水工钢筋混凝土课程论文

1、-PAGE . z.农业大学科技学院课程设计说明书课程名称： 水工钢筋砼结构课程设计 题目名称：水电站厂房楼盖结构设计班 级：20 11 级 水利水电工程 专业 3 班姓 名： 周智铮 学 号： 201141927323 指导教师： 敬林 评定成绩：教师评语： 指导老师签名： 2013年1 月 5日水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一、前言水工钢筋混凝土结构作为一门实践性很强的课程，课程设计是教学中的重要环节。在专业课理论教学的基础上，通过课程设计进一步消化和巩固所学课程的容，掌握结构设计的基本方法，培养学生独立思考、自己动手解决问题的能力。课程设计的主要目的巩固和运用课堂所学知识，通过简单工程

2、实例的结构设计，加强对结构设计基本理论的掌握，进一步了解结构设计的主要过程、注意事项，掌握结构设计相关规的容和使用方法，加深学生对实际工程项目中对结构设计主要容的了解，培养学生运用本课程设计的知识解决实际问题的能力，为今后从事专业工作打下良好基础。二、课程设计目的1.通过本课程设计熟悉水工钢筋混凝土结构施工图结构设计的基本过程；2.通过本课程设计牢固地掌握结构构件承载力计算（受弯、受剪）的知识；3.通过本课程设计掌握钢筋配置的一般构造规定和规要求；4.通过本课程设计将所学的理论知识和实际计算相结合，巩固所学知识。三、课程设计要求1.了解课程设计任务书要求，收集有关资料、文件及相关政策、法规；2

3、.熟悉水工钢筋混凝土结构构件设计的基本理论和计算公式；3.熟悉水工钢筋混凝土结构构件应符合的构造规定；4.通过绘制水工钢筋混凝土结构构件配筋图，了解图纸的一般格式和有关规定；5.学生应在教师指导下独立按时完成课程设计的全部容。四、工程背景一、设计说明设计*正常运行状况下的3级水电站厂房楼盖。墙体厚度为240mm，柱子尺寸为400mm400mm，其平面尺寸为30m12m，结构采用整体式单向板肋形结构。如图所示：楼面做法：水磨石面层（自重为0.65kN/m2）；钢筋混凝土现浇板（混凝土容重为25kN/m3）；梁板天花为纸筋抹灰12mm（重度为16kN/m3）楼面均布活荷载标准值为6kN/m2 。恒

4、荷载分项系数为1.05，活荷载分项系数为1.2。建筑材料及等级：混凝土强度等级C20；板中钢筋、梁中箍筋，构造钢筋为级；梁中受力钢筋为级。该厂房为3级水工建筑物，结构安全级别为级，结构重要性系数，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。5.结构平面布置初始尺寸：板在墙体上的支承长度为120mm，主梁和次梁在墙上的支承长度为240mm。二、楼面梁格布置和构件截面尺寸楼面梁格布置见图确定主梁跨度为6m，次梁跨度为6m，主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为2m估计梁板截面尺寸：按跨度比条件，要求板厚hL/40=2000/40=50 mm，对工业建筑的楼板，要求h80 mm，取板厚h

5、=80 mm次梁截面尺寸: h=L/18L/12=6000/186000/12=333.3500取h=500 mm又要求h/b2 取b=250 mm主梁截面尺寸: h=L/14L/8=6000/146000/8=428750 mm 取h=700 mm b=300 mm已知：承重墙厚为240 mm 柱子尺寸为400 mm400 mm三、板的设计一、计算简图板为6跨连续板，其结构尺寸如下图（a）所示，为便于用表格计算，计算简图按5跨考虑，如图（b）所示次梁截面为250 mm500 mm，板在墙上支承长度为120 mm，板的计算跨度为：边跨：b=250 mm0.1Lc=0.12000=200 mm

6、取L0 =1.1Ln=1.11755=1930.5 mm中间跨：L=Ln=2000mm二、荷载计算取宽为1M的板带计算：恒荷载：板自重 25KN/M31M0.08M=2.0KN/M 水磨石抹面 0.65KN/M21M=0.65KN/M 12mm抹底 16 KN/M3 1M0.012M=0.19KN/M 标准值： gk=2.0+0.65+0.19=2.84KN/M 设计值： g=Gkgk=1.052.84=2.982KN/M活荷载：标准值 qk=6KN/M31M=6KN/M 设计值 q=rQqk=1.26=6KN/M考虑次梁对板的转动约束，折算荷载为： g=g+q/2=2.982+7.2/2=6

