水工钢筋混凝土结构课程设计

2004级水利水电工程专业水工钢筋混凝土结构课程设计指导老师：水磨石,梁板底面为20mm厚混合砂浆抹平。采用C25混凝土；梁中纵向受力钢水磨石：0.65kNm²;钢筋混凝土：25kN/m³;混合沙浆：17kN/m³载力)计算简图的确定2)斜截面受剪承载力计算1)弯矩设计值2)剪力设计值3)弯矩和剪力包络图1)正截面受弯承载力计算2)斜截面受剪承载力计算绘制板的配筋图、绘制次梁的配筋图、绘制主梁的弯矩、剪力包络图、绘制主梁3.设计计算书一.构件尺寸设计跨度l=2500mm.次梁截面高度应满足跨度l=7200mm.b=250跨度l=7200mm.b=250mm,3.主梁主梁截面高度应满足3.主梁跨度l=7500mm跨度l=7500mm.b=300mm,二.板的设计运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数ψ取1.0。板按考虑塑性内力重分布方法计算1.荷载取宽为1m的板带计算恒荷载标准值水磨石面层1×0.65=0.65kN/m90mm钢筋混凝土板0.02×1×17=0.34kN/m0.09×1×25=2.25kN/m活荷载标准值恒荷载设计值活荷载设计值gk=3.24kN/mg=γc·g₄=1.05×3.24=3.402kN/mq=Yo·qk=1.2×6.0=7.2kN/mg+q=10.602kN/m考虑到次梁对板的转动约束，折算荷载为2.计算简图次梁截面为250×250mm,板在墙上的支承长度取为120mm,则板的计算跨度为：边跨中间跨跨度差l₀₂=l₂=2.25m板带作为计算单元，计算简图如图1所示。(A)板的构造(B)板的计算简图3.内力计算各截面的弯距计算见表1.表1板的弯距计算值表截面边跨跨中(1)离端第二支座离端第二跨跨中(2)中间跨跨中(3)中间支座(C)弯距系数αpM=ap(g+q)l₀²2.3²=-5.102.25²=3.352.25²=-3.83截面部位1BC⑤~⑥轴线间②~⑤轴线间①~②,⑤~⑥轴线间②-~⑤轴线间弯距计算值M(×10°N×mm)分离式选配钢筋实配钢筋面积弯起式选配钢筋实配钢筋面积对轴线②~⑤间的板带，其各内区格板的四周与梁截面2,3和支座截面C的弯距值可折减20%,即乘以系数0.8。恒荷载标准值由板传来3.24×2.5=8.1kN/m梁底抹灰0.02×0.25×17=0.085kN/mg₄=10.745kN/mg=γc·g₄=1.05×10.745=11.28kN/mq=Yo·q₄=1.2×15=18kN/mg+q=11.28+18=29.28kN/m考虑到主梁对次梁的转动约束，折算荷载为次梁在砖墙上的支承长度为240mm,主梁截面为300×700mm.则次梁的计算跨度为：跨度差可按等跨连续梁计算。次梁的计算简图见图2图2次梁的计算简图(A)次梁的构造(B)次梁的计算简图连续次梁各截面的弯距及剪力计算值分别见表3及表4。表3次梁弯距计算值表截面位置边跨跨中(1)离端第二支座(B)离端第二跨跨中(2)中间跨跨中(3)中间支座弯矩系数α表4次梁剪力计算值表截面位置端支座(A)右侧离端第二支座(B)中间支座(C)左侧右侧左侧右侧剪力系数YV=a(g+q)l,0.45×29.280.60×29.28=121.750.55×29.28=111.120.55×29.28×=111.120.55×29.28×=111.12b′=b+s=250+(2500-250)=2500mmh=500mm,h₀=500-35=465mmb=250mm=108675kN/m≥γ,M=12×1323=15876kN/m截面位置边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中(2)中间跨跨中中间支座弯距计算值M(×10⁶N×mm)弯距设计值(支座)(跨中)选用钢筋4φ_18实际配筋面积(mm²)7b=250mm,h₀=465mm,f₀=12.5N/mm²,fw=210N/mm².截面位置侧离端第二支离端第二支座(B)右侧中间支座(C)左侧，右侧煎力计算值V(kN)截面尺寸验算=3.2.7kN≥3027kN≥3027kN≥YoyV=3027kN≥Y₀wV==84.77kN≥Y₀yV=82.17kN84.77kN≤84.77kN≤84.77kN≤选用箍筋(双肢)构造要求)A=n·A(mm²)2×28.3=56.6配箍率V=0.07f.bh₀+=147.777kN≥YYawV=98.6kN=131.49kNYnYoψV=120.01kN=120.01kN四.主梁的设计(主梁按弹性理论设计)由次梁传来10.745×(7.2-0.3)=74.14kN主梁自重(化为集中荷载)0.3×0.7×2.5×25=13.125kN梁底抹灰0.02×0.3×17×2.5=0.255kN活荷载标准值恒荷载设计值活荷载设计值由次梁传来Q=15×7.2=108kN2.计算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度取为370mm;中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面尺寸为350mm×350mm.因梁的线刚度比柱的线刚度大得多，可视为中部铰支的三跨连续梁。中间跨跨度差简图见图3。取较小值l₀₁=7.56=1.05×7.15=7.5075n,可按等跨连续梁计算。主梁的计算M=a₁Gl₀+a₂Ql项次荷载简图边跨跨中支座B中间跨跨中M(a)M(α)①Gm1a市2b市n②③户APB2QCHD④⑤Q⑥ 组合次项表8主梁剪力计算表(kN)项次荷载简图中间支座B中间支座CVg(β)Vc(β)①67.36-116.4391.90-91.90②-146.9700③-17.24-17.24-129.6④89.29-169.9-100.83⑤-100.83-169.9⑥-152.6728.7728.77-5.70组合次项452.68452.68b′=b+s,=300+(7200-300)=7200mmb’=b+s,=300+(7200-300)=7200mmh',=90mmb=300mm=174375kN·m≥Y₄Mmx=1.2×45268=543.22kN·m截面位置边跨跨中中间支座(B)中间跨跨中弯距计算值M(x10⁶N×mm452.68-451.44240.58-84.13407.41-406.3216.52-75.72 (支座)(跨中)0.0400.3380.0190.0550.0410.4310.0190.057座)选用钢筋4φ_25+2φ_20实际配筋面积(mm²)b=300mm,端支座取h₀=700-35=665mm,截面位置端支座(A)离端第二支座(B)右侧左侧右侧剪力计算值V(kN)截面尺寸验算=519.53kN≥=484.38kN≥Y₀yV=257.7kNY₀yV=225.24kN=145.47kN≤=135.63kN≤选用箍筋(双肢)A=n·A(mm)配箍V=0.07fbh₀+0.07×12.5×300×YYnwV=193.96k