矩形水池池頂設計

1、設計計算書學 校：院 系：專 業(yè)：給排水科學與工程 年 級：2010 級 姓 名：學 號：指導教師：分組號碼：年月三十日現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池頂蓋課程設計1.1.1 設計資料某矩形水池頂蓋平面尺寸為×，蓋頂平面圖如圖1-1所示。采用鋼筋混泥土頂板，設計此水池頂板。荷載及材料如下：（1） 池頂覆土厚度為300（覆土重18kN/m3)；（2） 頂蓋底面：砂漿抹面，厚20；（3） 混凝土重度25kN/m3；（4） 材料強度等級:混凝土強度等級C25；主梁和次梁的縱向受力鋼筋采用HRB400級，板、主次梁的箍筋采用HRB235級。（5） 1-1圖中l(wèi)1ml2mq=4kN/m3 圖1-1 矩形水池

2、頂蓋平面1.1.2 現(xiàn)澆單向板肋梁結構設計 1、結構布置及構件截面尺寸確定（1）柱網(wǎng)尺寸m，次梁的跨度為米，既柱距為m×m.主梁每跨內(nèi)置兩根次梁，板的跨度為m。（2）板的厚度h對于有覆土的水池頂蓋，板厚，所以取板厚。（3）主梁界面尺寸根據(jù)剛度要求，取，截面寬度，取。 （4）次梁界面尺寸根據(jù)剛度要求，取，截面寬度，取。2、板的設計 根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010 - 2002）規(guī)定，本設計中板區(qū)格長邊與短邊之比為：，介于之間，易用雙向板進行設計。但也可按短邊方向受力的單向板計算，在沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋來處理。 (1)材料指示及梁、板截面尺寸C25混凝土：HRB23

3、5鋼筋：HRB400鋼筋：混凝土重度標準值為，覆土重度標準值為，砂漿抹面層重度標準值為。板厚采用100，次梁采用，主梁采用。（2） 荷載設計值 恒荷載分項系數(shù)；因為，故活荷載分項系數(shù)。永久荷載標準值覆土重 板自重 抹面重 合計 永久荷載設計值： 可變荷載標準值： 可變荷載設計值： 總荷載： 考慮梁板整體性對內(nèi)力的影響，計算折算荷載：取1m寬板帶進行計算，計算單元上的荷載為（3） 板計算簡圖 圖2-1 板計算簡圖計算跨度：邊跨 中跨（4） 內(nèi)力計算連續(xù)板為9跨，可按五跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進行計算?？缰袕澗兀褐ё鶑澗兀河嬎阒ё吘壧幍膬?nèi)力：（5） 配筋計算及繪制配筋圖板厚。按給水排水工程鋼筋混凝土水

4、池結構設計規(guī)程CECS138：2002，板中受力鋼筋的混凝土保護層厚度取100，故。板正截面承載力計算結果見表2-1。板的配筋計算表2-1截面邊跨跨中第一內(nèi)支座第二跨中中間支座中間跨中選用鋼筋實際配筋面積最小配筋量注：1、表中取較大值，比較后取。2、 對于板：。（5）裂縫寬度驗算第一跨跨中裂縫寬度驗算：板的恒載標準值，活荷載，活荷載永久值，則折算荷載為：由荷載永久組合產(chǎn)生的跨中最大彎矩為：裂縫寬度驗算所需的各項參數(shù)為：取，取最大裂縫寬度：（滿足要求）其他各支座及各跨中截面的最大裂縫寬度，經(jīng)驗算均未超過規(guī)范限值，驗算過程從略。（6） 撓度計算給誰排水工程水池結構的有關規(guī)范對一般貯水池頂蓋構件的撓

5、度限值沒有明確的規(guī)定。在實際工程設計時，通常根據(jù)經(jīng)驗對梁、板的跨高比設定在一定范圍內(nèi)即可不驗算撓度。這里按混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010-2002）規(guī)定，一般樓、屋蓋受彎構件的撓度限制進行驗算?；炷两Y構設計規(guī)范（GB 50010-2002）規(guī)定，一般樓、屋蓋受彎構件按荷載效應標準組合并考慮荷載長期作用影響計算的最大撓度，當<7m時，不應超過（為構件的計算跨度）。等截面等跨的多跨連續(xù)梁板的最大撓度一般產(chǎn)生在第一跨內(nèi)。本設計的梁板均只驗算第一跨，且取跨中點撓度進行驗算。雖然實際的最大撓度均產(chǎn)生在略偏近于端支座一側，但取跨中點撓度進行控制所帶來的誤差甚小，可以忽略不計。第一跨正彎矩區(qū)段

