砌体结构设计计算书
2010—2011学年度第一学期
建管2009级《建筑结构》课程设计任务书
一、设计题目：混合结构课程设计
二、课程设计的目的和要求
根据建筑设计方案及有关设计资料进行结构的平面布置、楼面的配筋计算、墙体高厚比及承载力计算及施工图的绘制。熟悉有关规范、标准图集、设计手册，了解混合结构设计一般步骤、方法，培养综合应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力，提高绘制和识读施工图的技能。为很好的从事本专业打下良好的基础.
1、标准层结构平面布置
2、双向板肋形楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定。
3、双向板及其支承梁（进深梁）设计，熟练掌握按弹性理论计算内力的方法。
4、一堵外纵墙的计算(包括墙体高厚比验算及墙体承载力计算)。
三、设计资料
（一）图标统一规定如下：
茂名职业技术学院日期指导教师
姓名工程名称图别
班级图纸名称图号
20 25 20 70 20 25
（二）、结构设计资料
1、设计中有关荷载值和数据。
(1)永久荷载——楼面、梯面面层采用30厚水磨石地面，自重为0.65kN/m2,板底、梁底、梁側采用20厚混合砂浆抺灰，自重为17kN/m3，钢筋混凝土自重为25kN/m3。
（2）可变荷载——建筑屋面、楼面均布活荷标准值：
教室： 2.0KN/m2
教学楼走廊、楼梯、厕所： 2.5 KN/m2
上人的钢筋混凝土屋面：0.5 KN/m2 （3）、材料
混凝土的强度等级不低于C25；梁中的主筋采用HRB335级钢；其余钢筋均采用HPB235级钢；砖及砂浆的强度等级不低于MU10及M5。施工质量控制等级为B级
2、常用材料和构件自重：
①石灰砂浆、混合砂浆：17 KN/m2
②水泥砂浆： 20KN/m2
③钢筋混凝土： 25KN/m2
④机制普通砖单位自重为19KN/m3
⑤贴瓷砖墙面：0.5KN/m2（包括水泥砂浆打底，其厚25mm）。
水泥粉刷墙面：0.36KN/m2(20mm厚,水泥粗砂)
石灰粗砂粉刷墙面：0.34KN/m2（20mm）
⑥钢框玻璃窗：0.404KN/m2
木门：0.1~0.2KN/m2
钢铁门：0.4~0.45KN/m2
四、设计内容和图纸内容
1、标准层结构平面布置：梁格的布置；
2、现浇钢筋混凝土双向板和支承梁内力配筋计算（其内力按弹性理论计算）；
3、绘制结构施工图：
标准层结构平面布置图及现浇钢筋混凝土双向板，支承梁配筋图（梁及板均应编号）施工图两张（4#图纸，电脑绘图）；
4、确定砖砌体结构部分的静力计算方案；通过验算墙体承载力确定砖与砂浆的强度等级；支承梁（进深梁）梁端下的砌体局部受压验算（包括垫块的设计）；窗间墙的高厚比验算。
《某中学教学楼》,其建筑平面控制尺寸如附图所示:
说明:
(1)采用现浇钢筋砼双向板肋形楼盖; 建筑层高：3.3m；层数：4层；室内外高差为450mm；
(2) 墙体设计
内外承重墙均采用240mm厚砖墙，屋面檐口处女儿墙厚240mm，高900mm；外墙采用贴外墙砖；内墙采用双飞粉；地面采用水磨石。纵墙上窗高为1.8m,门洞宽1000mm,高为2.1m
五、纪律要求：在课程设计期间要求学生按正课时间到教室进行课程设计，无故旷课累计超过1天。设计成绩为不及格。
六、成绩评定：总评成绩=结构计算（40%）+图纸成绩（40%）+出勤（20%）
七、时间：星期五下午4：10分上交设计成果。
八、辅导老师：
2009工程管理（1）、（2）、（3）班：田德武老师
2009工程管理（4）、（5）（6）班：张大勇老师
九、附图：
《砌体结构》设计计算书
一、结构平面布置
1、该楼结构平面布置图如图1所示：
2、确定板、支撑梁的截面尺寸
①板厚：
双向板板厚：h=3900/50=78㎜，选取h=100㎜
②支撑梁：
截面高度：h=（1/10~1/15）L
=（1/10~1/15）×6600=（660~440）㎜，
取h=500㎜
截面宽度：b=（1/2~1/3）h=（1/2~1/3）×500=(250~167)㎜
取b=250㎜其中，梁伸入墙240mm。墙厚240mm。
另，构造柱的设置：构造柱的设置见图。除此以外，构造柱的根部与地圈梁连接，不再另设基础。在柱的上下端500mm 范围内加密箍筋为φ6@150。
圈梁设置：各层、屋面均设置圈梁，外纵墙和内纵墙也做圈梁。
二、结构内力的计算
（一）双向板楼盖的计算1、板恒荷载，活荷载的计算：
30mm厚水磨石地面：0.65KN/㎡
20mm厚混合砂浆抹灰：0.02×17KN/㎡=0.34 KN/㎡
100mm厚钢筋混凝土：0.1×25 KN/㎡=2.5 KN/㎡
故g k=0.65+0.34+2.5 KN/㎡=3.49 KN/㎡
则恒荷载设计值：g=1.2×3.49 KN/㎡=4.19 KN/㎡
教室活荷载设计值：q
1
=1.4×2.0KN/㎡=2.8 KN/㎡
走廊、楼梯、厕所活荷载设计值：q
2
=1.4×2.5 KN/㎡=3.5 KN/㎡
由于取1米板带为计算单位，则
教室板活荷载设计值为：g+q1=4.19+2.8=6.99 KN/㎡
走廊、楼梯、厕所的板活荷载设计值为：g+q2=4.19＋3.5=7.69 KN/㎡
2、梁恒荷载、活荷载的计算
①：L1梁荷载设计值：
恒荷载设计值g：
由板传来: 4.19×3.90m
kN/=16.34m
kN/
梁自重: 1.2×0.25×(0.5-0.1)×25m
kN/=3.00m
kN/
梁侧抹灰: 1.2×0.02×(0.5-0.1)×2×17kn/m=0.33m
kN/
所以恒荷载设计值：g=16.34+3.00+0.33=19.67m
kN/
活荷载设计值q：
由板传来： q=1.4×2.0×3.90m
kN/=10.92m
kN/
则p=g+q=30.59m
kN/
②L2梁荷载设计值：
恒荷载设计值g：
由板传来: 4.19×3.60m
kN/=15.08m
kN/
梁自重: 1.2×0.25×(0.5-0.1)×25m
kN/=3.00m
kN/
梁侧抹灰: 1.2×0.02×(0.5-0.1)×2×17kn/m=0.33m
kN/
恒荷载设计值：g=15.08+3.00+0.33=18.14m
kN/
活荷载设计值q：
由板传来： q=1.4×2.0×3.60m kN /=10.08m kN / 则p=g+q=28.22m kN / 3、双向板的内力计算
（1）B1是两邻边固定、两邻边简支的板 长边与短边之比
269.13900
660012<==l l ，按双向板计算。 6.066003900==y x l l ， 29.11mm N f c =，2210mm N f y = 查附录4，得：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+=80.59.369.70496.022 ()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+=51.19.369.70129.022 支座负弯矩计算：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+'
='81.129.369.71095.022
()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+'
='27.99.369.70782.022
跨中弯矩计算：
)
(u x
M =y x M M 6/1+=5.80+1/6×1.51m kN ?=6.05m kN ? )
(u y
M =x y M M 6/1+=1.51+1/6×5.80m kN ?=2.48m kN ?
