土木工程课程设计-混合结构类房屋设计

混合结构类房屋设计

（一）工程概况

1.设计题目

某多层仓库采用混合结构方案。楼盖为现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖，现

浇钢筋混凝土柱及砖墙作为承重体系，现浇钢筋混凝土柱下单独基础及墙下条形

基础。

2.设计任务

（1）.按建筑平、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

I估算钢筋混凝土柱截面尺寸

H楼盖结构计算

A.板及次梁按塑性计算

B.主梁按弹性计算

IH钢筋混凝土楼梯的计算

IV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

V墙下条形基础计算

（3）.绘制施工图（2号图纸两张，其中要求一张为手工绘制）

I基础平面布置图及基础配筋图

II楼盖结构平面布置图（包括连续板配筋）

山次梁配筋图

IV主梁配筋图

3.设计资料

（1）建筑平、立、剖面图见课程设计任务书，仓库为3层，要求主梁沿纵

向布置。

（2）荷载

二毡三油加绿豆砂O.35kN/m2

石灰砂浆容重（天花板抹灰）17kN/n?

水泥砂浆容重20kN/m3

钢筋混凝土容重25kN/m3

细石混凝土容重24kN/n?

砖墙容重19kN/n13

钢窗自重0.45kN7m2

屋面活荷载0.7kN/m2

楼面活荷载3kN7m?

（3）根据地质报告，室外地坪以下1.5m处为老土层，地基承载力按

100kN//后考虑（标准值），地下水位在地面以下0.5m处。

（二）结构设计

1.结构平面布置

结构平面布置图

2.结构计算

（1）楼盖

I材料选用

混凝土：C25（A=11.9N/mm2J=1.27NImm?）

钢筋：樊中受力钢筋采用HRB335（H级钢，4=3（X）N/〃加）

2

其他钢筋均采用HPB235（I级钢，fv=2\0N/mm）

H截面尺寸选择

柱：400mmX400mm

板：=舞=62.5〃〃〃，考虑构造，取板厚〃=8°帆加

/4040

(11A

次梁:———Z=333-500/w/n,取〃=4OO/72ZW

11812)

b=~~—/?=133~300，〃/〃，取人=200mm

(32)

主梁：h=—/=357〜625"75，MZ/?=600/nm

148

b=\—^—h=200〜4()0〃w?取〃=250mm

(32)

in板设计(按塑形方法)

A荷载

永久荷载标准值

20〃〃777K泥砂浆0.02x20=0.4ZN/机2

8()〃〃〃钢筋混凝土板().()8x25=2.()妹//

20皿加纸筋灰粉刷0.02x17=0.34雨/病

2.74AN/加

永久荷载设计值=1.2x2.74=3.2W/w2

可变荷载设计值g=1.4x3=4.2ZN/m2

合计7.49ZN/〃I?

B正截面受弯承载力计算及配筋

计算跨度：板两端与嵌固在承重墙内的板端，计算时按简支考虑,

其余板端都与支承构件整浇。支承长度为120mm.

中间跨/0=/“=2.5-0.2=2.3m

边跨/o=/rr+j=2.3+0.I2=2A2m

取/0=2.34相，b=1000mm,h=8()mm,ho=8O-2O=6()mm。

0.8

=0.614

"210

1H-----------------------7

0.0033x2.1x10’

外in=0.45夕

=0.18%<0.2%,取夕*=02%

JV

Amin=4制=210/加

由板传来3.29x2.5=8.23kN/m

次梁自重1.2x25x().2x(0.4-0.08)=1.92kN/m

梁侧抹灰1.2xl7x0.02x(0.4-0.08)x2=0.26kN/nr

10.41—/病

可变荷载设计值q=4.2x2.5=10.5kN/病

合I+g+q=20.9\kN/nr

B正截面受弯承载力计算及配筋

计算跨度：次梁与主梁整浇，边跨一端嵌固在承重墙内。支承长度

为240mm.

