水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)姓名：蘇瑞學(xué)號(hào)：2014030008專(zhuān)業(yè)：14級(jí)水利水電建筑工程（士官）水工鋼筋硅課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)條件某水電站副廠房屬3級(jí)水工建筑物，環(huán)境條件類(lèi)別為一類(lèi)，廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)少取1.0。采用外墻及內(nèi)柱承重，柱網(wǎng)布置如圖1所示，樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式肋形結(jié)構(gòu)。圖1副廠房樓蓋結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置圖2、設(shè)計(jì)參數(shù)(1)樓層構(gòu)造20mrtf水泥砂漿抹面(水泥砂漿容重丫1為20卜)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層(鋼筋混凝土容重丫3為25kN/m)。15mmj混合砂漿粉底(混合砂漿容重丫2為17kN/n!)

2、。(2)材料混凝土：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk06kN/m時(shí)，采用C20;qk>6kN/m時(shí)，采用C25;鋼筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335M筋外，其余均采用HPB235®筋。(3)設(shè)計(jì)參數(shù)表1柱網(wǎng)尺寸L1XB及荷載樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值LXB(mxmmqk(kN/m)456785.7X5.701020304055.7X6.006070809105.7X6.31112131411515.7X6.616171819206.0X5.721222324256.0X6.0262728291306.0X6.331323334356.0X6.636373839406.0X6.9414243444

3、516.0X7.24647484950柱網(wǎng)尺寸LiXBi、柱的截面尺寸bxh=300mm<400mm樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk按題號(hào)由表1給出，如表2所示。表2設(shè)計(jì)參數(shù)自選題號(hào)LxB(mm<mrmL1xB1(mm<mrm,2、qk(kN/m)0823500X180005700X60006、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、肋型結(jié)構(gòu)梁格布置及構(gòu)件尺寸擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供的設(shè)計(jì)資料及表1所填有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置；選定材料并擬定構(gòu)件截面尺寸，板的結(jié)構(gòu)采用單向板結(jié)構(gòu)。2、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)工作狀況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定計(jì)算簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行荷載計(jì)算；計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并根據(jù)需要繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。3、截面設(shè)計(jì)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的

4、安全、經(jīng)濟(jì)、便于施工等因素進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；合理選擇受力鋼筋，并按要求配置構(gòu)造鋼筋；繪制主梁內(nèi)力包絡(luò)圖及抵抗彎矩圖。4、繪制構(gòu)件施工圖繪制樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖(1:1001:200);繪制板、次梁和主梁模板配筋圖，根據(jù)需要繪制鋼筋材料表或鋼筋抽樣圖。三、課程設(shè)計(jì)分組及要求1、設(shè)計(jì)分組學(xué)生根據(jù)學(xué)號(hào)按表1確定自己的設(shè)計(jì)參數(shù)，將設(shè)計(jì)參數(shù)填入表2并獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。2、時(shí)間和地點(diǎn)安排教學(xué)周第15周和第16周，共十天時(shí)間。具體安排如下：共十天時(shí)間。具體安排如下1)熟悉資料1天2)結(jié)構(gòu)布置1天3)內(nèi)力計(jì)算2天4)截面設(shè)計(jì)2天5)施工圖繪制2天6)計(jì)算書(shū)整理2天課程設(shè)計(jì)的地點(diǎn)安排在逸夫樓。3、提交的文件1）計(jì)

5、算書(shū)1份每個(gè)學(xué)生按照封面、目錄、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、計(jì)算書(shū)正文的順序裝訂成冊(cè)。要求提交word文檔打印件，排版整齊，并將電子文檔按行政班級(jí)提交指導(dǎo)老師。2）施工圖3張每個(gè)學(xué)生提交3張施工圖（CAE圖或手繪圖），分別為板的配筋圖，次梁配筋圖和主梁配筋圖。4、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定按設(shè)計(jì)成果（包括設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙）占70、設(shè)計(jì)過(guò)程（包括出勤情況和設(shè)計(jì)態(tài)度）占30比例評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)。四、主要參考資料1 李萃青,閻超君,趙建東.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（第二版）M.北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.2 水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL191-2008）S,北京:中國(guó)水

