(水工)鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)方案(滿分)

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及計(jì)算書設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)學(xué)院：姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：指導(dǎo)老師：1目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書3二、板的設(shè)計(jì)6三、次梁設(shè)計(jì)9四、主梁設(shè)計(jì)13五、結(jié)論21六、參考文獻(xiàn)212一、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）、 設(shè)計(jì)課題與目的某建筑鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋設(shè)計(jì)。（ 1）了解單向板肋梁樓蓋的荷載傳遞關(guān)系及其計(jì)算簡圖的確定；（ 2）通過板及次梁的計(jì)算，熟練掌握考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法；（ 3）通過主梁的計(jì)算，熟練掌握按彈性理論分析內(nèi)力的方法，并熟悉內(nèi)力包絡(luò)圖和材料圖的繪制方法；（ 4）了解并熟悉現(xiàn)澆梁板的有關(guān)構(gòu)造要求；（ 5）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達(dá)方式

2、和制圖規(guī)定，進(jìn)一步提高制圖的基本技能；（二）、 主要內(nèi)容1、設(shè)計(jì)資料：根據(jù)初步設(shè)計(jì)成果，提出設(shè)計(jì)資料及數(shù)據(jù)如下：(1) 樓層平面如任務(wù)書附圖 1 所示。墻體厚度 370mm。樓梯位于該層平面的外部，本設(shè)計(jì)不予考慮。樓蓋采用整體式單向板肋形結(jié)構(gòu)。(2）該建筑位于非地震區(qū)。(3) 建筑物安全級(jí)別為二級(jí)。(4）結(jié)構(gòu)環(huán)境類別一類。(5）建筑材料等級(jí)：混凝土強(qiáng)度等級(jí)：梁、板、C20級(jí)。鋼筋：板中鋼筋、梁中箍筋、構(gòu)造鋼筋I(lǐng) 級(jí)，梁中受力筋I(lǐng)I 級(jí)。(6 ）荷載：3鋼筋混凝土重力密度為25kN/m 。2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：6kN /m 。樓面做法： 樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹3砂漿抹底（重力密度為17kN

3、/m3）(7)結(jié)構(gòu)平面布置及初估尺寸：板伸入墻內(nèi)120mm，次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm；柱的截面尺寸b h= 400 mm400 mm。板厚 h _mm。（自己定）次梁：高 h _mm，寬 b _mm。（自己定）主梁：高 h _mm，寬 b _mm。（自己定）(8) 采用的規(guī)范：水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（現(xiàn)在就按課本規(guī)定來做），建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。2、設(shè)計(jì)要求（ 1）板和次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力；主梁按彈性理論計(jì)算內(nèi)力，并繪出彎矩包絡(luò)圖。（ 2）梁、板允許撓度、最大裂縫寬度驗(yàn)算從略。3（ 3）繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖1樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖（標(biāo)注墻、柱定位軸線編號(hào)和梁、柱定位

4、尺寸及構(gòu)件編號(hào)）（比例 1： 100 1： 200）；2板模板圖及配筋平面圖（標(biāo)注板厚、板中鋼筋的直徑、間距、編號(hào)及其定位尺寸）（比例 1： 100 1： 200）；3次梁模板及配筋圖（標(biāo)注次梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及其定位尺寸）（比例 1： 50，剖面圖比例1：15 1：30）；4、梁材料圖、模板圖及配筋圖（按同一比例繪出主梁的彎矩包羅圖、抵抗彎矩圖、模板圖及配筋圖），（標(biāo)注主梁截面尺寸及幾何尺寸、鋼筋的直徑、根數(shù)、編號(hào)及其定位尺寸）；（比例 1： 50，剖面圖比例1： 15 1： 30）；5在圖中標(biāo)明有關(guān)設(shè)計(jì)說明，如混凝上強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的種類、混凝土保護(hù)層厚度等。（ 3