中间跨4=/„=6-0.25=5.75〃？

边跨4=minL025/n,/n+-=min(5.89，几5.8Im)=5.8Im

<2

取/()=5.81〃?，b=200mm,h=400mm»ho=4OO-35=365mm

0.8

=0.614,2-0.2%

■210-n

1+----------T

0.0033x2.1x10、

Amin二2=

次梁的受弯承载力计算及配筋

截面边跨跨中离端第二支座中间跨跨中

弯矩系数1/11-1/111/16

M(kNni)64.17-64.1744.12

受压区高度

7.7883.405.33

x(m/n)

2

Ax(nun)592.5661.6421.2

选配3BI61B20+2B162B16+1B14

实际AS"/)603.2716.3556.0

bx5或b.x%1920X365200X3651920X365

Amin(〃?〃/)160160160

C斜截面受剪承载力计算及配筋

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0.450.550.55

V(kN)52.9064.6666.10

-0.7及4

按构造配箍按构造配箍按构造配箍

s1.25&%

选配（双肢箍）A6@200A6@200A6@200

实际.0.2830.2830.283

S

26259612W干

6111

B

，2。124305于技162sl

尔266—

81。214网

I2655

咏166“0

次梁配筋图

V主梁设计（笈弹性理论）

A荷载

永久荷载设计值

由次梁传来10.41x6=62.46

主梁自重(折算为集中荷载)

1.2x25x0.25x(0.6-0.08)x2.5=9.75LV

梁侧抹灰(折算为集中荷载)

1.2xl7x0.02x(0.6-0.08)x2x2.5=1.()6kV

G=13.27kN

可变荷载设计值Q=10.5x6=63kN

合计G+Q=l36.27AN

B内力计算

计算跨度：主梁与柱整浇，边跨一端嵌固在承重墙内。支承长度为

490mm.

中间跨

边跨L=min|1.025/+-,/+-+-I=4.62/n

采用弯矩分配法，如求1、3跨跨中最大弯矩

分配系数0.4390.5610.50.50.5610.439

固端弯矩0118-44.244.2-82.382.3-63.50

BD一次分配-32.4-41.4-20.7.-5.2-10.5-8.3

c一次分配16323216

BD二次分配-7.0-9.0-4.5-4.5-9.0-7.0

C二次分配2.34.54.52.3

BD三次分配-1.0-1.3-0.6-0.6-1.3-1.0

C三次分配0.30.60.30.6

BD四次分配-0.1-0.2-0.1-0.1-0.2-0.1

支座弯矩077.5-77.555.555.579.9-79.9

类似的可以求的各种最不利组合

可变

荷载

M^kNin)M(kNni)M14kNtn)备注

作用c

跨

1、3M"=118.7M•〃?，MM=96.8kN•m

77.555.579.9

跨V-、=34.6块

、〃

2、4M2mux=96.8kN•/W,4max=ll8.7AN/

79.955.577.5

跨%」34.6匹，〃

2、3A/Cimx=-87.5^-"z=713kN•m

71.787.571.7

跨匕a=-7L3.m

1、2、MHmiX=-108.5AN•〃i,%皿=80.3Wm

108.547.979.4

4跨V；z=-9L6kN〃？

1、3、Mg=-108.5AM〃?，=91.6AN•小

79.447.9108.5

4跨匕;3=一80.3块〃，

C正截面受弯承载力计算及配筋

b=250mm,h=600mm,ho=6OO-35=565mm

08

菰=-------210——=°，14'电=0-2%

1+0.0033x2.1xl05

Amin=PmM=300〃加

离端第二支

截面边跨跨中中间跨跨中中间支座

座

-108.5+80.3-87.5+71.3X

118.796.8

X0.2=92.40.2=73.2

受压区高度

10.6757.98.696.56

x(mni)