6、的剛度計算：按荷載標準組合計算的第一跨中最大彎矩為：由荷載準永久組合產(chǎn)生的跨中最大彎矩為：計算短期剛度所需的參數(shù)：，取取則第一跨正彎矩區(qū)段的短期剛度為：考慮長期作用影響的剛度為：支座負彎矩區(qū)段的剛度計算：在計算第一跨的撓度時所采用的活荷載分布狀態(tài)應該時第一跨跨中產(chǎn)生最大正彎矩的活荷載分布狀態(tài)，此時支座的負彎矩也應按這種活荷載分布狀態(tài)進行計算。如果用分別表示在這種活荷載分布狀態(tài)下支座的荷載效應標準組合值和荷載效應準永久組合值，則在支座邊緣截面相應的彎矩分別為：計算短期剛度所需的參數(shù)：則支座負彎矩區(qū)段的短期剛度為：考慮長期作用影響的剛度為：可見按混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010-2002) 可

7、取整跨剛度為計算撓度，這樣的簡化使撓度計算大為方便。第一跨跨中撓度驗算：(7) 板的配筋圖板的配筋如圖1-4（）所示。分布鋼筋采用，每米板寬的分布鋼筋的截面面積為，大于15%，同時大于該方向截面面積的0.15%，即。圖2-2 板配筋圖3、次梁的設計（1） 荷載計算板傳來的恒荷載設計值×梁自重設計值×25××（）恒荷載活荷載×4×總荷載 q/g=11.2/22.32=0.502<3考慮主梁扭轉(zhuǎn)剛度的影響，調(diào)整后的折算荷載為（2）計算簡圖如圖3-1所示主梁截面尺寸為計算跨度：邊跨中跨圖3-1 次梁計算簡圖（3）內(nèi)力計算按五跨連續(xù)梁計

8、算跨中和支座彎矩以及各支座左右截面的剪力值?？缰袕澗兀褐ё鶑澗兀褐ё吘壍膬?nèi)力：A支座右側剪力 A支座右側邊緣剪力 B支座左側剪力B支座左側邊緣剪力B支座右側剪力B支座右側邊緣剪力C支座左側剪力C支座左側邊緣剪力C支座右側剪力C支座右側邊緣剪力（4） 正截面承載力計算梁跨中按T形截面計算，其翼緣寬度課取下面兩項中的較小者：故取。按給水排水工程鋼筋混泥土水池結構設計規(guī)程CECS 138：2002鋼筋的混凝土保護層厚度為35mm，故對T形截面，取，有效高度（按一排鋼筋考慮。判斷各跨T形截面的類型：故第1、第2和第3跨中均屬于第一類T形截面。次梁的正截面承載力計算結果見表3-1。次梁正截面承載力計算

9、表3-1截面1B2C3彎矩455430455430455截面類型第一類T形矩形第一類T形矩形第一類T形 - - - - -675937358683449選用鋼筋實際配筋面積763941402763509最小配筋量（5）斜截面承載力計算次梁剪力全木由箍筋承擔時，斜截面承載力計算結果見表3-2.次梁箍筋計算表3-2 截面A箍筋肢數(shù)，直徑1011011011011012256設計配筋間距250150150150150是否許配彎筋否否否否否（6） 裂縫寬度驗算次梁恒載標準值，活載標準值，其準永久值。則次梁按荷載準永久值組合計算時的折算荷載值為：折算荷載值：第一跨跨中裂縫寬度驗算：由荷載準永久組合引起的

10、跨中最大彎矩為：則，最大裂縫寬度：支座裂縫寬度驗算：由荷載準永久組合引起的支座最大彎矩為：支座邊緣處的內(nèi)力：則，最大裂縫寬度：次梁負彎矩鋼筋的混凝土保護層厚度為板的保護層厚度加板的負彎矩鋼筋的直徑，即mm。第2跨的跨中截面經(jīng)過驗算最大裂縫寬度也未超過限值，驗算過程從略。（7） 撓度驗算荷載標準組合計算時，次梁的折算荷載為：第1跨正彎矩區(qū)段的剛度計算：按荷載標準組合計算的跨中最大彎矩為：由裂縫驗算知荷載準永久組合引起的第1跨的跨中彎矩為：計算短期剛度所需的參數(shù)：則第一跨正彎矩區(qū)段的短期剛度為：考慮長期作用影響的剛度為：支座負彎矩區(qū)段的剛度計算：相應于的荷載標準組合引起的支座負彎矩為：支座邊緣處的

