水工钢筋混凝土结构课程设计

1、?水工钢筋混凝土结构?课程设计姓名：苏瑞学号：2022030008专业：14级水利水电建筑工程土官?水工钢筋硅?课程设计任务书课程设计题目：钢筋混凝土肋形楼盖设计一、设计资料1、设计条件某水电站副厂房属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,设计状况系数少取1.0.采用外墙及内柱承重,柱网布置如图1所示,楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构.图1副厂房楼盖结构柱网布置图2、设计参数(1)楼层构造20mm厚水泥砂浆抹面(水泥砂浆容重节为20kN/m3).钢筋混凝土结构层(钢筋混凝土容重率为25kN/m3).15mm厚混合砂浆粉底(混合砂浆容重辛为17kN/

2、m3).(2)材料混凝土：楼面活荷载标准值qH6kN/m时,采用C20;qk6kN/m时,采用C25;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.(3)设计参数表1柱网尺寸L1XB1及荷载楼面活荷载标准值LXB1(mxm)qk(kN/m)456785.7X5.701020304055.7X6.006070809105.7X6.31112131411515.7X6.616171819206.0X5.721222324256.0X6.0262728291306.0X6.331323334356.0X6.636373839406.0X6.9414243444516.0

3、X7.24647484950柱网尺寸LiXBi、柱的截面尺寸bxh=300mmx400mm,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LXB(mmxmm)L1义B1(mmxmm),2、qk(kN/m)0823500X180005700X60006、设计内容1、肋型结构梁格布置及构件尺寸拟定根据设计任务书提供的设计资料及表1所填有关设计参数进行结构布置； 选定材料并拟定构件截面尺寸,板的结构采用单向板结构.2、结构内力计算根据结构工作状况及结构特点,确定计算简图,并进行荷载计算；计算结构内力,并根据需要绘制内力包络图.3、截面设计考虑结构设计的平安、经济、便于施工等因

4、素进行截面设计；合理选择受力钢筋,并按要求配置构造钢筋；绘制主梁内力包络图及反抗弯矩图.4、绘制构件施工图绘制楼盖结构平面布置图(1:1001:200);绘制板、次梁和主梁模板配筋图,根据需要绘制钢筋材料表或钢筋抽样图.三、课程设计分组及要求1、设计分组学生根据学号按表1确定自己的设计参数,将设计参数填入表2并独立完成课程设计任务.2、时间和地点安排教学周第15周和第16周,共十天时间.具体安排如下:1熟悉资料1天2结构布置1天3内力计算2天4截面设计2天5施工图绘制2天6计算书整理2天课程设计的地点安排在逸夫楼.3、提交的文件1计算书1份每个学生根据封面、目录、课程设计任务书、计算书正文的顺

5、序装订成册.要求提交wordword文档打印件,排版整洁,并将电子文档按行政班级提交指导老师.2施工图3张每个学生提交3 3张施工图CAD绘图或手绘图,分别为板的配筋图,次梁配筋图和主梁配筋图.4、考核方式与成绩评定按设计成果包括设计计算书和设计图纸占70%、设计过程包括出勤情况和设计态度占30%比例评定课程设计成绩.四、主要参考资料1李萃青,阎超君,赵建东.水工钢筋混凝土结构第二版M,北京:中国水利水电出版社,2022.2水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.水工混凝土结构设计标准SL191-2022S,北京：中国水利水电出版社,2022.3河海大学、大连理工大学等.水工钢筋混凝土结构

6、学第四版M,北京：中国水利水电出版社,2022.4周氐,章定国,钮新强.水工混凝土结构设计手册M.北京：中国水利水电出版社1998.5袁锦根,余志武.混凝土结构设计根本原理M.北京：中国铁道出版社,2022.6叶列平.混凝土结构上册M.清华大学出版社,北京,2022.7朱彦鹏,蒋丽娜,张玉新等.混凝土结构设计原理M.重庆大学出版社,重庆,2022.指导教师：何婷、吴帅兵、鄢玉英、蔡高堂、张洁、王志强、张强、罗红卫教研室主任：蔡高堂设计计算书一、题目钢筋混凝土肋形楼盖设计二、设计资料某水电站生产副厂房为3级水工建筑物,厂房按正常运行状况设计,采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖,结构平面布置如下图,

7、墙体厚370mm.楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面,梁板底面为15mm厚混合砂浆抹平.采用C20混凝土； 梁中纵向受力钢筋为II级,其余钢筋为I级.试设计该楼盖楼梯间在此平面之外,不考虑一类环境.2荷载标准值,均布活荷载标准值：qk=6.0kN/m,水泥砂浆抹面：20kN/m3；钢筋混凝土：25kN/m3；混合沙浆：17kN/m3三、设计内容构件截面尺寸设计板的设计计算次梁的设计计算主梁的设计计算绘制板的配筋图、绘制次梁的配筋图、绘制主梁的配筋图.钢筋混凝土肋形楼盖设计一、楼面梁格布置和构件截面尺寸板的跨度为l=2.2m,厚80mm;次梁跨度为l=6.0m;截面尺寸200mmX450mm;主梁