A（〃加）706.8574.2575.7434.6

选配2B18+1B163B163B162B16+1B14

实际710.0603.2603.2556.0

bx为或b；X%)1670X565250X5651670X565250X565

4min（”/）300300300300

D斜截面受剪承载力计算及配筋

短/〃=%/〃=565/250<4,V<0.25fcb\=420.2ZN

故截面抗剪承载力满足要求

所有截面处剪力V<().〃，％=125.6kN,故只需要按构造配箍。

在主梁内配置箍筋A6@200

E集中荷载处的附加箍筋（竖直布置）

F（62.64+63）xlO3

以=丽=598.3〃〃7p

2

次梁每侧人4道A8双肢箍，A5V=16x50.24=803.8,n/n

①计2仲1653?1

/讨165680

⑩2娟2

主梁配筋图

（2）屋面（略）

（3）钢筋混凝土楼梯

［材料选用

混凝土：C25（。=11.9N/mm2,£=1.27N/mm2）

钢筋：奥中受力钢筋采用HRB335（H级钢，4.=300N/〃加）

2

其他钢筋均采用HPB235（I级钢，fy=2\ON/mm）

II楼梯尺寸（板式楼梯）

斜板计算宽度/0=3080/72/7/,斜向计算跨度=3672.4〃〃〃

板厚，=r=146.9〜104.9〃?/〃，取t=120〃?〃?

(2535J0

平台梁计算跨度：

/=(2600-240)x1.05=2480〃〃截面高度=206.1mm

考虑构造，取〃=35()/〃〃*=250〃〃〃

平台板计算跨度:

4=(6000-3080-250x2)x0.5-120+70=1160mm

板厚t=80mm

楼梯踏步取h=167mm,b=28()

贝ijb+2h=614mm,b+h=447mm<450mmo

in斜板设计

A荷载

永久荷载设计值

20小用水泥砂浆1.2x0.02x20=0.48kN/m2

120加〃钢筋混凝土板1.2x0.12x25=3.6kN/nr

20〃加纸筋灰粉刷1.2x0.02xl7=0.41kN/nv

…八快归1“永I卜0.167x0.28x0.5x11”、

120,所楼梯踏步1.2x---------------------------x25=2.52kNnr

3.67

楼梯扶手IkN"

