水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計任務(wù)書一、結(jié)構(gòu)平面布置：根據(jù)工程經(jīng)驗，總結(jié)出經(jīng)濟合理的梁、板跨度，設(shè)計時可參考下列常用數(shù)據(jù)值進行結(jié)構(gòu)平面布置：主梁快讀58m，次梁跨度46m，板跨1.72.5m。綜合上數(shù)據(jù)網(wǎng)格尺寸采用2000×6000mm，主梁跨6m，次梁跨6m，板跨2m。構(gòu)件的設(shè)計順序一般是先設(shè)計板，再設(shè)計次梁，最后設(shè)計主梁。為滿足構(gòu)件剛度要求，常用截面尺寸為：連續(xù)板：板厚一般不宜小于板跨的1/40，取80mm。連續(xù)次梁：梁高h=(1/181/12)l，l為次梁跨度，梁高h=(166.7500)取450mm；梁寬b=(1/31/2)h=(150225)mm取200mm。連續(xù)主梁：梁高h=

2、(1/141/10)l，l為主梁跨度，梁高h=(428.6600)mm取600mm。梁寬：b=(1/31/2)h=(200300)mm取300mm。二、板的計算板按考慮塑性變形內(nèi)力重分布方法計算。取1m寬板帶為計算單元，有關(guān)尺寸及計算簡圖如下圖所示。1 荷載20mm水泥砂漿 20kn/m3×0.02=0.4kn/m215mm砂漿混凝土 17kn/m3×0.015=0.255kn/m280mm鋼筋混凝土板 25kn/m3×0.08=2kn/m2恒載標(biāo)準(zhǔn)值 gk=2.655kn/m2活載標(biāo)準(zhǔn)值 pk=6kn/m2荷載設(shè)計值 q=1.2×2.655+1.3&#

3、215;6=10.99kn/m22 內(nèi)力計算計算跨度：邊跨 l1=2000-100-120-80/2=1820mm中跨 l2=2000-200mm=1800mm計算支座彎矩是一般取相鄰跨度的大跨計算，以滿足內(nèi)力平衡要求?？缍炔睿?820-1800）/1820=1.1%<10%(可按等跨計算)內(nèi)力計算結(jié)果列于下表中。 板得彎矩計算邊跨中b支座中間跨中c支座彎矩系數(shù)1/11-1/141/16-1/16m=aql2/kn.m111×10.99×1.822=3.31-114×10.99×1.822 =2.60-116×10.99×1.8

4、22=2.23-2.233 截面強度計算列于下表中，其中b=1000mm,h=80mm,fc=9.6n/mm2，fy=210n/mm2。 板的截面強度計算邊跨中b支座 中間跨中 中間支座-軸線間-軸線間 -軸線間-軸線間m/kn.mas=ma1fcbho2=1-(1-2a)s=1-0.5as=m/shofy最小配筋率配筋鋼筋選配實配as/mm23.310.0960.09580.950276236.008160314.002.600.07520.07830.961214236.008160314.002.230.0650.0670.967183236.008160314.002.23×

5、0.80.0520.0530.973145236.008160314.00-2.230.0650.0670.967183236.008160314.00-2.23×0.80.0520.0530.973145236.008160314.00三、次梁的計算次梁按考慮塑性變形內(nèi)力重分布方法計算，有關(guān)尺寸及計算簡圖見下圖。 次梁的計算簡圖1荷載由板傳來的荷載 2.655×2=5.31kn/m次梁自重 25×20×（0.45-0.08）=1.85kn/m次梁粉刷 17×（0.45-0.08）×2×0.015=0.19kn/m恒載標(biāo)準(zhǔn)值

