混凝土结构设计 课程设计

7.1.1 设计题目

 某多层工业厂房楼盖结构设计。

7.1.2 设计条件

（1）某多层工业厂房，采用内框架结构，标准层建筑平面图如图7-1所示，墙厚240mm，混凝土柱截面尺寸400mm×400mm。房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。

                图7-1  标准层建筑平面

（2）楼面构造做法   采用水泥砂浆楼面，构造做法见苏JO1-2005-2/3，即10厚1:2水泥砂浆面层；20厚1:3水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土楼面；20厚混合砂浆粉刷。

（3）柱网尺寸和楼面可变荷载标准值见表7-1，准永久值系数均为Ψq=0.5。

（4）材料要求

1）混凝土：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20，当采用400Mpa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

2）钢筋：梁内受力主筋采用HRB335级钢，其余均采用HPB300级钢。

（5）该厂房无特殊要求，楼梯位于楼盖外部的相邻部分。

表7-1各题号的设计条件

柱   网   

  1.确定结构平面布置

  2.板的设计（按弹性理论）

  3.次梁设计（按塑性理论）

  4.主梁设计（按弹性理论）

  5.绘制施工图，包括

（1）结构平面图布置图（1:200或1:100）

内容：轴线号、板（区格）、梁、柱的编号，断面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸，纵横折倒剖面（涂黑）等。

（2）板的配筋图（1:50）（可以直接画在结构平面图上）

内容：受力钢筋何构造筋的编号、形式、位置、直径和间距；正确表示钢筋及其弯钩的位置；四种构造钢筋；分布钢筋（垂直于板底和板面的受力钢筋），垂直主梁及板边、板角的构造负筋，它们的直径、间距和面积要求详见《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）。分布钢筋可不绘出，统一用文字注明。

（3）次梁的配筋图

立面图（1:30~1:50）

内容：轴线号，支承（砖墙、主梁的位置、尺寸），钢筋编号，纵向钢筋切断点至支座边缘的距离，箍筋的直径、间距，构造钢筋不用画。

断面图（1:20~1:30）

内容：钢筋的编号，纵向钢筋（受力、构造）的直径、根数、断面尺寸。

（4）主梁的配筋图

内容：在图中绘出弯矩包络图及材料抵抗弯矩图，确定纵向钢筋的布置，并画纵向钢筋大样图。其余参照次梁。

（5）施工说明

内容：混凝土强度等级、钢筋强度等级、构造钢筋、混凝土保护层厚度、板厚等。

7.1.4成果要求

（1）进度安排（1周），其中

布置设计任务及结构布置     0.5天

设计计算及整理计算书       2.5天

绘制施工图                 2天

（2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔抄写清楚。

（3）每人需完成1号图一张，用铅笔绘图，要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标注作图。

（4）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。

7.1.5  参考资料

1.东南大学，天津大学，同济大学。混凝土结构（第2版）（中册）[M]

北京：中国建筑工业出版社，2002.

2.《建筑结构静力计算手册》编写组。建筑结构静力计算手册（第2版）[M]北京：中国建筑工业出版社，1998.

3.GB 50009—2001,2006版 建筑结构荷载规范[S]

4.GB/T50105—2010 建筑结构制图标准[S]

5.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]

7.2混凝土双向板肋梁楼盖设计任务书

7.2.1设计题目

  某多层工业厂房楼盖结构设计

7.2.2设计条件

1. 某多层工业厂房，采用内框架结构，标准层建筑平面图如图7-2所示，墙厚370mm，混凝土柱截面尺寸400mm×400mm。房屋的安全等级为二级，拟采用钢筋混凝土双向板肋梁楼盖。

    图7-2  楼盖建筑平面

2.楼面构造做法

  采用水磨石楼面，构造做法见苏J01-2005-5/3，即15厚1:2白石子磨光打蜡；刷素水泥浆结合层一道；20厚1:3水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土楼面；20厚混合砂浆粉刷。

  3.建筑平面尺寸和楼面可变荷载标准值见表7-2，准永久值系数均为Ψq=0.5。

  4.材料要求

 （1）混凝土  钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不低于C20，当采用400Mpa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

 （2）钢筋  梁内受力主筋采用HRB335级钢，其余均采用HPB300级钢。       

                      表7-2各题号的设计条件

7.2.3  设计内容

  1.确定结构平面布置

  2.板的设计（按弹性理论）

  3.板的设计（按塑性理论）

  4.支承梁设计（按弹性理论）

  5.绘制施工图，包括

 （1）结构平面图布置图（1:100）

内容：轴线号、板（区格）、梁、柱的编号，断面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸，纵横折倒剖面（涂黑）等。

