武汉理工大学 工程结构课程设计

工程结构课程设计工程管理1102班目录1.设计任务 (2)1.1设计题目 (2)1.2设计资料 (2)1.3设计成果 (2)2.结构设计方案 (3)2.1楼盖、梁的选择 (4)2.2墙体截面尺寸及材料选择 (4)3.静力计算方案 (4)4.板的设计（按照塑性理论） (4)4.1板的构造 (4)4.2板的荷载计算 (4)4.3板的内力计算及配筋 (5)5.次梁的设计（按照塑性理论） (7)5.1次梁的构造 (7)5.2次梁荷载的计算 (7)5.3次梁的内力计算及配筋 (7)6.主梁的设计（按照弹性理论） (10)6.1主梁构造 (10)6.2主梁荷载的计算 (10)6.3主梁内力计算及配筋 (11)7.墙的设计 (14)7.1材料选用及结构方案 (14)7.2墙体承载力计算 (14)7.3局部抗压承载力 (18)7.4墙体高厚比验算 (19)8.个人总结 (22)9.参考文献 (23)附：①建筑施工图，②结构施工图工程结构课程设计计算书1.设计任务某三层砌体结构办公楼，层高由各位同学自己确定。

房屋的安全等级为二级，该工程不考虑抗震设防，拟采用钢筋混凝土整浇楼盖，设计之。

1.1设计题目宜昌利人服装厂办公楼设计。

平面尺寸B*L=18m*30m；每层层高4m。

本办公楼内有会议室，办公室，档案，陈列室，资料室，男女厕所，楼梯等。

1.2设计资料该工程位于非地震区，不考虑抗震防设；风荷载标准值W k(及雪荷载标准值）等荷载查荷载规范：宜昌地区海拔高度133.1m，重现期为50年的风荷载和雪荷载分别为：结构安全等级：二级永久荷载为梁、板自重，结构层中，其容重分别为：楼面活荷载标准值：2.5kN／m3永久荷载分项系数：γG=1.2，楼面活荷载分项系数γQ=1.4或1.3材料强度值：C20混凝土；一类环境下，α s=20mm，f c=9.6kN／m2，f tk=1.54N／mm2，f t=1.10N／mm2。

钢筋：HPB300级，f y=270N／mm2；HRB335，f y=300N／mm21.3设计成果设计成果分为计算书和结构施工图两部分。

本课程设计砌体结构墙柱设计及混凝土楼盖设计，主要包括如下内容：1.3.1设计书（计算内容）1．墙柱承载力计算、墙柱高厚比验算。

2．混凝土楼面板（梁）设计：包括板的布置、混凝土强度等级、板厚、板面标高、内力计算等。

可按考虑塑性内力重分布的方法计算板的内力。

计算板的正截面承载力。

3.次梁设计（按塑性理论）4.主梁设计（按弹性理论）5.格式及内容要求封面及目录；课程设计任务书；工程概况以及结构设计方案的选择；主体工程的详细结构计算书；对所完成设计的小结；参考文献。

计算正确，书写工整，字体端正，简图及表格应按先后顺序统一编号。

计算书由封面、目录、正文及参考文献组成，正文应编页码。

一律用A4 纸书写或打印，并装订整齐。

应满足教务处关于课程设计格式的要求。

1.3.2施工图（图纸内容）1.建筑施工图：标准层建筑施工图；2．结构施工图：结构设计说明；楼盖结构平面布置图，板的配筋图，比例1：100；次梁、主梁配筋图（或剖面图）、材料弯矩抵抗图，比例1：20 或1：40；3. 图纸要求1）图纸上应有必要的结构设计说明，其内容一般为：砌体类型和强度等级（砌块和砂浆）、钢筋强度等级、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度及其他需要说明的内容。

2）图纸右下角图签内容：项目名称、图名、比例、图别、图号、制图（学生姓名、班级及学号）、校核、审定、日期等。

3）绘图要求：图面整洁，线条流畅、有层次，字体端正，符合《建筑结构制图统一标准》（GB/T 50105-2001）。

手工绘图或者电脑绘图。

4.进度安排（10天）1）．下达设计任务、结构布置及查找资料1天2）．确定基本参数荷载统计3天3）.设计计算及整理计算书4天4）．绘制施工图2天2.结构设计方案本结构为三层砌体结构办公楼方案，荷载相对较小。

墙体和基础均采用砌体结构，楼面和屋盖采用现浇钢筋混凝土结构。

2.1楼盖、梁的选择楼盖和梁采用钢筋混凝土现浇，有利于结构整体性的保证。

楼面、梁的做法如下：楼面：20mm水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆粉刷天棚。

梁：钢筋混凝土现浇梁，15mm石灰砂浆粉刷。

2.2墙体截面尺寸及材料选择墙体承重方案是纵墙承重方案，承重墙体截面尺寸当采用多孔粘土砖时，不应小于240mm，故除男女厕所的分隔墙采用120mm外，其余所有墙体一律采用240mm。

墙体的做法如下：采用MU15砖，M15混合砂浆砌筑（经计算后再视具体情况确定是否需要调整）。

外墙粉刷20mm厚水泥砂浆，内墙粉20mm厚石灰砂浆。

3.静力计算方案根据房屋现浇楼面和屋面的方案以及设计的最大横墙间距来确定。

根据尺寸初步确定最大横墙间距为S=12m（会议室），楼盖类型为一类（整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋面或楼盖），其房屋静力计算方案为刚性方案（S＜32m）。

