水工钢筋混凝土专业课程设计样本(共22页)

1、水工钢筋混凝土专业课程设计水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一内容钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二设计资料某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖1楼层平面L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm级：混凝土：梁、板 C20钢 筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋 级 梁中受力筋级：钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3水磨石面层： 石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3 楼面活荷载： 4kN/m2 （建议尺寸：柱=350mm×350mm）三设计要求板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算

2、次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算主梁的设计：按弹性理论分析方法计算四设计成果计算书1份板的平面配筋图 （比例自拟）次梁配筋图 （比例自拟）主梁材料图与配筋图（比例自拟）五要求参考现行设计规范，认真、独立、按时完成六参考资料赵鲁光 主编，水工钢筋混凝土结构习题与课程设计，中国水利水电出版社，1998海河大学 等合编，水工钢筋混凝土结构学，中国水利水电出版社，1996七设计时间一构平面布置及构件截面尺寸初估：L1=2000mm，L2=6000mm图1 楼盖平面图 floor system plan2各构件截面尺寸初估：板的厚度按构造要求h=80mm>l/40=2000/40=50mm

3、次梁截面高度取h=500mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。主梁截面梁高度取h=700mm>l/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。板：板厚= 80 mm次梁：梁高 h= 500 mm；梁宽 b= 200 mm主梁：梁高 h = 700 mm；梁宽 b= 300 mm 柱：b×h=350mm ×350mmK=二板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的尺寸及支承情况如图所示对于超过五跨的等刚度连续板，由于中间各跨的内力与第三跨的内力非常接近，设计时可按五跨连续板计算，如下图1荷载计算恒载标准值： 水磨石面层

4、： kN/m2 80mm钢筋混凝土板：= kN/m2 15mm石灰砂浆抹面：= kN/m2 合计：g= kN/m2 恒载设计值: =活荷载标准值: 4kN/m2活荷载设计值：q=总荷载设计值：P = g + q = + = kN/m22计算跨度板厚 h=80mm, 次梁 bh=200mm500mm边跨：L01=Ln+h/2=2000-120-200/2+80/2=1820mm L01= Ln+a/2=2000-120-200/2+120/2=1840mm选其中较小者L01=1820mm中跨：L02=Ln=2000-200=1800m 将计算跨度尺寸标入计算简图中3内力计算跨度差：(L01-L0

5、2)/L02=(1820-1800)/1800=%<10%，故按等跨连续板计算板的弯矩计算：查表9-2得，计算弯矩如下表：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及中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14（kN·m）2.364-2.3641.590-1.817截面承载力计算：查表：c=20mm,a=c+5=25mm,b=1000mm,h=80mm,h0=h-a=80-25=55mm, fc=,fy=210N/mm2,各截面承载力及其配筋计算如下表：板的配筋计算板带部位边区板带中间区板带板带部位截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中

6、间跨跨中中间支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座M/kN·m2.364-2.3641.590-1.8172.364-2.3641.5900.8=1.272-1.8170.8= -1.45360.0980.0980.0660.0750.0980.0980.0530.0600.1030.1030.0680.0780.1030.1030.0540.062 (mm2)258.94258.94171.01196.45258.94258.94135.82155.85选配钢筋820082006/81706/82008200820062006180实配钢筋面积（mm2）2512

7、51170196251251141157当单向连续板的周边与钢筋混凝土梁整体连接时，可考虑内拱的有利作用，除边跨和离端部第二支座外，中间各跨的跨中和支座弯矩值可减少20%<=（查表3-1）;表中所选最小配筋面积As=141mm²验算最小配筋率 =As/(bh0)=% >min=%满足要求。三次梁的计算次梁按塑性内力重分布方法计算，有关尺寸及计算简图如图所示。有关尺寸计算简图1荷载计算恒定荷载载设计值 板传递荷载：= kN/m次梁自重：（）=次梁（两侧和底部）抹灰： （）2+= kN/m合计：g=活荷载设计值由板传来荷载：q= kN/m 总荷载设计值：p = g + q =

