水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?課程設(shè)計(jì)姓名：蘇瑞學(xué)號(hào)：2022030008專業(yè)：14級(jí)水利水電建筑工程土官?水工鋼筋硅?課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)條件某水電站副廠房屬3級(jí)水工建筑物,環(huán)境條件類別為一類,廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況,設(shè)計(jì)狀況系數(shù)少取1.0.采用外墻及內(nèi)柱承重,柱網(wǎng)布置如圖1所示,樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式肋形結(jié)構(gòu).圖1副廠房樓蓋結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置圖2、設(shè)計(jì)參數(shù)(1)樓層構(gòu)造20mm厚水泥砂漿抹面(水泥砂漿容重節(jié)為20kN/m3).鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層(鋼筋混凝土容重率為25kN/m3).15mm厚混合砂漿粉底(混合砂漿容重辛為17kN/

2、m3).(2)材料混凝土：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qH6kN/m時(shí),采用C20;qk6kN/m時(shí),采用C25;鋼筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335鋼筋外,其余均采用HPB235鋼筋.(3)設(shè)計(jì)參數(shù)表1柱網(wǎng)尺寸L1XB1及荷載樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值LXB1(mxm)qk(kN/m)456785.7X5.701020304055.7X6.006070809105.7X6.31112131411515.7X6.616171819206.0X5.721222324256.0X6.0262728291306.0X6.331323334356.0X6.636373839406.0X6.9414243444516.0

3、X7.24647484950柱網(wǎng)尺寸LiXBi、柱的截面尺寸bxh=300mmx400mm,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk按題號(hào)由表1給出,如表2所示.表2設(shè)計(jì)參數(shù)自選題號(hào)LXB(mmxmm)L1義B1(mmxmm),2、qk(kN/m)0823500X180005700X60006、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、肋型結(jié)構(gòu)梁格布置及構(gòu)件尺寸擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的設(shè)計(jì)資料及表1所填有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置； 選定材料并擬定構(gòu)件截面尺寸,板的結(jié)構(gòu)采用單向板結(jié)構(gòu).2、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)工作狀況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定計(jì)算簡(jiǎn)圖,并進(jìn)行荷載計(jì)算；計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力,并根據(jù)需要繪制內(nèi)力包絡(luò)圖.3、截面設(shè)計(jì)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平安、經(jīng)濟(jì)、便于施工等因

4、素進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；合理選擇受力鋼筋,并按要求配置構(gòu)造鋼筋；繪制主梁內(nèi)力包絡(luò)圖及反抗彎矩圖.4、繪制構(gòu)件施工圖繪制樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖(1:1001:200);繪制板、次梁和主梁模板配筋圖,根據(jù)需要繪制鋼筋材料表或鋼筋抽樣圖.三、課程設(shè)計(jì)分組及要求1、設(shè)計(jì)分組學(xué)生根據(jù)學(xué)號(hào)按表1確定自己的設(shè)計(jì)參數(shù),將設(shè)計(jì)參數(shù)填入表2并獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù).2、時(shí)間和地點(diǎn)安排教學(xué)周第15周和第16周,共十天時(shí)間.具體安排如下:1熟悉資料1天2結(jié)構(gòu)布置1天3內(nèi)力計(jì)算2天4截面設(shè)計(jì)2天5施工圖繪制2天6計(jì)算書整理2天課程設(shè)計(jì)的地點(diǎn)安排在逸夫樓.3、提交的文件1計(jì)算書1份每個(gè)學(xué)生根據(jù)封面、目錄、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、計(jì)算書正文的順

5、序裝訂成冊(cè).要求提交wordword文檔打印件,排版整潔,并將電子文檔按行政班級(jí)提交指導(dǎo)老師.2施工圖3張每個(gè)學(xué)生提交3 3張施工圖CAD繪圖或手繪圖,分別為板的配筋圖,次梁配筋圖和主梁配筋圖.4、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定按設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖紙占70%、設(shè)計(jì)過(guò)程包括出勤情況和設(shè)計(jì)態(tài)度占30%比例評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī).四、主要參考資料1李萃青,閻超君,趙建東.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第二版M,北京:中國(guó)水利水電出版社,2022.2水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)SL191-2022S,北京：中國(guó)水利水電出版社,2022.3河海大學(xué)、大連理工大學(xué)等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