6、 gk=7.35kn/m活載標(biāo)準(zhǔn)值 pk=6kn/m2×2=12 kn/m2荷載設(shè)計值 q=1.2×7.35+1.3×12=24.42knm2 內(nèi)力計算計算跨度：邊跨 ln=6000-150-120=5730mm l1=5730+q/2=5730+120=5850mm<1.025ln=5873.25mm中跨 ln=6000-300=5700 l2=5700mm平均跨 l=（5700+5850)/2=5775mm(邊跨較大，計算b支座彎矩用邊跨)跨度差（5850-5700）/5850=2.56%<10%,故可按等跨計算。剪力計算取凈跨。內(nèi)力計算列于下表。

7、次梁的彎矩計算邊跨中b支座中間跨中c支座彎矩系數(shù)a1/11-1/111/16-1/16m=aql2/kn.m111×5.852×24.42=75.97-111×5.852×24.42=-75.97116×5.72×24.42=49.59-116×5.72×24.42=-49.59次梁的剪力計算邊跨中b支座中間跨中c支座剪力系數(shù)0.40.60.50.5v=qln/kn0.4×24.42×5.73=75.970.6×24.42×5.73=83.960.5×24.42&#

8、215;5.7=69.60.5×24.42×5.7=69.63 截面強度計算次梁跨中截面按t形截面計算，其翼緣寬度為邊跨： bf ,=1/3×5.85=1.95m<b+sn=1.8+0.2=2m中間跨： bf=1/3×5.7=1.9m<b+sn梁高 h=450mm ho=450-35=415mm翼緣高 hf,=80mm驗算屬于哪種t形截面：m=79.98kn.m<a1fc bf , hf,( ho- hf,/2)=561.6kn.m故跨中截面均按第一類t形截面計算（即受壓區(qū)高度x在翼緣內(nèi)）次梁正截面強度計算見下表，其中fc=9.6n/m

9、m2，a1=1 縱向鋼筋采用hrb335級鋼fy=300n/mm2。次梁正截面強度計算邊跨中b支座中間跨中c支座m/kn.m75.9779.9849.9549.95b或bf ,19502001900200as=ma1fcbho2或m/1fcbho20.02350.2420.01580.150=1-(1-2a)0.02380.2810.01590.163s=1-0.50.9980.8590.9920.918as=m/shofy617748402434鋼筋選配214 216（彎）316 114114（彎）214314實配as/mm2710756.9461461次梁斜截面強度計算見下表，其中fc=9

10、.6n/mm2,ft=1.1n/mm2,fyv=210n/mm20.7 ftbho=0.7×1.1×200×415=63.91kn次梁斜截面強度計算a支座b支座（左）b支座（右）c支座v/kn55.9783.9669.669.60.25fcbho=199.2kn0.7 ftbho=63.91kn構(gòu)造配箍截面尺寸合適，按計算配箍截面尺寸合適，按計算配箍截面尺寸合適，按計算配箍1.25 fyvhoasv/s6150雙肢41.16150雙肢41.16150雙肢41.16150雙肢41.1vcs=0.7 ftbho+1.25 fyvhoasv/s63.91+41.1=10

11、5.01>v63.91+41.1=105.01>v63.91+41.1=105.01>v四、主梁計算主梁按彈性理論計算，柱作為主梁的鉸支座，主梁按連續(xù)梁計算，有關(guān)尺寸及計算簡圖見下圖。主梁的計算簡圖1 荷載由次梁傳來 7.35kn/m×6m=44.10kn主梁自重 25kn/m3×2×0.3×0.52=7.8kn主梁粉刷 17 kn/m3×2×0.52×0.015=0.53kn恒載標(biāo)準(zhǔn)值 gk=52.43kn活載標(biāo)準(zhǔn)值 pk=12×6=72恒載設(shè)計值 g=1.2×52.43=62.92k