8、+= kN/m2计算跨度边跨：Ln=6000-240-300/2=5610mmL01= =5750 mm L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730 mm故取较小者L01=5730mm中跨：L02=6000-300=5700 mm将计算跨度尺寸标入计算简图中3内力计算跨度差：（5730-5700）/5700=%<10%,按等跨连续梁计算。（1）. 次梁的弯矩计算：查表9-2得，计算弯矩如下表：次梁弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14（kN·m）54.274-54.27436.923-42.1

9、99（2）. 次梁简力计算表：查表9-4得，计算剪力如下表：次梁剪力计算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、右侧剪力计算系数0.450.60.550.55（kN）45.90461.20657.00557.005（1）.次梁正截面抗弯计算：跨中截面按T形截面计算hf=80 mm，h=500 mm，c=30 mm，a=30+10=40 mm，h0=500-40=460 mm，fc=，fy=300N/mm2翼缘宽度边跨：bf=L01/3=5730/3=1910 mm<b+Sn=200+1780=1980 mm选取其中较小者：bf=1910 mm中跨：bf=L0

10、2/3=5700/3=1900 mm<b+Sn=200+1800=2000 mm选取其中较小者：bf=1900 mm判别T形截面类型： =(460-80/2)10-6= kN·mKMmax= kN·m> KMmax，故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。次梁正截面承载力计算见下表：次梁正截面承载力计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座M/kN·m54.274-54.27436.923-42.199b或bf191020019002000.0160.1540.0110.1250.0160.1690.0120.1

11、34 (mm2)458.29496.40322.93393.21选配钢筋31425210+2142541025210+21225实际钢筋面积（mm2）461463314383其中=x/，符合塑性内力重分布条件表中所选最小配筋面积As=308mm²验算最小配筋率 =As/(bh0)=% >min=%满足要求。（2）架立钢筋的配置由于梁跨l=6m，所以d不宜小于10mm，考虑经济取最小钢筋直径d=10mm（3）. 次梁斜截面承载力计算：fc=，ft=²,fyv =210N/mm²无论是第一类T形截面还是矩形截面：<4（矩形截面=,第一类T截面=），=184

12、KN均大于V，故截面尺寸满足要求，计算如下表：次梁斜截面承载力计算截面边跨跨中离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座V（kN）45.90461.20657.00557.005 (kN)184>V184>V184>V184>V(kN)59.033>V59.033<V59.033>V59.033>V配筋方法构造配筋计算配箍筋构造配筋构造配筋选用箍筋双肢箍筋6双肢箍筋6双肢箍筋6双肢箍筋6Asv (mm2)57575757实际钢筋间距s(mm)300200300300由于h=500mm,查表4-1知构造配筋时s=300mm;由计算确定箍筋时=选双肢箍

13、筋，由于梁h=500mm,箍筋选6，即Asv =57mm²s=2639mm>300mm，取s=200mm<300mm表中所选最小配筋面积As=57mm2;验算最小配筋率 =As/(bs)=57/（200200）=%>min=%满足要求。主梁按按弹性理论计算，有关尺寸及计算简图如图所示。1 荷载计算集中恒载设计值：次梁传递荷载：G= kN次梁传来活载：Q= kN均布荷载设计值：主梁自重: （）= kN/m主梁（两侧和底部）抹灰: （）2+= kN/m合计：g= kN/m：由于b=350 mm>mm边跨：ln1=6000-240-350/2=5585mm l01=

14、 ln1 =5864mm中跨：ln2 =6000-350=5650 mml02= ln2 =5933 mm将计算跨度尺寸标入计算简图中：由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。（1）.集中荷载作用下的内力计算：计利用附录8可计算出在集中荷载作用下各跨10等分点截面上的最大与最小弯矩值及支座截面的最大与最小剪力值，其计算公式为：；边跨：kN·m kN·m中跨：kN·m kN·m支座：kN·m kN·m系数可根据荷载的作用图式，由附录8查得，然后叠加求出荷载的作用点处的内力值，由于力作用在三分点处，查附录8利用利

