的独立自主性，虽然任务量可能会大了些，但是也让我们学会了更多知识。这次实训的主要是对“钢筋混凝土板向板助梁楼盖课程设计”，其内容是设计某三层轻工厂房车间的整体式钢筋混凝土单项板肋梁楼盖。设计的内容主要包括以下五个方面：（1）、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置；（2）、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）；（3）、次梁强度计算（按塑性内力

29、重分布计算）；（4）、主梁强度计算（按弹性理论计算）；（5）、绘制结构施工图。结构设计的具体步骤为，1.熟悉项目情况，包括建筑图；地质勘查报告等。2.按照建筑图和所学知识进行结构构件的布置和荷载施加，如柱，梁，墙等，这里面包括构件的截面估算。3.如果采用PKPM等结构计算软件对结构构件布置图，即模型进行计算，应按规范或经验对软件中的参数进行选取。4.计算结构检验，计算结果当均满足规范要求时意味着此结构方案可行，至于优化方案和方案是否符合建筑等专业要求是个渐渐积累的过程。5.CAD按照计算结果进行施工图的绘制。没有规矩，不成方圆。在做任何一件事情之前，都要弄清楚它的规则，这样才能保证后事面情的开

30、展顺利。建筑结构的设计要点主要是在主梁、次梁跨度和间距的设计以及板的跨度的设计，再加上主梁、次梁的梁高、梁宽以及板厚的确定，先确定这些内容，才能进行接下来的计算。但是在设计时也不是随意设计的，要严格按照设计规范，在满足安全荷载要求的前提下，合理布置结构。经查规范资料：板跨1.2m时，楼面的活荷载标准值为16.0KN/；板跨2.0m时，楼面活荷载标准值为10.0KN/；次梁（肋梁）间距1.2m时，楼面活荷载标准值为10.0KN/；次梁（肋梁）间距2.0m时，楼面活荷载标准值为8.0KN/。对于楼面构造，采用20mm厚水泥砂浆抹面，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。对于屋面构造（计算柱内力用），采用三毡

31、四油防水层，20厚水泥砂浆找平层、150厚（平均）炉渣找坡层、120厚水泥珍珠岩制品保温层、一毡二油隔气层、60厚钢筋混凝土屋面板、15厚混合砂浆天棚抹灰。对于梁、柱用15厚混合砂浆抹灰。对于混凝土采用C25；主梁、次梁受力筋采用HRB335级钢筋，其他均采用HPB235级钢筋。首先我们进行的是平面结构布置，确定主梁，次梁。老师给的范围主梁是4到6米，次梁是5到8米。因为该工厂车间为3跨，所以主梁长度要能被3整除。我选的数是主梁5.1米,次梁5.6米，板的跨度1.7米。接下来按照规范我求取了板厚，次梁高度和梁截面宽度，主梁高度和梁截面宽度。接下来我做的板的计算（按塑性内力重分布计算）：首先我确定的是活载，刚开始老师给定的是16KN/m。后来其他同学用16算到次梁正截面时，超过0.5，这显然是不行的。然后老贾又改数据，活载定到5到16。不过我算到后面发现没超过，我也就没改了。这里没关系，但是我却在其他的地方犯错了。在求恒载和活载总值得时候，恒载值带错了，求出的数是25.6KN/m，开始也没注意，当我算到次梁的时候回去找数据的时候突然发现，g是3.155，我代成4了，真是当头一棒呀，那么多数还要一下一下的重新算出来，顿时没了好心情。第一天就在这伤心中结束了。第二次实训我