12、n活載設(shè)計值 p=1.3×72=93.6kn2 內(nèi)力計算計算跨度：邊跨 ln=6000-250-200=5550mm l1=5550+360/2+400/2=5830mm<1.025×5560+b/2=5899mm中間跨 l2=6000mm跨度差小于10%，故內(nèi)力均可采用等跨連續(xù)梁表格計算。為簡化計算，跨度均采用6000mm。各種荷載下的彎矩值、剪力值及不利組合列于下表。項次 荷載簡圖 彎矩值/kn.m剪力值/kn.m邊跨中a支座中間跨中a支座b支座km1kmakmbkm2kmbk1vak1vb左k1vb右0.24492.1-58.64-0.267-100.80.06

13、725.290.06725.290.73346.12-1.267-79.721.062.920.289162.3-137.41-0.133-74.69-74.69-74.690.86681.06-1.134-106.1400-24.9-49.8-0.133-74.690.2112.30.2112.3-0.133-12.45-0.133-12.451.093.60.229167.92-70.76-0.311-174.7-72.360.17095.470.68964.49-1.311-122.71.222114.4-166.7-33.32-0.089-49.980.1795.47-72.36-0.

14、089-8.33-0.089-8.330.77872.82內(nèi)力不利組合+254.41196.05-175.5-49.4-49.4127.18-185.8662.92+67.215.84-175.5137.61137.6133.67-92.17156.52+260.03129.24-275.597.65120.76110.61-202.43177.3+75.5125.32150.78120.7697.6537.79-88.05135.74各種荷載下的彎矩m/kn.m 剪力v/kna彎矩包絡(luò)圖(kn.m);b剪力包絡(luò)圖（kn）3 主梁截面強度計算主梁跨中截面按t形截面計算，其翼緣寬度為邊跨：bi=

15、5840/3=1947mm<b+sn=6300mm中跨：bi=6000/3=2000mm<b+sn高h=600mm，跨中考慮一排布筋，ho=600-40=560mm。翼緣高hf,=80mm?？缰凶畲髲澗?mmax=260.3kn.m< a1fc bf , hf,( ho- hf,/2)=9.6×2000×80×(560-40)=798.72×106kn.m故跨中均按第一類t形截面計算。支座截面按彎矩截面計算，b=300mm,h=600mm,考慮兩排布筋，ho=600-80=520mm。中間跨中計算負彎矩鋼筋取ho=600-55=545m

16、m。主梁正截面強度計算、斜截面強度計算見下表。主梁正截面強度計算邊跨中b支座中間跨中c支座m/kn.m260.3275.46-0.5×0.4×177.3=240137.61-49.4b或bf ,19473002000300ho/mm560520560545as=ma1fcbho2或m/1fcbho20.04430.3080.04160.0577=1-(1-2a)0.0450.3810.04250.0595s=1-0.50.9770.810.9790.970as=m/shofy15841900828311 鋼筋選配222225218222(左彎)222(右彎)21621822

17、2實配as/mm217402029910760主梁斜截面強度計算a支座b支座（左）b支座（右）v/kn127.18202.43177.3ho/mm5605205200.25fcbho=403.2kn0.7 ftbho=129.36kn構(gòu)造配箍截面尺寸合適，按計算配箍截面尺寸合適，按計算配箍vcs=0.7 ftbho+1.25 fyvhoasv/s8200雙肢8200雙肢120.12+1.25×210×2×50.3×520/200=189kn<vb左8200雙肢189kn>vb右vb=0.8fyasbsina/knvu=vcs+vb/kn-彎122 asb=380mm20.8×380×300×0.707=183.2183.2+189=372.2>vb左-關(guān)于主梁配筋圖的幾點說明1 在考慮縱筋切斷時，切斷點應(yīng)伸過充分利用點(1.2la+ho),la=adfy/ft=38.2d。如切斷鋼筋為18，則1.2+=1.2×38.2×18+520=1345.12mm，取1350mm。2 箍筋尺寸一般注內(nèi)皮尺寸，也即相當(dāng)于縱筋外皮間的距離。3 在a支座上部，應(yīng)有不小于1/4跨