水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)姓名： 武 亮學(xué)號(hào)： 2011101812 班級(jí)： 11水利水電工程（本）04指導(dǎo)老師：吳帥兵 鄢玉英目 錄、水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) -1-、水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) -4-、鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì) -4-一、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸 -4-二、板的計(jì)算 -5-三、次梁的設(shè)計(jì) -7-四、主梁設(shè)計(jì) -10-五、柱的設(shè)計(jì) -16-、雙向板配筋計(jì)算 -16-附錄1：配筋圖 -19-附錄2：參考資料 -21-、水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一單向板肋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)資料某水力發(fā)電站生產(chǎn)副廠(chǎng)房為二層結(jié)構(gòu)，層高為4.5m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，其平面尺寸為B&

2、#215;L（如圖1所示），結(jié)構(gòu)按單向板布置。結(jié)構(gòu)布置無(wú)特殊要求。樓面用20mm水泥砂漿抹面，(重度為24kN/m3)，板底用12mm紙筋石灰抹底(重度為20kN/m3)。樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk。其中B、L、qk的取值根據(jù)學(xué)號(hào)最后一位取如表1所示的值。 qk(kN/m2)L×B(m×m)4.55.05.531.2×18.912333.0×19.845633.6×20.778934.2×21.60混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，梁柱內(nèi)受力主筋用HRB335鋼筋，其它用HPB235鋼筋。該廠(chǎng)房為2級(jí)水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為級(jí)；按正常運(yùn)行狀況

3、設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況。按SL 191-2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)。BL圖1 樓板尺寸示意圖2、設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）選定結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。（2）以二層為例擬定板(單向板)、次梁、主梁的尺寸，計(jì)算內(nèi)力，配筋并畫(huà)圖。板的設(shè)計(jì)：按彈性理論分析方法計(jì)算，板的配筋方式采用分離式。次梁的設(shè)計(jì)：按彈性理論分析方法計(jì)算，次梁可以不采用彎起鋼筋抗剪。主梁的設(shè)計(jì)：按彈性理論分析方法計(jì)算，主梁要考慮采用彎起鋼筋抗剪。板的擱置長(zhǎng)度為120mm，梁的擱置長(zhǎng)度為240mm，主梁的擱置長(zhǎng)度為240mm。（3）擬定柱的尺寸，計(jì)算內(nèi)力，配筋并畫(huà)圖。（4）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。3、設(shè)計(jì)成果板的平面配筋圖 （比例自擬，最終

4、要求A3打印） 。次梁配筋圖 （比例自擬，最終要求A3打?。?。主梁配筋圖與材料圖（比例自擬，最終要求A3打?。?。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份（要求按照南昌工程學(xué)院畢業(yè)論文格式要求排版）。4、要求 參考現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成二、雙向板配筋計(jì)算根據(jù)下圖所示雙向板，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為5kN/m2擬定板的厚度，計(jì)算內(nèi)力并配筋。、水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)一、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸 樓面梁格布置如圖圖一-1 圖 一-1確定主梁跨度為6.3m,次梁跨度為5.4m,主梁每跨跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.1m。估計(jì)梁板截面尺寸：按高跨比條件，要求板厚hh/40=2100

5、/40=52.5mm，對(duì)工業(yè)建筑的樓板要求h80mm,取板厚h=80mm。次梁截面尺寸：h=l/18l/12=5200/185200/12=288.9mm433.3mm取h=400mm,b=200mm。主梁截面尺寸：h=l/15l/10=6300/156300/10=420mm630mm取h=600mm,b=300mm承重墻厚240mm,估計(jì)柱面400mm×400mm。二、板的計(jì)算1、計(jì)算簡(jiǎn)圖板為9跨連續(xù)板，結(jié)構(gòu)尺寸如圖二-1，為便于表格計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖二-2按五跨考慮。圖 二-1圖 二-2次梁截面為400mm×200mm,板在墻上支承寬度為120mm,板的計(jì)算跨度：邊跨

6、：因?yàn)閔<a,lo=ln+1/2(h+b)=1880+1/2(80+200)=2020mm中間跨：lo=lc=2100mm2、荷載計(jì)算 取寬為1m的板帶計(jì)算：恒荷載： 板自重 0.08×25×1=2.0KN/m 20mm抹面 0.02×24×1=0.48KN/m 12mm抹底 0.012×20×1=0.24KN/m 標(biāo)準(zhǔn)值 gk=2.72KN/m 設(shè)計(jì)值 g=gk=1.05×2.72=2.86KN/m活荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值 qk=5×1=5.0KN/m 設(shè)計(jì)值 q=qk=1.2×5.0=6.0KN/m考慮