 （2）板的配筋图（1:50）

内容：受力钢筋和构造钢筋的编号、形式、位置、直径和间距；正确表示钢筋及其弯钩的位置。

 （3）支承梁的配筋图

内容：轴线号，支承（砖墙、主梁的位置、尺寸），钢筋编号，纵向钢筋切断点至支座边缘的距离，箍筋的直径、间距，构造钢筋不用画。

  断面图（1:30）

内容：钢筋的编号，纵向钢筋（受力、构造）的直径、根数、断面尺寸。

 （4）施工说明

内容：混凝土强度等级、钢筋强度等级、构造钢筋、混凝土保护层后的、板厚等。

7.2.4  成果要求

  （1）进度安排（1周），其中

布置设计任务及结构布置     0.5天

设计计算及整理计算书       2.5天

绘制施工图                  2.0天

  （2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔抄写清楚。

  （3）每人需完成1号图一张，用铅笔绘图。要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。

  （4）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。

7.2.5  参考资料

1.东南大学，天津大学，同济大学。混凝土结构（第2版）（中册）[M]

北京：中国建筑工业出版社，2002.

2.《建筑结构静力计算手册》编写组。建筑结构静力计算手册（第2版）[M]北京：中国建筑工业出版社，1998.

3.GB 50009—2001,2006版 建筑结构荷载规范[S]

4.GB/T50105—2010 建筑结构制图标准[S]

5.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]

7.3单层厂房排架结构设计任务书

7.3.1  设计题目

   某单层工业厂房装配式钢筋混凝土排架结构设计。

7.3.2  设计条件

   1.建设地点：某市郊外（抗震设防烈度六度）。

   2.主要工艺参数

   1）单跨，跨度见表7-3

表7-3 各题号的设计条件

    2.表中荷载均为标准值。屋面可变荷载按不上人考虑，不考虑积灰荷载。

    3.起重机跨度等于厂房跨度减去1.5m

   2）柱间6m，不抽柱，厂房纵向中长度66m。

   3）设有两台桥式双钩起重机，A5（中级）中作制，额定起重量及轨顶标高详见表7-3.。大连起重有限公司DSQD型吊钩桥式起重机A5/A6起重机技术参数见表7-4。

表7-4  大连起重有限公司DSQD型吊钩桥式起重机A5/A6

   4）室内外高差150~250mm。

   3.屋盖结构

   选用预应力混凝土折线形屋架，1.5×6.0m预应力混凝土屋面板。不设天窗。

   4.屋面构造

   外天沟排水。三毡四油防水层，20mm水泥砂浆找平层。

   5.围护砖墙240mm厚，禁用实心粘土砖。外墙水泥砂浆抹灰，内墙混合砂浆抹灰，均涂料饰面。

   6.工程地质

   厂区地形平坦。土层分布：

 1）素填土，地表下1.20~1.50厚，稍密，软塑，γ=17.5kN/m3。

  2）灰色粘土层，10~12m厚，层位稳定，呈可塑—硬塑，可作持力层，fa=200kN/m2，γ=19.2kN/m3。

  3）粉砂，中密，fa=240kN/m2。

地下水位在自然地面以下3.5m。

7.3.3   设计内容

  1.方案设计与材料选择

  内容：厂房平面、剖面设计；结构构件选型；材料选择。

  2.设计排架边柱、柱下基础、抗风柱、起重机梁与排架柱连接处的预埋件。

  3.结构施工图，包括

 （1）屋盖结构布置图（1:200）

 内容：屋面板、天沟板、嵌板、屋架的位置、型号、数量，屋盖支撑；排水孔。上述标准构件的编号应与标准图集一致，并统一说明所采用的标准图集号。

 （2）柱网、起重机梁布置图（1:200）

 内容：轴线、纵向柱列、抗风柱、柱间支撑。

 上述两项可利用对称性合画在一张平面图上。

 （3）柱模板及配筋图（1:30~1:40）

 内容：柱与屋架、起重机梁的连接预埋件及详图引号，详图符号应与标准图集编号及选用的预埋件型号一致，详图可不画。

 （4）基础平面布置图（1:200），基础详图（1:30~1:40）。

 内容：轴线编号：基础、基础梁的编号，边界及尺寸；柱下基础的模板、配筋图等。

  （5）施工说明

 内容：材料强度等级；混凝土保护层厚度；排架柱的吊装方法；预制构件汇总表；地基承载力等。

7.3.4   成果要求

  （1）进度安排（1.5周），其中

  布置设计任务及结构布置     1.0天

  排架结构分析               2.0天

  排架柱设计                 0.5天

  基础设计               1.0天

  绘制施工图、整理计算书     3.0天

  （2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔比抄写清楚。

  （3）每人需完成1号图一张或2号图2~3张，用钢笔绘制。要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。

  （4）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。

7.3.5   参考资料

1.东南大学，天津大学，同济大学。混凝土结构（第2版）（中册）[M]

北京：中国建筑工业出版社，2002.