6、學(xué)第四版M,北京：中國(guó)水利水電出版社,2022.4周氐,章定國(guó),鈕新強(qiáng).水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：中國(guó)水利水電出版社1998.5袁錦根,余志武.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根本原理M.北京：中國(guó)鐵道出版社,2022.6葉列平.混凝土結(jié)構(gòu)上冊(cè)M.清華大學(xué)出版社,北京,2022.7朱彥鵬,蔣麗娜,張玉新等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理M.重慶大學(xué)出版社,重慶,2022.指導(dǎo)教師：何婷、吳帥兵、鄢玉英、蔡高堂、張潔、王志強(qiáng)、張強(qiáng)、羅紅衛(wèi)教研室主任：蔡高堂設(shè)計(jì)計(jì)算書一、題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)資料某水電站生產(chǎn)副廠房為3級(jí)水工建筑物,廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì),采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋,結(jié)構(gòu)平面布置如下圖,

7、墻體厚370mm.樓面面層為20mm厚水泥砂漿抹面,梁板底面為15mm厚混合砂漿抹平.采用C20混凝土； 梁中縱向受力鋼筋為II級(jí),其余鋼筋為I級(jí).試設(shè)計(jì)該樓蓋樓梯間在此平面之外,不考慮一類環(huán)境.2荷載標(biāo)準(zhǔn)值,均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=6.0kN/m,水泥砂漿抹面：20kN/m3；鋼筋混凝土：25kN/m3；混合沙漿：17kN/m3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容構(gòu)件截面尺寸設(shè)計(jì)板的設(shè)計(jì)計(jì)算次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的配筋圖.鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)一、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸板的跨度為l=2.2m,厚80mm;次梁跨度為l=6.0m;截面尺寸200mmX450mm;主梁

8、跨度為l=6.6m,截面尺寸300mmX600mm;墻體厚為：370mm該廠房為3級(jí)水工建筑物,根本組合,結(jié)構(gòu)承載力平安系數(shù)K=1.2.二、板的設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖板為5跨連續(xù)板,結(jié)構(gòu)尺寸如下圖(hb)10=ln=1.780.14=1.92m邊跨：2(ba)IO=ln=1.780.16=1.94m2取較小值,所以l.=1.92m中間跨:2、荷載計(jì)算.取1m板寬進(jìn)行計(jì)算板的計(jì)算跨度:恒荷載:板自重0.08251=2.0(KN/m)20mm厚抹面0.02201=0.4(KN/m)12mm厚抹面0.015171=0.255(KN/m)標(biāo)準(zhǔn)值gk=2.0+0.4+0.255=2.655(KN/m)設(shè)計(jì)值g

9、=Ggk=1.052.655=2.79(KN/m)活動(dòng)荷載：標(biāo)準(zhǔn)值qk=6.0(KN/m)設(shè)計(jì)值q=Qqk=6.01.2=7.2(KN/m)考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束,折算荷載為:g=g+q/2=2.79+7.2/2=6.39(KN/m)q=q/2=7.2/2=3.6(KN/m)3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%,可采用等跨表格計(jì)算.查表得到：彎矩計(jì)算值為M=：0glo2+：iql02跨中彎矩：邊跨Mi=0.0781父6.39父1.922+0.1父3.6父1.922=3.17(KNm)中間跨M2=0.03316.392.02+0.07873.62,02=1.98(K

10、N.m)M3=0.04626.392.02+0.08553.62,02=2.41(KN.m)支座彎矩：支座邊緣彎矩：4、配筋計(jì)算板厚：h=80mm;h.取55mm;混凝土C20,fc=9.6N/mm2;HPB235級(jí)鋼筋fy=210N/mm2;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力平安系數(shù)K=1.2.考慮到水電站廠房發(fā)電機(jī)組對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響,板的配筋采用彎起式.配筋計(jì)算如下表計(jì)算截面1B2C3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩計(jì)算值M(M106Nmm)3.174.221.980.8X1.982.620.8X2.622.410.8X2.41彎矩設(shè)計(jì)值M(父106Nmm)3.174.221.981.582.6

11、22.12.411.930.1310.1740.08180.0650.1080.0870.1000.0800.1410.1930.0850.0670.1150.0910.1060.083354485213168289229267209選用鋼筋,2、(mm)邊板帶6/8100(393)6/8100+46200(534)6100(283)6100(283)6100(283)中板帶8120(419)6/8120+48240(536)6120(236)卜6120(236)卜6120(236)注： 中板帶的中間跨及中間支座由于板四周與梁整體連接,可考慮拱的作用,故將該處彎矩減少20%即乘以0.8系數(shù).5