5、）計(jì)算書：要求計(jì)算準(zhǔn)確，步驟完整，內(nèi)容清晰。（三）、設(shè)計(jì)進(jìn)度閱讀任務(wù)書和參考資料7學(xué)時(shí)布置設(shè)計(jì)3學(xué)時(shí)板的計(jì)算8學(xué)時(shí)次梁計(jì)算8學(xué)時(shí)主梁計(jì)算12學(xué)時(shí)繪制施工詳圖28學(xué)時(shí)整理設(shè)計(jì)計(jì)算書6學(xué)時(shí)準(zhǔn)備及答辯8學(xué)時(shí)合計(jì)80 學(xué)時(shí)（四）、 設(shè)計(jì)成果要求(1) 設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。包括：計(jì)算依據(jù)的資料，計(jì)算假定、計(jì)算簡圖；板、次梁和主梁的計(jì)算，并附有配筋草圖。(2) 施工圖紙一張（ 500mm 750mm)。包括：樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖；板的模板圖、配筋圖；次梁的模板圖、配筋圖（縱剖面、橫剖面、單根鋼筋下料圖） ；主梁的模板圖、配筋圖（縱剖面、橫剖面、單根鋼筋下料圖；為方便設(shè)計(jì)和校核，要求畫出主梁的設(shè)計(jì)彎矩圖和抵抗彎矩

6、圖）；鋼筋表。施工詳圖要求布局合理，線條粗細(xì)分明，字體工整，符號(hào)、尺寸、說明齊全。（五）、 考核方式1 最終成績分為五等：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：孫萬泉42016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)附圖 1特別注意：1、指導(dǎo)書：圖書館沈蒲生編著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，或其他書籍。設(shè)計(jì)步驟參考指導(dǎo)書，但一些細(xì)節(jié)的規(guī)定（如計(jì)算跨度、分項(xiàng)系數(shù)取法等）按我們水工規(guī)范來進(jìn)行，因?yàn)橹笇?dǎo)書中是工民建的規(guī)定。2、完成日期：第 19、20 周上交（地點(diǎn)我的辦公室主B618），提問問題。必須自己親自上交！否則不計(jì)成績3、提交的結(jié)果：計(jì)算書和 設(shè)計(jì)圖紙（繪圖紙大小為A2，大約為 4 張A4 紙那么大

7、）。設(shè)計(jì)圖紙包含內(nèi)容：次梁和板的配筋圖；主梁的配筋圖和彎矩抵抗圖。52016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)二、板的設(shè)計(jì)（按考慮塑形內(nèi)力重分布方法計(jì)算）正截面受彎承載力計(jì)算原則（ 1） 平截面假定；（ 2） 不考慮受壓區(qū)混凝土的工作；（ 3） 受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用理想化的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線；（ 4） 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（熱軋鋼筋） ，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可簡化為理想的彈塑形曲線。（一）基本尺寸的確定（教材237）1、板厚：按剛度要求，板厚不宜小于其跨長的1/40 （連續(xù)梁）；水電站廠房板的常用厚度為 120-200mm。取 h=120mml 40 2300 40 =57.5mm；2、梁高：由構(gòu)

8、造要求，梁高與跨長的比值，次梁為1/18-1/12，主梁為 1/15-1/10，梁截面寬度為高度的1/2-1/3。次梁截面高度：l 18 =6600/18=367;l 12 =6600/12=550取 h=450主梁截面高度：l 10 =6900/10=690l 15 =6900/15=460取 h=5503、梁寬：梁截面寬度為高度的1/2-1/3。次梁寬：b=200mm；主梁寬：b=250mm。4、板的計(jì)算跨度： 邊跨： l 。 =ln+h/2=ln+120/2=2300-120-200/2+120/2=2140mm且滿足l 。 =ln+a/2=2300-120-100+60=2140中跨：

9、 l。 =ln=2300-200=2100mm計(jì)算跨度差：（ 2140-2100）/2100=1.9%10%說明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力。（二）荷載計(jì)算1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值：恒荷載：20mm 厚水泥砂漿面層：0.02*20 0.4kN/m2120mm 鋼筋混凝土板：0.12*25 3 kN/m215mm 板底石灰砂漿：0.015*17 0.255 kN/m2gk= 3.655kN/m2活荷載：q=6kN /m 22、荷載設(shè)計(jì)值：由表2-5 得相關(guān)系數(shù)恒荷載： g=1.2*3.655=4.386 kN/m2活荷載： q=1.2*6=7.2 kN/m2g+q=11.586 kN/m2板的計(jì)算簡圖如下, 取

10、 1m板作為計(jì)算單位：62016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)g + q =11.586kN/m板的計(jì)算簡圖圖 1查水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)（第4 版）（中國水利水電出版社）表9-2,板的彎矩系數(shù) 分mb別為： 1/11（邊跨跨中）； 1/11（離端第二支座） ； 1/16（中間跨中）； 1/14（中間支座），分別代入公式 M= mb(g+q)l 。 l。，計(jì)算各截面彎矩如下表所示表 1、連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算離端第二跨跨截面邊跨跨中離端第二支座中間支座中、中間跨跨中彎矩計(jì)算系數(shù) mb1/11-1/111/16-1/14M=mb(g+q)L 024.82-4.823.19-3.65/(kN m)3、

