幼儿园混凝土结构设计计算书

'目录幼儿园设计设计11.建筑设计说明11.1工程概况11.2建筑结构11.3建筑要求11.4设计技术要求11.5设计标高11.6墙体设计12.结构布置13.荷载标准值计算23.1屋面楼面23.2墙体荷载标准值计算33.3风荷载33.4.墙体荷载计算34.15号梁上墙体荷载计算35.13号楼板计算书35.1基本资料：35.2计算结果：45.3.跨中挠度验算：45.4.裂缝宽度验算：56.15号梁计算书76.1基本资料：76.2计算结果：86.3跨中挠度验算：96.4裂缝宽度验算：96.5S/R验算107.1号柱计算书117.1基本资料：117.2计算结果：117.3裂缝宽度验算：128.梁式楼梯设计128.1基本资料：128.2计算过程：138.3计算结果：158.4跨中挠度验算：158.5梯梁裂缝宽度验算：178.6跨中挠度验算：178.7裂缝宽度验算：199.基础设计20 1建筑设计说明1.1工程概况1.1.1本建筑为青岛地区某二层幼儿园混凝土结构设计。1.1.2基地地势平整，水、电、暖、道路等公用条件已准备好。1.1.30.8m厚覆土，下部是强风化岩，地耐力450KPa，无地下水。1.1.4基本风压0.6KM/m，基本雪压0.25KN/m。1.2建筑结构1.2.1总建筑面积为：20m*50m，层数2层。1.2..2结构类型：框架结构，首层层高4.4m,顶层层高4.2m，女儿墙高1m。1.3设计技术要求1.3.1青岛市崂山区建筑抗震设防烈度：六度。建筑场地类别属类，近震，设计地震分组为第二组。1.4.2设计使用年限：50年。1.4设计标高1.4.1建筑物室内外高差为,基础顶面至室外距离0.2m。1.5墙体设计1.5.1墙体均采用普通机制砖填充墙，墙厚都为200mm。1.5.2墙体均由混合砂浆砌筑。1.6设计注意事项1.6.1活动室和音体活动室净高分别不应小于2.8m和3.6m。1.6.2卫生间应临近活动室和寝室，厕所和盥洗应分间或分隔，并应有直接的自然通风。生活用房的最小使用面积m2规模  大型  中型  小型  备注房间名称          活动室  50  50  50  指每班面积寝室  50  50  50  指每班面积卫生间  15  15  15  指每班面积衣帽贮藏室 9  9  9  指每班面积音体活动室 150  120  90  指全园共用面积2.结构布置梁截面尺寸根据h=(1/15--1/10)l0,统一按6.6m跨计算梁截面高度，h取500mm，宽取250mm，部分梁因只起减小楼板与屋面裂缝宽度作用采用，故取截面尺寸为250mm*400mm，柱子尺寸取400mm*400mm，100厚现浇钢筋混凝土板，按双向板计算。 2-1首层平面图3.荷载标准值计算3.1屋面楼面3.1.1屋面恒荷载标准值屋面均布恒荷载35厚C20细石混凝土找平层0.035×25=0.875KN/m²聚合物砂浆粘贴保温层，挤塑聚苯板0.35KN/m²1.5厚合成高分子防水涂料0.15KN/m²刷基层处理剂一道20厚1：3水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m²素水泥浆一道100钢筋混凝土屋面板0.10×25=2.5KN/m²总计：4.275KN/m²3.1.2楼面恒荷载标准值计算做法水泥砂浆楼面20厚1:2水泥砂浆压实赶光面0.02×20=0.4KN/m²100厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5KN/m²60厚LC7.5轻骨料混凝土填充层0.06×20=1.2KN/m²素水泥浆一道7厚1:0.5:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛7厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆找平0.26KN/m²内墙涂料总计：4.36KN/m² 3.1.3屋面活荷载0.5KN/m²3.1.4楼面活荷载2.0KN/m²洗手间楼面活荷载2.5KN/m²3.2墙体荷载标准值计算3.2.1.墙体荷载标准值计算首层0.2*（3.6-0.5）*19=11.78KN/m顶层0.2*(4.2-0.5）*19=14.06KN/m粉刷2*0.02*（3.6-0.5）*17=1.84KN/m3.2.1门窗荷载标准值计算铝合金玻璃窗0.25KN/m2木门0.20KN/m23.3风荷载基本风压0.6KN/m2.4.15号梁上墙体计算本计算书以15梁上墙体自重为例计算，其他墙体自重类似。窗自重3.6*2.4*0.25=2.16KN窗下墙体自重0.2*0.6*6.2*19=14.14KN粉刷2*0.02*6.2*0.6*17=2.53KN窗间墙自重（0.2*2.6*（4.2-0.5-0.6）+3.6*0.2*（4.2-0.5-0.6-2.4)）*19=40.2KN粉刷（0.02*2.6*（4.2-0.5-0.6）+3.6*0.02*（4.2-0.5-0.6-2.4)）*2*19=7.19KN总计66.22KN梁上粉刷2*0.4*0.02*6.2=0.1KN5.13号楼板计算书说明：楼板全部按双向板计算，此计算书以13房间为例计算首层13房间楼板配筋，其他房间类似。5.1基本资料：　1、房间编号：132、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/3、荷载：　永久荷载标准值：g＝4.36kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=6600mm　；计算跨度　Ly=3700mm　板厚H=100mm.砼强度等级：C30；纵筋和分布筋钢筋强度等级分别;HRB400，HRB335 4、计算方法：弹性算法。