h 01=（100-25）mm=75mm ，h 02=（100-35）mm=65mm 配筋计算见表1
表1 B1的配筋计算
截面
跨 中 支 座 1l 方向 2l 方向 1l 方向 2l 方向 ()m kN M ?
6.05 2.48 12.81
9.27
()mm b
f M
h h x c 12
002α-
-= 7.12
3.29
16.08
13.36
()mm f bx
f A y
c s 1α=
403
186
911
757
选用配筋 120@8φ 200@8φ 120@12φ 150@12φ 实配面积()mm
419
251
942
754
（2）B2是两邻边固定、两邻边简支的板 长边与短边之比
283.13600
660012<==l l ，按双向板计算。 55.06600
3600==y x l l ，29.11mm N f c =，2210mm N f y = 查附录4，得：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+=80.46.399.60529.022 ()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+=94.06.399.60104.022 支座负弯矩计算：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+'
='33.106.399.61140.022
()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+'
='11.76.399.60785.022
跨中弯矩计算： )
(u x
M =y x M M 6/1+=4.80+1/6×0.94m kN ?=4.97m kN ? )
(u y
M =x y M M 6/1+=0.94+1/6×4.80m kN ?=1.74m kN ?
h 01=（100-25）mm=75mm ，h 02=（100-35）mm=65mm 配筋计算见表2
表2 B2的配筋计算
截面
跨 中 支 座
1l 方向 2l 方向 1l 方向 2l 方向
()m kN M ?
4.97 1.74 10.33 7.11
()mm b
f M
h h x c 12
002α-
-= 5.79 2.29
12.64 9.95 ()mm f bx
f A y
c s 1α=
328
130
716
564
选用配筋 150@8φ 200@8φ 110@10φ 140@10φ 实配面积()mm
335
251
714
561
（3）B3是三边固定，一边简支。 长边与短边之比
283.13600
660012<==l l ，按双向板计算。
55.06600
3600==y x l l ， 29.11mm N f c =，2210mm N f y = 查附录4，得：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+=61.36.399.60398.022 ()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+=38.06.399.60042.022 支座负弯矩计算：
()m kN m kN l q g m M x x ?=???=+'
='49.76.399.60827.022
()m kN m kN l q g m M y y ?=???=+'
='17.56.399.60570.022
跨中弯矩计算： ()m kN m kN M M M y x v x ?=??+=+=67.338.06/161.36/1 ()
m kN m kN M M M x y v y
?=??+=+=98.061.36/138.06/1
h 01=（100-25）mm=75mm ，h 02=（100-35）mm=65mm 配筋计算见表3
表3 B3的配筋计算
截面
跨 中 支 座 1l 方向
2l 方向 1l 方向 2l 方向
()m kN M ?
3.67 0.98 7.49
5.17
()mm b
f M
h h x c 12
002α-
-= 4.23 1.28
8.92
7.07
()mm f bx
f A y
c s 1α=
240
73
505
401
选用配筋 200@8φ 200@8φ 160@10φ 200@10φ 实配面积()mm
251
251
491
393
（4）B4：支撑条件：铰接
板的长短边之比大于3，按单向板计算。 计算跨度：0n (2.70.24) 2.46l l m m ==-= 截面弯矩：2201
()7.69 2.46 2.9116
M g q l kN m kN m =α+=
???=? 0(10020)80,1000h mm mm b mm =-==
62
2
00122 2.918080 3.121.011.91000
c M x h h mm mm f b ??10=--=--=α??
1221.011.91000 3.12176.8210
c s y f bx A mm mm f α???=
== 选配钢筋：26@160,177s A mm Φ=
所以B4板两端与双向板之间可视为弹性连续端，在B4支座配置160@6φ，跨中下部钢筋按构造要求选用Φ6@240配置。
4、按弹性理论计算支承梁（进深梁）内力计算 （1）L1梁：按简支梁计算
计算跨度：0n 6.6,(6.60.24) 6.36l m l m m ==-=
恒荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：
220n 11
19.67.6107.1088
11
g 19.67.3662.5522g g M gl kN m kN m V l kN m kN m
=
=??6?=?==??6?=?
活荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：
220n 11
10.92.659.4688
11
10.92.3634.7322
q q M ql kN m kN m
V ql kN m kN m
==??6?=?==??6?=?
跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值分别为：
1.2211.761.2123.68g q g q M M M kN m kN m
V V V kN m kN m
=+1.4=(1.2?107.10+1.4?59.46)?=?=+1.4=(1.2?62.55+1.4?34.73)?=?
截面承载力计算：
L1梁跨中按T 形截面计算，其翼缘计算宽度为：
0660022002403360360033
f n l b mm mm b s mm '=
==<+=+=，取2200f b mm '=。 梁高0500,(50035)465h mm h mm mm ==-= 翼缘高100f h mm '=
判别T 形截面类型：
10100()[1.011.92200100(465)]22
f c f f h f b h h N mm 'α''-=????-?
61086101086211.76N mm kN m kN m =??=?>?
故属于第一类T 形截面。 22211.9, 1.27,300,250c t y yv f N mm f N mm f f N mm b mm =/=/==/=
L1梁正截面承载力计算
截面 跨中 弯矩/()M kN m ?