11、截面承載力計(jì)算混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用 C20， f c = 9.622N/mm ， f t = 1.10N/mm ，一級(jí)鋼筋 fy=210N/mm2,b = 1000mm， h = 120mm，取保護(hù)層厚度c=20, 取 a=30,h 0= 120 - 30 = 90mm ， 1 = 0.85 ，K=1.2, min=0.2%連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算，如下表所示。中間區(qū)板帶- 軸線間，其各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，故各跨跨中和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用，其計(jì)算彎矩降低20%。72016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)表 2、配筋表邊區(qū)板帶（ - ， - 軸線間）中間區(qū)板帶（ - 軸線間）離端第離端第板

12、帶部位截面邊跨跨離端二跨跨中間支邊跨跨離端第二跨跨第二內(nèi)、中內(nèi)、中中間支座中座中二支座支座間跨跨間跨跨中中M(kN m）4.82-4.823.19-3.654.82-4.822.55-2.9220.0740.0740.0490.0560.0740.0740.0390.045 s =KM/f cbh00.50.0770.0770.0500.0580.0770.0770.0400.046=1- （ 1-2 s）0.85 b0.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4682316.8316.8205.7238.6316.8316.8164.6189.3As= bh0f

13、 c/f y(mm)Asmin=0.002bh24024024024024024024024088 8 8 8 8 8 8選配鋼筋200200200200150150150150實(shí)配鋼筋面積3353352512513353352512512(mm)5、裂縫開展寬度及變形驗(yàn)算從略6、繪制配筋草圖備注滿足兩者取大82016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)三、次梁設(shè)計(jì)（按考慮塑形內(nèi)力重分布方法計(jì)算）（一）荷載計(jì)算1、恒載設(shè)計(jì)值：由板傳來荷載4.386* 2.3 = 10.09kN/m次梁自重1.05* 25 *（ 0.45 - 0.12） *0.2 = 1.73kN/m梁抹灰1.05 * 17 * 0

14、.015（ 0.45 - 0.12）* 2+0.2= 0.23kN/mg = 12.05kN/m2、活荷載設(shè)計(jì)值：由板傳來q = 7.2 2.3 = 16.56kN/mg + q = 12.05+16.56 = 28.61kN/m（二）內(nèi)力計(jì)算1、計(jì)算跨度：邊跨：l n = 6.6- 0.24 - 0.25/2 = 6.235ml 0 = 1.025*ln = 6.391ml n+a/2=6.235+0.12=6.355m l。取 l 。 =6.355m中間跨：l 0 = l n = 6.6 - 0.25 = 6.35m跨度差（ 6.355 - 6.35 ） / 6.35 = 0.08% 0.

15、1則不需按翼緣高度考慮o故取最小值 bf = 2118mm端第二跨、中間跨bf= l0/3 = 6350/3 = 2117mmb + sn = 200 + (2300 - 200) = 2300mmhf/h =120/410=0.29 0.1則不需按翼緣高度考慮o102016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)故取最小值bf= 2117mm2、判別T 形截面類型：fb/2)= 9.6 2117 120 (410 - 120/2)= 853.57kN mh （ h -hfc ff0邊跨 ： KM=1.2 110.36=132.432中間跨： KM=1.2 72.10=86.52f bh/2) KM（

16、h -hfc ff0故各跨跨中截面均屬于第一類T 形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，支座按布置一排縱筋考慮h0= h - 40 = 450 - 40 = 410mm3、次梁正截面配筋計(jì)算如下表所示。( 梁中箍筋、構(gòu)造鋼筋 I 級(jí)，梁中受力筋 II 級(jí) )表 5、次梁正截面承載力計(jì)算（fy=300N/mm2）截面KM(kNm）f c bh02 或 fc bf h02 (kN m）2 s=KM/f cbh02 s=KM/f cbf h00.5=1- （ 1-2 s ）0.85bAs=f cbh0/f ysc f h0/fy2A =fb(mm)Asmin =0.002bh選配鋼筋2實(shí)配鋼筋面積 (mm

