水工钢筋混凝土课程设计满分

1、水工钢筋混凝土结构课程设计任务书及计算书设计题目： 钢筋混凝土梁板结构学 院：姓 名：学 号：班 级：指导老师：目录一、设计任务书3二、板的设计6三、次梁设计9四、主梁设计五、结论21六、参考文献21一、水工钢筋混凝土结构学课程设计任务书（一）、 设计课题与目的某建筑钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计。（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料 图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图

2、规定，进一步提高制图的基本技能；（二）、 主要内容1、设计资料： 根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：（1）楼层平面如任务书附图 1 所示。墙体厚度 370mm。楼梯位于该层平面的外部，本设计 不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。（2 ）该建筑位于非地震区。（3） 建筑物安全级别为二级。（4 ）结构环境类别一类。（5 ）建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板、 C20 级钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋 I 级，梁中受力筋 II 级（6 ）荷载：砂浆抹钢筋混凝土重力密度为 25kN/m3 。 楼面活荷载标准值： 6kN /m2。楼面做法：楼面面层用 20mm厚水泥面（重力密度为 20

3、kN/m3），板底及梁用 15mm厚石灰砂浆抹底（重力密度为 17kN/m3）（7） 结构平面布置及初估尺寸：板伸入墙内 120mm，次梁伸入墙内 240mm，主梁伸入墙内 370mm；柱的截面尺寸 bh= 400 mm 400 mm。板厚 hmm。（自己定）次梁：高h_mm，宽 b _mm。（自己定）主梁：高h_mm，宽 b _mm。（自己定）（8） 采用的规范： 水工混凝土结构设计规范 （现在就按课本规定来做） ，建筑结构荷载 规范。2、设计要求（1）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出 弯矩包络图。（2）梁、板允许挠度、最大裂缝宽度验算从略。（3）绘制

4、楼盖结构施工图1楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号） （比 例 1： 100 1：200）；2板模板图及配筋平面图 （标注板厚、板中钢筋的直径、 间距、编号及其定位尺寸）（比 例 1： 100 1：200）；3次梁模板及配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定 位尺寸）（比例 1：50，剖面图比例 1： 151：30）；4、梁材料图、模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包罗图、抵抗弯矩图、模板 图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸） ；（比 例 1： 50，剖面图比例 1： 151：30）；

5、5在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（3）计算书：要求计算准确，步骤完整，内容清晰。三）、设计进度阅读任务书和参考资料 7学时布置设计3学时板的计算8学时次梁计算8学时主梁计算12学时绘制施工详图28学时整理设计计算书6学时准备及答辩8学时合计80学时四）、 设计成果要求（1） 设计计算书一份。包括：计算依据的资料，计算假定、计算简图；板、次梁和主梁 的计算，并附有配筋草图（2）施工图纸一张（ 500mm 750mm）。包括：楼盖结构平面布置图；板的模板图、配筋 图；次梁的模板图、配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图） ；主梁的模板图、配筋图（纵 剖面

6、、横剖面、单根钢筋下料图；为方便设计和校核，要求画出主梁的设计弯矩图和抵抗弯矩 图）；钢筋表。施工详图要求布局合理，线条粗细分明，字体工整，符号、尺寸、说明齐全五）、 考核方式1最终成绩分为五等：优秀、良好、中等、及格、不及格学生姓名：指导教师： 孙万泉附图 1特别注意：1、指导书：图书馆 沈蒲生编着钢筋混凝土结构 ，或其他书籍。设计步骤参考指导书，但一些细节的规定（如计算跨度、分项系数取法等）按我们水工规范来进行，因为指导书中是工民建的规定。2、完成日期： 第 19、20 周上交（地点我的办公室主 B618），提问问题。必须自己亲自上交！否则不计成绩3、提交的结果：计算书 和 设计图纸（绘图

7、纸大小为 A2，大约为 4 张A4 纸那么大）设计图纸包含内容：次梁和板的配筋图；主梁的配筋图和弯矩抵抗图。二、板的设计（按考虑塑形内力重分布方法计算）正截面受弯承载力计算原则（ 1） 平截面假定；（ 2） 不考虑受压区混凝土的工作；（3）受压区混凝土的应力应变关系采用理想化的应力 - 应变曲线；（ 4） 有明显屈服点的钢筋（热轧钢筋） ，其应力应变关系可简化为理想的弹塑 形曲线。（一）基本尺寸的确定（教材 237）1、板厚：按刚度要求，板厚不宜小于其跨长的1/40 （连续梁）；水电站厂房板的常用厚度为 120-200mm。取 h=120mml 40 2300 40 =57.5mm；2、梁高：

