多层仓库采用混合型结构方案.docx

1、混凝土课程设计计算书目录一、工程概况01.设计题目02.设计任务03.设计资料0二、结构设计1一、工程概况1.设计题目多层仓库采用混合型结构方案。楼盖为现浇混凝土单向板肋性楼盖，现浇钢筋混凝土及砖墙作为承重体系，现浇钢筋混凝土柱下单独及墙下条形基础。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.估算钢筋混凝土柱截面尺寸 .楼盖结构计算a板及次梁按塑性计算b主梁按弹性计算.钢筋混凝土楼梯的计算.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.墙下条形基础计算（3）绘制施工图（2号图纸一张）.基础平面布置图及基础配筋图 .楼盖结

2、构平面布置图（包括连续板配筋）.次梁配筋图和剖面图.主梁配筋图和剖面图3.设计资料1)二层房屋，主梁沿横向布置2)荷载二毡三油绿豆砂 石灰砂浆容重（天花板抹灰） 水泥砂浆容重 钢筋混凝土容重 细石混凝土容重 砖墙容重 钢窗自重 屋面活荷载 楼面活荷载 二、结构设计1.结构平面布置2.结构计算(1)楼盖设计设计资料材料选用：混凝土：（）；钢筋：梁中受力纵筋采用其他钢筋采用截面尺寸选择 柱： 板： 次梁： 主梁： 楼板设计（按照塑性理论进行设计，并考虑连续板由于成拱作用的弯矩折减）1) 荷载永久荷载标准值： 厚水泥砂浆面层 厚钢筋混凝土板 厚石灰砂浆天花板抹灰 永久荷载设计值： 可变荷载设计值：

3、合计 2) 正截面受弯承载力计算及配筋计算简图：计算跨度：取1m宽板按连续梁进行计算，由于中间跨板与次梁固结；边跨搁置在承重墙上，可以视为铰接，故板的计算跨度为：中间跨：边跨：（为板的搁置长度，不小于板厚及，故取）。同时，二者取小值，即：。截面内力及配筋计算： 界限受压区高度：由于采用塑性理论设计，为了保证构件的转动能力，提高构件的延性要求，最大受压区高度调整为：计算结果见表-1所示。板的配筋图见附图-1表-1 板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支座中间跨跨中弯矩系数01/11-1/11-1/140.81/160.86.06-6.06-3.613.16受压区高度5.49

4、5.493.222.81290.8290.8170.5148.8选配8/102008/1020082008200实际322322251251配筋率0.320.320.250.25注：1.板厚：，满足构造要求 2.采用塑性理论设计，相对受压区高度均小于0.35，满足要求2.板的支承长度：一般不小于板厚及，故取支承长度3.板受力钢筋：支座负弯矩钢筋直径不宜太小，为了避免施工过程人员踩踏导致保护层太厚，故选用8/10。另，受力钢筋间距，实际间距满足要求。 4.采用分离式配筋，由于，故支座处的负弯矩钢筋可在距离支座边缘处切断。 5. 下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度,取伸入支座中心线处3) 构造配筋

5、 沿长边方向的分布钢筋：布置在受力纵筋内侧，其配筋面积不宜小于受力钢筋的15%且配筋率不宜小于0.15%，考虑到楼板上可能有较大的局部堆载，分布钢筋面积适当加大，取8200。实际，满足要求。 与主梁垂直的构造钢筋：其数量应不少于板中受力钢筋的1/3且直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，取8200，伸出长度，取。 嵌固在承重墙内板上部的构造钢筋：在板的上部配置构造钢筋8200，其伸出墙边长度，取，板角部分在板的上部双向配置构造钢筋，伸出墙边长度，取。次梁设计（按塑性理论方法）1) 荷载永久荷载设计值： 由板传来： 次梁自重： 梁侧抹灰： 可变荷载设计值： 由板传来： 合计： 2) 正截面

