水工鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)滿分.doc

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及計(jì)算書(shū)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：目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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)21一、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（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(jiǎn)圖的確定；（2）通過(guò)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(guò)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)方式和制圖規(guī)定，進(jìn)

2、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(shū)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(lèi)別一類(lèi)。(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：鋼筋混凝土重力密度為25kN/m3。樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：6kN /m2 。樓面做法：樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面（重力密度為20kN/m3），板底及梁用1

3、5mm厚石灰砂漿抹底（重力密度為17kN/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(lái)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）繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖1樓面結(jié)構(gòu)平面布置

4、圖 （標(biāo)注墻、柱定位軸線編號(hào)和梁、 柱定位尺寸及構(gòu)件編號(hào)） （比例 1：1001：200）；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 1：151：30）；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(shuō)明， 如混凝上強(qiáng)度等級(jí)

5、、 鋼筋的種類(lèi)、混凝土保護(hù)層厚度等。（3）計(jì)算書(shū)：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(shū)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(shū)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(shū)一份。包括：計(jì)算依據(jù)的資料，計(jì)算假定、計(jì)算簡(jiǎn)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

6、校核，要求畫(huà)出主梁的設(shè)計(jì)彎矩圖和抵抗彎矩圖）；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(shuō)明齊全。（五）、 考核方式1最終成績(jī)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(wàn)泉附圖 1特別注意：1、指導(dǎo)書(shū)：圖書(shū)館沈蒲生編著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，或其他書(shū)籍。設(shè)計(jì)步驟參考指導(dǎo)書(shū)，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(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹笇?dǎo)書(shū)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(wèn)問(wèn)題。必須自己親自上交！否則不計(jì)成績(jī)3、提交的結(jié)果：計(jì)算書(shū)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。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(jiǎn)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(zhǎng)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)造要求，梁高與跨長(zhǎng)的比值，次梁為梁截面

8、寬度為高度的1/2-1/3 。次梁截面高度：1/18-1/12，主梁為1/15-1/10，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=250mm4、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： l 。 =ln=2300?200=2100mm

9、計(jì)算跨度差：（ 2140-2100）/2100=1.9%10%說(shuō)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*200.4kN/m2120mm鋼筋混凝土板：0.12*253 kN/m215mm板底石灰砂漿： 0.015*17 0.255 kN/m2gk= 3.655kN/m2活荷載：q=6kN /m22、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(jiǎn)圖如下 , 取 1m板作為計(jì)算單位：g + q =11.586kN

10、/m板的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖 1查水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)（第 4 版）（中國(guó)水利水電出版社）表 9-2, 板的彎矩系數(shù) mb分別為： 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、中間跨跨中間支座中彎矩計(jì)算系數(shù) mb1/11-1/111/16-1/14mb02M= (g+q)L4.82-4.823.19-3.65/(kN m)3、截面承載力計(jì)算22混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20，f c = 9.6N/mm， f t = 1

11、.10 N/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%。表 2、配筋表邊區(qū)板帶（ - ，- 軸線間）中間區(qū)板帶（ - 軸線間）離端第離端第板帶部位截面邊跨離端二跨跨中間支邊跨跨離端第二跨跨備注第二內(nèi)、中內(nèi)、中跨中座中二支座中間支座支座間跨跨間跨跨中中M(kNm）4.82

12、-4.83.19-3.654.82-4.822.55-2.922 =KM/f bh20.0740.070.0490.0560.0740.0740.0390.045sc04=1- （1-2 s）0.0770.070.0500.0580.0770.0770.0400.0460.570.85 b0.4680.460.4680.4680.46880.4680.4680.468滿足As= bh0f c/f y(mm316.8316.205.7238.6316.8316.8164.6189.3兩者取2)8Asmin =0.002bh240240240240240240240240大選配鋼筋8 8 8 8

13、8 8 8 8150150200200150150200200實(shí)配鋼筋面積3353352512513353352512512(mm)5、裂縫開(kāi)展寬度及變形驗(yàn)算從略6、繪制配筋草圖三、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(lái)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 * 0.015（ 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(lái)q = 7.2 2.3 = 16.56kN/mg +

