混凝土结构课程设计

混凝土结构课程设计 ——计算书

指导老师：*** 院系：理学院土木工程系 姓名：*** 学號：1011250143

NUST 南京理工大学理学院土木工程系

混凝土结构课程设计——计算书 1011250143 万向阳

本次混凝土结构课程设计内容与要求如下：

1.课程设计内容：

完成一个建筑楼盖（屋盖）结构的结构设计。内容包括： （1）结构方案的确定； （2）梁、板截面尺寸的确定； （3）荷载的分析与计算； （4）结构的内力分析与计算； （5）结构构件的配筋计算； （6）结构的施工图设计。 2.课程设计的要求及步骤：

（1）每位同学必须按照“建筑学课程设计”的建筑设计方案，确定结构方案；

（2）查阅相关规范、资料，确定材料以及相关参数； （3）内力计算中，板与次梁采用考虑塑性内力重分布的方法； （4）建议板的配筋采用分离式；

（5）施工图要求用描图纸和墨线笔（针管笔）绘制；

（6）所有计算、构造及施工图绘制必须符合国家相关规范的要求； （7）课程设计完成的成果：一份设计说明书（单独装订）和结构施工图（板、次梁配筋图）。

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一.设计资料

某小学教学楼，采用框架式钢筋混凝土结构。

（1）楼盖面层做法：20mm厚水泥砂浆找平后做10mm厚的水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；板底采用15mm厚混合砂浆抹灰。 （2）材料：混凝土强度等级为C30（内受力纵筋为HRB400（fy11.0,fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2）；梁

。 270N/mm2）

，其他均为HPB300钢筋（fy360N/mm2）

（3）查得的各项荷载值如下：

恒荷载：水泥砂浆 20kN/m2 水磨石地面 25kN/m2

混合砂浆 17kN/m2 混凝土板的自重 25kN/m2

活荷载： 教室 2.0kN/m2 厕所 2.5kN/m2

走廊 2.5kN/m2（若存在集中人流的走廊为3.5kN/m2）

二．楼盖的结构平面布置

本次进行课程设计的楼层是某小学的二层平面，根据其柱子和梁的排布确定这样的结构布置方案，包括板的布置和次梁的布置。

板的布置：一共得到了6种板，共计32块板。其中包括3种双向板和3种单向板。 各种板的尺寸及数量将在下面给出。

次梁的布置：由于前期房屋建筑学课程设计的时候考虑了一些梁柱方面的问题，所以只在厕所和圆弧形休息平台上各有一根次梁。不过由于其跨度比较大，产生的弯矩比较大，对于配筋存在一些问题。

板按跨高比的条件及构造要求，要求板厚h>4200/30=140,故取板厚为160mm。次梁截面按构造要求确定，取次梁的高度为500mm，宽度为250mm。

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三．板的设计

根据分析，板共分为如下6种： 板号 B1 B2 B3 B4 B5 B6 注：l01为板的宽，l02为板的长，当l01/l02按照双向板来计算。对于1/3尺寸（长X宽） 6000X4000 8000X4000 10000X4000 8700X4200 8400X2000 4000X2000 板的类型 双向板 双向板 单向板 单向板 单向板 双向板 块数 4 2 4 12 6 4 1l/l2时按照单向板来计算，当010212时

12,按单向板计算，但适当增加沿长跨方向的分布

单向板和双向板的计算过程如下：

单向板的计算：

B3 :尺寸为10000mmx4000mm

（1）荷载计算

板的恒载标准值: 水磨石面层 0.65kN/m2

160mm钢筋混凝土斑 0.1625 15mm石灰砂浆 0.015172故板的恒载标准值为： 0.654.00.264.91kN/m

4.0kN/m2 0.26kN/m2

2 板的活载标准值为： 2.5kN/m

查资料得：恒荷载分项系数取1.2；活载分项系数取1.4。于是板的

恒荷载设计值: g4.911.25.2kN/m2

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活荷载设计值: q荷载总设计值: g2.51.4q3.5kN/m2