211.76 20012/c f M
x h h mm f b =--
α'
17.73
12/c f s y
f b x
A mm f α'=
1547.24 选配钢筋 4Φ25 实配面积2/mm
1964
L1梁斜截面承载力计算
截面 跨中
/V kN
123.68 00.25/c c f bh N β 345.84>V 00.7/c t V f bh N =
103.35 2Φ6 21/sv sv A nA mm = 56.6 0 1.25/yv sv c f A h s mm V V = - 按构造设置 实配箍筋间距/s mm 100 （2）L2梁：按简支梁计算 计算跨度0n 6.6,(6.60.24) 6.36l m l m m ==-= 恒荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为： 220n 11 18.14.698.7788 11 g 18.14.3657.6922g g M gl kN m kN m V l kN m kN m = =??6?=?==??6?=? 活荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为： 220n 11 10.08.654.8988 11 10.08.3632.0522 q q M ql kN m kN m V ql kN m kN m ==??6?=?==??6?=? 跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值分别为： 1.2195.371.2114.10g q g q M M M kN m kN m V V V kN m kN m =+1.4=(1.2?98.77+1.4?54.89)?=?=+1.4=(1.2?57.69+1.4?32.05)?=? 截面承载力计算： L2梁跨中按T 形截面计算，其翼缘计算宽度为： 0660022002403360360033 f n l b mm mm b s mm '===<+=+=，取2200f b mm '=。 梁高0500,(50035)465h mm h mm mm ==-= 翼缘高100f h mm '= 判别T 形截面类型： 10100 ()[1.011.92200100(465)]22 f c f f h f b h h N mm 'α''-=????-? 61086101086195.37N mm kN m kN m =??=?>? 故属于第一类T 形截面。 22211.9, 1.27,300,250c t y yv f N mm f N mm f f N mm b mm =/=/==/= L2梁正截面承载力计算 截面 跨中 弯矩/()M kN m ? 195.37 20012/c f M x h h mm f b =-- α' 16.34 12/c f s y f b x A mm f α'= 1425.94 选配钢筋 4Φ25 实配面积2/mm 1964 L2梁斜截面承载力计算 截面 跨中 /V kN 114.10 00.25/c c f bh N β 345.84>V 00.7/c t V f bh N = 103.35 2Φ6 21/sv sv A nA mm = 56.6 0 1.25/yv sv c f A h s mm V V = - 按构造设置 实配箍筋间距/s mm 100 （二）承重纵墙的计算 1、确定房屋静力计算方案： 静力计算方案的确定：因为楼盖（层盖）的水平刚度较大，房屋的空间刚度较大，在荷截自用下，房屋的水平位移很小，故房屋的静力计算方案为刚性方案。 2：确定计算单元及计算简图： 该房屋有内外纵墙，对于外纵墙D 轴较A 轴墙不利，对于B 、C 轴内纵墙，走廊楼面传来的荷 载，虽使内纵墙上的竖向力有些增加，但板支撑处墙体轴向力的偏心距却有所减小，且内纵墙上的洞口宽度较外纵墙上的小，但是内纵墙的洞口面积较小，不起控制作用，因而不必计算，只在D 轴教室取一个开间的外纵墙为计算单元，其受荷截面积为2288.113.36.3m m =?。每层墙的计算截面面 积都为：2396000 2401650mm A =?=： 计算简图如下图所示： 3、荷载计算： ① 屋面荷截： 屋面恒荷截标准值 10mm 厚1﹕2.5水泥砂浆结合层： 22 2.02001.0m kN m kN =? 20mm 厚1﹕2.5水泥砂浆保护层： 2 2 4.02002.0m kN m kN =? 20mm 厚沥青防水层： 22 35.05.1702.0m kN m kN =? 25mm 厚1﹕3水泥砂浆找平层： 2 2 5.020025.0m kN m kN =? 100mm 厚现浇钢筋混凝土板： 2 2 5.2201.0m kN m kN =? 陶粒混凝土找坡2% ： 2 414.1m kN 20mm 厚混合砂浆天棚抹灰 ： 2 2 24.01702.0m kN m kN =? 2 604.5m kN ∑= 梁上及梁上抹灰： ()2 289.143.302.06.0225.002.0203.325.06.025m kN =???+??+??? 屋面活荷截标准值计算值：2 94.53.36.35.0m kN =?? 第一种荷截组合由可变荷截控制： ()kN M M N qk gk 35.10594.54.13.36.3604.5289.142.14.12.14=?+??+?=+= 第二种荷截组合由永久荷截控制： ()kN M M N qk gk 99.11494.54.17.03.36.3604.5289.1435.14.07.035.14=??+??+?=?+= ②楼面荷截： 屋面恒荷截标准值： mm 30厚水磨石地面： 2 65.0m kN mm 100厚现浇钢筋混凝土板： 2 2 5.2201.0m kN m kN =? mm 20厚混合砂浆天棚抹灰： 2 2 24.01702.0m kN m kN =? 2 39.3m kN ∑= 梁上及梁上抹灰： ()2 289.143.302.06.0225.002.0203.325.06.025m kN =???+??+??? 楼面活荷截标准值计算值：2 76.233.36.30.2m kN =?? 第一种荷截组合由可变荷截控制： ()kN M M N N N qk gk 74.9876.234.13.36.339.3289.142.14.12.1321=?+??+?=+=== 第二种荷截组合由永久荷截控制： ()kN M M N N N qk gk 95.9676 .234.17.03.36.339.3289.1435.14.07.035.1321=??+??+?=?+=== ③墙体自重 女儿墙及顶层梁高范围墙重： 女儿墙采用240厚机制普通砖，高度为900+100（板厚）=1000mm ，外墙面贴瓷砖，内墙面用水泥粉刷。 kN G k 52.1936.00.16.35.00.16.3190.124.06.35=??+??+???= 第一种荷截组合由可变荷截控制： kN M G gk 43.2352.192.12.15=?== 第二种荷截组合由永久荷截控制： kN M G gk 36.2652.1935.135.15=?== 外墙面贴瓷砖，内墙面用水泥粉刷，圈梁高mm 600。 一二三四层墙重： ()()()kN G G G G k k k k 25.5136.08.18.13.36.35.08.18.13.36.3404.08.18.1256.06.324.0198.18.16.37.224.04321=??-?+??-?+??+???+??-??==== 第一种荷截组合由可变荷截控制 kN M G G G G gk 5.6125.512.12.14321=?===== 第二种荷截组合由永久荷截控制 kN M G G G G gk 19.6925.5135.135.14321=?===== 4、内力计算 A 、四层墙体Ⅰ-Ⅰ截面 a 、第一种荷截组合由可变荷截控制： kN G G N N 28.1905.6143.2335.1054544=++=++=I b 、第二种荷截组合由永久荷截控制： kN G G N N 54.21019.6936.2699.1144544=++=++=I 所以 ，取kN 54.210 B 、三层墙体Ⅱ-Ⅱ截面 a 、第一种荷截组合由可变荷截控制 kN G G G N N N 43.3465.61243.2365.9435.105345343=?+++=++++=∏ b 、第二种荷截组合由永久荷截控制： kN G G G N N N 07.37219.69236.2634.9299.114345343=?+++=++++=∏ 所以 ，取kN 07.372 C 、二层墙体Ⅲ-Ⅲ截面 a 、第一种荷截组合由可变荷截控制： kN G G G G N N N N 58.5025.61343.2365.94235.10533452342=?++?+=++++++=III b 、第二种荷截组合由永久荷截控制： kN G G G G N N N N 6.53319.69336.2634.92299.11423452342=?++?+=++++++=III 所以 ，取kN 6.533 D 、一层墙体Ⅳ-Ⅳ截面 a 、第一种荷截组合由可变荷截控制： kN G G G G G N N N N N 73.6585.61443.2365.94335.1051334512341=?