7、次梁對(duì)板的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為： g=g+q/2=2.86+6.0/2=5.86KN/m q=q/2=6.0/2=3.0KN/m3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算，由于邊跨與中間跨相差不到10可采用等跨表格計(jì)算。跨中彎矩： 邊跨 M1=0.0781×5.86×2.022+0.1×3.0×2.022=3.09KN·m 中間跨 M2=0.0331×5.86×2.12+0.0787×3.0×2.12=1.90KN·m M3=0.0462×5.86×2.12+0.0855×3.0&

8、#215;2.12=2.33KN·m支座彎矩： MB=-0.105×5.86×(2.1/2+2.02/2)2+0.119×3×(2.1/2+2.02/2)2=-4.13KN·m MC=-0.079×5.86×2.12+0.111×3×2.12=-3.51KN·m支座邊緣彎矩：MB=MB-1/2Vob=-4.13-1/2×(2.1/2×8.86)×0.25=-2.97KN·mMC=MC-1/2Vob=-3.51-1/2×(2.1/2

9、15;8.86)×0.25=-2.35KN·m4、截面設(shè)計(jì)板厚h=80mm,ho=60mm,混凝土C25，fc=11.9N/mm2,級(jí)鋼筋fy=210N/mm2,2級(jí)水工建筑物K=1.20，配筋計(jì)算如表二-1。表 二-1s8160(314)8160(314)8/10180(358)8/10180(358)分布鋼筋，按規(guī)定選用6200。版面附加鋼筋，按規(guī)定選用6200，設(shè)置與主梁頂部和墻邊。墻角附加鋼筋，按規(guī)定選用6200，雙向配置于四個(gè)墻角的版面。三、次梁的設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁為6跨連續(xù)梁按5跨計(jì)算，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖三-1，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖三-2，次梁在磚墻上的支承寬度為240m

10、m,主梁截面為600mm×300mm,圖 三-1 圖 三-2次梁的計(jì)算跨度：邊跨lo=lc=5200mmlo=1.05×ln+a=1.05×(5200-120-150)+120=5296.5mm取lo=5200mm中間跨：lo=5200mm2、荷載計(jì)算 恒荷載： 由板傳來(lái) 2.72×2.1=5.71KN/mm次梁自重 0.2×（）×25=1.6KN/m 次梁粉刷 （）×2×0.012×20=0.15KN/m 標(biāo)準(zhǔn)值 gk=7.46KN/m 設(shè)計(jì)值 g=1.05gk=1.05×7.46=7.83K

11、N/m活荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值 qk=5×2.1=10.5KN/m 設(shè)計(jì)值 q=1.2qk=1.2×10.5=12.6KN/m考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為： g=g+q/4=7.83+12.6/4=10.98KN/m q=3q/4=3×12.6/4=9.45KN/m3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算，采用等跨表格計(jì)算。跨中彎矩： 邊跨 M1=0.0781×10.98×5.22+0.1×9.45×5.22=48.74KN·m 中間跨 M2=0.0331×10.98×5.22+0.0787×9.4

12、5×5.22=29.94KN·m M3=0.0462×10.98×5.22+0.0855×9.45×5.22=35.56KN·m支座彎矩： MB=-0.105×10.98×5.22+0.119×9.45×5.22=-61.58KN·m MC=-0.079×10.98×5.22+0.111×9.45×5.22=-51.82KN·m支座邊緣彎矩：MB=MB-1/2Vob=-61.58-1/2×5.2/2×20.

13、43×0.3=-53.61KN·mMC=MC-1/2Vob=-51.82-1/2×5.2/2×20.43×0.3=-43.85KN·m剪力：計(jì)算跨度取凈跨度，邊跨lo=4930mm,中間跨lo=4900mm。 VA=0.394×10.98×4.93+0.447×9.45×14.93=42.15KNVBl=-(0.606×10.98×4.93+0.620×9.45×4.93)=-61.69KNVBr=0.526×10.98×4.9+0.5

14、98×9.45×4.9=55.99KNVCl=-(0.474×10.98×4.9+0.576×9.45×4.9)=-52.17KNVCr=0.500×10.98×4.9+0.591×9.45×4.9=54.27KN4、截面設(shè)計(jì)正截面承載力計(jì)算：跨中按T形截面計(jì)算，支座按矩形截面計(jì)算。截面h=400mm,肋寬200mm,翼緣厚度hf=80mm,截面有效高度取360mm，混凝土C25，fc=11.9N/mm2,受力鋼筋級(jí)，fy=300N/mm2,K=1.2。翼緣寬度bf=l/3=5200/3=173