6、利水電出版社,2008.3 河海大學(xué)、大連理工大學(xué)等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)（第四版）M,北京:中國(guó)水利水電出版社，2009.4周氐，章定國(guó)，鈕新強(qiáng).水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：中國(guó)水利水電出版社，1998.5袁錦根，余志武.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理M.北京：中國(guó)鐵道出版社,2003.6葉列平.混凝土結(jié)構(gòu)（上冊(cè)）M.清華大學(xué)出版社，北京，2002.朱彥鵬，蔣麗娜，張玉新等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理M.重慶大學(xué)出版社，重慶，2002.指導(dǎo)教師：何婷、吳帥兵、鄢玉英、蔡高堂、張潔、王志強(qiáng)、張強(qiáng)、羅紅衛(wèi)教研室主任：蔡高堂設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)資料某水電站生產(chǎn)副廠房為3級(jí)水工建筑物

7、，廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋，結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示，墻體厚370mm樓面面層為20m得水泥砂漿抹面，梁板底面為15m得混合砂漿抹平。采用C20混凝土；梁中縱向受力鋼筋為II級(jí)，其余鋼筋為I級(jí)。試設(shè)計(jì)該樓蓋（樓梯間在此平面之外，不考慮）（一類(lèi)環(huán)境）。2荷載標(biāo)準(zhǔn)值，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=6.0kN/m，水泥砂漿抹面：20kN/m3；鋼筋混凝土：25kN/m3；混合沙漿：17kN/m3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容構(gòu)件截面尺寸設(shè)計(jì)板的設(shè)計(jì)計(jì)算次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的配筋圖。鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)一、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸板的跨度為l=

8、2.2m,厚80mm次梁跨度為l=6.0m;截面尺寸200mr450mm;主梁跨度為l=6.6m,截面尺寸300mm600mm墻體厚為：370mm該廠房為3級(jí)水工建筑物，基本組合，結(jié)構(gòu)承載力安全系數(shù)K=1.2。二、板的設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖板為5跨連續(xù)板，結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示l0=ln(hb)=1.780.14=1.92m板的計(jì)算跨度：邊跨：2I。=ln(ba)=1.780.16=1.94m2取較小值，所以=1.92m中間跨：l0=lc=2.0m2、荷載計(jì)算。取1m板寬進(jìn)行計(jì)算怛何載：板自重0.08251=2.0(KN/m)20mm厚抹面0.02201=0.4(KN/m)12mm厚抹面0.015171=

9、0.255(KN/m)標(biāo)準(zhǔn)值gk=2.0+0.4+0.255=2.655(KN/m)設(shè)計(jì)值g=Ggk=1.052.655=2.79(KN/m)活動(dòng)荷載：標(biāo)準(zhǔn)值qk=6.0(KN/m)設(shè)計(jì)值q=Qqk=6.01.2=7.2(KN/m)考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為：g=g+q/2=2.79+7.2/2=6.39(KN/m)q=q/2=7.2/2=3.6(KN/m)3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算，由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%可采用等跨表格計(jì)算。查表得到：彎矩計(jì)算值為M=：0g'l02+：iq'l02跨中彎矩：邊跨M=0.0781父6.39父1.922+0.1父3.6父1.

10、922=3.17(KNm)中間跨M2=0.03316.39乂2.02+0.0787義3.6父2.02=1.98(KN.m)M3=0.0462M6.39父2.02+0.0855M3.6父2.02=2.41(KNm)支座彎矩：支座邊緣彎矩：4、配筋計(jì)算板厚：h=80mm;h0取55mm混凝土C20,fc=9.6N/mrfi;HPB23軟鋼筋fy=210N/mm；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力安全系數(shù)K=1.2?？紤]到水電站廠房發(fā)電機(jī)組對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響，板的配筋采用彎起式。配筋計(jì)算如下表計(jì)算截面1B2C3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩計(jì)算值M父106Nmm)3.174.221.980.8X1.982

11、.620.8X2.622.410.8X2.41彎矩設(shè)計(jì)值M父106Nmm)3.174.221.981.582.622.12.411.930.1310.1740.08180.0650.1080.0870.1000.0800.1410.1930.0850.0670.1150.0910.1060.083354485213168289229267209選用鋼筋(mrn)邊板帶6/8100(393)6/8100+小6200(534)6100(283)610(283)610(283)中板帶8120(419)6/8120+小8240(536)6120(236)(b6120(236)。6120(236)注：中