6、受弯承载力计算及配筋计算简图：计算跨度：次梁与主梁整浇，故中间跨次梁计算跨度取净跨；而边跨次梁搁置在承重墙上（取搁置长度240mm）可以视为铰接，故次梁的计算长度为： 中间跨：边 跨： 故取截面内力及配筋计算：支座截面按矩形截面计算（支座处上侧受拉，混凝土开裂，认为板对次梁受弯没有贡献），跨中截面按T型截面计算（上侧受压，板加大了受压区面积）。计算时取T型截面翼缘有效宽度：。经判断，（中间跨）或 （边跨），故跨中截面为第一类T型截面。（具体详见表-2）。 考虑弯矩调幅后，为了保证延性，实现预期的破坏，受压区高度调整为： 荷载比，且相邻两跨的长跨与短跨之比均小于1.10，故内力系数表适用。计算结

7、果见表-2所示，次梁的配筋图见附图。表-2 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支座中间跨跨中弯矩系数01/11-1/11-1/141/1688.44-88.44-66.1157.84受压区高度10.5997.8370.057.07682.7777.2556.5444.6选配3C182C18+C203C182C18实际76382376350916233652003652003651583365配筋率/%1.041.131.040.70 注：相对受压区高度均小于0.35，满足弯矩调幅的要求。3) 斜截面受剪承载力及箍筋计算 控制截面选取支座内侧边缘所在截面（本工程中梁上无

8、集中荷载和突变截面） 净跨： 为了计算简便，统一取。 截面验算：，满足（详见表-3）。 当时只需构造配箍。计算结果见表-3所示，次梁的配筋图见附图。表-3 次梁的斜截面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中间支座剪力系数0.450.600.550.5587.68116.9107.16107.160.1480.4450.3460.346选配（双肢箍）6150820061506150实际As/s0.3770.5030.3770.377配筋率Asv/bs0.188%0.188%0.188%0.188%由于考虑塑性内力重分布，最小配箍率调高到 注：1.不需配置弯起钢筋。 2.

9、箍筋间距满足构造要求。4) 次梁构造及构造配筋 底部纵筋（），根据规范，其锚固长度必须满足：，取220mm。 钢筋的基本锚固长度：，则承重墙处支座构造负钢筋深入墙内的水平段的长度取为取为260mm。上部伸入支座竖直段的长度取270mm。考虑到水平支座大小，取水平段220mm，竖直段310mm。 梁支座处负弯矩钢筋可在距支座边不小于处截断，取1600mm。主梁设计（按弹性理论设计）1) 荷载永久荷载设计值： 由次梁传来： 主梁自重（折算为集中荷载）： 梁侧抹灰（折算为集中荷载）： 可变荷载设计值： 由次梁传来： 合计： 2) 内力计算 计算简图：计算跨度：由于主梁与柱整体浇注，故中间跨主梁的计算

10、长度取两端柱中距(柱边长：500mm)；而主梁两端搁置在承重墙上（有壁柱，取支撑长度），按照简支梁算。故计算长度为：中间跨：，故取： 边 跨： ，故取跨度相差，可以用查表法进行计算。恒载满布于各跨，活载根据最不利组合布置，具体见表-4。表-4 主梁最不利组合可变荷载作用跨备注1,2跨-384.36-175.872,3跨-175.87-384.361,3跨-217.19-217.192跨-217.19-217.19注：永久荷载满布于各跨具体计算过程如下（根据对称性，只需求出1,2跨、1,3跨、2跨三种工况）：活载作用于1,2跨时：支座B处负弯矩，剪力最大表-5 主梁工况1截面恒载系数-0.267

11、-0.267-1.2671.000大小-92.29-92.29-72.7557.42活载系数-0.311-0.089-1.3111.222大小-292.07-83.58-204.52190.63组合-384.36-175.87-277.27248.05利用结构力学求解器做出精确弯矩图：活载作用于1,3跨时：1,3跨跨中弯矩最大，剪力最大（根据对称，只列出，）：表-6 主梁工况2截面恒载系数0.244-0.267-0.2670.733大小(KNm)84.34-92.29-92.29 42.09活载系数0.289-0.133-0.1330.866大小(KNm)271.41-124.90-124.9

12、0135.10组合(KNm)355.75-217.19-217.19177.19利用结构力学求解器做出精确弯矩图：活载作用于第2跨时：第2跨跨中弯矩最大表-7 主梁工况3截面恒载系数0.067-0.267-0.267大小22.22-92.29-92.29活载系数0.2-0.133-0.133大小180.18-124.90-124.90组合202.4-217.19-217.19利用结构力学求解器做出精确弯矩图：由上面的计算结果可作出梁在各种工况下的弯矩包络图： 由于计算跨度是取入支座，而最危险的截面是支座边缘的截面，故应对支座的弯矩和剪力进行调整，调整公式如下： ，具体调整结果在后面给出。3)