7、.582KN/M q=q/2=7.2/2=3.6KN/M三、力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨相差不到10，可采用等跨表格计算。查附录六表4得弯矩系数a、a1，弯矩计算值为M=agL02+ a1g L02跨中弯矩：边 跨：M1=0.07816.581.932+0.13.61.932=3.255KN/M中间跨：M2=0.03316.5822+0.07873.622=2.0KN/M M3=0.04626.5822+0.08553.622=2.447KN/M支座弯矩：MB=-0.1056.58(2+1.93)/2)2 +0.1193.6(2+1.93)/2)2=-4.32KN/MMC=-0.0

8、796.5822 +0.1113.622=-3.677KN/M支座边缘弯矩 V0 =g+q=6.582+3.6=10.182KN/MMB =MB-1/2 V0 b=-4.21-1/2110.1820.25=-2.937KN/MMC =MC-1/2 V0 b=-3.59-1/2110.1820.25=-2.317KN/M四、截面设计 板厚为80mm，h0取60mm，混凝土为C20，fc=10N/mm2，级钢筋：fy=210N/mm2，钢筋混凝土结构，结构系数rd=1.2，配筋计算表见表一，考虑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。表一 板的配筋计算表截面边跨B中间跨中2C中间跨

9、中3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩计算值106Nmm）3.2552.9372.00.82.02.3170.82.3172.4470.82.447弯矩设计值3.2552.9372.01.62.3171.8532.4471.957as =rdM/fcbh020.10850.0980.0670.0530.0770.0620.0820.065=1-1-2 as0.1150.1030.0690.0540.0800.0640.0850.067As= fcbh0 / fy329295197157230182243193选用钢筋（mm2）边板带8/10180（358）8/10180（358）8180

10、（279）8180（279）8180（279）中板带10200（393）8/10200（322）8200（251）8200（251）8200（251）注：中板带的中间跨及中间支座，由于板四周与梁整体连结，可考虑拱作用，故该处弯矩减少20，即乘以系数0.8四、主梁设计一、计算简图 主梁共两跨，其结构尺寸如图所示，梁两端支承在墙上，支承长度为240mm，中间支承在400mm400mm的柱上，因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于4，可视为中部饺支的两跨连续梁，计算简图如图所示。 计算跨度 L0=Lc=6000-120+240/2=6000 mmL0=1.025Ln+0.5b=1.025（6000-120

11、-1/2400）+0.5400=6022 mm取较小值L0=6000mm二、荷载计算： 为简化计算，将主梁2.0m长的自重亦按集中荷载考虑恒荷载：次梁传来的集中荷载：8.132KN/M6.0M=48.792KN主梁自重：25KN/M3(0.7-0.08)M0.3M2M=11.16M主梁粉刷：16KN/M32M(0.7-0.08)M0.012M=0.238KN标准值：Gk=48.792+11.16+0.238=60.19KN设计值：G=rGGk=1.0560.19=63.2KN活荷载：标准值：QK=6KN/M22.0M6.0M=72KN设计值: Q=rQQk=1.272=86.4KN三、力计算：

12、 按弹性方法计算，查附录得弯矩和剪力系数 弯矩计算值为：M=GL0 +1QL0 剪力设计值为：V=G+1Q 荷载作用点及最不利位置如图所示 1、弯矩计算： 跨中弯矩：M1=(0.22263.2+0.07886.4)=228.3KNM 支座弯矩：MB=-(0.33363.2+0.33386.4) 6.0=-298.50KN 支座边缘弯矩：MBL=MB-1/2V0b=-298.5-1/2(63.2+86.4) 0.4=-218.02KNM 2、剪力计算： VA=0.66763.2+0.83386.4=114.12KN VBL=-(1.33363.2+1.33386.4)=-199.4KN四、截面设

13、计： 1、正截面承载力计算：受力钢筋为级钢筋，fy=310N/mm2，混凝土强度等级为C20,fc=10N/mm2，结构系数rd =1.2.跨中按T形截面计算，钢筋按一排布置。h0=h-a=700-35=665mm。翼缘宽度：bf=l0/3=6000/3=2000 mm bf=b+sn=2000 mm 取bf=2000 mm fc bfhf（h0-hf/2）=20008010（665-40）=1000KN rd Mma*=rd M1=1.2228.3=273.96KNM 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 h0=h-a=700-80=620 mm

14、主梁正截面配筋计算表见表 主梁正截面配筋计算截面1B弯矩计算值M(106Nmm)228.3218.02弯矩设计值Mr0(106Nmm)228.3218.02bh02fc 或bfh02fc (106Nmm)76881153.2s=rd r0M/bh0fc或s=rd r0M/bfh0fc0.0220.140=1-1-2 as0.0220.152As= fcbh0 / fy 或As= fcbfh0 / fy889.8913.4选用钢筋4 18(1018)4 18(1018)注：支座=0.152b=0.544；minbh0 =Asmin =0.15300665=299 mm 2 2、斜截面承载力计算：

