水工钢筋混凝土结构课程设计doc

1、钢筋混凝土结构课程设计钢筋混凝土肋形楼盖设计学 院： 水利与生态工程学院专 业： 水利水电建筑工程 班 级： 2012 级（4）班 姓 名： 汤 飘 瑞 学 号： 2012011581指导老师： 吴 帅 兵 2013年12 月水工钢筋砼课程任务设计书课程设计题目：钢筋混凝土肋形楼盖设计柱网尺寸L1×B1、柱的截面尺寸b×h = 300mm×400mm，楼面活荷载标准值qk按题号由表1给出，如表2所示。表2 设计参数自选题号L×B（mm×mm）L1×B1（mm×mm）qk（kN/m2）8130000×18900600

2、0×63005.0 一、设计资料某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，厂房按正常运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数取1.0。 20mm厚水泥砂浆抹面 （水泥砂浆容重为20kN/m3）。钢筋混凝土结构层 （钢筋混凝土容重为25kN/m3）。15mm厚混合砂浆粉底 （混合砂浆容重为17kN/m3）。 混凝土：楼面活荷载标准值qk=5kN/m时，采用C20；钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。 柱网尺寸：L1×B1=6000mm×6300mm柱的截面尺寸：b×h=300mm×400mm

3、2、 结构布置 楼盖采用单向板肋形楼盖方案，梁板结构布置及构件尺寸见图1 三、初拟构件尺寸及确定系数 板的跨度为2.1m，厚80mm；次梁的跨度为6.3m，截面尺寸为200mm×450mm；主梁的跨度为6.0mm，截面尺寸为300mm×600mm；承重墙线厚为240mm，轴线厚为370mm.四.板的设计1.计算简图板按塑性内力重分布方法计算，取每m宽板带为计算单元，有关尺寸及计算简图2板的计算跨度： 边跨: l=l+(h+b)/2=1.88+（0.08+0.2）/2=2.02m l=l+(b+a)/2=1.88+（0.2+0.12）/2=2.04m 取最小值：l=2.02m

4、 中间跨: l=l=2.1m2、荷载计算：取宽度为1m的板计算 恒荷载： 板自重 0.08251=2.0 KN/m 20mm抹面 0.02201=0.4 KN/m 15mm抹面 0.015171=0.255 KN/m 标准值g=2.655 KN/m 设计值 g=g=1.052.655=2.79 KN/m 活动荷载： 标准值q=5.0 KN/m 设计值q=q=5.01.2=6 KN/m 考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为： g=g+q/2=2.79+6/2=5.79KN/m q=q/2=6/2=3KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查

5、表得到： ；M=+ 跨中弯矩：M= 0.07815.792.022.02+0.132.022.02=3.07 KNm M=0.03315.792.12.1+0.078732.12.1=1.89 KNm M=0.04625.792.12.1+0.085532.12.1=2.31KNm 支座弯矩：M=-0.1055.79(2.02+2.1)/2(2.02+2.1)/2+0.1193(2.02+ 2.1)/2(2.02+2.1)/2=-4.09 KNmM=-0.0795.792.12.1+0.11132.12.1=-3.48 KNm 支座边缘弯矩：M= M-1/2Vb=-4.09-0.2/2(2.0

6、/29.99)=-2.99KNm M= M-1/2Vb=-3.48-0.2/2×(2.0/29.99)=-2.38 KNm 4、截面设计板厚：h=80 mm ；h取55 mm；混凝土C,f=9.6 N/mm,1级钢筋f=210 N/mm,结构系数k=1.2 。截面1B2C3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩计算值(N)3.074.091.890.81.892.380.82.382.310.82.31弯矩设计值(N)3.074.091.891.52.381.92.311.85=0.1260.1690.0780.0620.0980.0650.0950.0760.1350.1860.