5、泊松比：μ＝1/5.6、考虑活荷载不利组合。7、程序自动计算楼板自重。5.2计算结果：　Mx=(0.00605+0.03809/5)*(1.20*4.36+1.40*1.0)*3.7^2=1.24kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：　Mxa=(0.02173+0.08757/5)*(1.4*1.0)*3.7^2=0.75kN·MMx=1.24+0.75=1.99kN·Mα1fcbh02αs=Mαs=0.02ξ=1-√1-2*αs=0.02<ξb=0.518α1fcbξh0=fyAsAsx=60mm2实配8@200(As＝251.mm2)ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.313%满足　My=(0.03809+0.00605/5)*(1.20*4.36+1.40*1.0)*3.7^2=3.57kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.08757+0.02173/5)*(1.4*1.0)*3.7^2=1.76kN·MMy=3.57+1.76=5.28kN·Mα1fcbh02αs=Mαs=0.058ξ=1-√1-2*αs=0.06<ξb=0.518α1fcbξh0=fyAsAsy=191mm2实配8@200(As＝251.mm2)ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.313%满足Mx"=0.05710*(1.20*4.36+1.40*2.0)*3.7^2=5.23kN·MAsx"=185mm2，实配8@200(As＝251.mm2,)ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.313%满足　My"=0.08092*(1.20*4.36+1.40*2.0)*3.7^2=8.9kN·MAsy"=265mm2，实配8@180(As＝279.mm2)ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.349%%满足分布筋都采用8@200，其截面面积为50.3*1000/200=251.5mm2,>0.15%*1000*100=150mm2,且15%Asmax=42mm2，满足。5.3跨中挠度验算：Mk--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：　Mk=(0.00605+0.03809/5)*(1.0*4.36+1.0*2.0)*3.7^2=0.98kN·M 　Mq=(0.00605+0.03809/5)*(1.0*4.36+0.4*2.0)*3.7^2=0.76kN·MEs＝200000.N/mm2Ec＝29791.N/mm2Ftk＝2.01N/mm2Fy＝360.N/mm2(2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)H0=h-4-15=81mmσsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝0.76*106/(0.87*81*251.)=42..97N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝251./50000.=0.00503<0.01取ρte=0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*42.97)=-2.04　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：αE＝Es/Ec＝200000.0/29791.5=6.713③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf"：矩形截面，γf"＝0④、纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/b/ho＝251./1000/80=0.00314⑤、钢筋混凝土受弯构件的Bs按下式计算:Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5γf")]Bs＝200000.*251.*812/[1.15*0.200+0.2+6*6.713*0.00314/(1+3.5*0.00)]=5.62*1011N/mm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：当ρ"＝0时，θ＝2.0(4)、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：B＝Mk/[Mq*(θ-1)+Mk]*BsB＝0.98/[0.76*(2-1)+0.98]*5.62*1011=3.16*1011kN·M(5)、挠度f＝κ*Qk*L^4/Bf＝0.00244*5.24*3.70^4/301=6.35mmf/L＝3700/6.35=583>200，满足规范要求！5.4裂缝宽度验算：①、X方向板带跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝0.76*10^6/(0.87*81*251.)=42.97N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝251/50000.