8、跨度为l=6.6m,截面尺寸300mmX600mm;墙体厚为：370mm该厂房为3级水工建筑物,根本组合,结构承载力平安系数K=1.2.二、板的设计1、计算简图板为5跨连续板,结构尺寸如下图(hb)10=ln=1.780.14=1.92m边跨：2(ba)IO=ln=1.780.16=1.94m2取较小值,所以l.=1.92m中间跨:2、荷载计算.取1m板宽进行计算板的计算跨度:恒荷载: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=0.255(KN/m)标准值gk=2.0+0.4+0.255=2.655(KN/m)设计值g

9、=Ggk=1.052.655=2.79(KN/m)活动荷载：标准值qk=6.0(KN/m)设计值q=Qqk=6.01.2=7.2(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+7.2/2=6.39(KN/m)q=q/2=7.2/2=3.6(KN/m)3、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：弯矩计算值为M=：0glo2+：iql02跨中弯矩：边跨Mi=0.0781父6.39父1.922+0.1父3.6父1.922=3.17(KNm)中间跨M2=0.03316.392.02+0.07873.62,02=1.98(K

10、N.m)M3=0.04626.392.02+0.08553.62,02=2.41(KN.m)支座弯矩：支座边缘弯矩：4、配筋计算板厚：h=80mm;h.取55mm;混凝土C20,fc=9.6N/mm2;HPB235级钢筋fy=210N/mm2;钢筋混凝土结构承载力平安系数K=1.2.考虑到水电站厂房发电机组对结构的动力影响,板的配筋采用弯起式.配筋计算如下表计算截面1B2C3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩计算值M(M106Nmm)3.174.221.980.8X1.982.620.8X2.622.410.8X2.41弯矩设计值M(父106Nmm)3.174.221.981.582.6

11、22.12.411.930.1310.1740.08180.0650.1080.0870.1000.0800.1410.1930.0850.0670.1150.0910.1060.083354485213168289229267209选用钢筋,2、(mm)边板带6/8100(393)6/8100+46200(534)6100(283)6100(283)6100(283)中板带8120(419)6/8120+48240(536)6120(236)卜6120(236)卜6120(236)注： 中板带的中间跨及中间支座由于板四周与梁整体连接,可考虑拱的作用,故将该处弯矩减少20%即乘以0.8系数.5

12、、板配筋详图在板的配筋详图中,除按计算配置受力钢筋外,尚应设置以下要求的构造钢筋.(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,设置于主梁顶部的板面.三、次梁设计1、计算简图,次梁为5跨连续梁,其结构尺寸如图(a)所示,计算简图如图(b)所示(a)(b)计算跨度：lo=lc=5.7m边跨：b0.310V1.0251n=1.0255.53=6.82m22取较小值l0=5.7m中跨：l0=lc=5.7m2、荷载计算恒荷载：板传来梁自重标准值设计值活动荷载：标准值设计值考虑主梁对次梁的转动约束,2.6552.0

13、=5.31(KN/m)0.2(0.45-0.08)25=1.85(KN/m)gk=5.31+1.85=7.16(KN/m)g=1.057.16=7.52(KN/m)qk=6.02.0=12(KN/m)q=1.212=14.4(KN/m)折算荷载为：g=g+q/4=7.52+14.4X1/4=11.12(KN/m)q=(3/4)q=(3/4)乂14.4=10.8(KN/m)3、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表格计算,查表得到：弯矩计算值为M=：0gl20+ql20；剪力计算值为10%,可采用等跨(1)弯矩V=0g0+：1q0跨中弯矩:Mi=0.078d1.12M5.72+

14、0.1父10.8父5.72=63.27(KNm)M2=0.033111.125.72+0.078710.85.72=39.57(KN.m)M3=0.046211.125.72+0.085510.85.72=46.69(KN.m)支座弯矩：MB=-(0.10511.125.72+0.11910.85.72)=-79.69(KN-m)MC=-(0.07911.125.72+0.11110.85.72)=-67.49(KN-m)支座边缘弯矩：MB=MB-bV0=-(79.69-0321.9j5.7尸-70.32(KNm)MC=MC-bVO=-(67.49-0321.9j5.7尸-58.12(KNm)

15、(2)剪力计算跨度取净跨度：边跨：l=5.53m,中间跨：l=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=0.511.125.5+0.59110.85.5=65.69(KN)4、配筋计算(1)正截面计算跨中按T形截面计算,支座按矩形截面计算.截面高度h=450mm肋宽b=200mm,翼缘宽度按hf=