17、)邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中中間支座備注間跨跨內(nèi)1.2 110.36=1.2 (-110.36)=1.2 72.10=1.2 (-82.40)=132.432-132.43286.52-98.889.6 2118 4102=9.6 2004102=9.6 2117 4102=9.6 2004102=3417.9322.7523416.33322.7520.0390.4100.0250.3060.0400.5760.0250.3770.4680.4680.4680.468滿足1111.51511.4694.4989.2180180180180滿足3253253223221473147

18、311401140112016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)4、次梁斜截面配筋計(jì)算如下表所示。表 6、次梁斜截面承載力計(jì)算 (f yv =210N/mm2)截面離端第二支座左離端第二支座右中間支座左側(cè)、 右端支座右側(cè)備注側(cè)側(cè)側(cè)V(kN)81.82109.0999.9299.92KV(kN)99.384130.908119.904119.9040.25f c bh0(kN)196.8KV196.8KV196.8KV196.8KV截面尺寸滿足要求VC=0.7ft bh0(kN)63.14KV63.14KV63.14KV63.14 svmin5、裂縫開展寬度及變形驗(yàn)算從略6、繪制配筋草圖122016

19、 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)四、主梁設(shè)計(jì)（按彈性理論計(jì)算）（一）、荷載計(jì)算1、恒載設(shè)計(jì)值：由次梁傳來12.05 6.6 = 79.53 kN主梁自重（折算為集中荷載）1.05 25 0.25 (0.55 - 0.12) 6.9 = 19.47 kN梁側(cè)抹灰（折算為集中荷載）1.05 170.015 （ 0.55-0.12）2 + 0.25 6.9=2.04 KNG = 101.04kN2、活荷載設(shè)計(jì)值：由次梁傳來Q = 16.56 6.6 = 109.296 kNG + Q = 210.336 kN（二）內(nèi)力計(jì)算1、計(jì)算跨度：邊跨：l n = 6.9 - 0.12 - 0.2 = 6.58m

20、l 0 = 1.025ln= 1.025 6.58 = 6.7445 ml n+a/2=6.58 + 0.37/2 = 6.765 m取 l 0 = 6.7445m ，中間跨：l n = 6.9 - 0.4 = 6.5ml 0 = l n = 6.5m平均跨度l 0 = （6.7445 + 6.5） / 2 = 6.62m(計(jì)算支座彎矩時(shí)取值）跨度差（ 6.7445 - 6.5 ） / 6. 5 = 3.76% 0.1則不需按翼緣高度考慮172016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)取最小值bf= 2248mm中間跨 :b= l /3 = 6500/3 = 2167mmb + sn= 250 +

21、(6900 - 400) = 6750mmf0hf/h o=120/510=0.24 0.1則不需按翼緣高度考慮取最小值bf = 2167mm，(2) 判別 T 形截面類型：f bh/2)= 9.6 2167 120 (485 - 120/2)f（ h -hfcf0= 1060.96 kNm KM1=1.2 293.27= 351.924 kN m KM2=1.2 155.13=186.156 kN m故屬于第一類T 形截面。主筋正截面及斜截面承載力計(jì)算如下表所示。4、配筋計(jì)算（ 1）縱筋計(jì)算表 11、主梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi) 3邊跨跨內(nèi)中間支座 10中間跨跨內(nèi) 13M(kNm）342

22、.93240.36-381.28155.13-57.99V b/2(kN m）53.9860M=M-V b/2(kN m）-327.294b02 s =KM/fc bh00.0810.0570.7570.0340.0142（ s=KM/fcf 0bh）0.50.0850.0590.0350.014=1- （ 1-2 s）As=f cbh0/fy22965.562058.451237.8475.7f /fyAs =f c b h0(mm)A=0.002bh275275275275smin選配鋼筋6 256 253 252 18(通長)2294529451473628實(shí)配鋼筋面積 (mm)182016 年水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)對(duì)于中間支座 s sbS =0.358（查教材表 3-1 ） 所以要配雙筋截面：計(jì)算受壓鋼筋截面面積：取a =40mmAs = (KM - sb Sf cbh02)/ fy (h 0 - a)= (1.2 327.294 - 0.358 9.6 250465 465)/300(465 - 40)= 1623.312 mm2計(jì)算受拉鋼筋截面面積：As = (fcbh0 1b + f y As )/fy= (9.6 250 465 0.85 0.468 + 300 1623.312)/300=