=0.005　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*45.2)=-1.74　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2　ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9cs+0.08*Deq/ρte) 　ωmax＝2.1*0.200*42.97/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.008mm，满足规范要求！②、Y方向板带跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝2.82*10^6/(0.87*81*251)=159.19N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100=50000mm2ρte＝As/Ateρte＝251/50000=0.005当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*159.19)=0.281　ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)　ωmax＝2.1*0.281*159.2/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.043mm，满足规范要求！③、左端支座跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)（σsq＝4.10*10^6/(0.87*81.*251.)=231.27N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝251./50000.=0.005　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*231.27)=0.536ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)　ωmax＝2.1*0.536*231.3/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.12mm，满足规范要求！④、下端支座跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝5.81*10^6/(0.87*81.*279.)=294.99N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝279./50000.=0.006　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*294.99)=0.658　ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)　ωmax＝2.1*0.658*295.0/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.19mm满足规范要求！⑤、右端支座跨中裂缝： 　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝4.10*10^6/(0.87*81.*251.)=231.27N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝251./50000.=0.005　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*231.27)=0.536　ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)　ωmax＝2.1*0.536*231.3/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.12mm，满足规范要求！⑥、上端支座跨中裂缝：　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)σsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝5.81*10^6/(0.87*81.*279.)=294.99N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*100.=50000.mm2ρte＝As/Ateρte＝279./50000.=0.006　当ρte＜0.01时，取ρte＝0.01ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.01*294.99)=0.658　ωmax＝αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte)　ωmax＝2.1*0.658*295.0/200000.*(1.9*15.+0.08*8.00/0.01000)=0.19mm，满足规范要求！图5-1一号楼板平面6.15号梁计算书梁计算书以首层15号梁为例计算配筋，此例梁两端均为固结，连续梁端约束为铰接，所有梁端弯矩调幅系数均为0.85，不考虑梁的受扭。