水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計實施方案

三峽大學(xué)水工鋼筋混凝土構(gòu)造課程設(shè)計任務(wù)書及計算書設(shè)計題目：鋼筋混凝土梁板構(gòu)造學(xué)院：土木水電學(xué)院姓名：黃河清學(xué)號：班級：網(wǎng)選2班指導(dǎo)老師：王先軍7月鋼筋混凝土梁板構(gòu)造設(shè)計任務(wù)書及計算書一、設(shè)計資料：設(shè)計某正常運行狀況下地3級水電站廠房樓蓋.墻體厚度為240mm，柱子尺寸為400×400mm2，其平面尺寸為30M×12M，構(gòu)造采用整體式單向板肋形構(gòu)造.如圖1所示：b5E2RGbCAP1、樓面做法：水磨石面層（自重為0.65KN/M2）；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（混凝土容重為25KN/M3）；梁板天花為紙筋抹灰12mm（重度為16KN/M3）p1EanqFDPw2、樓面均布活荷載原則值為6KN/M2.恒荷載分項系數(shù)為1.05，活荷載分項系數(shù)為1.2.3、建筑材料及等級：混凝土強度等級C20；板中鋼筋、梁中箍筋，構(gòu)造鋼筋為Ⅰ級；梁中受力鋼筋為Ⅱ級.4、該廠房為3級水工建筑物，構(gòu)造安全級別為Ⅱ級，構(gòu)造重要性系數(shù)r0=1.0，按正常運行狀況設(shè)計，設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù)取1.0DXDiTa9E3d5、構(gòu)造平面布置初始尺寸：板在墻體上地支承長度為120mm，主梁和次梁在墻上地支承長度為240mm.二、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸樓面梁格布置見圖確定主梁跨度為6m，次梁跨度為6m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板地跨度為2m估計梁板截面尺寸：按跨度比條件，規(guī)定板厚h≥L/40=/40=50mm，對工業(yè)建筑地樓板，規(guī)定h≥80mm，取板厚h=80mmRTCrpUDGiT次梁截面尺寸:h=L/18～L/12=6000/18～6000/12=333.3～500取h=500mm又規(guī)定h/b≥2∴取b=250mm主梁截面尺寸:h=L/14～L/8=6000/14～6000/8=428～750mm取h=700mmb=300mm已知：承重墻厚為240mm柱子尺寸為400mm×400mm三、板地設(shè)計㈠計算簡圖板為6跨持續(xù)板，其構(gòu)造尺寸如下圖（a）所示，為便于用表格計算，計算簡圖按5跨考慮，如圖（b）所示次梁截面為250mm×500mm，板在墻上支承長度為120mm，板地計算跨度為：邊跨：b=250mm≥0.1Lc=0.1×=200mm∴取L0=1.1Ln=1.1×1755=1930.5mm5PCzVD7HxA中間跨：L=Ln=mm㈡荷載計算取寬為1M地板帶計算：恒荷載：板自重25KN/M3×1M×0.08M=2.0KN/M水磨石抹面0.65KN/M2×1M=0.65KN/M12mm抹底16KN/M3×1M×0.012M=0.19KN/M原則值：gk=2.0+0.65+0.19=2.84KN/M設(shè)計值：g=Gkgk=1.05×2.84=2.982KN/M活荷載：原則值qk=6KN/M3×1M=6KN/M設(shè)計值q=rQqk=1.2×6=6KN/M考慮次梁對板地轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為：g′=g+q/2=2.982+7.2/2=6.582KN/Mq′=q/2=7.2/2=3.6KN/M㈢內(nèi)力計算按彈性措施計算，由于邊跨與中間跨相差不到10％，可采用等跨表格計算.查附錄六表4得彎矩系數(shù)a、a1，彎矩計算值為M=ag′L02+a1gL02jLBHrnAILg跨中彎矩：邊跨：M1=0.0781×6.58×1.932+0.1×3.6×1.932=3.255KN/M中間跨：M2=0.0331×6.58×22+0.0787×3.6×22=2.0KN/MM3=0.0462×6.58×22+0.0855×3.6×22=2.447KN/M支座彎矩：MB=-{0.105×6.58×((2+1.93)/2)2+0.119×3.6×((2+1.93)/2)2}=-4.32KN/MxHAQX74J0XMC=-{0.079×6.58×22+0.111×3.6×22}=-3.677KN/M支座邊緣彎矩V0=g′+q′=6.582+3.6=10.182KN/MMB′=MB-1/2V0b=-〔4.21-1/2×1×10.182×0.25〕=-2.937KN/MLDAYtRyKfEMC′=MC-1/2V0b=-〔3.59-1/2×1×10.182×0.25〕=-2.317KN/MZzz6ZB2Ltk㈣截面設(shè)計板厚為80mm，h0取60mm，混凝土為C20，fc=10N/mm2，Ⅰ級鋼筋：fy=210N/mm2，鋼筋混凝土構(gòu)造，構(gòu)造系數(shù)rd=1.2，配筋計算表見表一，考慮水電站廠房發(fā)電機組對構(gòu)造地動力影響，板地配筋采用彎起式.dvzfvkwMI1表一板地配筋計算表截面邊跨B中間跨中2C中間跨中3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩計算值×106Nmm）3.2552.9372.00.8×2.02.3170.8×2.3172.4470.8×2.447彎矩設(shè)計值3.2552.9372.01.62.3171.8532.4471.957as=rdM/fcbh020.10850.0980.0670.0530.0770.0620.0820.065ξ=1-√1-2as0.1150.1030.0690.0540.0800.0640.0850.067As=fcbξh0/fy329295197157230182243193選用鋼筋（mm2）邊板帶?8/10﹫180（358）?8/10﹫180（358）?8﹫180（279）?8﹫180（279）?8﹫180（279）中板帶?10﹫200（393）?8/10﹫200（322）?8﹫200（251）?8﹫200（251）?8﹫200（251）注：中板帶地中間跨及中間支座，由于板四面與梁整體連結(jié)，可考慮拱作用，故該處彎矩減少20％，即乘以系數(shù)0.8rqyn14ZNXI㈤板配筋詳圖：分布鋼筋：按規(guī)定選用?6@200板面附加鋼筋：按規(guī)定選用?6@200，設(shè)置于主梁頂部和墻邊墻角附加鋼筋：按規(guī)定選用?6@200，雙向配置于四個墻角地板面.四、次梁設(shè)計㈠計算簡圖次梁為5跨持續(xù)梁，其構(gòu)造尺寸如圖（c）所示，次梁在磚墻上地支承寬度為240mm，主梁截面為300mm×700mm，次梁地跨長如圖（d）所示.EmxvxOtOco取計算跨度為：邊跨：l0=ln=6000mml0=1.025ln+0.5b=1.025(6000-120-150)+0.5×300=6023.25SixE2yXPq5取lo=5400mm中間跨lo=lc=5400mm㈡荷載計算恒荷載：由板傳來：2.84×2=5.68KN/M次梁自重：25×（0.45-0.08）×0.25=2.31KN/M次梁粉刷：16×（0.45-0.08）×1.012×2=0.142KN/M原則值：gk=8.132KN/M設(shè)計值：g=rGgk=1.05×8.132=8.538KN/M活荷載：原則值：qk=6.0×2=12KN/M設(shè)計值：q=rQqk=1.2×12=14.4KN/M考慮主梁對次梁地轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為：g′=g+q/4=8.538+14.4/4=12.138KN/Mq′=3q/4=3×14.4/4=10.8KN/M㈢內(nèi)力計算按彈性體系計算，采用等跨度表格計算，查附錄表彎矩計算值:M=ag′l2+a1q′l2剪力計算值：V=βg′l2+β1q′l2彎矩：V0=12.138+10.8=22.938KN跨中彎矩：M1=0.0781×12.138×62+0.1×10.8×62=73.0KN/MM2=0.0331×12.138×62+0.0787×10.8×62=45.06KN/MM3=0.0462×12.138×62+0.0855×10.8×62=53.43KN/M支座彎矩：MB=-(0.105×12.138×62+0.119×10.8×62)=-92.14KN/M6ewMyirQFLMC=-(0.079×12.138×62+0.111×10.8×62)=-77.67KN/M支座邊緣彎矩：MB′=MB-?V0b=-[92.14-1/2×(6/2×22.938)×0.3]=-81.81KN/MkavU42VRUsMC′=MC-?V0b=-[77.67-1/2×(6/2×22.938)×0.3]=-67.34KN/My6v3ALoS89剪力計算跨度取凈跨度：邊跨ln=5730mm中間跨ln=5700mmVA=0.394×12.138×5.73+0.447×10.8×5.73=55.06KM/MVBL=-(0.606×12.138×5.73+0.620×10.8×5.73)=-80.51KN/MM2ub6vSTnPVBR=0.526×12.138×5.7+0.598×10.8×5.7=73.20KN/MVCL=-(0.47×12.138×5.7+0.576×10.8×5.7)=-68.25KN/MVCR=0.500×12.138×5.7+0.591×10.8×5.7=70.97KN/M㈣截面設(shè)計正截面承載力計算：跨中按T形截面計算.截面高h(yuǎn)=450mm，肋寬b=250mm，翼緣厚度hf′=80mm，截面有效高度取415mm.