9.392kN/m2

（2）跨中的弯矩设计值为：M（3）正截面受弯承载力计算 板厚h(gq)l201/.3924.02818.784kNm

160mm. h0116020140mm. 取板宽b1000mm为计算带

270N/mm2

采用C30混凝土:

1.0,fc14.3N/mm2,HPB235钢筋fy板配筋计算的过程如下：

sM21fcbh018.7841061.014.310001402s0.067

1As120.0694

0.069414014.31000/270502.7mm20.359%bh0fc/fy514.8mm2m

实际配筋 8@100 As验算

m

ftfy0.451.432700.24%，符合要求。

Asbh502.710001400.45另外一个方向按照构造要求配筋即可。B3 :尺寸为10000mmx4000mm （1）荷载计算

2板的恒载标准值: 水磨石面层 0.65kN/m

160mm钢筋混凝土斑 0.1625 15mm石灰砂浆 0.015174.0kN/m2 0.26kN/m2

2故板的恒载标准值为： 0.654.00.264.91kN/m

22.5kN/m 板的活载标准值为：

查资料得：恒荷载分项系数取1.2；活载分项系数取1.4。于是板的 恒荷载设计值: g活荷载设计值: q荷载总设计值: g4.911.22.51.4q5.2kN/m2 3.5kN/m2

9.392kN/m2

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M（2）跨中的弯矩设计值为：（3）正截面受弯承载力计算 板厚h(gq)l201/.3924.02818.784kNm

160mm. h0116020140mm. 取板宽b钢筋

1000mm为计算带 fy270N/mm2

采用C30混凝土:

1.0,fc14.3N/mm2,HPB300板配筋计算的过程如下：

sM21fcbh018.7841061.014.310001402s0.067

1As120.0694

bh0fc/fy0.069414014.31000/270514.8mm2m

实际配筋

8@100

As502.7mm20.359%m

ftfy0.451.432700.24%，符合要求。

验算

Asbh502.710001400.45另外一个方向按照构造要求配筋即可。

B4 :尺寸为8700 mm x4200 mm

（1）荷载计算

板的恒载标准值: 水磨石面层 0.65kN/m2

160mm钢筋混凝土斑 0.1625 15mm石灰砂浆 0.01517故板的恒载标准值为： 4.91kN/m2 板的活载标准值为： 2.0kN/m2

4.0kN/m2 0.26kN/m2

查资料得：恒荷载分项系数取1.2；活载分项系数取1.4。于是板的

恒荷载设计值: g活荷载设计值: q荷载总设计值: g4.911.22.01.4q5.2kN/m2 2.8kN/m2

8.692kN/m2

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（2）跨中的弯矩设计值为：M（3）正截面受弯承载力计算 板厚h(gq)l201/88.6924.22819.166kNm

160mm. h0116020140mm. 取板宽b1000mm为计算带

270N/mm2

采用C30混凝土:

1.0,fc14.3N/mm2,HPB300钢筋fy板配筋计算的过程如下：

sM21fcbh019.1661061.014.310001402s0.0

1As120.0709

0.070914014.31000/270502.7mm20.359%bh0fc/fy525.7mm2m

实际配筋 验算

8@100 Asm

ftfy0.451.432700.24%， 且同时大于

Asbh502.710001400.450.2%，符合要求。

另外一个方向按照构造要求配筋即可。

B5 :尺寸为8400 mm x2000 mm

（1）荷载计算

板的恒载标准值: 水磨石面层 0.65kN/m2

160mm钢筋混凝土斑 0.1625 15mm石灰砂浆 0.01517故板的恒载标准值为： 4.91kN/m2 板的活载标准值为： 2.5kN/m2

4.0kN/m2 0.26kN/m2

查资料得：恒荷载分项系数取1.2；活载分项系数取1.4。于是板的

恒荷载设计值: g活荷载设计值: q荷载总设计值: g4.911.22.51.4q5.2kN/m2 3.5kN/m2

9.392kN/m2

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（2）跨中的弯矩设计值为：M（3）正截面受弯承载力计算 板厚h(gq)l201/.3922.0284.696kNm