图6-1十五号梁图6.1基本资料：　1、梁编号：152、边界条件（左端/右端）：固定/固定 3、荷载组合系数：编号恒载活载x方向风荷载y方向风荷载x方向地震荷载y方向地震荷载z向地震荷载11.350.980.000.000.000.000.0021.201.400.840.000.000.000.0031.201.400.000.840.000.000.0041.200.600.000.001.300.000.0051.200.600.000.000.001.300.00计算跨度　Lx=6600mm　；计算跨度　Ly=3700mm　梁截面b*h=250*500mm；砼强度等级：C30；纵向钢筋强度等级：HRB400；箍筋及腰筋强度等级：HRB335；保护层厚度c=20mm；弯矩调幅系数：0.85。.4、计算方法：弹性算法。6.2计算结果经pkpm计算该梁端弯矩分别为左-112KN.m，-109KN.m，该梁跨中弯矩为100KN.m。该梁左右端剪力分别为95KN，-99KN，按右端剪力配置箍筋。1.纵筋配筋计算：端部统一按112KN.m配筋：α1fcbh02αs=Mαs=0.148ξ=1-√1-2*αs=0.161<ξb=0.518α1fcbξh0=fyAsAs=745mm2实配220+2218，As＝1137mm2ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.99%满足跨中α1fcbh02αs=110*106αs=0.145ξ=1-√1-2*αs=0.157<ξb=0.518α1fcbξh0=fyAs实配222，As＝760mm2ρmin*h/h0＝min{0.250%,0.45ft/fy=0.225%}，ρ＝As/bh0=0.66%满足2.箍筋计算：截面验算：hw/b=460/250<40.25βcfcbh0=411.2KN>99KN,满足。验算是否按计算配置箍筋0.7ftbh0=115.12KN>99KN按构造配置箍筋，配置双肢箍筋8@100/200加密区长750mm。ρsv=2*50.3/250/200=2.01%>ρsv,min=0.28ft/fyv=0.13%,满足。 3钢筋截断:上部纵筋只截断直径18钢筋。由于V<0.7ftbh0,，所以钢筋截断点据充分利用点的距离应大于1.2la=1.2*35.5*18=766.8mm，据不需要点的距离应大于20d=360mm，由第一条件控制。5抗扭钢筋：由于扭矩很小，故不考虑扭转作用。6腰筋：因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm，现每侧配置214,308/250/500=0.25%>0.1%6.3挠度验算活荷载准永久值系数ψq=0.40截面尺寸b*h=250mm*500mm底筋:2C22,As=760.3mm2.左支座筋:2C20+2C18,As=1137.3mm2.右支座筋:2C20+2C18,As=1137.3mm2.跨中Mk=60KN.m,Mq=53.1KN.m在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：　ψ＝1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)h0=h-8-11-20=461mmσsq＝Mq/(0.87*ho*As)σsq＝53.1*106/(0.87*461*760.3.)=174.1N/mm矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*250*500.=62500.mm2ρte＝As/Ateρte＝760.3./62500.=0.012>0.01取ρte=0.012ψ＝1.1-0.65*2.01/(0.012*174.1)=0.475②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：αE＝Es/Ec＝200000.0/29791.5=6.713③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf"：矩形截面，γf"＝0④、纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/b/ho＝760.3./250/460=0.0066⑤、钢筋混凝土受弯构件的Bs按下式计算:Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5γf")]Bs＝200000.*760.3*4602/[1.15*0.475+0.2+6*6.713*0.0066/(1+3.5*0.00)]=3.18*1013N/mm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：当ρ"＝0时，θ＝2.0(4)、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：B＝Mk/[Mq*(θ-1)+Mk]*BsB＝60/[53.1*(2-1)+60]*3.18*1013=1.69*1013kN·M(5)、挠度f＝9.7mm(pkpm计算得到）f/L＝6600/9.7=680>200，满足规范要求！6.4裂缝验算左支座处上表面裂缝计算:不考虑轴力作用，Mk=-106.7KN.m,Mq=-88.2KN.m实配钢筋:2C20+2C18,As=1137.3mm*mm,Es=200000N/(mm*mm),deq=19.05mm. c=28mm,h0=457.5mm,b=250mm,Ate=62500.0mm*mm.ρte=0.018,σsk=235.8N/(mm*mm),ftk=2.01N/(mm*mm),ψ=0.796.裂缝宽度ω=0.278mm<0.300mm,满足限值要求.右支座处上表面裂缝计算:不考虑轴力作用.Mk=-97.6KN.m,Mq=-80.4KN.m.