11、負彎矩為：相應于的荷載準永久組合引起的支座負彎矩為：支座邊緣處的負彎矩為：計算短期剛度所需的參數(shù)：取則支座負彎矩區(qū)段的短期剛度為：對于翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面，荷載長期作用影響系數(shù)應增大20%，則考慮長期作用影響的剛度為：可見，按規(guī)范可取整跨剛度為計算撓度，則第一跨跨中撓度驗算：（6） 次梁配筋圖圖3-2 次梁配筋圖4、主梁的設計（2） 荷載計算次梁傳來恒荷載設計值：×主梁自重設計值××（）×2×恒荷載次梁傳來的活荷載設計值×6.3=52.92kN （3） 計算簡圖見圖4-1柱截面尺寸300mm×300mm計算跨度圖4-1

12、 主梁計算簡圖（4） 內(nèi)力計算（1）彎矩設計值及包絡圖，根據(jù)公式計算結果見表 4-1，彎矩包絡圖見圖4-2序號計算截面簡圖M1MaMBM2MbMC內(nèi)力組合+主梁彎矩計算表4-1 圖4-2 主梁彎矩包絡（2）剪力設計值及包絡圖，根據(jù)公式計算結果見表 4-2，彎矩包絡圖見圖4-3主梁剪力計算表4-2 序號計算截面簡圖VAVB左VB右VC左-2220000-7內(nèi)力組合+圖4-3 主梁剪力包絡（5） 正截面承載力計算各跨跨中按T形截面計算。其翼緣寬度取下面兩項中的較小者：取。第1跨中的截面有效高度按兩排鋼筋考慮，則。第2跨跨中彎矩遠遠小于第1跨，故第2跨按一排鋼筋考慮，則。B、C支座按矩形截面計算，按

13、兩排鋼筋考慮：。T形截面類型的判別彎矩為，故第1、2跨跨中鈞屬于第一類T形截面。各支座截面的配筋應按支座邊緣處的彎矩計算。在B支座邊緣處，在B支座邊緣處，計算結果見表4-3主梁正截面計算表4-3截面1B2彎矩-375630655610截面類型第一類T形矩形第一類T形用鋼筋實際配筋面5）斜截面承載力計算主梁所需要的箍筋計算見表4-4主梁箍筋計算表4-4截面AB左B右562>V584>V544>V168<V174<V162<V箍筋肢數(shù)，直徑10110110138814772506設計配筋間距150150150是

14、否許配彎筋否否否（6）裂縫寬度驗算主梁的恒載標準值Gk=98kN, 活載標準值Qk=50kN 活載準永久值Qq=q Qk× 1)第一跨裂縫寬度驗算由荷載永久組合引起的跨中最大彎矩為： M1q=（k q）l1 =（××）×則，sq=最大裂縫寬度：= =（滿足要求）2） B支座邊裂縫寬度驗算由荷載準永久組合引起的B支座最大負彎矩為：=（kq）=（××5）×6.0=·mB支座邊緣最大負彎矩為：V0166.33+（98+5）×·m則，sq=N/mm2主梁支座負彎矩鋼筋的保護層厚度c應為板保護層厚度30m

15、m加板內(nèi)彎矩鋼筋直徑8mm再加次梁負彎矩直徑16mm，即c=30+8+16=54mm最大裂縫寬度： =（滿足要求）其他支座及跨中最大裂縫寬度均未超過限值，計算過程從略。（7） 撓度驗算第1跨正彎矩區(qū)段的剛度計算：按荷載標準組合計算的跨中最大彎矩為： =（××50）×·m由裂縫驗算知荷載準永久組合引起的第1跨跨中彎矩為： =（××）×·m計算短期剛度所需的參數(shù)：N/mm2則第一跨正彎矩區(qū)段的短期剛度為：N·mm2考慮長期作用影響的剛度為： = N·mm2B支座負彎矩區(qū)段的剛度計算：相應于M1k的荷載便準組合引起的B支座負彎矩為： =（××50）×6.0=·m支座邊緣處的負彎矩為： =161.0+（）×=·m計算短期剛度所需的參數(shù)：N/mm2，取