++?+=++++++++=IY b 、第二种荷截组合由永久荷截控制： kN G G G G G N N N N N 31.69519.69436.2634.92399.1141234512341=?++?+=++++++++=IY 所以 ，取kN 31.695 5、截面承载力验算 三四层由MU10的砖和M5的砂浆砌筑而成的砌体。 其抗压强度计算值MPa f 50.1=。 二层由MU15的砖和M7.5的砂浆砌筑而成的砌体。 其抗压强度计算值MPa f 07.2=。 一层由MU15的砖 和M10的砂浆砌筑而成的砌体。 其抗压强度计算值MPa f 31.2=。 A 、四层墙体Ⅰ-Ⅰ截面（e=0） 75.13240 3300 0.10 =?= = h H βγβ， MPa f 50.1= 2 011αβ?+= 2 0111211211 ??? ????????? ??-?++= ??h e 解得779.0=? kN N kN Af 54.21073.46250.1396000779.04=>=??=I ?， 故满足要求。 B 、三层墙体Ⅱ-Ⅱ截面（e=0） 75.13240 3300 0.10 =?= = h H βγβ， MPa f 50.1=，779.0=? kN N kN Af 07.37273.46250.1396000779.03=>=??=∏?， 故满足要求。 C 、二层墙体Ⅲ-Ⅲ截面（e=0） 75.13240 3300 0.10 =?= = h H βγβ， MPa f 07.2=，779.0=? kN N kN Af 6.53356.63807.2396000779.02=>=??=III ?， 故满足要求。 D 、一层墙体Ⅳ-Ⅳ截面（e=0） 75.13240 3300 0.10 =?= = h H βγβ， MPa f 31.2=，779.0=? kN N kN Af 31.6950.72331.2396000779.01=>=??=IY ?， 故满足要求。 6、大梁刚性垫块下局部受压承载力验算 在梁下由构造柱受压9.11=f 四层大梁下局部受压承载力验算 垫块面积： 22120000500240mm mm b a A b b b =?== 影响砌体局部抗压强度的计算面积： ()()2 2 017280024024022402mm mm h h b A =??+=+= 砌体局部挤压强度提高系数： 224.11120000 172800 35.01135 .010<=-+=-+=l A A γ 垫块外砌体的有利影响系数：992.024.18.08.01=?==γγ 上部平均压应力设计值：MPa MPa 53.01650 2401054.2103 0=??= σ 垫块面积b A 内上部轴向力设计值： kN A N b 6.6312000053.000=?==σ 35.05 .153 .00 == f σ，查表10.1.2，得925.5=δ 梁端有效支承长度： mm mm f h a c 1085 .1500 925.51 0=?==δ l N 对垫块中心的偏心距： mm mm a a e b l 8.761084.02 2404.020=?-=-= 轴向力对垫块中心偏心距： mm mm N N e N e l 45.4999 .1146.638 .7699.114404=+?=+= 29.011112124045.491211 11 1211211 2 0=?? ? ? ??????? ??-?++= ??? ????????? ??-?++= ??h e kN fA kN N N b 3.2051200005.1992.029.059.17899.1146.63140=???=<=+=+?γ 故刚性垫块设计满足要求。 7、墙体高厚比验算 ①一层纵墙： 室内地面中期基础高度为500mm 故底层高度mm H 38005003300=+=，10800=S ，可知H S 2> 查表10.1.7，得： 380038000.10.10=?==H H 采用M10砂桨时，查表10.1.6，得[]26=β。 开有窗洞中时，[]β的修正系数2μ为 8.010800 54004.014.012=?-=-=s b s μ ， 11=μ []8.20268.08.15240 380021=?=<=== βμμβh H ， 故满足要求。 mm H 3300=，纵墙间距,10800mm S =可知H S 2> 查表10.1.7，得： mm H H 330033000.10.10=?== 采用M7.5砂桨时，查表10.1.6，得[]26=β。 []8.20268.075.13240 3300 21=?=<=== βμμβh H ， 故满足要求。 ③三层纵墙 mm H 3300=，纵墙间距,10800mm S =可知H S 2> 查表10.1.7，得： mm H H 330033000.10.10=?== 采用M5砂桨时，查表10.1.6，得[]24=β。 []2.19248.075.13240 330021=?=<=== βμμβh H ， 故满足要求。 65 建筑结构设计分析 张亚超 魏强 西安骊山建筑规划设计院 摘 要：本文主要介绍建筑结构的基本内容,然后针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设 计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展，对建筑结构设计常见问题做了分析，为以后的设计提供参考。 关键词：建筑；结构设计；方法；概念设计 而建筑结构设计优化方法的应用则既能满足建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实质意义上的“经济适用”房。 1 结构设计的基本内容 1.1 屋顶（面）结构图 当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有两种:梁板式及折板式。梁板式适用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。反之,则适用折板式。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于 120 厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法, 建议采用剖面示意图加大样详图的表示方法（实践证明此方法便于施工人员正确理解图纸）。1.2 结构平面图 在绘制结构平面布置图前有个问题需要说明一下, 就是要不要输入结构软件进行建模的问题。当建筑地处抗震设防烈度为 6 度区时,根据建筑抗震设计规范,是可以不用进行截面抗震验算的但应符合有关的抗震措施要求。那么对于砌体结构来讲如果时间不是很充足的话应该可以不用在软件中建模的,直接设计即可,但要注意受压和局部受压的问题。必要时进行人工复核。对于局部受压的防御措施是要按规定对梁下设梁垫以及设置构造柱等措施。如果时间不是很紧张的话建议还是输入建模较好, 有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算。另外，当建筑地处抗震设防烈度为 7 度及以上时我的观点是必须要输入软件建模计算的, 绘制结构平面图时如果没有建模的话就可以直接在建筑的条件图上来绘制结构图了, 这一步必不可少的是删除建筑图中对结构来讲没有用的部分,简单快捷的方法是利用软件的图层功能,直接冻结相关的层。然后再建立新的结构图层:圈梁层、构造柱层、梁层、文字层、板钢筋层等等。这样做的目的是提高绘图效率, 方便在不同结构平面图间的拷贝移动和删除。1.3 楼梯 楼梯梯板要注意挠度的控制, 梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求, 梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。阁楼层处的楼梯由于有 分户墙的存在要设置抬墙梁。注意梁下的净空要求, 并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题, 必要时应设梯梁。1.4 基础 基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求。基础的配筋应满足最小配筋率的要求（施工图审查中心重点审查部位）。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用,应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度（因软件计算的是墙下的平均轴力）。基础图中的构造柱,当定位不明确时应给予准确定位。 2 概念设计 所谓的概念设计一般指不经数值计算, 尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中, 依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想, 从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法, 可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能，同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 概念设计的重要性：概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿（不敢）创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果的明显不合理、甚至错误不能及时发现。 