2.罗福午.单层工业厂房结构设计（第2版）[M].北京：清华大学出版社，1996

3.《建筑结构静力计算手册》编写组。建筑结构静力计算手册（第2版）[M]北京：中国建筑工业出版社，1998.

4.GB 50009—2001,2006版 建筑结构荷载规范[S]

5.GB/T50105—2010 建筑结构制图标准[S]

6.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]

7.GB 50007—2011 建筑地基基础设计规范[S]

7.4   混凝土框架结构设计任务书

7.4.1   设计题目

  某内廊式多层办公楼结构设计

7.4.2   设计条件

  1.办公楼标准层建筑平面图如图7-3所示，层高均为3.6m，室内外高差0.45m。房屋安全等级为二级，设计使用年限50年。抗震设防烈度六度，拟采用钢筋混凝土框架结构。

  2.建筑构造

 （1）墙身做法 ±0.000标高以下墙体均为多孔粘土砖，用M7.5水泥砂浆砌筑；±0.000标高以上外墙采用PK1粘土多孔砖，内墙采用ALC加气混凝土砌块，用M5混合砂浆砌筑。

  内墙（乳胶漆墙面）：苏J01-2005 8/5

                     5mm厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面

                     12mm厚1:1.6水泥石灰膏砂浆打底

                     刷界面处理剂一道

  外墙（保温墙面—聚苯板保温）：苏J01-2005 22/6

                     喷涂料面层

                     聚合物抹面抗裂砂浆

                     耐碱玻纤网格布

                     聚合物抹面抗裂砂浆

                     界面剂一道刷在膨胀聚苯板粘贴面上

                     25厚膨胀聚苯板保温层（需专业固定件）

                    界面剂一道刷在膨胀聚苯板粘贴面上

                    3mm厚专用胶粘剂

                    20mm厚1:3水泥砂浆找平层

                    刷界面处理剂一道

                    粘土多孔砖基层墙面

 （2）平顶做法（乳胶漆顶棚）苏J01-2005 6/8

                    刷乳胶漆

                    20mm厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底

                    刷素水泥浆一道（内掺建筑胶）

                    现浇混凝土楼板

 （3）楼面做法（水磨石地面）苏J01-2005 5/3

             15mm厚1:2白水泥彩色石子磨光打蜡（铝条分格条）

             刷素水泥结合层一道

             20mm厚1:3水泥砂浆找平层

             现浇钢筋混凝土楼面

 （4）屋面做法（刚性防水屋面—有保温层）苏J01-2005 12/7

     50mm厚C20细石混凝土内配ø4双向钢筋，中距200份平压光

     20mm厚1:3水泥砂浆找平

     60mm厚挤塑聚苯板保温层

     20mm厚1:3水泥砂浆找平层

     合成高分子防水卷材一层（厚度≥12mm）

     20~150mm厚轻质混凝土找坡（坡度2%）

     钢筋混凝土屋面板

 （5）门窗做法 隔热断桥铝合金窗（2700mm×1800mm），木门（1200mm×2400mm）。

   3.可变荷载标准值

 1）建设地点基本风压ω0=0.45kN/m2（重现期50年），场地粗糙度属B类，组合值系数Ψc=0.6。

 2）建设地点基本雪压S0=0.40 kN/m2（重现期50年），组合值系数Ψc=0.7。

 3）不上人屋面可变荷载标准值0.5kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

 4）办公室楼面可变荷载标准值2.0 kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

 5）走廊、楼梯可变荷载标准值2.5 kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

   4.柱网及层数，见表7-5

表7-5 各题号的设计条件

  1.结构平面图布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）与材料选择

  2.横向框架结构分析（荷载计算、竖向荷载下内力计算、水平荷载下内力计算、水平荷载下侧移计算）。

  3.框架梁、柱截面设计（材料选择、内力组合、配筋计算）。

  4.绘制施工图，内容包括：

 （1）结构平面布置图（1:200）

 内容：轴线号、板、梁、柱的编号，截面尺寸，梁中心距离，边界及尺寸，标高等。

 （2）框架施工图（1:200）

 内容：横向框架立面图、断面配筋图等。

 （3）施工说明。

 内容：材料强度等级；混凝土保护层厚度等。

7.4.4   成果要求

 （1）进度安排（1.5周）

      下达设计任务及结构布置        1.0天

      框架结构分析                  2.0天

      框架截面设计                  2.0天

      绘制施工图及整理计算书        2.5天

2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔比抄写清楚。

  （3）每人需完成1号图一张或2号图2~3张，用钢笔绘制。要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。