16、80mm,截面有效高度h0=410mm.混凝土的强度等级C20,九=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2;受力钢筋为HRB335级钢筋,fy=300N/mm2;结构承载力平安系数K=1.2.跨中T形截面类型判别：翼缘宽度bf=-=6=2(m)33bf=b+sn=0.2+1.8=2.0(m)所以取最小值,bf=2m贝Ubfhffc(ho-、)=2000809.6(410-弓)=568(kNm)Mmax=KM1=1.267.03kN=80.436(kNm)所以截面属于第一类型截面.正截面配筋计算,见下表:截面1B2C3弯矩计算值M父106N Nmm63.2770.3239.5758.1246.

17、69C,C一6bhfc或bfh0fc(10N Nmm)3227.53227.53227.53227.53227.5KMKMas=2或%=2fcbh0fcbfh.0.0240.2610.0150.2160.0170.0240.3090.0150.2840.017AS=为n,或AS=tbfh.；Tyfy629.76810.816393.6745.216446.08选用钢筋mm23小18(763)2小18+1222(889)2小16(402)3小18(763)2小18(509)2斜截面承载力计算：截面尺寸验算：说明截面尺寸满足要求.因此,需进行斜截面受剪承载剪力计算.横向钢筋计算：设钢筋选用中615

18、0的双肢箍筋配筋率；sv=4=228,3=0.19%n=0.15%bs200150符合HPB235级钢筋配箍率的规定.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)满足斜截面承载力要求.5、次梁配筋详图次梁配筋及构造见图纸.边跨跨中截面配置3根纵向受力钢筋,其中号钢筋设于梁角,号钢筋在边支座附近弯起以增强斜截面的受剪承载力.支座截面反抗负弯矩的纵向受力钢筋的截断位置参照图9-15确定,角点处钢筋截断后另设2.12架立钢

19、筋与之绑扎连接.四、主梁设计1、计算简图主梁共3跨,梁两端搁置在石专墙上,中部由300m忻300m曦面的柱支撑,因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于4,可视为中部校支的3跨连续梁.计算跨度跨度：边跨：10=lc=6.0m10=1.025ln+-=1.025X(6.0-0.12-0.15)+=6.0m22取较小值l0=6.0m中间跨：10=lc=6.0m2、荷载计算恒荷载：次梁传来的集中荷载主梁自重化为集中荷载标准值设计值活荷载：标准值设计值3、内力计算：7.16(6.0-0.3)=40.81(KN)0.30.62.025=9(KN)Gk=40.81+9=49.81(KN)G=GGk=1.0549.

20、81=52.3(KN)Qk=6.02.06=72(KN)Q=QQk=1.272=86.4(KN)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：弯矩计算值为M=kl0+k2Ql0剪力计算值为V=k3G+kQ(1)弯矩跨中弯矩M1=(0.244X52.3+0.289X86.4)X6=226.38(KNm)M2=(0.067X52.3+0.2X86.4)X6=124.7(KNm)支座弯矩MB=-(0.267X52.3+0.311X86.4)X6=-245(KNm)支座边缘弯矩MB=MB-bVO=-245-03父(52.3+86.4)=-224.2(KNm)22(

21、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、配筋计算(1)纵向钢筋计算.受力钢筋为HRB335级,fy=300N/mm2;硅强度等级C20,fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2;结构承载力平安系数K=1.2跨中截面：按T形截面计算,钢筋布置为一排,h0=h-45=555(mm)翼缘宽度：bf=-=6=2(m)33bf=b+sn=0.2+5.8=6.0(m)所以取bf=2mbfhffc(ho-)=2000M

22、80M9.6“55580)=791(KNm)Mmax=KM1=1.2226.38=271.66(KNm)属于第一类T形截面.支座截面：按矩形截面进行计算,肋宽b=300mm,钢筋按两排布置,那么h0=600-80=520(mm)主梁正截面配筋计算见下表：截面1B2注：1.As弯矩设计值M(x106Nmm)226.38224.2124.7bh2fc或bfh；上(区 1dNmm)59147795914Pminbh0=0.匕工邛M匕工中M0fs=q_或0fs=44fcbh0fcbfh00.0460.3450.0252%x300X565=339(mm20.0470.4440.026AS=h0或AS=为fh0ffyfy16732217910一.一2选用钢筋(mm)2小25+2小20(1610)4小20+2小25(2239)2小25(982).2.支座=0.4440.85b=0.85X0.55=0.4675.(2)横向钢筋计算截面尺寸验算：hw/b=(520-80)/300=1.47KVmax=KVB=1.2179.53=215.436(KN)说明截面尺寸满足要求.Vd=0.7fcbh0=0.71