实配钢筋:2C20+2C18,As=1137.3mm*mm,Es=200000N/(mm*mm),deq=19.05mm.c=28mm,h0=462.5mm,b=250mm,Ate=62500.0mm*mm.ρte=0.018>0.01,取ρte=0.01,σsq=215.7N/(mm*mm),ftk=2.01N/(mm*mm),ψ=0.768.裂缝宽度ω=0.245mm<0.300mm,满足限值要求.下表面裂缝计算:不考虑轴力作用.不考虑轴力作用.实配钢筋:2C22,As=760.3mm*mm,Es=200000N/(mm*mm),deq=22.00mm.c=28mm,h0=461mm,b=250mm,Ate=62500.0mm*mm.ρte=0.012,σsq=198.4N/(mm*mm),ftk=2.01N/(mm*mm),ψ=0.560.裂缝宽度ω=0.235mm<0.300mm,满足限值要求.跨中上表面裂缝计算:不考虑轴力作用.不需验算裂缝.6.5S/R验算若设计内力是地震作用组合,则S/R<1/γRE=1.33即可满足要求!左支座处负弯矩验算:截面尺寸:B=250mm,H=500mm,c=20mm.设计内力:M=112kNm,N=0.0kN.混凝土:C30,Fc=14.3N/mm2,α1=1.00,β1=0.80,εcu=0.00330.受拉钢筋:2C20+2C18,As=1137.3mm2,fy=360N/mm2,a=39.6mm,ξb=0.350(抗震控制).受压钢筋:2C22,As"=760.3mm2,fy"=360N/mm2,a"=41.0mm.受压区高度:x=(fy*As-fy"*As")/(α1*fc*b)=37.9mm,ξ=x/h0=0.082.x<2a",承载力Mr=fy*As*(h0-a")=171.7kNm.S/R=M/Mr=0.65.右支座处负弯矩验算:截面尺寸:B=250mm,H=500mm,c=20mm.设计内力:M=109.0kNm,N=0.0kN.混凝土:C30,Fc=14.3N/mm2,α1=1.00,β1=0.80,εcu=0.00330.受拉钢筋:2C20+2C18,As=1137.3mm2,fy=360N/mm2,a=39.6mm,ξb=0.350(抗震控制).受压钢筋:2C22,As"=760.3mm2,fy"=360N/mm2,a"=41.0mm.受压区高度:x=(fy*As-fy"*As")/(α1*fc*b)=37.9mm,ξ=x/h0=0.082.x<2a",承载力Mr=fy*As*(h0-a")=171.7kNm.S/R=M/Mr=0.63.跨中正弯矩验算:截面尺寸:B=250mm,H=500mm,c=20mm.设计内力:M=100.0kNm,N=0.0kN.混凝土:C30,Fc=14.3N/mm2,α1=1.00,β1=0.80,εcu=0.00330.受拉钢筋:2C22,As=760.3mm2,fy=360N/mm2,a=41.0mm,ξb=0.518. 受压钢筋:2C20,As"=628.3mm2,fy"=360N/mm2,a"=40.0mm.满足x<2a",承载力Mr=fy*As*(h0-a")=114.7kNm.S/R=M/Mr=0.87.7.1号柱计算书说明：柱子计算书以首层一号柱为例计算配筋。7.1基本资料：　1、柱编号：12、边界条件（上端/下端）：固定/固定3、荷载组合系数：编号恒载活载x方向风荷载y方向风荷载x方向地震荷载y方向地震荷载z向地震荷载11.350.980.000.000.000.000.0021.201.400.840.000.000.000.0031.201.400.000.840.000.000.0041.200.600.000.001.300.000.0051.200.600.000.000.001.300.00　柱截面b*h=250*500mm；砼强度等级：C30；纵向钢筋强度等级：HRB400；箍筋强度等级：HRB335；保护层厚度c=20mm。.4、计算方法：弹性算法。7.2计算结果根据pkpm软件计算分析，柱截面x方向配筋以第五组合最不利，y方向以第一组合最不利。按对称配筋布置钢筋。（第一组）N=-253.Mx=-11.My=48.(第五组)N=-192.Mx=29.My=20.X方向：α1fcbx=Nx=33.6mm<ξb=o.518*460=238.3mm且小于2as/=80mm按大偏压计算。e0=M/N=151mm,ea=max{20,400/30}=20mmei=e0+ea=171mmfyAs(h0-as/）=N*（ei+as/-h/2)As=18mm2 As/=18mm2各边分别配置316，As=As/=603mm2则每一侧配筋率ρ＝As/bh0=0.52%>ρmin=0.2%，满足。Y方向α1fcbx=Nx=44.2mm<ξb=o.518*460=238.3mm且小于2as/=80mm按大偏压计算。e0=M/N=190mm,ea=max{20,400/30}=20mmei=e0+ea=210mmfyAs(h0-as/）=N*（ei+as/-h/2)As=109.8mm2As/=109.8mm2各边分别配置316，As=As/=603mm2则每一侧配筋率ρ＝As/bh0=0.52%>ρmin=0.2%，满足。全截面配筋As+As//Ac=8*201.1/400*400=1%<5%，满足Pkpm按双偏压验算配筋符合要求。由于扭矩很小，故不考虑柱子的受扭作用。箍筋配置双肢箍筋8@100/150。7.3裂缝宽度验算：由于e0max/h0=0.53<0.55，所以可验算该柱的裂缝宽度。8.梁式楼梯设计8.1基本资料1．依据规范：《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）2．