160mm. h0116020140mm. 取板宽b1000mm为计算带

270N/mm2

采用C30混凝土:

1.0,fc14.3N/mm2,HPB300钢筋fy板配筋计算的过程如下：

sM21fcbh04.6961061.014.310001402s0.0168

1As120.0169

0.016914014.31000/270502.7mm20.359%bh0fc/fy125.3mm2m

实际配筋 验算

8@100 Asm

ftfy0.451.432700.24%， 且同时大于

Asbh502.710001400.450.2%，符合要求。

另外一个方向按照构造要求配筋即可。

双向板的计算： B1:三边固定一边简支

l01=4000mm，l02=6000mm

恒荷载标准值：自重加上面层、粉刷层等，恒荷载gk恒荷载设计值：g活荷载设计值：q4.91KN/m2

1.24.911.43.55.2KN/m2 4.9KN/m2

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g按弹性理论计算：qgq28.342KN/m2p因为l01/l02q 2.45KN/m22gq10.792KN/m20.67，查表得到各项系数m1m2m1'm2'

0.20.0084)8.3424.020.20.0359)8.3424.020.078510.7924.02(0.0122(0.00840.03590.2)2.454.020.01220.2)2.454.025.78KNm2.50KNmm1m2m1'm2'

(0.0359(0.0084m1''13.55KNm0.057210.7924.029.88KNmB2:三边固定一边简支

l01=4000mm，l02=8000mm

恒荷载标准值：自重加上面层、粉刷层等，恒荷载gk恒荷载设计值：g活荷载设计值：q4.91KN/m2

1.24.911.43.55.2KN/m2 4.9KN/m2

g按弹性理论计算：qgq28.342KN/m2p因为l01/l02q 2.45KN/m22gq10.792KN/m20.50，查表得到各项系数m1m2m1'm2'

0.20.0028)8.3424.020.20.0408)8.3424.020.083610.7924.02(0.00(0.00280.00280.2)2.454.020.000.2)2.454.025.KNm1.KNmm1m2m1'm2'(0.0408(0.0028m1''14.44KNm0.056910.7924.029.83KNm B6:三边固定，一边简支

l01=2000mm，l02=4000mm

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恒荷载标准值：自重加上面层、粉刷层等，恒荷载gk恒荷载设计值：g活荷载设计值：q4.91KN/m2

1.24.911.43.55.2KN/m2 4.9KN/m2

g按弹性理论计算：qgq28.342KN/m2p因为l01/l02q 2.45KN/m22gq10.792KN/m20.50，查表得到各项系数m1m2m1'm2'

0.20.0028)8.3422.020.20.0408)8.3422.020.083610.7922.02(0.00(0.00280.00280.2)2.452.020.000.2)2.452.021.47KNm0.41KNmm1m2m1'm2'

(0.0408(0.0028m1''3.61KNm0.056910.7924.022.46KNm

四.板和支座截面的配筋设计

双向板的配筋计算表如下: As板的截面 h0(mm) M(kNm) 0.8M0.95fyh0（其中0.8为折减系数）

As(mm2)4.62 77.19 配筋 8@100 8@200 8@120 实际As(mm2) 502.7 251.3 418.9 B1 l01 l02 140 130 140 5.780.82.500.85.0.82.0 4.71 31.03 78.69 B2 l01 NUST 南京理工大学理学院土木工程系

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l02 130 140 130 1.0.81.51 1.470.80.410.8 1.18 23.43 19.7 8@200 251.3 335.1 251.3 B6 l01 l02 8@200 8@200 0.3285.09 支座的配筋计算表如下: AsM0.95fyh0