15、 截面尺寸验算：hw/b=（620-80）/300=1.8Vma*=r0VBL =1.0 1.0199.4=199.4KN 故截面尺寸符合要求。1/rd Vc=1/rd (0.07 fcbh0)= 1/1.2(0.0710300620)=108500KN=108.2KNr0VA =11114.12=114.12KNr0VbL =11199.4=199.4KN故支座A、B均需按计算配置横向钢筋。设箍筋选用6150双肢筋 配筋率SV=ASV/bs=228.3/300100=0.126SV MIN =0.12 满足要求1/rd（Vc+Vsv）=1/1.2（0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0

16、/s）=1/1.2（0.0710300620+1.25210228.3620/150）=159675N=159.68KN r0VA=114.12KN r0VBL=199.4KN 满足要求 次梁两侧附加横向钢筋计算： 次梁传来集中力F=r0(G+Q)=1.01.0(63.2+86.4)=149.6KN 在梁集中荷载位置附加吊筋，弯起角=450 则 ASV= rd F/（2fyvsin）=1.2149.61000/23100.707=409.4 mm 2 选216，实配ASV=402 mm 2也可在次梁两侧设置附加箍筋。箍筋采用级钢筋（fyv=210N/mm2），直径为8（n=2，ASV1=50.

17、3 mm 2）则： m= rd F/（nASV1fyv）=1.21.42105/250.3210在次梁两侧各附加四道双肢8箍筋。五、次梁设计一、计算简图 次梁为5跨连续梁，其结构尺寸如图（c）所示，次梁在砖墙上的支承宽度为240mm，主梁截面为300mm700mm，次梁的跨长如图（d）所示。 取计算跨度为：边跨：l0=ln=6000mm l0 =1.025ln+0.5b=1.025(6000-120-150)+0.5300=6023.25 取lo=5400mm 中间跨 lo=lc=5400mm二、荷载计算恒荷载：由板传来：2.842=5.68KN/M 次梁自重：25（0.45-0.08）0.2

18、5=2.31KN/M 次梁粉刷：16（0.45-0.08）1.0122=0.142KN/M 标准值：gk=8.132KN/M 设计值：g=rGgk=1.058.132=8.538KN/M活荷载：标准值：qk=6.02=12KN/M 设计值：q=rQqk=1.212=14.4KN/M考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为： g=g+q/4=8.538+14.4/4=12.138KN/M q=3q/4=314.4/4=10.8KN/M三、力计算 按弹性体系计算，采用等跨度表格计算，查附录表 弯矩计算值:M=a gl2+ a1 ql2 剪力计算值：V=gl2+ 1 ql2 弯矩：V0=12.138+1

19、0.8=22.938KN跨中弯矩：M1=0.078112.13862+0.110.862=73.0KN/M M2=0.033112.13862+0.078710.862=45.06KN/M M3=0.046212.13862+0.085510.862=53.43KN/M支座弯矩：MB=-(0.10512.13862+0.11910.862)=-92.14KN/M MC=-(0.07912.13862+0.11110.862)=-77.67KN/M支座边缘弯矩：MB =MB-V0b=-92.14-1/2(6/222.938) 0.3=-81.81KN/M MC =MC -V0 b=-77.67-

20、1/2(6/222.938) 0.3=-67.34KN/M剪力计算跨度 取净跨度：边跨ln=5730mm中间跨ln=5700mmVA=0.39412.1385.73+0.44710.85.73=55.06KM/MVBL=-(0.60612.1385.73+0.62010.85.73)=-80.51KN/MVBR=0.52612.1385.7+0.59810.85.7=73.20KN/MVCL=-(0.4712.1385.7+0.57610.85.7)=-68.25KN/MVCR=0.50012.1385.7+0.59110.85.7=70.97KN/M四、截面设计正截面承载力计算：跨中按T形截面计算。截面高h=450mm，肋宽b=250 mm，翼缘厚度hf=80 mm，截面有效高度取415 mm。混凝土等级为C20，fc=10N/ mm2，受力钢筋级fy=310N/ mm2，结构系数rd=1.20跨中T形截面类型判别：bf=l/3=6000/3=2000 mm 翼缘宽度bf=b+Sn=2400 mm 取较小值bf=2000 mmbf hffc （h0-hf/2）=20008010（415-80/2）=600KNrd Mma*=1.273.0=8