12、、板配筋詳圖在板的配筋詳圖中,除按計(jì)算配置受力鋼筋外,尚應(yīng)設(shè)置以下要求的構(gòu)造鋼筋.(1)分布鋼筋：按規(guī)定選用*6250(2)板面附加鋼筋：按規(guī)定選用*6200,設(shè)置于墻邊.(3)主梁頂部附加鋼筋：按規(guī)定選用*8200,設(shè)置于主梁頂部的板面.三、次梁設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖,次梁為5跨連續(xù)梁,其結(jié)構(gòu)尺寸如圖(a)所示,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖(b)所示(a)(b)計(jì)算跨度：lo=lc=5.7m邊跨：b0.310V1.0251n=1.0255.53=6.82m22取較小值l0=5.7m中跨：l0=lc=5.7m2、荷載計(jì)算恒荷載：板傳來(lái)梁自重標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值活動(dòng)荷載：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束,2.6552.0

13、=5.31(KN/m)0.2(0.45-0.08)25=1.85(KN/m)gk=5.31+1.85=7.16(KN/m)g=1.057.16=7.52(KN/m)qk=6.02.0=12(KN/m)q=1.212=14.4(KN/m)折算荷載為：g=g+q/4=7.52+14.4X1/4=11.12(KN/m)q=(3/4)q=(3/4)乂14.4=10.8(KN/m)3、內(nèi)力計(jì)算按彈性方法計(jì)算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到表格計(jì)算,查表得到：彎矩計(jì)算值為M=：0gl20+ql20；剪力計(jì)算值為10%,可采用等跨(1)彎矩V=0g0+：1q0跨中彎矩:Mi=0.078d1.12M5.72+

14、0.1父10.8父5.72=63.27(KNm)M2=0.033111.125.72+0.078710.85.72=39.57(KN.m)M3=0.046211.125.72+0.085510.85.72=46.69(KN.m)支座彎矩：MB=-(0.10511.125.72+0.11910.85.72)=-79.69(KN-m)MC=-(0.07911.125.72+0.11110.85.72)=-67.49(KN-m)支座邊緣彎矩：MB=MB-bV0=-(79.69-0321.9j5.7尸-70.32(KNm)MC=MC-bVO=-(67.49-0321.9j5.7尸-58.12(KNm)

15、(2)剪力計(jì)算跨度取凈跨度：邊跨：l=5.53m,中間跨：l=5.5mVA=0.39411.125.53+0.44710.85.53=50.93(KN)VB=-(0.60611.125.5+0.6210.85.5)=-73.89(KN)VB=0.52611.125.5+0.59810.85.5=67.69(KN)VC=-(0.47411.125.5+0.57610.85.5)=-63.20(KN)VC=0.511.125.5+0.59110.85.5=65.69(KN)4、配筋計(jì)算(1)正截面計(jì)算跨中按T形截面計(jì)算,支座按矩形截面計(jì)算.截面高度h=450mm肋寬b=200mm,翼緣寬度按hf=

16、80mm,截面有效高度h0=410mm.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)C20,九=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2;受力鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋,fy=300N/mm2;結(jié)構(gòu)承載力平安系數(shù)K=1.2.跨中T形截面類型判別：翼緣寬度bf=-=6=2(m)33bf=b+sn=0.2+1.8=2.0(m)所以取最小值,bf=2m貝Ubfhffc(ho-、)=2000809.6(410-弓)=568(kNm)Mmax=KM1=1.267.03kN=80.436(kNm)所以截面屬于第一類型截面.正截面配筋計(jì)算,見(jiàn)下表:截面1B2C3彎矩計(jì)算值M父106N Nmm63.2770.3239.5758.1246.

17、69C,C一6bhfc或bfh0fc(10N Nmm)3227.53227.53227.53227.53227.5KMKMas=2或%=2fcbh0fcbfh.0.0240.2610.0150.2160.0170.0240.3090.0150.2840.017AS=為n,或AS=tbfh.；Tyfy629.76810.816393.6745.216446.08選用鋼筋mm23小18(763)2小18+1222(889)2小16(402)3小18(763)2小18(509)2斜截面承載力計(jì)算：截面尺寸驗(yàn)算：說(shuō)明截面尺寸滿足要求.因此,需進(jìn)行斜截面受剪承載剪力計(jì)算.橫向鋼筋計(jì)算：設(shè)鋼筋選用中615