  （4）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。

7.3.5  参考资料

1.东南大学，天津大学，同济大学。混凝土结构（第2版）（中册）[M]

北京：中国建筑工业出版社，2002.

2.《建筑结构静力计算手册》编写组。建筑结构静力计算手册（第2版）[M]北京：中国建筑工业出版社，1998.

3.GB 50009—2001,2006版 建筑结构荷载规范[S]

4.GB/T50105—2010 建筑结构制图标准[S]

5.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]

6.GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S]

7.5   砌体结构设计任务书

7.5.1  设计题目

  某多层教学楼结构设计

7.5.2  设计条件

  1.教学楼标准层平面、剖面如图7-4、图7-5所示，层高均为3.6m，室内外高差0.45m。房屋安全等级为二级，设计使用年限50年，施工质量等级B级，地震设防烈度六度，拟采用装配式钢筋混凝土楼、屋盖，多层砌体结构。

2.构造做法

 （1）楼面构造做法

           20mm厚1:2水泥砂浆面层

           120mm厚预应力混凝土空心板

           15mm厚混合砂浆粉底

 （2）屋面构造做法

           改性沥青防水层

           20mm厚1:3水泥砂浆

           100mm厚泡沫混凝土保温层

 （3）墙面构造做法

           内、外墙面均为240mm厚，两侧20mm厚的混合砂浆粉饰厚，再刷以乳胶漆。

 （4）门窗—采用塑钢门窗

 窗洞尺寸  C1:1800mm×2100mm；

 门洞尺寸  M2:900mm×2400mm；M1:1200mm×2400mm。

  3.工程地质资料

 根据勘探揭露，地表下20.23m深处范围内，除根值土外，其余均为第四纪滨海、河湖相沉积物。主要由粘土组成，按其工程特性从上都下可分为5个层次，各层次分布厚度及结构特征详见表7-6。

表 7-6  土层分布情况表

  4.可变荷载

1）建设地点基本风压ω0=0.45kN/m2（重现期50年），场地粗糙度属B类，组合值系数Ψc=0.6。

 2）建设地点基本雪压S0=0.40 kN/m2（重现期50年），组合值系数Ψc=0.7。

 3）办公室楼面可变荷载标准值2.0 kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

4）不上人屋面可变荷载标准值0.5kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

5）走廊、楼梯可变荷载标准值2.5 kN/m2，组合值系数Ψc=0.7。

 5.开间及层数，见7-7

表7-7 各题号的设计条件

  1.结构承重方案选择、结构布置

  2.墙体高厚比验算

  3.墙体（纵墙，横墙）承载力验算

  4.梁下砌体局部受压承载力验算

  5.墙下条形基础设计

  6.绘制施工图，包括：

 （1）结构平面布置图（1:200）

 （2）基础布置图（1:200）、基础详图（1:30~40）

 （3）施工说明

7.5.4   成果要求

  （1）进度安排（1.0周）

  下达设计任务及结构布置                         1.0天

  墙体高厚比验算、纵墙承载力验算                 1.0天

  横墙承载力验算、梁下砌体局部受压承载力验算     1.0天

  基础设计                                       1.0天

  整理计算书                                     1.0天

（2）计算正确，计算书必须统一格式并用钢笔比抄写清楚。

  （3）每人需完成1号图一张或2号图2张，用铅笔绘制。要求图面布局均匀、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。

  （4）在完成上述设计任务后方可参加课程设计答辩。

7.5.5   参考资料

 1.丁大钧.砌体结构[M].北京：中国建筑工业出版社，2004

  2. GB/T50105—2010 建筑结构制图标准[S]

  3. GB 50009—2001,2006版 建筑结构荷载规范[S]

  4.GB 50011—2010建筑抗震设计规范[S]

  5.GB 50003—2011砌体结构设计规范[S]

  6.GB 50007—2011建筑地基基础设计规范[S]