12、板帶的中間跨及中間支座由于板四周與梁整體連接，可考慮拱的作用，故將該處彎矩減少20%即乘以0.8系數(shù)。5、板配筋詳圖在板的配筋詳圖中，除按計(jì)算配置受力鋼筋外，尚應(yīng)設(shè)置下列要求的構(gòu)造鋼筋。(1)分布鋼筋：按規(guī)定選用*6250(2)板面附加鋼筋：按規(guī)定選用*6200設(shè)置于墻邊。(3)主梁頂部附加鋼筋：按規(guī)定選用*8200設(shè)置于主梁頂部的板面三、次梁設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖，次梁為5跨連續(xù)梁，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖(a)所示，計(jì)算簡(jiǎn)圖如(a)(b)圖(b)所示計(jì)算跨度：10=lc=5.7m邊跨：b0.310u1.0251n=1.0255.53=6.82m22取較小值10=5.7m2、荷載計(jì)算恒荷載： 板傳來(lái)梁自重標(biāo)

13、準(zhǔn)值中跨：10=%=5.7m2.6552.0=5.31(KN/m)0.2(0.45-0.08)25=1.85(KN/m)gk=5.31+1.85=7.16(KN/m)設(shè)計(jì)值g=1.057.16=7.52(KN/m)活動(dòng)荷載：標(biāo)準(zhǔn)值qk=6.02.0=12(KN/m)設(shè)計(jì)值q=1.212=14.4(KN/m)考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為:g=g+q/4=7.52+14.4X1/4=11.12(KN/m)q=(3/4)q=(3/4)x14.4=10.8(KN/m)3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算，由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%可采用等跨表格計(jì)算，查表得到：彎矩計(jì)算值為M=：0g'l

14、20+q'i20；剪力計(jì)算值為V=謁1。+午1。(1)彎矩跨中彎矩:M1=0.078>d1.12M5.72+0.1父10.8父5.72=63.27(KNm)M2=0.0331x11.12x5.72+0.0787x10.8x5.72=39.57(KNm)M3=0.0462x11.12x5.72+0.0855x10.8x5.72=46.69(KN.m)支座彎矩：MB=-(0.105M11.12M5.72+0.119父10.8m5.72)=-79.69(KNm)MC=-(0.079x11.12x5.72+0.111x10.8x5.72)=-67.49(KN.m)支座邊緣彎矩：MB=MB

15、-bV0=-(79.69-a21.92.5.7)=-70.32(KNm)222MC=Mc-bV0=-(67.49-03x21.9；5.7)=-58.12(KNm)(2)剪力計(jì)算跨度取凈跨度：邊跨：l°=5.53m,中間跨：l0=5.5mVA=0.39411.125.53+0.44710.85.53=50.93(KN)VB=-(0.60611.125.5+0.6210.85.5)=-73.89(KN)VB=0.52611.125.5+0.59810.85.5=67.69(KN)VC=-(0.47411.125.5+0.57610.85.5)=-63.20(KN)VC=0.511.125

16、.5+0.59110.85.5=65.69(KN)4、配筋計(jì)算(1)正截面計(jì)算跨中按T形截面計(jì)算，支座按矩形截面計(jì)算。截面高度h=450mm肋寬b=200mm翼緣寬度按hf=80mm截面有效高度h0=410mm.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)C20,fc=9.6N/mrfi,1.1N/mm2;受力鋼筋為HRB335跨中T形截面類(lèi)型判別:翼緣寬度bf=-=6=2(m)33bf=b+sn=0.2+1.8=2.0(m)所以取最小值，bf=2m貝Ubfhffc(h0-hf)-2000809.6(410-80)=568(kNm)Mmax=KM1=1.267.03kN=80.436(kNm)所以截面屬于第一類(lèi)型截面。正

17、截面配筋計(jì)算，見(jiàn)下表:截面1B2C3彎矩計(jì)算值MT10)mm)63.2770.3239.5758.1246.69c，c,-6bh0fc或bfh0fc(父10nmm)3227.53227.53227.53227.53227.5KMKMas-2"或-'2fcbhofcbfh20.0240.2610.0150.2160.0170.0240.3090.0150.2840.017As*bhoF或AS-吐卜00fyfy629.76810.816393.6745.216446.08選用鋼筋(mm2)3小18(763)2小18+1小22(889)2小16(402)3小18(763)2小18(

18、509)(2)斜截面承載力計(jì)算：截面尺寸驗(yàn)算：說(shuō)明截面尺寸滿(mǎn)足要求。因此，需進(jìn)行斜截面受剪承載剪力計(jì)算。橫向鋼筋計(jì)算：設(shè)鋼筋選用中650的雙肢箍筋配筋率-sv=Asv-=228.3=0.19%>min=0.15%bs200150符合HPB23駁鋼筋配箍率的規(guī)定。Vcs=Vc+Vsv=0.07fcbh0+1.25fyvAvh0s=0.071.1200410+1.2521083410150=103751(N)=103.751(KN)>Vmax=KVB=1.273.89=88.67(KN)滿(mǎn)足斜截面承載力要求。5、次梁配筋詳圖次梁配筋及構(gòu)造見(jiàn)圖紙。邊跨跨中截面配置3根縱向受力鋼筋，其中號(hào)