支座 1-1 1-2 1-3 1-4 2-1 2-2 3-1 3-2 3-3 3-4 4-1 4-2 5-1 5-2 6-1 6-2 h0(mm) M(kNm) As(mm2) 配筋 8@200 8@200 实际As(mm2) 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 8.12 8.12 8.12 8.12 14.44 14.44 18.784 18.784 18.784 18.784 19.166 19.166 4.696 4.696 13.55 13.55 169.6 169.6 169.6 169.6 301.6 301.6 392.3 392.3 392.3 392.3 400.3 400.3 98.1 98.1 283.0 283.0 251.3 251.3 251.3 251.3 392.7 392.7 392.7 392.7 392.7 392.7 418.9 418.9 251.3 251.3 418.9 418.9 8@200 8@200 10@200 10@200 10@200 10@200 10@200 10@200 8@120 8@120 8@200 8@200 8@120 8@120 NUST 南京理工大学理学院土木工程系

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五．次梁的配筋设计 1CL 1的计算： ○

次梁截面尺寸为250mm500mm， 混凝土C30 fc（1）荷载计算

恒荷载设计值：板传来的恒荷载 1.24.916.014.3Nmm2,ft1.43Nmm2

35.352kNm

0.16)2.55kNm 0.416kNm

次梁自重 1.2250.25(0.5 次梁梁侧抹灰 1.2170.032(0.5故恒荷载设计值为 g活荷载设计值 q故荷载总设计值 g（2）计算简图

计算简图如下 g0.16)35.3522.550.41638.32kNm

1.42.56.021.0kNm

q59.3kN/m

q59.3kNm

（3）内力计算

该次梁两端搭在主梁上，中点搭在混凝土柱子上，其计算跨度为l0

6m，为等跨连续梁。

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考虑塑性内力重分布，查表得各项系数： 连续次梁弯矩计算： M1 连续次梁剪力计算： VA VBL VBrMB(gq)l0211194.14kNm

0.45(g0.60(g0.55(gq)l0q)l0q)l00.4559.360.6059.360.5559.36160.11kN 213.48kN 195.69kN

（4）截面承载力计算

次梁跨内截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为： 边跨 bf梁高 h翼缘厚 hfl03600032000mm

500mm 取混凝土保护层as100mm

35mm 则h050035465mm

判别T形截面梁的类型：

Mmax194.14kNm1cffbhf(h0hf2)1.014.32000100(46550)1186.98kNm

故属于第一类T形截面 支座截面按矩形截面计算，按一排纵筋考虑，取h0

次梁正截面受弯承载力及配筋计算表 采用钢筋 HRB400,fy360N/mm

250035465mm

截面 1 B 弯矩设计值 s194.14kNm 194.14101.014.3200046526194.14kNm 194.141061.014.325046520.2511 M 21fcbh0Ms1c0.03139 或 fbfh021As12bh01fc fybfh0fys 0.0319 0.029445 1178.4mm2 147.3mm2 f或As1c NUST 南京理工大学理学院土木工程系