g=S.0\kN/m2

可变荷载设计值6/=1.4X2=2.8AN//

合计g+q=10.81W

B正截面受弯承载力计算及配筋

计算跨度/：）=3.08，〃，/（；=3.67//Z,%=120-20=100制〃，b=\m

跨中最大弯矩加|皿=，9+夕）/：=得'10.8以3.082=10.25雨〃7

A=㈣■二525.3〃〃后，实配A10@150,实际A,二550〃〃7?2

IV平台板设计

A荷载

20"〃〃水泥砂浆1.2x0.02x20=0.48kN/〃/

80〃〃〃钢筋混凝土板1.2x0.12x25=3.6W//n2

20m加纸筋灰粉刷1.2x0.02x17=0.4IW/w2

g=3四kN肉

可变荷载设计值q=1.4x2=2.8利/〃/

合计g+q=6.09kN/nr

B正截面受弯承载力计算及配筋

计算跨度4=1.16m，4=80-20=60〃?〃？，b=\m

跨中最大弯矩也皿=1（g+4）/；=1.02W-m

8

受压区高度x=1.89z，A、=1069〃山2

Amin=0.2%/?/?=160"?"/,实配A6@150,实际A=188.3〃?〃/>Avmin

V平台梁设计

A荷载

由板传来0.5x（10.81x3.67+6.09xl.16）=23.37kN/m2

梁自重1.2x0.25x0.35x25=2.63kN/m2

梁侧抹灰（仅一侧）1.2x0.02x（O.35-O.O8）x17=0.11kN/m2

合计g+q=26.11kNjtn

B正截面受弯承载力计算及配筋

跨中最大弯矩心网="+cM=20.07kNm

8

受压区高度x=1.896，〃,A=202.3mm2

实配2B12,实际A=226.1"加

C斜截而抗剪承载里及配筋

支座处匕第二32.4kN<025£b%=234.3ZN,截面满足

又0.7加%=70.0可)匕侬，只需要构造配筋，A6@200

D构造配筋

垂直受力筋方向，斜板内每一步一根A6,平台板内A6@2()0,平台

梁箍筋处设架立构造筋4A10o

距离为%=770〃〃〃,作为负弯矩受力筋

距离为=290〃?〃?«300〃〃〃,作为弯矩构造筋

平台板搁置承重墙长度为240nlm,需要加负弯矩构造筋

（4）承重外墙验算

I静力方案

现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖属于1类楼盖，又横墙间距s=20m,

故可知本项目为刚性方案房屋。

由于房屋层高不超过4nb屋面自重不小于0.8kN/m2,洞口水平截面

积不超过全截面面积的2/3,故静力计算中可不考虑风荷载的影响。

H砖墙材料及尺寸

外墙砌筑材料选用MU20烧结普通砖和M7.5混合砂浆，查表知，由

以上材料砌筑的砌体抗压强度设计值为2.39MPa。1、2层均采用240mm

14回dzO

由于窗宽为2.4m,需要设置过梁，过量尺寸240minX240nm1。

in墙体高厚比验算

A纵墙

①计算单元

截面性质

An=2500x240+370x250=692500mnr

yi=[2500x240x120+250x370x(125+240)]/An=152.7mm

y2=240+250-yi=337.3mm

23

/八x2500x240,+2500x240x(y,-120)+-^x370x250

+370x250x(%-60)2=8.17xlO9W

8.I7X1OIO72?/H41八QA

692500川08.6,即,%=3.5/=3.5x108.6=380.

②整墙（Wj厚比验算

底层墙的高度HM+1+0.45=5.45m（到基础上顶面）

底层墙的计算高度Ho=l.OH=5.45m

底层墙的折算厚度ht=380.1mm

“=1.0,也=1—0.4幺=0.808,网=26

S

/=仪=挈=14.3<M〃J0=21.0,满足要求

HrJoU.1

③壁柱间墙高厚比验算

底层墙的高度H=5.45m,壁柱间距S=5m<H

底层墙的计算高度Ho=O.6S=3m

4=1.0,A=1-0.4^=0.808,[尸]=26

S

4=*=罂=12.5<“4[切=21.0,满足要求

B横墙

①计算单元

截面性质

An=3000x240+370x250=812500mm2

yi=[3000x240x120+250x370x(125+240)]/An=147.9mm

y2=240+250-yi=342.1mm

323

〃=Jx300()x240+3000x240x(V1-l20)+Jx370x250

+370x250x(%-60)2=8.86x1

rr_/8.86xio,o/W

=104.4〃〃〃,h=3.5i=3.5x104.4=365

-V812500T

②整墙高厚比验算

底层墙的高度H=4+l+0.45=5.45m（到基础上顶面）

底层墙的计算高度Ho=l.OH=5.45m

底层墙的折算厚度ht=380.1mm

4=1.0,4=1.0,［m=26

£=4=^^=I4.9<M〃,[6]=26O满足要求

③壁柱间墙高厚比验算

底层墙的高度H=5.45m,壁柱间距S=5m<H

底层墙的计算高度Ho=O.6S=3m

4=1.0,必=1.0,［尸］=26

P==12.5<=26.0,满足要求

IV过梁设计

A荷载

hw=l.Om<l„=2Am,需计算由上部梁板传来的荷载

上层墙重1.2x—x0.24xl9=4.38kN/m

3

由上部次梁传来（折算为均布荷载）

3

20.91x^-=26.14W///Z2

过梁自重1.2x25x0.24x0.24=1.73kN/m2

合计g+q=32.25kN/〃P

B正截面受弯承载力计算及配筋

支承长度〃=240加〃,?4=/〃+2x]=2.64/??