13、主梁正截面受弯承载力及配筋支座截面按矩形截面计算，由于支座处主梁受力纵筋与次梁、板的配筋存在一定的搁置问题，故主梁的有效高度需要特殊考虑，见下图：支座处取，即跨中截面按T形截面计算，跨中截面有效高度。 T型截面翼缘有效宽度：。经判断，（中间跨）或（边跨），为第一类T形截面。 跨中界限受压区高度： 支座处界限受压区高度：计算结果如表-8所示表-8 主梁正截面受弯承载力及配筋计算截面端支座边跨跨中内支座中间跨跨中0355.75-384.36+248.050.25=-322.35202.4受压区高22.38203.413.17178420201007选配425425225实际196319639822

14、0075652505451925565配筋率/%1.391.440.70注：主梁内支座和中间跨跨中实际配筋略小于理论计算所需配筋，但相对误差不到3%，且计算模型对受压区钢筋贡献不考虑，故可以采用此配筋。4) 主梁斜截面承载力及配筋计算 故，满足要求（详见下表） 表-9 主梁斜截面承载力及配筋计算截面端支座内侧内支座端跨侧内支座中间跨侧177.19-277.27248.050.2080.7180.569选配（双肢箍）825081408140实际AS /s0.4020.7180.718配箍率/%0.160.290.29注：配筋均满足最小配筋率要求，不需设弯起钢筋5) 集中荷载两侧附加箍筋面积每侧各

15、配四根8双肢箍（实际）附加箍筋应布置在范围内间距： ，取间距为。6）构造及构造配筋钢筋的锚固与截断下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度：采用带肋钢筋，由于, ，取。纵向受拉钢筋的基本锚固长度：由于锚固区钢筋保护层厚度小于3d，修正系数取0.8，故 ，为了便于施工近似取700mm，误差在允许范围之内。上部钢筋2C 25考虑兼做架立筋，两根截断截断。为了施工方便，对上端4C25中的两根在同一处截断，不考虑二者分别在不同位置截断。主梁受力钢筋的截断应通过在弯矩包络图上做抵抗弯矩图确定。对于上端截断钢筋，从不需要截面伸出和的较大值后，仍在受拉区内，故应延伸至不需要该钢筋的截面以外,且从充分利用点伸出不小

16、于，比较后可偏安全的从两端不需要截面各外伸1300mm。承重墙处负弯矩钢筋的锚固长度，竖直段：，水平段：，取360mm。梁扣除翼缘板厚度后截面高度为500mm450mm，应在梁每个侧面沿高度配置腰筋，间距不大于200mm，故沿高度方向布置两排腰筋，取4C 14，可以满足构造要求。(2)屋盖设计屋盖的设计方法同楼盖，此处省略，仅计算屋面荷载标准值以作为承重外墙验算时的重要参数。截面尺寸选择： 板： 次梁： 主梁： 荷载标准值计算：永久荷载标准值：二毡三油加绿豆沙 厚水泥砂浆面层 厚钢筋混凝土板 厚石灰砂浆天花板抹灰 小 计 可变荷载标准值： 屋面活载标准值 (3)钢筋混凝土楼梯1) 材料选用：混

17、凝土：（）；钢筋：梁中受力纵筋采用其他钢筋采用 2) 尺寸选择 层高： 踏步尺寸：，满足的建筑要求 楼梯板水平计算跨度： 楼梯板斜向计算跨度： 板的计算厚度：，取 平台梁计算跨度：，且，故取 平台梁尺寸：，取， 平台板厚度取80mm（考虑到仓库货物搬运时可能存在较大的集中荷载） 平台板计算跨度：，故，且，3） 梯段板计算 荷载：（均转化为水平分布）20mm厚水泥砂浆面层 11级三角形踏步 120mm厚混凝土斜板 20mm厚纸筋灰粉刷（板底） 楼梯栏杆 小 计： 可变荷载设计值 合 计： 正截面受弯承载力及配筋 计算跨度（水平）：，板的有效高度， 考虑到与平台梁整浇的弹性约束作用，跨中最大弯矩取