3 建筑结构设计常见问题 （下转第67页） 第一部分建筑设计说明 1.1.总平面设计 本设计为一幢7层宾馆，首层层高为 4.5m，二至七层层高均为3.6m,考虑通风和采光要求，采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45m，设置了3级台阶作为室内外的连接。 1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化宾馆的要求。 （1）使用部分设计 1.客房：客房是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向，东西布置。 2.门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽，对于宾馆而言，门厅要给人一种开阔的感觉，给人舒适的第一感觉，因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。 （2）交通联系部分设计 走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为2.4m。 楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有三部双跑楼梯以满足需求。 为满足疏散和防火要求，本宾馆设置了两部电梯。 （3）平面组合设计 该宾馆采用内廊式，由于本建筑的特殊功能，各个客房与服务台都需要有必要的联系。 1.3.立面设计 本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求，立面布置了很多 推拉式玻璃窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。 在装饰方面采用乳白色的外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，一改过去的沉闷和死板，使旅客可以轻松自在的在宾馆休息与生活。 1.4.剖面设计 根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900mm。 屋面排水采用有组织内排水，排水坡度为2%，结构找坡。 为了符合规范要求，本设计中采用了两部电梯，满足各分区消防和交通联系的要求。 1.5.建筑设计的体会 本建筑在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。使人，建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计使我们把所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。 枣庄学院第一届结构设计大赛第九组作品设计计算书 学校名称：枣庄学院 专业名称：土木工程专业 学生姓名：蒋文忠吴少波杨广晓黎斌邵淑营 指导教师：高志飞张秀丽 二〇一四年五月 理论分析计算书目录 一、设计说明 (3) 1、方案构思 (3) 2、结构选型 (4) 3、结构特色 (4) 二、方案设计 (5) 1、设计基本假定 (5) 2、模型结构图 (5) 3、节点详图 (5) 4、主要构件材料表及结构预计重量 (5) 三、结构设计计算 (6) 1、静力分析 (6) 2、内力分析 (6) 3、承载力及位移计算 (7) 四、结构分析总结 (8) 一、设计说明 根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料抗压特性，冲击荷载形式和静力加载大小要求等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载力强等特点，采用比赛提供的木材细杆和木板，502胶水味粘结剂精心设计制作了结构模型。 1、方案构思 模型主要承受竖直静荷载，竖直静荷载较容易满足。 （1）本结构主要构思是想利用腹杆的轴力来抵抗荷载的作用 （2）设计的总原则是：尽可能的利用竖向支撑的腹杆来提高柱子的承载力而在柱子之间辅以细杆来稳定结构，并利用木材的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作 2、结构选型 由于梯形具有较强的稳定性，而且在平面上容易找平，我们选择梯形为主体结构框架，桁架受力均匀简单，仅受轴力，便于木材性能的发挥。 2.1结构外形 结构上平面为跨度为900mm的等边三角形，内部采用空间桁架结构加强稳定性。 2.2材料截面选择 主体下弦杆截面为四根8*6的杆件粘接而成,两边的两个侧杆截面为5*3的杆件，保证抗压的同时减轻材料的质量。上弦杆为截面为四个5*3的杆件，两侧腹杆为两个截面8*6的杆件，中间三个腹杆为截面5*3的杆件。 2.3节点设计 主体框架结构相交的节点由于杆的倾斜在加静载时会引起较大的剪力，在连接时用小木片填充密实，再用水平短木条相连使木条在下面顶住节点上部斜梁，在加载处节点贴上薄木片来增大接触面积，从而来增大节点强度，从而在结构受力计算时一些节点模拟成刚节点。 3、结构特色 这个结构是在我们制作结构对结构进行试验的多次循环反复而后的出来的结构，它凝聚了所有的试验所得的经验。 它的优点： （1）从结构的外形上看，我们选择梯形作为主体形状，受力均匀，加载方便，上宽下窄，形状渐随着高度逐渐变化，有活力。 （2）根据结构力学求解器软件建立的模型分析，可得出结构位移最大点，针对这一情况，我们改造出变截面柱，成为我们结构一大特色。 （3）斜梁相交时，用胶水加固，这大大提高了斜梁的稳定性和强度。 （4）结构有效的节约了材料，采用合适的杆加固，经济适用。 （5）结构模仿实际工程，采用腰梁，增强抗震性和稳定性。 （6）根据结构力学求解器软件建立的模型分析结果，我们加强顶部和支座强度。 1.厌氧塔的设计计算 1.1反应器结构尺寸设计计算 （1） 反应器的有效容积 设计容积负荷为)//(0.53 d m kgCOD N v = 进出水COD 浓度)/(20000L mg C = ，E=0.70 V= 3 084000 .570 .0203000m N E QC v =??= ，取为84003 m 式中Q ——设计处理流量d m /3 C 0——进出水CO D 浓度kgCOD/3 m E ——去除率 N V ——容积负荷 （2） 反应器的形状和尺寸。 工程设计反应器3座，横截面积为圆形。 1） 反应器有效高为m h 0.17=则 横截面积：)(4950 .1784002 m h V S ＝有效 == 单池面积：)(1653 4952 m n S S i == = 2) 单池从布水均匀性和经济性考虑，高、直径比在1.2：1以下较合适。 设直径m D 15=，则高182.1*152.1*===m D h ，设计中取m h 18= 单池截面积：)(6.1765 .714.3)2 ( *14.32 2 2' m h D S i =?== 设计反应器总高m H 18=，其中超高1.0m 单池总容积：)(3000)0.10.18(6.176'3 ' m H S V i i =-?=?= 单个反应器实际尺寸：m m H D 1815?=?φ 反应器总池面积：)(8.52936.1762 ' m n S S i =?=?= 反应器总容积：)(900033000'3 m n V V i =?=?= （3） 水力停留时间（HRT ）及水力负荷（r V ）v N h Q V t HRT 72243000 9000=?== )]./([24.03 6.1762430002 3h m m S Q V r =??= = 根据参考文献，对于颗粒污泥，水力负荷)./(9.01.02 3 h m m V r -=故符合要求。 1.7.2 三相分离器构造设计计算 （1） 沉淀区设计 根据一般设计要求，水流在沉淀室内表面负荷率)./(7.02 3 ' h m m q <沉淀室底部进水口表面负荷一般小于2.0)./(2 3 h m m 。 本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置8个集气罩，构成7个分离单元，则每池设置7个三项分离器。 三项分离器长度：)(16' m b l == 每个单元宽度：)(57.27 187 ' m l b == = 沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积即2882m 沉淀区表面负荷率：)./(0.20.1)./(39.0288 58.1142 323h m m h m m S Q i -<== （2） 回流缝设计 设上下三角形集气罩斜面水平夹角α为55°，取m h 4.13= )(98.055 tan 4.1tan . 31m h b === α )(04.198.020.32 12m b b b =?