跨中最大弯矩Mmax=,S+4)(=28.1OkN-m

8

b=240mm,h=240mm,ho=240-35=205mm<>

受压区高度戈=54.37〃〃〃，A,=517.6〃〃〃1

实配2BI6+B14,实际A,=555.8〃〃/

A>Amin=0-2%R?=115.2/wn2

C斜截面抗剪承载里及配箭

支座处Kax='（且+。）/”=38.7划7<（）.25工.恢）=171.4耐，截面满足

又0.7〃丸=51.2ZN>Kw，只需要构造配筋,A6@200

D过梁梁端局压验算

梁端底面压应力完整性系数〃=1.0

梁端有效支承长度劭=100.2〃〃〃<a=240mM

2

砌体局部受压面积4=aQb=100.2x240=24048m/n

影响砌体局部抗压强度的计算面积4=m+=115200mm2

砌体局部抗压强度提高系数

y=1+0.35椁一1=1.68>1.25,故取尸1.25

上部荷载折减系数0=1.5-0.5。＜0,故取e=0

A

梁端荷载设计值产生的支座压力'=38.7kN

0M+2=M=3S.7kN<姓孙=八.8]<收,满足要求

V纵墙验算

A窗上墙支承次梁处局部受压验算

f=2.39Ng/

梁端底面压应力完整性系数〃=0.7

梁端有效更承长度旬=i=10x=129.4〃〃刀＜〃=240/刖

砌体局部受压面积4=%匕=129.4x200=25880，/

影响砌体局部抗压强度的计算面积

A=(2/1+b)h=(2x240+200)x240=163200〉

上部荷载折减系数。=1.5—OSqvO,故取。=()

A

砌体局部抗压强度提高系数

/163200

=1+0.35-1=<2.0,故取7=1.81

V25880

荷载

恒载标准值

次梁重1.82x3=5.46火N

楼板重2.74x2.4x3=l9.73W

活载标准值2.4x3x3=21.6^

组合11.2x(19.73+5.46)+1.4x21.6=60.46kN

组合21.35x(19.73+5.46)+1.4x0.7x21.63=54.93kN

(pNo+N/=N,=60.46AN<77yfAf=7837kN,满足要求

B过梁上墙承载力验算

①荷载设计值

上层窗下墙重1.35x2.4x1.4x19x0.24=20.68块

上层窗重1.35x2.4x1.6x0.45=2.33W

本层墙重1.35x2.4x1x19x0.24=14.71kN

次梁和楼板传来60.46女N

②受压承载力验算

【一I截面：

N=60.46+20.68+2.33=83.47kN

=--0.4a=--0.4x129.4=68.2^,

’22

N=83.97AN,M=N9=4.13kN・m

Ms八，h”

e=—=49.2〃〃〃<().6—=/2mm

N2

%=0.129,^=0.494

(pfA=0.494x2.39x2400x240=817.6攵N>N,满足要求

n-n截面:

N=60.45+20.68+2.33+14.77=98.23JW@=1.()

(pfA=0.805x2.39x2500x240=1154.4ZN>N,满足要求

C窗间墙验算

①荷载标准值

㈠由屋而传来

二毡三油防水层0.35x5x3=5.25^?/

20"?用水泥砂浆0.02x20x5x3=6^

8()〃〃〃钢筋混凝土板0.08x25x5x3=3()/W

20mm纸筋灰粉刷0.02xl7x5x3=5.1W

屋面次梁自重1.82x3=5.464V

G1=51.8MN

屋面活荷载Q1=0.7x3x5=10.5iWV

㈡由楼面传来

楼面自重2.74x5x3=41.

楼面次梁自重1.82x3=5.46W

G2=46.56攵N

屋面活荷载Q?=3x3x5=45雨

㈢女儿墙重G3=5XO.5X19XO.24=11.4W

㈣二层墙

墙重(5x4-2.4x1.84)x0.24x19=71.06攵N

窗重2.4x1.6x0.45=1.73W

过梁重25x12.4+0.48)x0.24x0.24=4.15kN

两侧抹灰

室内0.02x17x(5x4-2.4x1.84)=5.49W

室外0.02x20x[5x4—2.4xl.84+(2x0.12+0.49)x2]=7.86kN

壁柱重19x0.25x0.37x4=7030V

G4=97.32W

㈤底层墙

墙重(5x5.45-2.4x1.84)x0.24x19=I04.12W

窗重2.4x1.6x0.45=1.73W

过梁重25x(2.4+0.48)x0.24x0.24=4.15kN

两侧抹灰

室内0.02x17x(5x4-2.4x1.84)=5.49W

室外().02x2()x[5x5.45-2.4x1.84+(2x0.12+0.49)x4.45]