15、3.3mm bf=b+Sn=200+2100=2300mm取小值 bf=1733.3mmfc×bf×hf×(ho-hf/2)=11.9×1733.3×80×(360-80/2)=528KN·m >K×Mmax=1.2×48.74=58.5 KN·m屬于第一類(lèi)T形截面配筋計(jì)算如表三-1。表三-1s/s0.02190.20860.01340.17060.01600.02210.23660.01350.18830.0161斜截面承載力計(jì)算 hw/b=(360-80)/200=1.4<4.0

16、 0.25fcbho=0.25×11.9×200×360=214.2KN>K×Mmax=61.69×1.2=74.03KN截面尺寸滿(mǎn)足要求 0.7ftbho=0.7×1.27×200×360=64.0KN>KVA=50.58KN<KVBl=74.03KN<KVBr=67.19KN>KVCl=62.60KN<KVCr=65.12KN Asv/s=(KV-0.7ftbho)/1.25fyvho=(74.03-64.0)/(1.25×210×360)=0.106 S

17、=57/0.106=537.7mm,s=250mmSmax=300mm sv=Asv/bs=57/(200×250)=0.11%>sv,min=0.1% Asv/s=(KV-0.7ftbho)/1.25fyvho=(67.19-64.0)/(1.25×210×360)=0.034S=57/0.034=1676.5mm,s=250mmSmax=300mmsv=Asv/bs=57/(200×250)=0.11%>sv,min=0.1%Asv/s=(KV-0.7ftbho)/1.25fyvho=(65.12-64.0)/(1.25×210

18、×360)=0.012S=57/0.012=4750mm,s=250mmSmax=300mmsv=Asv/bs=57/(200×250)=0.11%>sv,min=0.1%斜截面抗剪配筋都選用雙肢箍筋6250。四、主梁設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁共三跨，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖，支承長(zhǎng)度為240mm,中間的兩支承柱為400mm×400mm。圖 四-1圖 四-2主梁的計(jì)算跨度： b=400mm>0.05lc=0.05×6300=315mm邊跨lo=1.05ln=1.05×5980=6279mm中間跨：lo=1.05ln=1.05×5900=6

19、195mm2、荷載計(jì)算 恒荷載： 次梁傳來(lái)的集中荷載 Gk=7.46×5.2=38.79KN主梁自重 gk1=0.3×(0.6-0.08)×25=3.9KN/m 主梁粉刷 gk2=(0.6-0.08)×2×0.19=0.57KN/m 標(biāo)準(zhǔn)值 Gk=38.79KN gk=4.47 KN/m 設(shè)計(jì)值 G=1.05Gk=1.05×38.79=40.73KN g=1.05gk=1.05×4.47=4.69KN活荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值 Qk=5×2.4×5.2=54.6KN 設(shè)計(jì)值 Q=1.20Qk=1.20×5

20、4.6=65.52KN3、內(nèi)力計(jì)算集中荷載作用下截面彎矩和支座剪力如表四-1，均布荷載作用下的彎矩和剪力如表四-2。表 四-彎矩/KN·m剪力/KN123B45VAVBlVBr56.6243.9231.16-63.5612.1412.1430.47-50.9940.73106.4396.2085.97-51.14-51.14-51.1457.260-15.34-25.57-35.8070.6370.63-8.26-8.26-119.33-84.2679.28max163.05140.12117.13-114.782.7782.7787.73-59.25120.01min41.2818

21、.35-4.64-182.89-39-3922.21-135.7740.73表四-2彎矩/KN·m剪力/KN123B45VAVBlVBr均布荷載13.5013.506.3-179.990.904.511.42-6.933.72最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)組合如表四-3。表四-3彎矩/KN·m剪力/KN123B45VAVBlVBr集中荷載max163.05140.12117.13-114.782.7782.7787.73-59.25120.01min41.2818.35-4.64-182.89-39-3922.21-135.7740.73均布荷載13.5013.506.3-179.990.

22、904.511.42-6.933.72最不利內(nèi)力max176.55153.62123.43-294.6983.6787.2799.15-66.18123.73min54.7831.851.66-362.88-39.9-34.533.63-142.744.45 彎矩包絡(luò)圖剪力包絡(luò)圖4、配筋計(jì)算縱向配筋計(jì)算：ho=h-75=600-75=525mm 第一跨跨中：M1max=176.55KN·m bf=ho/3=6195/3=2065mm fc×bf×hf×(ho-hf/2)=11.9×2065×80×(525-80/2)=953