刚性方案房屋的横墙应满足如下要求：横墙中开有洞口时，洞口的水平截面积不超过横墙截面积的50%。

横墙厚度不小于180mm。

横墙长度18m，不小于横墙高度的½（横墙总高度为4*4=16）。

4.板的设计（按照塑性理论）设计采用单向肋形楼盖，荷载传递路线为：板--次梁--主梁--墙。

4.1板的构造按照h≥2000/40=50mm，并且应不小于民用建筑楼面最小厚度70mm。

所以初步设计楼板厚度h=80mm。

4.2板的荷载计算表4-1 板的荷载计算表（KN/m2）恒荷载：g=1.2*（0.4+2.0+0.255）=3.186 KN/m2活荷载：q=1.4*2.5=3.5 KN/m2设计值：g+q=3.186+3.5=6.686 KN/m24.3板的内力计算及配筋计算简图的确定：取板宽b=1000mm为计算单元，实际一共有9跨，取其中的5跨，由板和次梁尺寸可得板的计算简图。

次梁截面b*h=240*450，现浇板在墙上的支乘长度不小于100mm，取120mm，按塑性内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：L01=L n1+h/2=(2000-120-200/2)+80/2=1820＜L n1+a/2=(2000-120-200/2)+120/2=1840所以取L01=1820mm中间跨：L02=L n2=2000-200=1800因为边跨与中间跨的计算跨度相差（1820-1800）/1820=1.1%＜10%，所以可按等跨连续板计算内力。

表4-2 板的配筋设置②29.0%)45%,2.0max (0min ==h hf f y t ρ 0176.01max ==ycb f f ξαρ21408~232mm A s =对四周与梁整浇的单向板跨中和中间支座处，弯矩可减少20%（如表4-2中括号中的数值）。

也可以直接采用钢筋面积折减，即将非折减处的钢筋面积直接乘以0.8，这样计算简便并且误差不大，偏于安全。

在一般情况下，楼面所承受的动力荷载不大，可采用分离式配筋。

配筋图如施工图中所示。

5.次梁的设计（按照塑性理论） 5.1次梁的构造次梁间距L=6000mm ，按照h=（1/18~1/12）L 初估，为333mm~500mm ，取450；截面宽b=（1/2~1/3）h，为150mm~225mm，取200mm。

5.2次梁荷载的计算荷载：（计算单元宽度为2m）①板传来的恒荷载 3.186*2=6.372kN/m②次梁自重 1.2*25*0.2*（0.45-0.08）=2.22kN/m③次梁粉刷 1.2*17*0.015*（0.45-0.08）*2=0.23kN/m④恒荷载g=6.372+2.22+0.23=8.822kN/m⑤活荷载q=1.4*2*2.5=7kN/mg+q=15.822kN/m q/g=0.79＜35.3次梁的内力计算及配筋5.3.1计算简图的确定次梁在墙上的支乘长度为240mm，计算长度：边跨：L01=L n1+a/2=（6000-120-250/2）+240/2=5875＜1.025L n1=5898.875故L01=5875mm中间跨：L02=L n2=6000-250=5750mm边跨和中间跨计算跨度相差（5875-5750）/5750=2.1%＜10%，可按等跨连续梁计算。

5.3.2正截面承载力计算①次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度按规定有：B f‘≤ L0 /3=5780/3=1917B f‘≤b+S n=200+（2000-200）=2000mm取h0=450-35=415，h f·/h0=80/415=0.193＞1.故取b f·=1917mm，且f c b f·h f（h0-h f/2）=552.1kN/m，以此作为判断T形截面类别的依据。

②次梁支座截面按b*h=200*450的矩形截面计算，取h0=415mm，支座截面应满足ξ≤0.35.次梁受力纵筋采用HRB335（f y=300N/mm2)表5-1 次梁正截面受弯承载力计算2注：0min %)45%,2.0max (h hf f y t =ρ ，得A min =180mm 2.5.3.3斜截面受剪承载力计算： ①剪力设计值表5-2 次梁剪力设计值计算表②截面尺寸校核：h w /b=415/200 0.25f c h 0b=0.25*9.6*415*200=199.2＞V 故截面尺寸满足要求。

③箍筋设计表5-3 次梁箍筋计算表注：①2max 300mm s =②%2.0270/1.1*3.03.0min ,===yvtsv f f ρ 实际配筋率%25.0/==bs A sv sv ρ＞0.12% 满足要求。

6.主梁的设计（按照弹性理论） 6.1主梁构造 主梁截面尺寸的选择：主梁间距L 0=8000mm ，按照h=（1/14~1/8）L 0初估，为571mm~1000mm ，取h=600mm ；截面宽b=（1/2~1/3）h ，为200mm~300mm ，取250mm 。

则主梁截面尺寸为b*h=250mm*600mm 。

6.2主梁荷载的计算 荷载次梁传来的恒荷载 8.822*6=52.932KN 主梁自重 1.2*25*2*0.25*(0.6-0.08)=7.8KN 梁侧抹灰 1.2*17*0.015*2*(0.6-0.08)=0.64KN 恒荷载 g=52.932+7.8+0.64=61.372KN 活荷载q=6*7=42g+q=103.372KN6.3 主梁内力计算及配筋该结构的主梁为单跨，只需计算跨中弯矩，根据规定当主梁支承在砌体上时，应保证主梁有足够的支承长度，一般不少于370mm 。

所以设置办公楼的主梁一端支承在3700mm 的外纵墙上，另一端支承在370mm 的壁柱上。