几何参数：楼梯类型：梁式楼梯（╱￣型）支座条件：两端铰支斜梯段水平长度：2970mm上平台长度：1000mm梯段净跨：2970＋1000=3970mm楼梯高度：H=1800mm楼梯宽度：W=1480mm梯板厚：t=100mm楼梯级数：n=12(阶)踏步宽度：b=270mm踏步高度：h=150mm上平台楼梯梁宽度:=200mm下平台楼梯梁宽度:=200mm楼梯梁高度：=300mm楼梯梁宽度：=200mm水平段楼板厚度：=100mm3．荷载标准值： 可变荷载：q=3.50kN/面层荷载：=1.70kN/栏杆荷载：=0.20kN/m永久荷载分项系数:=1.20可变荷载分项系数:=1.40准永久值系数:=0.304．材料信息：混凝土强度等级:C25梯梁纵筋强度等级:HRB335受拉区纵向钢筋类别：带肋钢筋其余钢筋选用HPB300钢保护层厚度:c=20mm顶棚厚度c＝20mm梯段板纵向受力钢筋合力点至近边距离as=20mm梯梁纵向受力钢筋合力点至近边距离as=40mm8.2计算过程：说明：本计算书中所有的剪力、弯矩、挠度均由《建筑结构静力计算手册》中单跨梁的内力及变位计算公式所得。1．楼梯几何参数：梯段倾角余弦值：cosα=b/sqrt(b2＋h2)=270.00/sqrt(270.002＋150.002)=0.87梯梁计算跨度:L0=Ln=3970mm梯段板计算跨度:B0=W－2*b3=1480－2*200=1080mm梯段板平均厚度:ht=(h＋2t/cosα)/2=(150.00＋2*100.00/0.87)/2=189.40mm2．荷载设计值：(1)梯段板荷载设计值（取一个踏步宽板带）：自重：gkb=Rc*ht*b=25.0*0.19*0.27=1.28kN/m面层：gkm=qm*(h＋b)=1.70*(0.15＋0.27)=0.71kN/m抹灰：gks=Rs*c1*b/cosα=20.0*0.02*0.27/0.87=0.12kN/m恒荷标准值：Pkb=gkb＋gkm＋gks=1.28＋0.71＋0.12=2.12kN/m恒荷控制：Pb(G)=1.35*Pkb＋γQ*0.7*b*q=1.35*2.12＋1.40*0.7*0.27*3.50=3.78kN/m活荷控制：Pb(L)=γG*Pkb＋γQ*b*q=1.20*2.12＋1.40*0.27*3.50=3.86kN/m荷载设计值：Pb=max{Pb(G),Pb(L)}=3.86kN/m(2)斜梯段梯梁荷载设计值：自重放大系数（考虑面层）:λb=1.1自重：gkl=λb*Rc*b3*h3/cosα=1.1*25.0*0.20*0.30/0.87=1.89kN/m恒荷标准值：Pkl=Pkb/b*W/2＋gkl＋qf=2.12/0.27*1.48/2＋1.89＋0.20=7.89kN/m恒荷控制：Pl(G)=1.35*Pkl＋γQ*0.7*q*W/2=1.35*7.89＋1.40*0.7*3.50*1.48/2=13.19kN/m活荷控制：Pl(L)=γG*Pkl＋γQ*q*W/2=1.20*7.89＋1.40*3.50*1.48/2=13.09kN/m 荷载设计值：Pl=max{Pl(G),Pl(L)}=13.19kN/m(3)平台板荷载设计值（取B=1m宽板带）：自重：gkb"=Rc*h4*B=25.0*0.07*1.0=1.75kN/m面层：gkm"=qm*B=1.70*1=1.70kN/m抹灰：gks"=Rs*c1*B=20.0*0.02*1=0.40kN/m恒荷标准值：Pkb"=gkb"＋gkm"＋gks"=1.75＋1.70＋0.40=3.85kN/m恒荷控制：Pb(G)"=1.35*Pkb"＋γQ*0.7*B*q=1.35*3.85＋1.40*0.7*1.0*3.50=8.63kN/m活荷控制：Pb(L)"=γG*Pkb"＋γQ*B*q=1.20*3.85＋1.40*1.0*3.50=9.52kN/m荷载设计值：Pb"=max{Pb(G)",Pb(L)"}=9.52kN/m(4)平台段梯梁荷载设计值：自重放大系数（考虑面层）:λb=1.1自重：gkl"=λb*Rc*b3*h3=1.1*25.0*0.20*0.30=1.65kN/m恒荷标准值：Pkl"=Pkb"/B*W/2＋gkl"＋qf=3.85/1.0*1.48/2＋1.65＋0.20=4.70kN/m恒荷控制：Pl(G)"=1.35*Pkl"＋γQ*0.7*q*W/2=1.35*4.70＋1.40*0.7*3.50*1.48/2=8.88kN/m活荷控制：Pl(L)"=γG*Pkl"＋γQ*q*W/2=1.20*4.70＋1.40*3.50*1.48/2=9.26kN/m荷载设计值：Pl"=max{Pl(G)",Pl(L)"}=9.26kN/m3．梯梁斜截面受剪承载力计算：Vmax=25.68kNVmax≤0.7*ft*b3*(h3－as2)=0.7*1270.00*0.20*(0.30－0.04)=46.23kN按构造配置箍筋。4．正截面受弯承载力计算：(1)梯段斜板计算：计算高度：H=(t+h*cosα)/2=115.56mm计算宽度：b0=b/cosα=308.87mmMmax=Pb*B02/8=3.86*1.082/8=0.56kN·mρ=0.0654%ρ＜ρmin=max{0.002,(0.45*ft/fyv)}=0.2721%ρ=ρmin=0.2721%纵筋⑥/⑦计算面积：As=75.55mm2(2)梯梁计算：M中=25.00kN·mρ=0.1909%ρ＜ρmin=max{0.002,(0.45*ft/fy)}=0.2000%ρ=ρmin=0.2000%纵筋①计算面积：As=397.00mm2左支座： 按构造配筋。钢筋②计算面积：As=120.00mm2右支座：按构造配筋。钢筋⑤计算面积：As=120.00mm28.3计算结果：1．