19、鋼筋設(shè)于梁角，號(hào)鋼筋在邊支座附近彎起以增強(qiáng)斜截面的受剪承載力。支座截面抵抗負(fù)彎矩的縱向受力鋼筋的截?cái)辔恢脜⒄請(qǐng)D9-15確定，角點(diǎn)處鋼筋截?cái)嗪罅碓O(shè)2。12架立鋼筋與之綁扎連接。四、主梁設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁共3跨，梁兩端擱置在石專(zhuān)墻上，中部由300m忻300mm面的柱支撐,因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4,可視為中部校支的3跨連續(xù)梁。計(jì)算跨度跨度：邊跨：l0=lc=6.0ml0=1.025ln+b=1.025X(6.0-0.12-0.15)十”=6.0m22取較小值10=6.0m中間跨：10=1c=6.0m2、荷載計(jì)算恒荷載：次梁傳來(lái)的集中荷載7.16“6.0-0.3)=40.81(KN)主梁自

20、重(化為集中荷載)0.30.62.025=9(KN)活荷載:標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值Gk=40.81+9=49.81(KN)G=gGk=1.0549.81=52.3(KN)Qk=6.02.06=72(KN)Q=qQ=1.272=86.4(KN)3、內(nèi)力計(jì)算：按彈性方法計(jì)算，由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%可采用等跨表格計(jì)算，查表得到：彎矩計(jì)算值為M=k1Gl0+k2Ql0剪力計(jì)算值為V=ksG+k4Q(1)彎矩跨中彎矩M1=(0.244X52.3+0.289X86.4)X6=226.38(KNm)M2=(0.067X52.3+0.2X86.4)X6=124.7(KNm)支座彎矩MB=-(0

21、.267X52.3+0.311X86.4)X6=-245(KN.m)支座邊緣彎矩MB=M3-bV0=-245-0.3(52.3+86.4)=-224.2(KNm)22(2)剪力VA=0.733X52.3+0.866X86.4=113.64(KN)VB=-(1.267X52.3+1.311X86.4)=-179.53(KN)VB=1.0X52.3+1.222X86.4=157.88(KN)4、配筋計(jì)算(1)縱向鋼筋計(jì)算。受力鋼筋為HRB33軟，fy=300N/mm2硅強(qiáng)度等級(jí)C20,跨中截面：按T形截面計(jì)算，鋼筋布置為一排，h0=h-45=555(mm翼緣寬度：bf=L=6=2(mj)33bf=

22、b+sn=0.2+5.8=6.0(m所以取bf=2mbfh'ffc(ho-)=2000x80x9.6x(555-80)=791(KNm22>Mmax=KM=1.2w226.38=271.66(KNn)屬于第一類(lèi)T形截面。支座截面：按矩形截面進(jìn)行計(jì)算，肋寬b=300mm,鋼筋按兩排布置,則h0=600-80=520(mg截 面1B2彎矩設(shè)計(jì)值M(X106N mm)226.38224.2124.7bh0 fc或b；h0 fc( M106N mm)59147795914匕尸卅M匕工中MSs=qJ2£ 或豆s = qJM_fcbh0fcbfh00.0460.3450.0250.

23、0470.4440.026AS= 4h0 b或 AS=a'fh0b fyfy16732217910 一 . 一2選用鋼筋(mm )2 小 25+2 小 20 (1610)4 6 20+2(|)25 (2239)2小25 (982)主梁正截面配筋計(jì)算見(jiàn)下表:注：1. AsIM。=0.2% X300 x565=339(mm 2。2.支 座£=0.444<0.854=0.85X0.55=0.4675。(2)橫向鋼筋計(jì)算截面尺寸驗(yàn)算：hw/b=(520-80)/300=1.47<4.00.25fcbh0=0.25m9.6x300m520=374400(N)=374.4(KN|)>KVmax=KVB=1.2x179.53=215.436(KN)說(shuō)明截面尺寸滿(mǎn)足要求。VC/心=0.7fcbh0=0.7x1.1x300x520=120120(KN=120.12(KN)cKVmKVA=1.2x113.16=135.79(KN故支座