18、 按照受弯构件计算方法： 代入数据，求得受压区高度，受压区高度满足塑性设计要求。 选配10150，实际配筋，满足最小配筋率的要求。 4） 平台板设计 荷载 永久荷载标准值： 20厚水泥砂浆面层 80厚钢筋混凝土板 20厚纸筋灰粉刷 小 计 可变荷载设计值 合 计 正截面承载力及配筋 取1m宽板带， 计算跨度： 跨中弯矩： 按受弯构件： 解得受压区高度， 根据构造要求，于是，选配8200，实际，满足要求。5） 平台梁设计 荷载 永久荷载设计值由板传来（梯段板+斜板） 梁自重： 20厚梁侧抹灰： 小 计 可变荷载设计值 由板传来（梯段板+斜板） 合 计 正截面承载力及配筋 按照倒L型梁计算， ，

19、弯矩设计值： 经判断，为第一类截面。 按照受弯构件计算方法： 解得受压区高度，按照构造要求，满足要求 取2C12，实际，满足要求。 斜截面抗剪承载力及配筋计算 剪力设计值： 截面验算，满足要求。 ，故只需按照最小配筋率构造配筋，取8200箍筋，经验证，满足最小配筋率要求。6） 楼梯构造配筋梯段板内垂直受力筋方向，每踏步一根8平台板内垂直于受力方向配置构造筋8200平台梁箍筋处设架立筋410梯段板在距平台梁，取750mm范围内负弯矩钢筋10150平台板距离平台梁，取350mm内配负弯矩钢筋8200承重墙搁置端350mm内配负弯矩钢筋8200(4)承重外墙验算1) 材料选用砖：烧结砖（墙厚240m

20、m）砂浆：混合砂浆。抗压强度设计值 2) 荷载屋面恒载标准值 屋面活载标准值 楼面恒载标准值 楼面活载标准值（该结构为两层，不考虑楼面活荷载折减） 主梁自重标准值 楼盖 屋面 次梁自重标准值楼盖 屋面 240厚砖墙自重标准值 钢窗自重标准值 窗上设置过梁，过梁自重标准值 3）静力计算方案屋盖楼盖采用整浇，且横墙间距，故采用刚性方案且房屋满足：a) 洞口水平截面积不超过全截面面积的2/3；b) 层高不超过，总高不超过规定高度；c) 屋面自重不小于；所以，计算中不考虑风荷载的影响4） 过梁设计梁板下的墙体高度，应计入梁板传来的荷载，按从属面积求得大小为：。由规范可知，取，按高度为800mm的墙计算

21、传给过梁的均布自重，有：，同时又有过梁自重为：，合计为。受弯承载力：计算长度：，选用级钢，；混凝土选用C30。以简支梁考虑跨中弯矩，则： 按钢筋混凝土受弯构件计算可得受压区高度为：， 选配2A12，实际，满足要求，经检验，满足最小配筋率要求。 抗剪承载力： ，只需构造配筋，选配A8200，满足最小配筋要求。5）纵墙验算计算单元及截面性质 计算单元取为窗间墙截面，截面图如下。其计算参数为： 截面重心到上翼缘外边缘的距离： 截面重心到下边缘的距离： 截面惯性矩： 回转半径： 易知带壁柱墙的折算厚度为： 高厚比验算 底层的层高最大，为二层楼面到室外地坪的高度外加500mm，故选择底层墙进行验算。带壁

22、柱墙的高厚比分为两部分，一为整片墙的验算，二为壁柱间墙的验算。 带壁柱墙的验算： ，由于，故计算高度为： 自承重墙厚为240mm，故，考虑门窗洞口的修正系数，允许高厚比查规范可得， ，满足要求。 壁柱间墙的验算： ，满足要求。 底层墙承载力验算a) 所取计算截面及计算简图：b) 荷载计算及局部与整体承载力验算荷载： 屋面传来（板+梁） 组合1（活控）： 组合2（恒控）： 女儿墙自重： 活控 恒控 顶层墙重（含窗）： 活控 恒控 过梁自重：设计两边各伸入支座120mm，则： 活控： 恒控： 二层楼面传来： 组合1（活控）： 组合2（恒控）： 底层墙重（含窗）： 活控 恒控 室内外抹灰荷载 二层楼