18、0的雙肢箍筋配筋率；sv=4=228,3=0.19%n=0.15%bs200150符合HPB235級(jí)鋼筋配箍率的規(guī)定.Vcs=Vc+Vsv=0.07fcbh0+1.25fyvAvh0s=0.071.1200410+1.2521083410150=103751(N)=103.751(KN)Vmax=KVB=1.273.89=88.67(KN)滿足斜截面承載力要求.5、次梁配筋詳圖次梁配筋及構(gòu)造見(jiàn)圖紙.邊跨跨中截面配置3根縱向受力鋼筋,其中號(hào)鋼筋設(shè)于梁角,號(hào)鋼筋在邊支座附近彎起以增強(qiáng)斜截面的受剪承載力.支座截面反抗負(fù)彎矩的縱向受力鋼筋的截?cái)辔恢脜⒄請(qǐng)D9-15確定,角點(diǎn)處鋼筋截?cái)嗪罅碓O(shè)2.12架立鋼

19、筋與之綁扎連接.四、主梁設(shè)計(jì)1、計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁共3跨,梁兩端擱置在石專墻上,中部由300m忻300m曦面的柱支撐,因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4,可視為中部校支的3跨連續(xù)梁.計(jì)算跨度跨度：邊跨：10=lc=6.0m10=1.025ln+-=1.025X(6.0-0.12-0.15)+=6.0m22取較小值l0=6.0m中間跨：10=lc=6.0m2、荷載計(jì)算恒荷載：次梁傳來(lái)的集中荷載主梁自重化為集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值3、內(nèi)力計(jì)算：7.16(6.0-0.3)=40.81(KN)0.30.62.025=9(KN)Gk=40.81+9=49.81(KN)G=GGk=1.0549.

20、81=52.3(KN)Qk=6.02.06=72(KN)Q=QQk=1.272=86.4(KN)按彈性方法計(jì)算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%,可采用等跨表格計(jì)算,查表得到：彎矩計(jì)算值為M=kl0+k2Ql0剪力計(jì)算值為V=k3G+kQ(1)彎矩跨中彎矩M1=(0.244X52.3+0.289X86.4)X6=226.38(KNm)M2=(0.067X52.3+0.2X86.4)X6=124.7(KNm)支座彎矩MB=-(0.267X52.3+0.311X86.4)X6=-245(KNm)支座邊緣彎矩MB=MB-bVO=-245-03父(52.3+86.4)=-224.2(KNm)22(

21、2)剪力VA=0.733X52.3+0.866X86.4=113.64(KN)VB=-(1.267X52.3+1.311X86.4)=-179.53(KN)VB=1.0X52.3+1.222X86.4=157.88(KN)4、配筋計(jì)算(1)縱向鋼筋計(jì)算.受力鋼筋為HRB335級(jí),fy=300N/mm2;硅強(qiáng)度等級(jí)C20,fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2;結(jié)構(gòu)承載力平安系數(shù)K=1.2跨中截面：按T形截面計(jì)算,鋼筋布置為一排,h0=h-45=555(mm)翼緣寬度：bf=-=6=2(m)33bf=b+sn=0.2+5.8=6.0(m)所以取bf=2mbfhffc(ho-)=2000M

22、80M9.6“55580)=791(KNm)Mmax=KM1=1.2226.38=271.66(KNm)屬于第一類T形截面.支座截面：按矩形截面進(jìn)行計(jì)算,肋寬b=300mm,鋼筋按兩排布置,那么h0=600-80=520(mm)主梁正截面配筋計(jì)算見(jiàn)下表：截面1B2注：1.As彎矩設(shè)計(jì)值M(x106Nmm)226.38224.2124.7bh2fc或bfh；上(區(qū) 1dNmm)59147795914Pminbh0=0.匕工邛M匕工中M0fs=q_或0fs=44fcbh0fcbfh00.0460.3450.0252%x300X565=339(mm20.0470.4440.026AS=h0或AS=為fh0ffyfy16732217910一.一2選用鋼筋(mm)2小25+2小20(1610)4小20+2小25(2239)2小25(982).2.支座=0.4440.85b=0.85X0.55=0.4675.(2)橫向鋼筋計(jì)算截面尺寸驗(yàn)算：hw/b=(520-80)/300=1.47KVmax=KVB=1.2179.53=215.436(KN)說(shuō)明截面尺寸滿足要求.Vd=0.7fcbh0=0.71