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选配钢筋 As

210 157.1mm2322 As1140.4mm2 2.CL 2的计算： ○

次梁截面尺寸为250mm500mm， 混凝土C30 fc（1）荷载计算

恒荷载设计值：板传来的恒荷载 1.24.914.214.3Nmm2,ft1.43Nmm2

24.74kNm

0.16)2.55kNm 0.416kNm

次梁自重 1.2250.25(0.5 次梁梁侧抹灰 1.2170.032(0.5故恒荷载设计值为 g活荷载设计值 q故荷载总设计值 g（2）计算简图

g0.16)24.742.550.41627.7124kNm

1.42.04.2q11.76kNm

39.472kNm

q39.148kNm

此次梁为单跨梁

（3）内力计算 弯矩设计值： M剪力设计值： V(g1(g2q)l28q)l39.4728.728373.46kNm

171.70kN

0.539.4728.7（4）截面承载力及配筋设计计算

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A.正截面抗弯承载力计算：

纵向受力纵筋采用HRB400（fy按T形截面计算：bf梁高 h360N/mm2）

870032900mm

l03500mm

35mm 则h050035465mm

先按一排纵筋计算，取混凝土保护层as判别T形截面梁的类型：

Mmax

373.46kNm1cffbhf(h0hf2)1.014.32900100(46550)1582.8kNm 故属于第一类T形截面 则

Ms1cfbfh0s2373.461061.014.3290046520.0416

1故As12bfh0fy0.04255

f0.0425529004651.014.33602279.4mm2

1c 经过计算得到需放两排钢筋，所以重新计算，过程如下： 取混凝土保护层as60mm 则h050060440mm

Ms1cfbfh02373.461061.014.329004402s0.04652

1故As12bfh0fy0.04765

f0.0476529004401.014.33602415.2mm2

2945.3mm2

1c配筋：选用6

25 下面一排放四根，上面一排放两根。 实际As2.36%minAs验算：bh求。

2945.32505000.45ftfy0.179% ，也大于0.2% ，符合要

B.斜截面受剪承载力计算：

箍筋采用HPB235钢筋（fy270N/mm2）

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hwh0hffbh0440100340mm 故hwb3402501.3

截面尺寸按下式计算 : 0.25cc0.251.014.3250440393.25kNVmax176.2kN

故截面尺寸符合要求。 又0.7ftbh00.71.43250440110.11kNVmax176.2kN

所以截面应按计算配置箍筋

nAsv1h0 SnAsv1171.7010000.71.43250440故0.415mm2m

S1.25270440nAsv1250.3选用 8@150 0.67mm2m0.415mm2m(可以)

S150V0.7ftbh01.25fyvsvnAsv1bs250.32501500.268%svmin0.24ftfyv0.163%（可以）

3.CL 3的计算： ○

次梁截面尺寸为250mm500mm， 混凝土C30 fc（1）荷载计算

恒荷载设计值：板传来的恒荷载 1.24.914.014.3Nmm2,ft1.43Nmm2

23.568kNm

0.16)2.55kNm 0.416kNm

次梁自重 1.2250.25(0.5 次梁梁侧抹灰 1.2170.032(0.5故恒荷载设计值为 g活荷载设计值 q故荷载总设计值 g（2）计算简图

g0.16)23.5682.550.4161.42.04.0q26.534kN/m

11.2kNm

37.734kNm

q37.734kN/m

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混凝土结构课程设计——计算书 1011250143 万向阳

此次梁为单跨梁

（3）内力计算 弯矩设计值： M剪力设计值： V(g1(g2q)l28q)l37.734828301.872kNm

150.936kN

0.537.7348（4）截面承载力及配筋设计计算

A.正截面抗弯承载力计算：

纵向受力纵筋采用HRB400（fy按T形截面计算：bf梁高 h360N/mm2）

800032667mm

l03500mm

35mm 则h050035465mm

先按一排纵筋计算，取混凝土保护层as判别T形截面梁的类型：

Mmax

301.87kNm1cffbhf(h0hf2)1.014.32667100(46550)1582.73kNm 故属于第一类T形截面 则

Ms1cfbfh0s2301.8721061.014.3266746520.0366

1故As12bfh0fy0.03730

f0.0373026674651.014.33601837.57mm2

1c 经过计算得到需放两排钢筋，所以重新计算，过程如下： 取混凝土保护层as60mm 则h050060440mm

Ms1cfbfh02301.8721061.014.326674402s0.04088

1120.04176

NUST 南京理工大学理学院土木工程系

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故Asbfh0fy1cf0.0417626674401.014.33601946.39mm2

1885.0mm2

配筋：选用6

20 下面一排放四根，上面一排放两根。 实际As1.51%minAs验算：bh求。

1885.02505000.45ftfy0.179% ，也大于0.2% ，符合要

B.斜截面受剪承载力计算：

箍筋采用HPB235钢筋（fy270N/mm2）

hwh0hffbh0440100340mm 故hwb3402501.3

截面尺寸按下式计算 : 0.25cc0.251.014.3250440393.25kNVmax150.936kN

故截面尺寸符合要求。 又0.7ftbh00.71.43250440110.11kNVmax150.936kN

所以截面应按计算配置箍筋

nAsv1h0 SnAsv1150.93610000.71.43250440故0.275mm2m

S1.25270440nAsv1250.3选用 8@150 0.67mm2m0.275mm2m(可以)

S150V0.7ftbh01.25fyvsvnAsv1bs250.32501500.268%svmin0.24ftfyv0.163%（可以）

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