混凝土等級為C20，fc=10N/mm2，受力鋼筋Ⅱ級fy=310N/mm2，構(gòu)造系數(shù)rd=1.200YujCfmUCw跨中T形截面類型鑒別：bf′=l/3=6000/3=mm翼緣寬度bf′=b+Sn=2400mmeUts8ZQVRd取較小值bf′=mmbfhf′fc（h0-hf′/2）=×80×10×（415-80/2）=600KN>rdMmax=1.2×73.0=87.6KNsQsAEJkW5T屬于第一類T形截面.表二正截面配筋計算見表截面1B2C3彎矩計算值M（×106Nmm）73.081.8145.0667.3453.43彎矩設(shè)計值Mr0φ（×106Nmm）73.081.8145.0667.3453.43bh02fc或bf′h02fc3444.5430.53444.5430.53444.5αs=rdr0ΦM/bh0fc或αs=rdr0ΦM/bf′h0fc0.02540.22800.01560.1870.0186ξ=1-√1-2as0.02570.26240.01570.2090.0187As=fcbξh0/fy或As=fcbf′ξh0/fy690878421701503選用鋼筋1?16+2?18(710)5?16(1005)1?16+2?14(509)4?16(804)1?16+2?14(509)注：Amin=ρminbh0=0.15﹪×250×415=155.6mm2斜截面承載力計算：截面尺寸驗算hw/b=(415-80）250=1.34<4.01/rd(0.25fcbh0)=1/1.2(0.25×10×250×415)=216146N=216.5KNGMsIasNXkA>Vmax=r0φVBL=1.0×1.0×80.51=80.51KN1/rdVc=1/rd(0.07fcbh0)=1/1.2(0.07×10×250×415)=605208KN=60.5KNTIrRGchYzg>r0φVA=1×1×55.05=55.05KN1/rdVc=60.5KN<r0φVCL=1×1×68.25=68.25KN故除支座A外，其他支座需要進(jìn)行斜截面受剪承載力計算.橫向鋼筋計算：設(shè)箍筋選用?6@150雙肢筋配筋率：ρsv=Asv/bs=2×28.3/250×150=0.151﹪>0.12﹪滿足規(guī)定1/rd（Vc+Vsv）=1/1.2（0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0/s）=1/1.2（0.07×10×250×415+1.25×2×28.3×415/150）=113731N=113.73KN>Vmax=r0φVBL=80.51KN7EqZcWLZNX㈤次梁配筋詳圖次梁地配筋及構(gòu)造如后圖所示.跨中受力鋼筋按構(gòu)造規(guī)定選用3根，其中，兩根設(shè)于梁角兼做架立筋，一根在支座附近作為負(fù)彎矩鋼筋并增強斜截面地受剪承載力，支座負(fù)彎矩鋼筋地截斷位置參照有關(guān)規(guī)定處理.角點處鋼筋截斷后另設(shè)2ф10架立筋與之綁扎連接lzq7IGf02E五、主梁設(shè)計㈠計算簡圖主梁共兩跨，其構(gòu)造尺寸如圖所示，梁兩端支承在墻上，支承長度為240mm，中間支承在400mm×400mm地柱上，因梁地線剛度與柱地線剛度之比不小于4，可視為中部餃支地兩跨持續(xù)梁，計算簡圖如圖所示.zvpgeqJ1hk計算跨度L0=Lc=6000-120+240/2=6000mmL0=1.025Ln+0.5b=1.025（6000-120-1/2×400）+0.5×400=6022mmNrpoJac3v1取較小值L0=6000mm㈡荷載計算：為簡化計算，將主梁2.0m長地自重亦按集中荷載考慮恒荷載：次梁傳來地集中荷載：8.132KN/M×6.0M=48.792KN主梁自重：25KN/M3×(0.7-0.08)M×0.3M×2M=11.16M主梁粉刷：16KN/M3×2M×(0.7-0.08)M×0.012M=0.238KN原則值：Gk=48.792+11.16+0.238=60.19KN設(shè)計值：G=rGGk=1.05×60.19=63.2KN活荷載：原則值：QK=6KN/M2×2.0M×6.0M=72KN設(shè)計值:Q=rQQk=1.2×72=86.4KN㈢內(nèi)力計算：按彈性措施計算，查附錄得彎矩和剪力系數(shù)彎矩計算值為：M=αGL0+α1QL0剪力設(shè)計值為：V=βG+β1Q荷載作用點及最不利位置如圖所示1、彎矩計算：跨中彎矩：M1=(0.222×63.2+0.078×86.4)=228.3KNM支座彎矩：MB=-(0.333×63.2+0.333×86.4)×6.0=-298.50KN支座邊緣彎矩：MBL=MB-1/2V0b=-[298.5-1/2×(63.2+86.4)×0.4]=-218.02KNM1nowfTG4KI2、剪力計算：VA=0.667×63.2+0.833×86.4=114.12KNVBL=-(1.333×63.2+1.333×86.4)=-199.4KN㈣截面設(shè)計：1、正截面承載力計算：受力鋼筋為Ⅱ級鋼筋，fy=310N/mm2，混凝土強度等級為C 20,fc=10N/mm2，構(gòu)造系數(shù)rd=1.2.