7、0810.0630.10.0670.10.079A=334460182156248166248196选用钢筋边板带6/8 100(393)6/8100+8200(534) 6100(283)6100 (283) 6100(283)中板带8120 (419) 6/8120+8240(536) 6120 （236） 6120 (236) 6120 (236)配筋计算如下表计算在板的配筋详图3中除按计算配置受力钢筋外，还应配置下列要求的构造钢筋。（1）分布钢筋：按规定选用 6250（2）板面附加钢筋：按规定选用 6200，设置于墙边。（3）主梁顶部附加钢筋：按规定选用 8200，配置于主梁顶部的板面

8、。三、次梁设计1、计算简图4次梁在砖墙上支撑为370 mm；主梁截面为：300mm600 mm计算跨度： 边跨： l=l=6.0m l=1.025 l+b/2=1.0255.73+0.3/2=6.02 m中跨： l=l=6.0 m所以取边跨为6000 mm, 中跨为6000 mm2、 荷载计算,。计算单元见图5恒荷载： 由板传来 2.6552.0=5.31 KN/m 次梁自重 0.2（0.45-0.08）25=1.85 KN/m 标准值 g=7.16 KN/m 设计值 g=g=1.057.16=7.52 KN/m 活动荷载： 标准值 q=5.0 2.0=10 KN/m 设计值 q=q=1.21

9、0=12KN/m 考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为：g=g+q/4=7.52+12/4=10.52 KN/m q=q3/4=120.75=9KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ；M=+; ；V=+跨中弯矩：M= 0.07810.5266+0.1966=61.9 KNm M=0.033110.5266+0.0787966=38.03 KNm M=0.046210.5266+0.085510.896= 45.3 KNm支座弯矩：M=-(0.10510.5266+0.11910.896)= -80.6KNmM=-(0.079

10、10.5266+0.111966）=-65.88 KNm支座边缘弯矩： M= M-1/2Vb=-80.6-0.3/2(21.926/2)=-70.74 KNm M= M-1/2Vb=-65.88-0.3/2(21.926/2)= -56.02KNm剪力计算 边跨：l=5730 mm 中间跨：l=5700 mmV=0.39410.525.73+0.44795.73=52.77 KNV=-0.60610.525.7+0.62095.7=-76.58 KN V=0.52610.525.7+0.59895.7=70.15KN V=-0.47410.525.7+0.57695.7= -65.5KN V=

11、0.50010.525.7+0.59195.7=68.07 KN4、正截面设计（1）正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算，截面h=450 mm 肋宽b=200 mm,翼缘宽度按h=80 mm,截面有效高度取410 mm.混凝土C,f=9.6N/mm；受力钢筋为ll级f=300 N/mm；承载力安全系数K=1.2。跨中T形截面类型判别： b =l/3=6000/3=2000 mm b =b+s=200+1800=2000 mm 所以取b =2000 mm bhf(h- h/2)=2000809.6(410-80/2)=568 KNm >kM=1.270.1=84.12

12、KNm所以截面属于第一类型截面。 配筋计算见下表：截面1B2C3弯矩计算值(N)61.980.638.0365.8845.3 或(N)3227.5322.753227.5322.753227.5=0.0230.2990.0140.2450.0170.0230.3660.0140.2850.017A=或 A= 603960367747 446选用钢筋()318 (763)218+122 (889)218 (509)318(763)218(509)（2）斜截面承载力计算：截面尺寸验算： h=h-h=410-80=330mm h/b=330/200=1.65<4.0 0.25fb h=0.25

13、9.6200410= 196800N 196.8 KN>kV=kV=1.276.58=91.9 KN截面尺寸满足要求。 V=0.7ftbh=0.71.1 200410=63140N=63.14 KN <KVmin=KVA=1.252.77=63.3 KN 除支座A外其它截面需要进行截面寿承载剪力的计算。 横向钢筋计算：设钢筋选用6150的双支筋； 箍筋率: = 228.3/(200150)=0.19%>0.15%满足l级钢筋配箍率的要求。 V+V=0.07fbh+1.25f=0.71.1200410+1.25210410(228.3/150)=103751N=103.751K