8、由构造要求，梁高与跨长的比值， 次梁为 1/18-1/12 ，主梁为 1/15-1/10 ， 梁截面宽度为高度的 1/2-1/3 。次梁截面高度：l 18 =6600/18=367;l 12 =6600/12=550h=450主梁截面高度：l 10 =6900/10=690 l 15 =6900/15=460 h=5503、梁宽：梁截面宽度为高度的 1/2-1/3 。次梁宽：b=200mm；主梁宽：b=250mm。4、板的计算跨度： 边跨： l 。 =ln+h/2=ln+120/2=2300-120-200/2+120/2=2140mm且满足 l 。=ln+a/2=2300-120-100+6

9、0=2140中跨： l 。 =ln=2300?200=2100mm计算跨度差：(2140-2100)/2100=1.9%10%说明可按等跨连续板计算内力。(二)荷载计算1、荷载标准值：恒荷载：20mm厚水泥砂浆面层： 0.02*20 0.4kN/m2120mm钢筋混凝土板： 0.12*25 3 kN/m215mm板底石灰砂浆： 0.015*17 0.255 kN/m2gk= 3.655kN/m2活荷载：q=6kN /m2、荷载设计值：由表 2-5 得相关系数恒荷载： 活荷载： q=1.2*6=7.2 kN/m2g+q=11.586 kN/m2板的计算简图如下 , 取 1m板作为计算单位：g +

10、 q =11.586kN/m板的计算简图图1查水工钢筋混凝土结构学（第 4 版）（中国水利水电出版社）表 9-2, 板的弯矩系数 mb分别为： 1/11（边跨跨中）；1/11（离端第二支座）；1/16 （中间跨 中）；1/14（中间支座），分别代入公式 M=mb（g+q）l 。l 。，计算各截面弯矩如 下表所示表 1 、连续板各截面弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中、中间跨跨中中间支座弯矩计算系数 mb1/11-1/111/16-1/142M= mb(g+q)L 0 /(kN m)4.82-4.823.19-3.653、截面承载力计算混凝土强度等级采用 C20，f c = 9.6

11、N/mm2 ，ft= 1.10 N/mm2 ，一级钢筋fy=210N/mm2,b = 1000mm，h = 120mm，取保护层厚度 c=20,取 a=30,h0 = 120 - 30 = 90mm ，1 = 0.85 ，K=1.2, min=0.2%连续板各截面的配筋计算，如下表所示。中间区板带 - 轴线间，其各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其计算弯矩降低 20%。表 2 、配筋表边区板带（-，- 轴线间）中间区板带（ - 轴线间）离端第离端第板带部位截面边跨离端二跨跨中间支边跨跨离端第二跨跨备注第二内、中内、中中间支座跨中支座间跨跨座中二支座间跨跨中中-

12、4.8M(kNm)4.8223.19-3.654.82-4.822.55-2.920.07s=KM/fcbh020.07440.0490.0560.0740.0740.0390.045=1-(1-2s)0.0770.070.0500.0580.0770.0770.0400.0460.570.460.85 b0.46880.4680.4680.4680.4680.4680.468满足As= bh0f c/f y(mm316.8316.205.7238.6316.8316.8164.6189.3两者取2)8大Asmin=0.002bh240240240240240240240240 888 8选配

13、钢筋88 8 8150150200200150150200200实配钢筋面积(mm2)3353352512513353352512515、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图三、次梁设计(按考虑塑形内力重分布方法计算)(一)荷载计算1、恒载设计值：由板传来荷载 4.386* 2.3 = 10.09kN/m次梁自重 1.05* 25 *( 0.45 - 0.12 )*0.2 = 1.73kN/m梁抹灰 1.05 * 17 * 0.0150.45 - 0.12 )* 2+0.2= 0.23kN/mg = 12.05kN/m2、活荷载设计值：由板传来 q = 7.2 2.3 = 16.56kN

14、/m g + q = 12.05+16.56 = 28.61kN/m(二)内力计算1、计算跨度：边跨：l n = 6.6- 0.24 - 0.25/2 = 6.235ml 0 = 1.025*l n = 6.391ml n+a/2=6.235+0.12=6.355m l 。取 l 。 =6.355m中间跨：l 0 = l n= 6.6 - 0.25 = 6.35m跨度差(6.355 - 6.35 )/ 6.35 = 0.08% 0.1则不需按翼缘高度考虑故取最小值 bf = 2118mm 端第二跨、中间跨bf= l0/3 = 6350/3 = 2117mm b + sn= 200 + (230