纵筋①计算结果：计算面积：397.00mm2采用方案：412实配面积：Ag=452mm2实际配筋率：ρ=0.8700%2．钢筋②计算结果：计算面积：120.00mm2采用方案：212实配面积：Ag=226mm2实际配筋率：ρ=0.4350%3．箍筋③计算结果：采用方案：26@1504．钢筋④计算结果：采用方案：2125．钢筋⑤计算结果：计算面积：120.00mm2采用方案：212实配面积：Ag=226mm26．纵筋⑥/⑦计算结果：计算面积：As=75.55mm2采用方案：6@90实配面积：Ag=97mm28.4跨中挠度验算：Mk--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值取准永久值系数ψq=0.3梯段梯梁标准荷载：Qk=Pkl＋q*W/2=7.89＋3.50*1.48/2=10.48kN/m梯段梯梁准永久荷载：Qq=Pkl＋ψq*q*W/2=7.89＋0.3*3.50*1.48/2=9.18kN/m平台梯梁标准荷载：Qk"=Pkl"＋q*W/2=4.70＋3.50*1.48/2=7.29kN/m平台梯梁准永久荷载：Qq"=Pkl"＋ψq*q*W/2=4.70＋0.3*3.50*1.48/2=5.99kN/m (1)挠度验算参数：Mk=19.84kN·mMq=17.29kN·m(2)短期刚度Bs与长期刚度B：按下列公式计算：ψk＝1.1－0.65*ftk/(ρte*σsk)ψq＝1.1－0.65*ftk/(ρte*σsq)σsk=Mk/(0.87*h0*AS)σsq=Mq/(0.87*h0*AS)ρte=(As＋Ap)/AteBsk=Es*As*h02/[1.15ψk＋0.2＋6*αE*ρ/(1＋3.5γf")]B=Mk/[Mq*(θ－1)＋Mk]*BskBsq=Es*As*h02/[1.15ψq＋0.2＋6*αE*ρ/(1＋3.5γf")]B=Bsq/θB=min(Bsk,Bsq)σsk=Mk/(0.87*h0*Ag)=19.84*106/(0.87*260*452)=193.92N/mmρte=Ag/(0.5h3*b3)=452/(0.5*300*200)=1.51%σsq=Mq/(0.87*h0*Ag)=17.29*106/(0.87*260*452)=168.99N/mmρte=Ag/(0.5h3*b3)=452/(0.5*300*200)=1.51%ψk=1.1－0.65*ftk/(ρte*σsk)=1.1－0.65*1.78/(1.51%*193.92)=0.70ψq=1.1－0.65*ftk/(ρte*σsq)=1.1－0.65*1.78/(1.51%*168.99)=0.65钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE=Es/Ec=7.50受拉翼缘面积与腹板有效面积的比值：γf"＝0纵向受拉钢筋配筋率ρ=0.8700%Bsk=Es*Ag*h02/[1.15ψk＋0.2＋6*αE*ρ/(1＋3.5γf"")]=210*452*0.262/[1.15*0.70＋0.2＋6*7.50*0.8700%/(1＋3.5*0)]=4582.39kN·m2Bsq=Es*Ag*h02/[1.15ψq＋0.2＋6*αE*ρ/(1＋3.5γf"")]=210*452*0.262/[1.15*0.65＋0.2＋6*7.50*0.8700%/(1＋3.5*0)]=4812.94kN·m2荷载长期作用对挠度增大的影响系数θ：当ρ"=0时，θ=2.0Bk=Mk/[Mq*(θ－1)＋Mk]*Bs=19.84/[17.29*(2－1)＋19.84]*4582.39=2448.60kN·m2 Bq=Bs/θ=4812.94/2=2406.47kN·m2B=min(dBk,dBq)=min(2406.47,2406.47)=2406.47(3)跨中挠度：f=13.23mm梯梁计算长度L0=3.97mf/L0=1/300≤1/200，满足要求。8.5梯梁裂缝宽度验算:1.计算荷载效应Mq=17.292.C=20mm3.计算按荷载荷载效应的准永久组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力σsq=Mq/(0.87*h0*As)混规(7.1.4-3)=17.29×106/(0.87*260*452)=168.985N/mm4.计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:Ate=0.5*b3*h3=0.5*200*300=30000mm2ρte=As/Ate混规(7.1.2-4)=452/30000=1.508%5.计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)混规(7.1.2-2)=1.1-0.65*1.78/(1.508%*168.985)=0.6466.计算最大裂缝宽度ωmax=αcr*ψ*σsq/ES*(1.9*C+0.08*deq/ρte)(混规(7.1.2-1)=1.9*0.646*168.985/2.0×105*(1.9*20+0.08*12/1.508%)=0.1210mm≤0.30mm满足规范要求8.6跨中挠度计算:Mk--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值1.计算标准组合弯距值Mk:Mk=Mgk+Mqk=(qgk+qqk)*L02/8=(2.12+3.500)*1.082/8=0.819kN*m2.计算永久组合弯距值Mq: Mq=Mgk+ψMqk=(qgk+ψq*qqk)*L02/8=(2.12+0.30*3.500)*1.082/8=0.462kN*m3.