23、.5KN·m >K×Mmax=211.86 KN·m屬于第一類(lèi)T形截面s =0.0318=11.9×0.0318×2065×525/300=1367.5mm2選用420+210（As=1413mm2） 第二跨跨中：M2max=87.27KN·m經(jīng)計(jì)算可得As=628mm2,所以選用220（As=628mm2） 支座B：MBmin=-362.88KN·m MB=MBmin-0.025lnVBr×5.9×123.73=344.63KN·m 支座為倒T形截面，按300mm×6

24、00mm的矩形截面計(jì)算，a=75mm,ho=525mm,求得As=3753.5mm2。由第一跨彎起220和第二跨彎起220，另外加直鋼筋428，則總As=3719mm2與3753mm2相差在5%內(nèi)。橫向配筋計(jì)算 支座B左：VBl=142.7KN hw/b=(525-80)/300=1.48<4 0.25fcbho=0.25×11.9×300×525=468.56KN>KVBl=1.2×142.7=171.24KN 截面尺寸符合要求 設(shè)沿梁全長(zhǎng)配置10250雙肢箍筋，s=250mmSmax=300mm, sv=0.21%>sv,min=0

25、.15%Vc+Vsv=0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s=0.7×1.27×300×525+1.25×210×157/250×525 =226.56KN>KVBl=171.24KN不需要彎曲鋼筋，考慮到主梁受彎，仍配彎起鋼筋220。支座A： VA=99.15KN KVA=1.2×99.15=118.98KN<Vcs=226.56KN按計(jì)算不需要配彎起鋼筋，支座A可能產(chǎn)生負(fù)彎矩，仍配彎起鋼筋220。五、柱的設(shè)計(jì)fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2,K=1.20，NGk=66.95KN,NQk

26、=163.8KN柱承受的的軸向壓力設(shè)計(jì)值 N=1.05NGk+1.20NQk=1.05×66.95+1.20×163.8=266.86KN柱截面為正方形，邊長(zhǎng)b=400mm,lo=0.7l=0.7×4500=3150mmlo/b=3150/400=7.88<8,不考慮縱向彎曲的影響，As=(KN-fcA)/fy=(1.2×266.86×1000-11.9×400×400)/300<0按最小配筋率配筋min=0.60% =As/As=As/(400×400) As=960mm2選用418（As=1017m

27、m2），排列于柱子四角。箍筋選用8250。配筋圖如圖五-1圖 五-1、雙向板配筋計(jì)算 板厚取100mm，h=l/45=4000/50=80mm<100mm，所以板厚滿(mǎn)足條件。 1、荷載計(jì)算恒載： 12mm石灰抹底 20×0.012=0.24KN/m2 100mm厚鋼筋混凝土板自重 25×0.10=2.5 KN/m2 20mm厚水泥砂漿抹灰自重 24×0.02=0.48 KN/m2 標(biāo)準(zhǔn)值 3.22 KN/m2 設(shè)計(jì)值 g=1.05×3.22=3.38 KN/m2活載：標(biāo)準(zhǔn)值 5.0 KN/m2設(shè)計(jì)值 q=1.2×5.0=6.0 KN/m2

28、 g=g+q/2=6.38 KN/m2 q=q/2=+-3.0 KN/m2 g+q=3.38+6.0=9.38 KN/m22、板內(nèi)力及配筋計(jì)算對(duì)A區(qū)格 lx=ln=6.0m,ly=4.0m,ly/lx=0.67, 跨中彎矩： M1=(K1gl²+K2ql²) =11.98KN·m M2=(K3gl²+K4ql²) 5.38KN·m M1v=M1+vM2 =12.88KN·m M1v=M1+vM2 =7.38 KN·m 支座彎矩: M1=K1(g+q)l²=-34.58KN·m , M1=K1(g

29、+q)l²=0 M2=K1(g+q)l²=0 M2=K1(g+q)l²=-26.14KN·m同理可得B區(qū)格，截面彎矩計(jì)算表（M的單位為KN·m）如表1表1 截面A區(qū)B區(qū)lx 6.0 6.0ly4.03.87Ly/lx0.670.645M10.0447×6.38×6.0×6.0+0.0159××3.0×6.0×6.0=11.980.0336×6.38×6.0×6.0+0.076×3.0×6.0×6.0=16.61M20

30、.0102×6.38×6.0×6.0+0.0281××3.0×6.0×6.0=5.380.0074×6.38×6.0×6.0+0.0268×3.0×6.0×6.0=4.59M1vM1+1/6 M2 = 12.88M1+1/6 M2 = 17.38M2vM2+1/6 M1= 7.38M2+1/6 M1= 7.36M1-0.01024×9.38×6.0×6.0=-34.58-0.0776×9.38×6.0×6.0=-26.20M10-26.20M200M2-0.074×9.38××6.0×6.0=-26.14