跨中按T形截面計算，鋼筋按一排布置.h0=h-a=700-35=665mm.翼緣寬度：b′f=l0/3=6000/3=mmfjnFLDa5Zob′f=b+sn=mm∴取b′f=mmfcb′fh′f（h0-h′f/2）=×80×10×（665-40）=1000KN>rdMmax=rdM1=1.2×228.3=273.96KNM屬于第一類T形截面.支座按矩形截面計算，肋寬b=300mm，鋼筋按兩排布置，則h0=h-a=700-80=620mm主梁正截面配筋計算表見表三表三主梁正截面配筋計算截面1B彎矩計算值M(×106Nmm)228.3218.02彎矩設(shè)計值Mr0φ(×106Nmm)228.3218.02bh02fc或b′fh02fc(×106Nmm)76881153.2αs=rdr0ΦM/bh0fc或αs=rdr0ΦM/bf′h0fc0.0220.140ξ=1-√1-2as0.0220.152As=fcbξh0/fy或As=fcbf′ξh0/fy889.8913.4選用鋼筋4?18(1018)4?18(1018)注：支座ξ=0.152<ξb=0.544；ρminbh0=Asmin=0.15﹪×300×665=299mm2tfnNhnE6e52、斜截面承載力計算：截面尺寸驗算：hw/b=（620-80）/300=1.8<4.01/rd(0.25fcbh0)=1/1.2×(0.25×10×300×620)=387500N=387.5KNHbmVN777sL>Vmax=r0φVBL=1.0×1.0×199.4=199.4KN故截面尺寸符合規(guī)定.1/rdVc=1/rd(0.07fcbh0)=1/1.2(0.07×10×300×620)=108500KN=108.2KNV7l4jRB8Hsr0φVA=1×1×114.12=114.12KNr0φVbL=1×1×199.4=199.4KN故支座A、B均需按計算配置橫向鋼筋.設(shè)箍筋選用?6@150雙肢筋配筋率ρSV=ASV/bs=2×28.3/300×100=0.126﹪>ρSVMIN=0.12﹪滿足規(guī)定83lcPA59W91/rd（Vc+Vsv）=1/1.2（0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0/s）=1/1.2（0.07×10×300×620+1.25×210×2×28.3×620/150）=159675N=159.68KN>r0ΦVA=114.12KNmZkklkzaaP<r0ΦVBL=199.4KN∴支座B需要設(shè)置彎起鋼筋設(shè)跨中鋼筋兩排彎起，每排1ф25，Asb=490.9mm2，彎起角α=450，則1/rd（Vc+Vsv+VSB）=159675+1/rdfyAsbsinα=159675+1/1.2×310×490.9×0.707=249347N=249.35KN>r0ΦVBL=199.4KN滿足規(guī)定AVktR43bpw次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計算：次梁傳來集中力F=r0Φ(G+Q)=1.0×1.0×(63.2+86.4)=149.6KN在梁集中荷載位置附加吊筋，彎起角α=450則ASV=rdF/（2fyvsinα）=1.2×149.6×1000/2×310×0.707=409.4mm2ORjBnOwcEd選2ф16，實配ASV=402mm2也可在次梁兩側(cè)設(shè)置附加箍筋.箍筋采用Ⅰ級鋼筋（fyv=210N/mm2），直徑為ф8（n=2，ASV1=50.3mm2）則：2MiJTy0dTTm=rdF/（nASV1fyv）=1.2×1.42×105/2×50.3×210在次梁兩側(cè)各附加四道雙肢ф8箍筋.㈤主梁配筋詳圖：主梁地配筋及構(gòu)造見圖.縱向受力鋼筋地彎起和截斷位置，根據(jù)彎矩和剪力包絡(luò)圖及材料圖形來確定.版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整頓.版權(quán)為個人所有Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.gIiSpiue7A顧客可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同步應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他有關(guān)法律地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及有關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利.除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時，須征得本人及有關(guān)權(quán)利人地書面