23、面以上计算（用于-截面，由于女儿墙较小，该部分抹灰荷载忽略不计） 活控： 恒控： 底层楼面以上计算（用于-截面） 活控： 恒控： 壁柱自重：二层楼面以上： 活控： 恒控： 底层： 活控： 恒控： 确定荷载控制组合：-截面： 活控： 恒控： 由此可知，活载控制组合为控制组合。 II-II截面： 活控： 恒控： 由此可知，活载控制组合为控制组合。 局部受压验算： 按照砌体结构设计规范的要求，当主梁的跨度大于4.8m时，需要按照构造要求设置刚性垫块。 设计垫块尺寸为470mm720mm，高度 对于I-I截面的荷载计算： 上部传来的荷载：，由梁传来荷载： 计算截面积为垫块面积为： 砌体抗压承载力： ，

24、线性插值得 梁端有效支撑距离： 且有上部传来的作用在垫块上的荷载： 偏心距为：等效偏心距： 有：，查表得， 且：， 抗压强度设计值的放大系数： ，取。 由此可知，设置了刚性垫块后的局部受压承载力满足要求。 纵墙受压承载力验算 对于I-I截面，上部墙体传来的荷载，由梁传来 有偏心距为： 转化为等效偏心距：，满足要求。 轴心受压影响系数：， 查表得偏心受压的影响系数：（2011砌体规范附录D表D.0.1-1） ，满足要求。 对于II-II截面，由于其为轴心受力，承载力将更高，由上面计算所得承载力知肯定满足要求，底层承载力满足要求。6) 横墙验算 横墙验算与纵墙类似，由于横墙未开通，故横墙高厚比限值

25、更高，更安全，承载力也更高，初步判断横墙的极限承载力满足要求，故只计算传到基础顶面的荷载以作为基础设计验算的依据。（横墙未开窗，因此不设过梁，壁柱出墙250370） 屋面传来（板+次梁） 组合1（活控）： 组合2（恒控）： 女儿墙重：活控 恒控 顶层墙重（包括壁柱）：活控 恒控 楼面传来：活控： 恒控： 底层墙重（含壁柱）：活控： 恒控： 室内外抹灰：活控： 恒控： 对于横墙单元的荷载组合：活控： 恒控： 以上数据可知，横墙荷载未超过纵墙承载力，而横墙承载力必高于纵墙承载力，则可知，横墙承载力可以满足规范要求。(5)墙下条形基础验算 设计资料： 室外地坪以下1.5m为老土层，地基承载力按100

26、kN/（标准值）考虑，地下水位在地面以下0.5m处。即，老土层的标高为-1.95m，地下自由水面标高为-0.95m。 材料选用： 混凝土：C30 混凝土垫层：C10钢筋：HPB300（I级钢） 设计计算： 由于上部荷载偏心很小，对设计不起控制作用，可以按照轴心荷载进行计算，再适当进行放大。荷载取纵墙和横墙之间的大值： 式中的1.3是将上部传来的荷载设计值转化为标准值。横纵墙下采用条形基础，基础埋深1.5m，如下图：初步确定截面尺寸由于缺乏具体的土质资料，此处对地基承载力特征值不作深宽修正，直接以标准值代替地基承载力特征值（偏安全）。初步确定基础宽度： 考虑到存在很小的偏心未考虑，取基础宽度。 控制截面抗剪强度验算：I-I截面距离基础边缘距离采用地基净反力计算剪力： 又：，得 取，满足要求。 控制截面的受弯承载力及配筋计算 可得控制截面的弯矩： 利用受弯构件的计算公式配筋： 选配A12200，实际配筋，配筋率满足要求。 沿条形基础长度方向配置A8200的分布钢筋，基础下设置100厚素混凝土垫层。考虑到提高基础的刚度以减轻基础的不均匀沉降，在条形基础里配置纵肋梁。设计为高度上去250mm，上下配筋率需大于0.2%，为，选配4A12，满足要求。中间加配腰筋4A12。箍筋选配A8200，四肢箍。