水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、 XXXX 大 學(xué) 20XX級(jí)水利水電工程專業(yè)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師： 專業(yè)名稱： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)作者： 提交時(shí)間： 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)資料（1） 某水電站生產(chǎn)副廠房為4級(jí)水工建筑物，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。樓面面層為水磨石 ，梁板底面為20mm厚混合砂漿抹平。采用C25混凝土；梁中縱向受力鋼筋為級(jí)，其余鋼筋為級(jí)。試設(shè)計(jì)該樓蓋（樓梯間在此平面之外，不考慮）。（2） 荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石：；鋼筋混凝土：；混合沙漿：三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 構(gòu)件截面尺寸設(shè)計(jì)（2）

2、板的設(shè)計(jì)計(jì)算（3） 次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（4） 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（5） 繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。四、 設(shè)計(jì)要求（1） 計(jì)算書應(yīng)書寫清楚，字體工整，主要計(jì)算步驟、計(jì)算公式、計(jì)算簡圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計(jì)算過程。（2） 圖紙應(yīng)整潔，線條及字體應(yīng)規(guī)范，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、 目的要求本課程設(shè)計(jì)是水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)鋼筋混凝土樓蓋的組成、受力特點(diǎn)、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、荷載組合及板、次梁、主梁配筋設(shè)計(jì)等有較全面、清楚的了解和掌握，為從事實(shí)際工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、 主要設(shè)計(jì)計(jì)算

3、步驟1 構(gòu)件截面尺寸選擇（1） 板（2） 次梁（3） 主梁2 板的設(shè)計(jì)計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算板的內(nèi)力，計(jì)算板的正截面承載力）（1） 荷載（2） 計(jì)算簡圖的確定（3） 計(jì)算板的彎矩設(shè)計(jì)值（4） 板的配筋計(jì)算3 次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算次梁的內(nèi)力，計(jì)算次梁的正截面、斜截面承載力）（1） 計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值（2） 確定次梁的計(jì)算簡圖（3） 計(jì)算內(nèi)力設(shè)計(jì)值 （彎矩設(shè)計(jì)值、剪力設(shè)計(jì)值）（4） 承載力計(jì)算1） 正截面受彎承載力計(jì)算2） 斜截面受剪承載力計(jì)算4 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。承受次梁傳下的集中荷載及主梁自重。為簡化計(jì)算，將主梁自重簡化為集中荷載）（1）

4、荷載設(shè)計(jì)值（2） 確定計(jì)算簡圖（3） 計(jì)算內(nèi)力設(shè)計(jì)值及繪制包絡(luò)圖1） 彎矩設(shè)計(jì)值2） 剪力設(shè)計(jì)值3） 彎矩和剪力包絡(luò)圖（4） 承載力計(jì)算1） 正截面受彎承載力計(jì)算2） 斜截面受剪承載力計(jì)算 5 施工圖繪制繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。 3設(shè)計(jì)計(jì)算書 一構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì) 1.板 根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取. 跨度.2.次梁 次梁截面高度應(yīng)滿足. 取, , 跨度.3.主梁 主梁截面高度應(yīng)滿足. 取, , 跨度.二板的設(shè)計(jì) 該廠房為四級(jí)水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);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)取1.0。 承載

5、能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的結(jié)構(gòu)系數(shù);根據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取永久荷載分項(xiàng)系數(shù);可變荷載分項(xiàng)系數(shù).板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算 1荷載 取寬為1m的板帶計(jì)算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 水磨石面層 20mm板底混合砂漿 90mm鋼筋混凝土板 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 恒荷載設(shè)計(jì)值 活荷載設(shè)計(jì)值 總 計(jì) 考慮到次梁對(duì)板的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為 2.計(jì)算簡圖 次梁截面為250250mm,板在墻上的支承長度取為120mm,則板的計(jì)算跨度為： 邊跨 且 取 中間跨 跨度差 ，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如圖1所示。（板次梁ABCCBA 圖1 板的計(jì)算簡圖 （A）板的構(gòu)造 （B）板的計(jì)算簡圖 3.內(nèi)力計(jì)算 各