=8.9MN

壁柱重19x0.25x0.37x5.45=958kN

G5=133.98W

②局压验算

上部荷载

组合11.2x(Gi+G3+G4)+1.4xQ1=207.34kN

组合21.35x(Gi+G3+G4)+L4x0.7xQi=227.01kN

本层荷载

组合11.2xG2+1.4xQ2=118.87kN

组合21.35xG2+1.4XO.7XQ2=106.96kN

取Nu=227.01kN,Ni=118.87kN

考虑由于荷载较大，采用垫梁，截面尺寸240mmX180nun

混凝土等级C25,E,=2.8x104N/mm2

f=2.39N/mm2,砌体的弹性模量E=1500/=3585N/mm2

折算高度%=2小普=：28.0x18()3

=312.0〃?〃?

3.585x12

垫梁沿墙设置，长度应大于万%=980.1〃〃〃

上部荷载设计值产生的平均压应力

_227.34x10,

=().327N/〃加

-2500x240+250x370

M=0.54瓦儿/=。・54x240x312x0.327=38.44&N

+N,=38.44+118.87=157.3IkN

2.43/瓦Af=2.4x0.8x乃x240x312x2.39=343.61ZN>157.31ZN

取垫梁长度1000mm

③窗间墙受压承载力验算

I—1截面：

%=0.137,查得R=5.61

=5.61x72.58〃〃〃<a=240mm

e,=—~0.4a,=--0.4x72.58=91.0//?/??,

z202

N=345.88攵N,M=N,et=10.82攵N•tn

M

e=—=31.3mm<0.6y.=91.62mm

N1

%=0.130,0=0.494

(pJA=0.494x2.39x692500=817.6AN>N”+N,=345.88AN

满足要求

n-n截面:

N=529.45ZW,夕=0.762

(pfA=0.762x2.39x692500=12612kN>N=529.45ZM满足要求

VI横墙验算

A荷载标准值

㈠由屋面传来

二毡三油防水层0.35x6x2.5=5.25^

20〃〃〃水泥砂浆0.02x20x6x2.5=6.W

80团加钢筋混凝土板0.08x25x6x2.5=30W

20〃〃〃纸筋灰粉刷0.02x17x6x2.5=5.1^

屋面次梁自重1.82x3=5.46AN

屋面主梁自重3.67x2.5=9.18^

G,=60.99W

屋面活荷载Qi=0.7x6x2.5=10.5kN

㈡由楼面传来

楼面自重2.74x6x2.5=41W

楼面次梁自重1.82x3=5.46火N

楼面主梁自重3.67x2.5=9.18^

G,=55.74^

屋面活荷载Q2=3X2.5X6=45W

㈢女儿墙重G,=6x0.5x19x0.24=13.68^

㈣二层墙

墙重6x4x0.24x19=109.44^

两侧抹灰

室内0.02x17x6x4=5.49^

室外0.02x20x6x4=7.86/W

壁柱重19x0.27x0.25x4=7.03W

G4=129.82W

QD底层墙

墙重6x5.45x0.24x19=149.1MN

两侧抹灰

空内0.02x17x6x4-8.16W

室外0.02x20x6x4.45=10.68W

壁柱重19x0.25x0.37x5.45=958kN

G5=177.53W

B局压验算

上部荷载

组合11.2x(Gi+G3+G4)+1.4xQ)=260.09kN

组合21.35x(Gi+G3+G4)+1,4x0.7xQl=286.35kN

本层荷载

组合11.2xG2+1.4xQ2=129.89kN

组合21.35XG2+1.4XO.7XQ2=119.35kN

取Nu=286.35kN,Ni=129.89kN

考虑由于荷载较大，采用垫梁，截面尺寸240nlmX180nlm

混凝土等级C25,E<=2.8xl04N/imn2

f=2.39N/mm2,砌体的弹性模量E=1500/=3585N/mm2

折算高度人2悟黑黑―

垫梁沿墙设置，长度应大于乃4=980.1〃〃〃

上部荷载设计值产生的平均压应力

286.35xlO3