-=-= 式中：b —单元三项分离器宽度，m ； 1b —下三角形集气罩底的宽度，m ； 2b —相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离（即污泥回流缝之 一），m ； 3h —下三角形集气罩的垂直高度，m ； 高层建筑混凝土力组合建筑结构设计计算 书 7 力组合 7.1 选取荷载组合 “《高层建筑混凝土结构技术规程》”规定，抗震设计时要同时考虑无地震作用效应时的组合和有地震作用效应时的组合： 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： d G GK L Q Q Qk w w wK S S S S γγψγψγ=++ d S ——荷载效应组合的设计值； G γ——永久荷载分项系数； Q γ——楼面活荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； L γ——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使用年限为100年时取1.1 GK S ——永久荷载效应标准值； GK S ——永久荷载效应标准值； QK S ——楼面活荷载效应标准值； wK S ——风荷载效应标准值； ,Q w ψψ——楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0。 结合本工程情况作出如下基本组合： 1.由永久荷载效应起控制的组合： 1.35G γ=， 1.4Q γ=， 1.4w γ=，0.7Q ψ=，0.0w ψ= 选用组合为： 1.350.7 1.4GK Qk S S S =+? 2.由可变荷载（只考虑可变荷载）效应起控制的组合： 1.20G γ=， 1.4Q γ=， 1.0Q ψ= 选用组合为： 1.20 1.0 1.4GK Qk S S S =+? 有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定： wK w w Evk Ev Ehk Eh GE G S S S S S γψγγγ+++= S ——荷载效应和地震作用效应组合的设计值； GE S ——重力荷载代表值的效应； Ehk S ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； Evk S ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； wK S ——风荷载效应标准值； G γ——重力荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； Eh γ——水平地震作用分项系数； Ev γ——竖向地震作用分项系数； w ψ——风荷载组合值系数，一般取0.0，对60米以上的高层建筑取0.2。承载 力计算时，7度抗震设计，60m 以下的高层建筑，分项系数取如下： 1.2G γ=， 1.3Eh γ=，不考虑Ev γ，w γ。 选用组合为： 1.2 1.3GE Ehk S S S =+ 7.2 构件的承载力能力验算 根据“GB50010-2010《混凝土结构设计规》第11.1.6条和表11.1.6规定”对结构抗震承载力进行调整。 无地震作用效应： 0S R γ≤ 有地震作用效应： RE R S γ≤ 式中0γ——结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件 ，不应小于1.0； S ——作用效应组合的设计值； R ——构件承载力设计值； 1.1c η= RE γ——构件承载力抗震调整系数，按照下表选取： 第一章建筑设计 一、建筑概况 1、设计题目：++++++++++++ 2、建筑面积：6500㎡ 3、建筑总高度：19.650ｍ（室外地坪算起） 4、建筑层数：六层 5、结构类型：框架结构 二、工程概况： 该旅馆为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约6500m2，建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 三、设计资料 1、气象条件 本地区基本风压 0.40kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范) 2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范) 3、工程地质条件 建筑地点冰冻深度0.7M；(按你设计的城市查地基设计规范) 建筑场地类别：Ⅱ类场地土；（任务书如无，可按此） 场地土层一览表（标准值）（可按此选用） 注：1）地下稳定水位居地坪-6m以下； 2）表中给定土层深度由自然地坪算起。 4、屋面做法： 防水层：二毡三油或三毡四油 结合层：冷底子油热马蹄脂二道 保温层：水泥石保温层（200mm厚） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 结构层：100mm厚钢筋砼屋面板 板底抹灰：粉底15mm厚 5、楼面做法：水磨石地面：或铺地砖 120㎜厚现浇砼板（或按你设计的楼板厚度） 粉底（或吊顶）15mm厚 6、材料 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235级钢筋 四、建筑要求 建筑等级:耐火等级为Ⅱ级 抗震等级为3级 设计使用年限50年 五、采光、通风、防火设计 1、采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。 2、防火设计 本工程耐火等级为Ⅱ级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个（按设计），可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 六、建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。 黑龙江省大学生结构设计 大赛 作品名称：塔吊 参赛队员: 指导老师： 目录 一．设计说明书 (3) 1.方案构思 (3) 2.结构选型 (4) 二．方案设计 (4) 1.CAD三维图 (4) 2.实体结构 (5) 3.节点祥图 (8) 三．计算书 (8) 1. 结构分析 (8) （1）结构周期 (9) （2）结构九模态 (11) 2.节点分析 (11) 3.位移计算 (11) （1）位移表 (11) （2）位移图 (12) 4.轴力图、弯矩图 (13) （1）轴力图 (13) （2）弯矩图 (14) 5. 结构计算假定、各单元性能参数和模型材料 (15) 四. 结构分析总结 (15) 五. 结语 (16) 一. 设计说明书 现代结构讲究结构和美学相适应，在满足结构功能的通时体现建筑美，同时也传递一种精神，一种理念。这是本作品设计的源泉，打破传统塔吊的结构型式，体现了力与美的完美结合。 图1. 塔吊 1. 方案构思 形象是结构内在品质物化的外在形态，是表现结构内涵和个性的形式和语言系统。为使我们的结构能给人留下特别的印象，考虑从各种技术手段上来表现结构形象。塔吊在我们建筑施工领域是不可却少的一部分，当下的塔吊种类也相对单一，所以设计出一个既美观又实用而且质量轻便的塔吊是一个重要的工作。此次比赛我们致力于设计出一个最合理，质量最轻，且无多余联系的塔吊体系。同时也希望能够在未来的生产生活中有很大的促进作用。 我们的结构采用两个三角形对插在一起撑起一个整体，塔身共8根主承重杆件，整个结构外观简洁、新颖。 2. 结构选型 从材料力学中我们学到，结构会受到拉、压、弯、剪、扭共四个力。从力学可分析，三角形是最稳定的结构，我们的结构采用两个三角形，利用三角斜撑的稳定性，结构上部荷载就可逐层分解到下部支架，受力均匀，从而使整个结构稳定。考虑到比赛中模型先后受到侧向荷载和竖向荷载，其中以侧向荷载为主要控制荷载，模型结构选择了框架和撑杆构成的体系，框架结构主要承受竖向荷载，撑杆主要承受侧向荷载，从而保证结构具有足够的侧向刚度，控制其侧向位移在规定范围内。 二.方案设计 1.CAD三维图 图2. 俯视图 结构设计计算书 一.设计概况 1.建设项目名称：星海国际花园住宅楼（B 栋） 2.建设地点：****某地 3.设计资料： 3.1.地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.5m 左右的杂填土，以下为1.0m 左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为80 kN/m 2 ，再下面为较厚的 垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m 2 ，可作为天然地基持力层。 地下水位距地表最低为-0.8m,对建筑物基础无影响。 3.2.气象资料： 全年主导风向：偏南风 夏季主导风向：东南风 冬季主导风向：北偏西风 常年降雨量为：1283.70mm 基本风压为：0.36kN/m 2 （B 类场地） 基本雪压为：0.20kN/m 2 3.3.抗震设防要求：七度二级设防 3.4.底层室内主要地坪标高为±0.000，相当于绝对标高31.45m 。 二.