6、截面的彎距計(jì)算見表1. 表1 板的彎距計(jì)算值表 截面邊跨跨中（1）離端第二支座（B）離端第二跨跨中（2）中間跨跨中（3）中間支座（C）彎距系數(shù) 4配筋計(jì)算 , , 。 C25混凝土， . 級(jí)鋼筋，,板的配筋計(jì)算見表2。 表2 板的配筋計(jì)算表 截面部位 1 B 2（3） C，軸線間軸線間，軸線間軸線間彎距計(jì)算值5.1-5.13.350.83.35=2.68-3.83-3.830.8=-3.064彎距設(shè)計(jì)值4.59-4.593.0152.412-3.447-2.7580.1040.1040.06850.05480.07830.06270.110.110.0710.0560.0820.0654264

7、26275217317252 分離式選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積436436279228335251 彎起式選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積436436279218358279 對(duì)軸線間的板帶，其各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，考慮到板的內(nèi)拱作用，其跨內(nèi)截面2，3和支座截面C的彎距值可折減20%，即乘以系數(shù)0.8。三次梁的設(shè)計(jì) 次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)1.荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由板傳來 次梁自重 梁底抹灰 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由板傳來 恒荷載設(shè)計(jì)值 活荷載設(shè)計(jì)值 總 計(jì) 考慮到主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為 2.計(jì)算簡圖 次梁在磚墻上的支承長度為240mm,主梁截面為300700mm.則次梁的計(jì)算跨度為：邊跨 且

8、取 中間跨 跨度差 ，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的計(jì)算簡圖見圖2 板主梁次梁（）ABCCBA 圖2 次梁的計(jì)算簡圖 （A）次梁的構(gòu)造 （B）次梁的計(jì)算簡圖3.內(nèi)力計(jì)算 連續(xù)次梁各截面的彎距及剪力計(jì)算值分別見表3及表4。 表3 次梁彎距計(jì)算值表截面位置邊跨跨中(1)離端第二支座 (B) 離端第二跨跨中(2)中間跨跨中(3)中間支座(C)彎矩系數(shù) (kNm) 表4 次梁剪力計(jì)算值表截面位置端支座(A)右側(cè)離端第二支座 (B)中間支座(C)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)剪力系數(shù)0.450.600.550.550.55(kN)0.4529.286.93=91.30.6029.286.93=121.750.5529.2

9、86.9=111.120.5529.286.9=111.120.5529.286.9=111.124承載力及配筋計(jì)算 正截面受彎承載力計(jì)算 進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨中截面按T形截面計(jì)算。其翼緣計(jì)算寬度為： 邊跨 取較小值，即 離端第二跨，中間跨 取較小值，即 梁 高 翼緣厚 肋 寬 判別T形截面類型： 故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。 支座截面按矩形截面計(jì)算，梁寬,按單排筋考慮，即次梁正截面承載力計(jì)算及配筋過程見表5。 表5 次梁正截面承載力計(jì)算及配筋表截面位置邊跨跨中(1)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(2)中間跨跨中(3)中間支座(C) 彎距計(jì)算值132.30-132.3087

10、.13-99.57彎距設(shè)計(jì)值119.07-119.0778.417-89.6130.0220.2110.0150.1590.0220.2400.0150.174(支座)(跨中)9691125647816選用鋼筋418218+220118+216214+218實(shí)際配筋面積 (mm2)1018509+628=1137254.5+402=656.5308+509+817計(jì)算結(jié)果表明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。斜截面受剪承載力計(jì)算 , , , . 腹筋僅配置箍筋，次梁斜截面的承載力計(jì)算及配筋過程見表6。 表6 次梁斜截面承載力計(jì)算及配筋表截面位置端支座（A）右側(cè)離端第二支座（B）左側(cè)離端

11、第二支座（B）右側(cè)中間支座（C）左側(cè)，右側(cè)煎力計(jì)算值91.3121.75111.12111.12剪力設(shè)計(jì)值82.17109.575100.008100.008截面尺寸驗(yàn)算1.5 4.01.5 4.01.5 4.0 選用箍筋（雙肢）（按構(gòu)造要求）56.656.656.6配箍率 四主梁的設(shè)計(jì)（主梁按彈性理論設(shè)計(jì)）1.荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由次梁傳來 主梁自重(化為集中荷載) 梁底抹灰 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由次梁傳來 恒荷載設(shè)計(jì)值 活荷載設(shè)計(jì)值 總 計(jì) 2.計(jì)算簡圖 主梁端部支承在磚墻上，支承長度取為370mm;中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面尺寸為350mm350mm.因梁的線剛度比柱的線剛度大得多，可視為