14、 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% 0.1則不需按翼緣高度考慮h故取最小值 bf= 2118mm端第二跨、中間跨bf = l 0/3 = 6350/3 = 2117mmb+ sn = 200 + (2300 - 200)

15、 = 2300mmhf /h o=120/410=0.29 0.1則不需按翼緣高度考慮故取最小值 b= 2117mmf2、判別 T 形截面類(lèi)型：cf f0f /2)= 9.6 2117 120 (410 - 120/2)= 853.57kN mf bh（h -h邊跨 ：KM=1.2110.36=132.432中間跨： KM=1.272.10=86.52/2) KMf cbfhf （h0-h f故各跨跨中截面均屬于第一類(lèi)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(lǐng) 級(jí)

16、，梁中受力筋I(lǐng)I 級(jí))表 5、次梁正截面承載力計(jì)算（fy=300N/mm2）離端第二跨跨內(nèi)、截面邊跨跨內(nèi) 離端第二支座 中間支座 備注中間跨跨內(nèi)KM(kNm）f c bh02 或fc bf h02 (kN m） s=KM/fcbh02 s=KM/fcbf h02=1- （1-2 s ）0.5 0.85 bAs=f cbh0/f yAs=f cbf 2h0/f y(mm)1.2 110.36=1.2 1.2 72.10=1.2 (-110.36)=(-82.40)=132.43286.52-132.432-98.889.6 21189.6 2009.6 21179.6 2004102=4102=

17、4102=4102=3417.9322.7523416.33322.7520.0390.4100.0250.3060.0400.5760.0250.3770.4680.4680.4680.468滿足1111.51511.4694.4989.2A=0.002bh180180180180滿足smin選配鋼筋325325322322實(shí)配鋼筋面積14731473114011402(mm)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)截面端支座右側(cè)離端第二支座離端第二支座中間支座左側(cè)、備注左側(cè)右側(cè)右側(cè)V(kN)81.82109.0999.9299.92K

18、V(kN)99.384130.908119.904119.9040.25fbh (kN)196.8KV196.8KV196.8KV196.8KV截面尺寸滿足要c0求VC=0.7f t bh0(kN)63.14KV63.14KV63.14KV63.14 svmin5、裂縫開(kāi)展寬度及變形驗(yàn)算從略6、繪制配筋草圖四、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(lái)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 （ 0.55-0.1

19、2 ）2+ 0.256.9=2.04 KNG = 101.04kN2、活荷載設(shè)計(jì)值：由次梁傳來(lái)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 = 6.58ml 0 = 1.025l n = 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)

20、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fo取最小值 bf = 2248mm中間跨 :bf = l 0/3 = 6500/3 = 2167mmb+ sn = 250 + (6900 - 400) = 6750mmhf /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(lèi)型：f bh/2)= 9.6 2167 120 (485 - 120/2)（h -hfc ff0= 1060.96 kN m KM1=1.2 293.27=351.924 kN m K

21、M2=1.2 155.13=186.156 kN m故屬于第一類(lèi) 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)算中間支座截面邊跨跨內(nèi) 3邊跨跨內(nèi)中間跨跨內(nèi) 1310M(kNm）342.93240.36-381.28155.13-57.99V0b/2(kN m）53.986Mb=M-V0b/2(kN m）-327.294s=KM/fcbh020.0810.0570.7570.0340.014 2（ s=KM/fcbf h0 ）=1-（ 1-2 s）0.50.0850.0590.0350.014As=f cbh0 /f yAs=f c

22、 bf 2965.562058.451237.8475.72h0 /f y (mm)Asmin =0.002bh275275275275選配鋼筋6 256 253 252 18(通長(zhǎng))實(shí)配鋼筋面積2294529451473628(mm)S=0.358 （查教材表 3-1） 所以要配雙筋截面：對(duì)于中間支座s sb計(jì)算受壓鋼筋截面面積：取a =40mmAS2(h 0 -a)s= (KM - sb f cbh0)/ fy=(1.2 327.294-0.358 9.6250 465465)/300 (465- 40)2= 1623.312 mm計(jì)算受拉鋼筋截面面積：As = (f cbh0 1b + fy As)/fy= (9.6250 4650.85 0.468 + 300 1623.312)/300