结构计算书 1.结构布置方案及结构选型 1.1.结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。 1.2.主要构件选型及尺寸初步估算 1.2.1. 主要构件选型 （１）梁﹑板﹑柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构 （２）墙体采用：粉煤灰轻质砌块 （３）墙体厚度：外墙:250mm ，内墙:200mm （４）基础采用：柱下独立基础 1.2.2. 梁﹑柱截面尺寸估算 （１） 主要承重框架: 因为梁的跨度较接近（4500mm ﹑4200mm ）,可取跨度较大者进行计算. 取L=4500mm h=(1/8~1/12)L=562.5mm~375mm 取h=450mm. 447.94504260>==h l n ==h b )3 1~21(225mm~150mm 取b=250mm 满足b>200mm 且b 500/2=250mm 故主要框架梁初选截面尺寸为：b ×h=250mm ×450mm （２） 次要承重框架： 取L=3900mm h=(1/12~1/15)L=325mm~260mm 取h=400mm 415.74003660>==h l n ==h b )3 1~21(200mm~133mm 取b=250mm 故次要框架梁初选截面尺寸为：b ×h=250mm ×400mm （３）楼面连续梁 《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师： 目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22 长安大学2016年大学生结构设计竞赛赛题 竹质塔结构模型设计、制作与测试 1.竞赛模型 设计能够承受一定的竖向荷载和水平地震作用的竹质塔结构模型，具体结构形式不限，可为四根、六根或八根柱组成的框架式空间结构，也可为其他结构。模型包括小振动台系统、上部塔结构模型和塔顶铁块三个部分，铁块通过热熔胶固定于塔顶，塔结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。 图1 模型立面示意图(单位：mm) 2. 模型要求 2.1 几何尺寸要求： (1) 底板：塔结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为330mm×330mm× 8mm的木板（如图2所示），底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型总高度应为900mm，允许误差为±3mm。总高度为模型底板顶面至塔顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括塔顶铁块的高度。模型顶面为平面，应满足安全放置铁块的要求。模型底面尺寸不得超过220mm×220mm的正方形平面，塔顶不得小于150mm×150mm的正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内，可为等截面结构也可为变截面结构，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。模型的主要受力构件应合理布置，整体结构应体现“创新、轻巧、美观、实用”的原则。 图2模型底板示意图(单位：mm) 2.2 模型及附加铁块安装要求： (1)利用热熔胶将附加铁块固定在塔顶上，可在顶层设置固定铁块辅助装置，但辅助装置和铁块不能超出塔顶范围且不能直接跟柱接触。 (2) 提供的铁块为底边150mm高50mm的长方体，重量约为8.83 kg。 3. 加载设备介绍 一、 设计目的与要求 (1) 掌握钢筋混凝土简支梁正截面和斜截面承载力的计算方法 (2) 并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法 (3) 了解并熟悉现梁的有关构造要求 (4) 掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定,进一步提高制图的基本技能 二、 设计题目 装配式钢筋混凝土简支梁设计 三、 设计资料 T 型截面梁的尺寸如图所示,梁体采用C 25混凝土,主筋采用HRB 400级钢筋,箍筋采用R 235级钢筋。简支梁计算跨径L 0=24M 和均布荷载设计值=40KN/M 。 跨中截面：M dm =18×q 2b l =18 ×42×242=3024KN ·M m d V =0 L/4截面：M dl =332×q 2b l =332 ×48×202=1800KN ·M 支点截面：M d0=0 0d V =12 q l b =504KN 四、 设计内容 (1) 确定纵向受拉钢筋数量及腹筋设计。 (2) 全梁承载能力图校核。 (3) 绘制梁截面配筋图。 (4) 计算书：要求计算准确,步骤完整,内容清晰。 五、 准备基本数据 由查表得： C25混凝土抗压强度设计值f cd =11.5MPa,轴心抗拉强度设计值f td =1.23MPa 。 混凝土弹性模量E c =2.80×104 MPa 。 HRB 400级钢筋抗拉强度设计值f Sd =330MPa, 抗压强度设计值f ＇Sd =330MPa 。 R 235级钢筋抗拉强度设计值f Sd =195MPa, 抗压强度设计值f ＇Sd =195MPa 。 六、 跨中正截面钢筋设计 1、 确定T 型截面梁受压翼板的有效宽度/ f b 由图所示的T 型截面梁受压翼板的宽度尺寸为其等效的平均厚度/ f h =140802 =110mm / 1f b =13L 0=13 ×24000=8000 / 2f b =1580mm(相临两主梁轴线间距离) / 3f b =b +2b h +12/ f h =200+12×110=1520mm 受压翼板的有效高度为： / f b =M in (/ 1f b ,/ 2f b ,/ 3f b )=1520mm ，绘制T 型梁的计算截面如图所示 2、 钢筋数量计算 查附表得受压高度界限系数ξb =0.56 （1） 确定截面有效高度 设a s =120mm ，则h 0=h -a s =1300-120=1180mm （2）判断截面类型 f cd / f b /f h （h 0-/ 2f h ）=11.5×1520×110×（1180-1102 ）=2163.15 KN <3024KN ·M 属于第Ⅱ类T 型梁截面 （3） 确定受压区高度X 由公式r 0M d = f cd b x （h 0-2 x ）+ f cd (/f b -b)/f h （h 0-/2f h ）得 1.0×3024×106=11.5×200X ×（1180- 2x ）+11.5×（1520-200）×110×（1180- 1102） 即：X 2-2360X+9960652.174=0 解得X=550.45 mm <ξb h 0=0.56×1180=660.8 mm 且X>/f h =110mm （4） 求受拉钢筋面积A s 由公式f cd b x+ f cd (/f b -b)/f h =f Sd A s 得 A s =/ fcd bx+ fcd ( -b) fsd f b 桥梁结构设计理论方案作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙 专业名称土木工程 一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计，我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥和桁架桥的设计方案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥，且对刚度有较高的要求，所以斜拉桥对材料的要求比较高，对于用桐木强度比不上其他样式的桥来得结实；拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用，而沿拱桥垂直方向最小主应力为零，可以很好的控制桥梁竖直方向的位移，但锁提供的支座条件较弱，且不提供水平力，显然也不是一个好的选择；梁式桥有较好的承载弯矩的能力，也可以较好的控制使用中的变形，但桥梁的稳定性是个很大的问题，控制不了桥梁的扭转变形，因此，我们也放弃了制作梁式桥的想法；而桁架桥具有比较好的刚度，腹杆即可承拉亦可承压，同时也可以较好的控制位移用料较省，所以，相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理 （1）、截杆 裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现，截杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切磋，易造成截面破损。 （2）、端部加工 端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行处理，例如，切出一个斜口，增大连接的接触面积；刻出一个小槽，类似榫卯连接等。 （3）拼接 拼接是本模型制作的最大难点。由于是杆件截面较小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制，如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调整，直至达到理想形状。 