15、0 - 200) = 2300mm hf /h o=120/410=0.29 0.1则不需按翼缘高度考虑故取最小值 bf = 2117mm2、判别 T 形截面类型：fcbfhf(h0-hf/2)= 9.6 2117 120 (410 - 120/2)= 853.57kN m 边跨 ：KM=1.2110.36=132.432中间跨： KM=1.272.10=86.52f cbfhf(h0-hf/2) KM 故各跨跨中截面均属于第一类 T 形截面。 支座截面按矩形截面计算，支座按布置一排纵筋考虑 h0= h - 40 = 450 - 40 =410mm3、次梁正截面配筋计算如下表所示。 ( 梁中箍

16、筋、构造钢筋 I 级，梁中受力筋II 级)表 5 、次梁正截面承载力计算( fy=300N/mm2)截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座备注KM(kNm)1.2 110.36=1.2(-110.36)=1.2 72.10=1.2(-82.40)=132.432-132.43286.52-98.889.6 21189.6 2009.6 21179.6 200fcbh02或4102=4102=4102=4102=fcbf h02 (kN m)3417.9322.7523416.33322.752s=KM/fcbh020.0390.4100.0250.306s=KM/fcbf

17、h02=1-(1-2s)0.50.0400.5760.0250.3770.85 b0.4680.4680.4680.468满足As=f cbh0 /f yAs=f cbf 1111.51511.4694.4989.22h0 /f y(mm)Asmin=0.002bh180180180180满足选配钢筋3 253 253 223 22实配钢筋面积(mm2)14731473114011404、次梁斜截面配筋计算如下表所示表 6、次梁斜截面承载力计算 (f yv=210N/mm2)截面端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座左侧、右侧备注V(kN)81.82109.0999.9299.92

18、KV(kN)99.384130.908119.904119.9040.25f cbh0(kN)196.8KV196.8KV196.8KV196.8KV截面尺寸满足要求VC=0.7f tbh0(kN)63.14KV63.14KV63.14KV63.14 svmin5、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图四、主梁设计（按弹性理论计算）（一）、荷载计算1、恒载设计值：由次梁传来12.05 6.6 = 79.53 kN主梁自重（折算为集中荷载）1.05 25 0.25 （0.55 - 0.12） 6.9 = 19.47 kN梁侧抹灰（折算为集中荷载）1.05 170.015 （ 0.55-0.1

19、2 ）2 + 0.25 6.9=2.04 KNG = 101.04kN2、活荷载设计值：由次梁传来 Q = 16.56 6.6 = 109.296 kNG + Q = 210.336 kN（二）内力计算1、计算跨度：边跨：l n = 6.9 - 0.12 - 0.2 = 6.58ml 0 = 1.025l n = 1.025 6.58 = 6.7445 ml n+a/2=6.58 + 0.37/2 = 6.765 m取l 0 = 6.7445m，中间跨：l n = 6.9 - 0.4 = 6.5ml 0 = l n = 6.5m平均跨度l 0 = （6.7445 + 6.5 ） / 2 = 6

20、.62m（ 计算支座弯矩时取值） 跨度差（6.7445 - 6.5 ）/ 6. 5 = 3.76% 0.1则不需按翼缘高度考虑取最小值 bf = 2248mm中间跨:bf= l0/3 = 6500/3 = 2167mmb + sn= 250 + (6900 - 400) = 6750mmhf/ho=120/510=0.24 0.1则不需按翼缘高度考虑取最小值 bf= 2167mm，(2) 判别 T 形截面类型：fcbfhf(h0-hf/2)= 9.6 2167 120 (485 - 120/2)= 1060.96 kN m KM1=1.2 293.27=351.924 kN m KM2=1.2

21、 155.13=186.156 kN m故属于第一类 T 形截面。主筋正截面及斜截面承载力计算如下表所示。4、配筋计算表 11、主梁正截面承载力计算截面边跨跨内 3边跨跨内中间支座10中间跨跨内 13M(kNm)342.93240.36-381.28155.13-57.99V0b/2(kN m)53.986Mb=M-V0b/2(kN m)-327.294s=KM/fcbh020.0810.0570.7570.0340.014(s=KM/fcbfh02)=1-( 1-2 s)0.50.0850.0590.0350.014As=f cbh0 /f yAs=f cbf 2965.562058.451

22、237.8475.72h0 /f y(mm)Asmin=0.002bh275275275275选配钢筋6 256 253 252 18( 通长)实配钢筋面积(mm2)294529451473628对于中间支座s sb =0.358 (查教材表 3-1 ) 所以要配双筋截面：计算受压钢筋截面面积：取 a =40mmAs = (KM - sbSf cbh02)/ f y(h0 - a )= (1.2 327.294 - 0.358 9.6 250465465)/300 (465 - 40)= 1623.312 mm2计算受拉钢筋截面面积：As = (f cbh0 1 b + f y As )/f y= (9.6 2504650.850.468 + 300 1623.312)/300= 3103.128 m