12、中部鉸支的三跨連續(xù)梁。 計(jì)算跨度： 邊跨 取較小值 中間跨 取. 跨度差 ，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。主梁的計(jì)算簡圖見圖3。板主梁次梁ABC（A）ABCD1a2ba1QGQQQQQ=129.6kNGGGGG=91.896kN(B) 圖3 主梁的計(jì)算簡圖 （A）主梁的構(gòu)造 （B）主梁的計(jì)算簡圖3.內(nèi)力計(jì)算及包絡(luò)圖. 內(nèi)力計(jì)算采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)行，跨中和支座截面最大彎距及剪力按下式計(jì)算。 不同荷載組合下各截面的彎距及剪力計(jì)算結(jié)果見表7和表8。 表7 主梁彎距計(jì)算表（kN/m）項(xiàng)次 荷載簡圖邊跨跨中支座B中間跨跨中支座CABCDG1a2b169.52(0.244)107.92-185.49(-0

13、.267)46.18(0.067)46.18-185.499(-0.267)ABCDQ1a2b283.16(0.289)239.72-130.31(-0.133)-130.31-130.31-130.31(-0.133)ABCDQ1a2b-43.44-86.87-130.31(-0.133)194.4(0.200)194.4-130.31(-0.133)ABCDQ1a2b224.37(0.2290123.45-304.71(-0.311)91.79165.24(0.170)-87.2(-0.089)ABCDQ1a2b-29.07-58.13-87.2(-0.089)165.24(0.170)9

14、1.79-304.71(-0.311)ABCDQ1a2b268.46(0.274)210.33-174.4(-0.178)-116.27-58.1343.11(0.044)組合次項(xiàng) +425.68347.64-315.80-84.13-84.13-315.8 +126.0821.05-315.80240.58240.58-315.8 +393.89231.37-490.20137.97211.42-272.69 +140.4549.79-272.69211.42137.97-490.20 +437.98318.25-359.89-70.09-11.95-142.38 表8 主梁剪力計(jì)算表（kN

15、） 項(xiàng)次 荷載簡圖端支座A中間支座B中間支座CABCDG1a2b67.36(0.733)-116.43(-1.267)91.90(1.000)-91.90(-1.000)116.43(1.267)ABCDQ1a2b112.23(0.866)-146.97(-1.134)0(0)0(0)146.97(1.134)ABCDQ1a2b-17.24(-0.133)-17.24(-0.133)129.6(1.000)-129.6(-1.000)17.24(0.133)ABCDQ1a2b89.29(0.689)-169.9(-1.311)158.37(1.222)-100.83(-0.778)11.53(

16、0.089)ABCDQ1a2b11.53(0.089)11.53(0.089)-100.83(-0.778)158.37(1.222)-169.9(-1.311)ABCDQ1a2b106.53(0.822)-152.67(-1.178)28.77(0.222)28.77(0.222)-5.70(-0.044)組合次項(xiàng) +179.59-203.491.90-91.90263.4 +50.12-133.67221.5-221.5133.67 +156.65-286.33250.27-192.73127.96 +78.89-104.9-8.9366.47-53.47 +173.89-269.1120

17、.67-63.13110.73將以上表中最不利內(nèi)力組合下的彎距圖及剪力圖分別疊畫在同一坐標(biāo)圖上，畫其外包線即得到主梁的彎距包絡(luò)圖即剪力包絡(luò)圖，見圖4。452.68-490.2347.64240.58-84.3-490.2347.64452.68+（）179.59-64.84-286.33250.2728.77-28.77+ 圖4 主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖 （A）彎矩包絡(luò)圖 （B）剪力包絡(luò)圖4.承載力計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算 跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為： 邊跨 取較小值，即 離端第二跨，中間跨 取較小值，即 梁 高 翼緣厚 肋 寬 判別T形截面類型： 故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。 支座

18、截面按矩形截面計(jì)算，考慮到支座截面及邊跨跨中截面彎距較大，縱筋布置兩排，并放在次梁主筋下面，因此取;而中間跨跨中截面按單排布筋，取B支座邊緣的彎距值： 主梁正截面配筋計(jì)算過程見表9。 表9 主梁正截面承載力計(jì)算表 截面位置邊跨跨中中間支座（B） 中間跨跨中彎距計(jì)算值452.68240.58彎距設(shè)計(jì)值407.41216.520.0400.3380.0190.0550.0410.4310.0190.057(支座)(跨中)258332331274459選用鋼筋425+220725222+220218實(shí)際配筋面積 (mm2)259234361388509斜截面受剪承載力計(jì)算, 端支座取, B支座負(fù)筋為雙排，且布置在次梁負(fù)筋下部，故取h0=700-80=62