在拱脚处处理时，先粘结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风，使其尽快形成粘接力，达到强度的70%（基本固定）后即可让其自行风干。 （4）风干 模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处，基本稳定后，让其自然风干。 （5）修饰 结构计算书 工程名称：蒲家沟垃圾填埋场抽排系统建设工程 工程规模：小型 工程编号：15H054C 2016年03月 资质名称 资质等级 证书编号 _____________________________________________________________________ 建筑行业（建筑工程） 甲 级 A150000624 市政行业（给水工程、排水工程） 甲 级 A150000624 市政行业（环境卫生工程） 甲 级 A150000624 风景园林工程设计 乙 级 A250000621 市政行业（城镇燃气工程） 乙 级 A250000621 市政行业（道路、桥隧） 乙 级 A250000621 工程咨询 甲 级 工咨甲12820070020 市政公用工程（给排水）咨询 甲 级 工咨甲12820070020 古建筑维修保护设计 乙 级 渝0102SJ004 近现代重要史迹及代表性建筑修缮设计 乙 级 渝0102SJ004 压力管道 GB1级，GC2级 TS1850014-2018 工程名称： 蒲家沟垃圾填埋场抽排系统建设工程 工程编号： 15H054C 日 期： 2016.03 设计主持人: 刘国涛 高级工程师 计 算 人: 甘 民 工程师 校 对 人: 陈永庆 工程师 审 核 人: 李立仁 高级工程师 目录 一、荷载计算 二、采用软件 三、水池计算结果四．砌体计算附图 一、荷载计算 1．楼面荷载 屋面恒载4KN 不上人屋面活载0.5KN 二、采用软件 本工程水池设计软件采用理正结构设计软件，砌体结构设计采用PKPM 设计软件。 三、水池计算结果 矩形水池设计(JSC-1) 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500 ----------------------------------------------------------------------- 1 基本资料（一） 1.1 几何信息 水池类型: 有顶盖半地上 长度L=9.600m, 宽度B=6.000m, 高度H=4.900m, 底板底标高=-4.900m 池底厚h3=300mm, 池壁厚t1=300mm, 池顶板厚h1=300mm,底板外挑长度 t2=200mm 注：地面标高为±0.000。 (平面图) (剖面图) 1.2 土水信息 土天然重度18.00 kN/m3 , 土饱和重度20.00kN/m3, 土内摩擦角30度 地基承载力特征值fak=150.0kPa, 宽度修正系数ηb=0.00, 埋深修正系数ηd=1.00 《建筑结构》课程设计计算书--整体式单向板肋梁楼盖设计 指导老师：雁 班级：建学0901班 学生：楠 学号： 091402110 设计时间： 2012年1月 大学建筑科学与工程学院建筑学系 目录 1、设计任务书———————————3 2、设计计算书———————————5 3、平面结构布置——————————5 4、板的设计————————————6 5、次梁的设计———————————8 6、主梁的设计———————————12 一、设计题目 整体式单向板肋梁楼盖设计 二、设计资料 1.大学图书馆, 层高均为5.0米，开间5米，进深6.6米。试设计第三层楼盖。楼盖拟采用整体式单向板肋梁楼盖，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400。 2.楼面做法：楼面面层为20mm厚1:2水泥白石子磨光打蜡，找平层为20mm厚1:3水泥砂浆，板底为20mm厚混合砂浆抹灰。 三、设计容 1.结构布置 楼盖采用整体式单向板肋梁楼盖方案，确定梁板截面尺寸。 2.板的计算 （1）确定板厚 （2）计算板上荷载 （3）按照塑性理论计算板的力 （4）计算板的配筋 3.次梁计算 （1）确定次梁尺寸 （2）计算次梁上荷载 （3）按照塑性理论计算次梁力 （4）计算次梁配筋 4.主梁计算 （1）确定主梁尺寸 （2）计算主梁上荷载 （3）按照弹性理论计算主梁力，应考虑活荷载的不利布置及调幅（4）绘制主梁力包罗图 （5）计算主梁的配筋，选用只考虑箍筋抗剪的方案 （6）绘制主梁抵抗弯矩图，布置钢筋 5.平面布置简图 成果应包括： 1.计算书 （1）结构布置简图 （2）板和次梁的力计算，配筋 公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 交通组成表 1 )轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ①轴载换算： 双轴一双轮组时，按式 i 1.07 10 5 p °型；三轴一双轮组时，按式 N s i N i P i 16 100 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数； R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型 i 级轴载的总重KN ； N i —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数； i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时, i =1 ；单轴一单轮时，按式 3 2.22 10 P 0.43 计算; 8 0.22 2.24 10 R 计算 N i1 NA 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ②计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 g r 0.08，则 ， :t 30 N N s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08) g r 4 4 量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低 ~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等 级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为 24cm ,基层采用水泥碎石，厚 20cm ;底基层采用石灰土，厚 20cm 。 普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 式中：E t ――基层顶面的当量回弹模量，; E 0——路床顶面的回弹模量， E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量, E 1,E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量， h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度， 1 365 0.2 6900125362 其交通 0.08 查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm 结构层如下： E 。 35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a 5.0MP a E c 3.1 104 MP a 水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF 水泥碎石20cm E ：=150OMP Q 石灰土 20cm E =53C MPa E x h 2 D x h ； E z h ； h x 12 3 1500 0.2 12 4.700(MN ( 12D ( W E t 12 6.22 0.202 1500 0.202 550 2 2 1025MP a 0.202 0.202 m 0)2 ( 1 4 3 550 0.2 (0.2 12 m) ( 1025 0.380m 1 )1 E 2h 2 0.2) 4 2 ( 1500 0.2 550 0.2 1 )1 1.51(牙) E 。 0.45 6.22 1 1.51 (^) 0.45 35 4.165 E x 、0.55 1 1.44( ) 1 E E 1 ah E ( -) 4.165 0.38635 1.44 (些)0.55 35 0.786 1025 丄 ( )3 212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下: h 12 E 1 h ；E 2 2 3) 确定基层 E , E建筑结构设计
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