14、N 103.751KN >KV=91.90KN5.次梁配筋详图6四、主梁设计1、计算简图7次梁在砖墙上支撑为370mm；主梁截面为：300mm600mm跨度： 边跨： l=l= 6.3m l=1.025ln+b/2=1.025(6.3-0.12-0.15)+0.3/2= 6.33m 取较小值l=6.3m 中跨： l=l= 6.3 m所以取边跨为6300 mm,中跨为6300 mm2、荷载计算为简化计算，将主梁2.2m长的自重按集中荷载考虑。恒荷载：次梁传来的荷载 7.16(5.0-0.3)=33.65KN主梁自重 0.60.32.125=9.45KN 标准值 g=50.26 KN 设计值

15、 g=g=1.0550.26= 52.8KN 活动荷载： 标准值 q=5.02.16=63 KN 设计值 q=q=1.263=75.6KN3、内力计算： 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： 弯矩计算值 M=+; 剪力计算值 V=+荷载作用点最不利位置见图8跨中弯矩 M1=(0.24452.8+0.28975.6)6.3=218.8 KNm M2=(0.06752.8+0.20075.6)6.3=118 KNm支座弯矩 MB=-(0.26752.8+0.31175.6)6.3=-236.46 KNm支座边缘弯矩 M= M-1/2Vb =-236.

16、46-0.3/2(52.8+75.6) =-217.2KNm 剪力计算 V=0.73352.8 +0.86675.6= 104.172 KN Vl= -(1.26752.8+1.31175.6)= - 166 KN Vr=1.052.8+1.22275.6=145.18 KN主梁的内力包络图见图94、配筋计算(1)纵向钢筋计算。受力钢筋为HRB335，f=300 N/mm；混凝土强度等级C20，f=9.6N/mm，ft=1.1N/mm;结构承载力安全系数K=1.2.跨中按T形截面计算，钢筋布置一排，h=600-45=555 mm,翼缘宽度： b =l/3=6.3/3=2.1 m b =b+Sn

17、=0.2+5.8=6 m 取较小值，b =2.1m则 bhf(h- h/2)=2000809.6(555-80/2)=791KNm>Mmax=KM1=1.2246.34=295.61 Nm 属于第一类T形截面。 支座按矩形截面计算，肋宽 b=300 mm,钢筋按两排布置，则 h=600-80=520mm主梁正截面的配筋计算见下表：截面1B2弯矩计算值(N)218.8236.48118或(N)57117795711=0.0340.3640.0180.0350.4780.018A=或 A=用钢筋()225+220(1610)320+225(1920)320(942)

18、（2）横向钢筋计算：截面尺寸验算： h=h-h=520-80=440 mm h/b = 440/300 = 1.47 < 4.0 0.25fb h=0.259.6300520=374.4 KN >kV=kV=1.2185.83=222.436 KN截面尺寸满足要求。 V=0.07fbh=0.71.1300520=120.12 KN <KVmin = kV=1.2117.27=140.724 KN故支座处截面需按计算配置横向钢筋。设钢筋选用8200的双支筋；箍筋率 =（250.3）/(300200) = 0.16%>0.15%满足l级钢筋配箍率的要求。V+V=0.07fbh+1.25f =0.71.1300520+1.25210（250.3）/200520 =1887795 N=188.779 KN >KVmax=1.2150.47=180.564 KN故B支座处需在B座设弯起钢筋。第一排弯起钢筋的截面面积（314mm2）满足要求。第一排弯起钢筋的弯起点至支座边缘弯矩的距离为：S1+h-c-c=100mm<Smax，则S1+h-c-c=100+600-30-30=640（mm），该截面上剪力设计值V=185.83KN，也应弯起120（314mm2）第二排弯起点至支座边缘的距离：640+250+6