计算受弯构件的短期刚度Bs1)计算按荷载荷载效应的两种组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力σsk=Mk/(0.87*h0*As)混规(7.1.4-3)=0.819×106/(0.87*96*97)=101.497N/mmσsq=Mq/(0.87*h0*As)混规(7.1.4-3)=0.462×106/(0.87*96*97)=57.219N/mm2)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:Ate=0.5*b*h=0.5*1000*116=57781mm2ρte=As/Ate混规(7.1.2-4)=97/57781=0.168%3)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψk=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk)混规(7.1.2-2)=1.1-0.65*1.78/(0.168%*101.497)=-5.688ψq=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)混规(7.1.2-2)=1.1-0.65*1.78/(0.168%*57.219)=-10.941因为ψk<0.2，所以取ψk=0.2因为ψq<0.2，所以取ψq=0.24)计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αEαE=ES/EC=2.00×105/(2.80×104)=7.1435)计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf矩形截面，γf=06)计算纵向受拉钢筋配筋率ρρ=As/(b*h0)=97/(1000*96)=0.102%7)计算受弯构件的短期刚度BSBSk=ES*As*h02/[1.15*ψk+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5*γf)](混规(7.2.3-1)) =2.00×105*97*962/[1.15*0.200+0.2+6*7.143*0.102%/(1+3.5*0.0)]=3.743×102kN*m2BSq=ES*As*h02/[1.15*ψq+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5*γf)](混规(7.2.3-1))=2.00×105*97*962/[1.15*0.200+0.2+6*7.143*0.102%/(1+3.5*0.0)]=3.743×102kN*m24.计算受弯构件的长期刚度B1)确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ当ρ`=0时，θ=2.0混规(7.2.5)2)计算受弯构件的长期刚度BBk=Mk/(Mq*(θ-1)+Mk)*BSk(混规(7.2.2-1))=0.819/(0.462*(2.0-1)+0.819)*3.743×102=2.393×102kN*m2Bq=BSq/θ(混规(7.2.2-2))=0.819/0.5×102=1.871×102kN*m2B=min(Bk,Bq)=min(2.393,1.871=1.871×102kN*m25.计算受弯构件挠度fmax=5*(qgk+qqk)*L04/(384*B)=5*(2.12+3.500)*1.084/(384*1.871×102)=0.532mm6.验算挠度挠度限值f0=L0/200=1080.00/200=5.400mmfmax=0.532mm≤f0=5.400mm，满足规范要求!8.7裂缝宽度验算:1.计算标准组合弯距值Mk:Mk=Mgk+ψMqk=(qgk+ψqqk)*L02/8=(2.12+0.30×3.500)*1.082/8 =0.462kN*m2.带肋钢筋,所以取值Vi=1.03.C=204.计算按荷载荷载效应的准永久组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力σsq=Mq/(0.87*h0*As)混规(7.1.4-3)=0.462×106/(0.87*96*97)=57.219N/mm5.计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:Ate=0.5*b*h=0.5*1000*116=57781mm2ρte=As/Ate混规(7.1.2-4)=97/57781=0.168%因为ρte<1.000%，所以取ρte=1.000%6.计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)混规(7.1.2-2)=1.1-0.65*1.78/(1.000%*57.219)=-0.922因为ψ<0.2，所以取ψ=0.27.计算单位面积钢筋根数nn=1000/s=1000/90=118.计算受拉区纵向钢筋的等效直径deqdeq=(∑ni*di2)/(∑ni*Vi*di)=11*62/(11*1.0*6)=69.计算最大裂缝宽度ωmax=αcr*ψ*σsq/ES*(1.9*C+0.08*deq/ρte)(混规(7.1.2-1)=1.9*0.200*57.219/2.0×105*(1.9*20+0.08*6/1.000%)=0.0093mm≤0.30mm,满足规范要求9.基础设计9.1基础类型：独立柱基础，以一号柱为例，具体尺寸见施工图。经pkpm验算，基础受冲切承载力满足要求。图9-1一号柱图'