15、用内插法得系数叠加如下表：序号系数系数所要计算弯矩的截面支座截面的剪力3.356.7B13.315A支座B支座左侧B支座右侧 10.2223 0.1986 0.1329 -0.2628 0.0462 0.0672 0.7372 -1.2628 1.0000 20.2656 0.2643 0.2210 -0.1314 -0.1314 -0.1314 0.8686 -1.1314 0.0000 3-0.0434 -0.0657 -0.0880 -0.1314 0.1776 0.1986 -0.1314 -0.1314 1.0000 40.2078 0.1767 0.1036 -0.3066 0.0

16、747 0.1329 0.6934 -1.3066 1.2190 根据以上系数数据可求出各种集中荷载作用图式下每个截面的内力值，组合后就可得出各截面的最不利内力值，在集中荷载作用下的内力计算结果列入下表：（2）.均布荷载作用下的内力计算：在均布荷载作用下的做大弯矩值和最小弯矩值及支座截面的最大最小剪力值，可利用附录9和附录6的表格计算计算公式：； 边跨：kN·m kN中跨：kN·m kN支座：kN·m kN均布荷载作用下的弯矩计算如下表：截面系数弯矩值（kN·m）3.30.077 14.02 50.075 13.66 6.70.043 7.83 B-0.

17、100 -18.42 13.30.0100 1.87 150.025 4.67 均布荷载作用下的剪力计算如下表：项次荷载简图剪力（kN）VAVB左侧VB右侧111.90 -17.74 14.96 （3）.最不利内力组合各个截面的最不利内力， 是由集中荷载和均布荷载产生的最不利内力相叠加后而得，计算结果如下表：根据上表弯矩包络图见下图：剪力包络图可根据上表的最大剪力设计值，按作用相应荷载的简支梁求出各截面的剪力设计值而绘得，见下图：（1）.正截面抗弯承载力计算：hf=80 mm，h=700 mm，c=30 mm，a=30+10=40 mm，h0=700-40=660 mm ,fc=，fy=300

18、N/mm2跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:边跨：bf= l01/3= 5864/3=1955mm<b+Sn=350+(6000-240-350/2)=5935mm选取其中较小者：bf=1955mm中跨：bf=l02/3=5933/3=1978mm<b+Sn=350+（6000-350）=6000mm选取其中较小者：bf=1978mm判别T形截面类型： =(660-80/2)10-6= kN·mKMmax= kN·m> KMmax，故主梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。因为梁与支座整体连接,所以支座B的计算弯矩为:kN·m主

19、梁正截面承载力计算见下表：主梁正截面承载计算截面边跨跨中中间支座中间跨跨中KM/kN·m205.032219.876111.684b或bf（mm）195530019780.0250.1750.0140.0250.1940.014（mm²）1048.841229.84567.92选配钢筋216+2 20254202551225实际钢筋面积(mm2)10301256565<=（查表3-1）;表中所选最小配筋面积As=565mm²验算最小配筋率 =As/(bh0)=%>min=%满足要求。（2）架立钢筋的配置由于梁跨l=6m，所以d不宜小于10mm，考虑经济取最小钢筋直径d=10mm（3）箍筋及其拉筋的配置hw=660-80=580mm>450mm，为了防止由于温度变形及混凝土收缩等原因使梁中不产生竖向裂缝在梁的两侧应沿高度设置纵向构造钢筋，称为“腰筋”%（%bhw=174mm²），且其间距不宜大于200mm，故每侧布置两根12的腰筋，²。(4).主梁斜截面承载力计算：fc=，ft=²,fyv =210N/mm²无论是第一类T形截面还是矩形截面：<4（矩形截面=,第一类T截面=），=396K