水鋼筋混凝土課設(shè)

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)1.設(shè)計資料某水電站生產(chǎn)副廠房為3級水工建筑物，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋 ，結(jié)構(gòu)布置如圖9-16所示。樓蓋設(shè)計條件如下：(1) 廠房按正常運行狀況設(shè)計；(2) 樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6kN/m 2;樓面面層用20mm厚水泥砂漿抹面(比重為20kN/m 3),板底及梁用15mm厚混 合砂漿粉底(比重為17kN/m 3 )；(4)混凝土強度等級 C20 ;主梁和次梁的主筋采用n級鋼筋，其余均采用I級鋼筋。圖916廠房樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖2. 初擬構(gòu)件尺寸及確定系數(shù)板的跨度為2.0m，厚80mm ；次梁的跨度為6.0m，截面尺寸為200 X450mm ;主梁的跨度

2、為6.0m ,截面尺寸為300 X600mm ;承重墻A、D軸線厚為240mm , 1、6軸線厚為370mm。該廠房為3級水工建筑物，查表可知結(jié)構(gòu)安全級別為n級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為y = 1.0,設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù) w取為1.0。3. 板的設(shè)計(1) 計算簡圖。板為9跨連續(xù)板，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖9-17 (a),為了便于用表格計算，計算簡圖按5跨考慮，如圖9-17(b)所示。(a)川M川川川川川川川川jwnn鳥區(qū)龍叢工丄1920I2000I2000I2000I1920(b)圖917板的計算簡圖計算跨度：l0 =ln - b =1.78 008 02 1.92m取較小值,所以l0=1.9

3、2m邊跨2 22210 =ln+旦=.78 十02 十012 = .94m2 2 2 2 “中間跨l0 =lc=2.0m(2) 荷載計算。取1m板寬進行計算恒荷載：板自重20mm厚抹面15mm厚抹底標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值考慮到次梁對板的轉(zhuǎn)動約束0.08 X1 X25=2.0kN/m0.02 X1 X20=0.4kN/m0.015 X1 x17=0.255kN/m gk=2.655kN/mg= YGg k=1.05 X2.655=2.79kN/mqk=6.0 x仁6.0kN/mq= YQq k=1.2 X6.0=7.2kN/m,折算荷載為g = g+ q/2=2.79+7.2 x1/2

4、=6.39kN/mq = q/2=7.2 xi/2=3.6kN/m查附錄五，彎矩計算值為M =k!glo k2q'lo(3) 內(nèi)力計算。按彈性體系進行計算，由于邊跨與中間跨的跨度相差不到10% ,可采用 等跨表格計算?？缰袕澗兀哼吙缰虚g跨1=0.0781 X6.39 X1.922+0.1 X3.6 X1.922M2=0.0331 X6.39 X22+0.0787 X3.6X22M3=0.0462 X6.39 X22+0.0855 X3.6X22支座彎矩：Mb0.105 6.391.92 2.0 ,：；0.119 3.621.92 2.0-Mc-0.079 6.39 220.111 3.

5、6 22-支座邊緣彎矩Mb=mb-2v4220.29.99 22 2二b(0.29.99X2皿兮0“3.62 盲 2-262kN.mMe(4) 配筋計算。板厚為80mm厚，ho取為60mm ,混凝土 C20,查表fc=9.6N/mm 2I級鋼筋，fy=210N/mm 2;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)Yd= 1.2。配筋計算見表9 1。K 二 d 0'-；表9 1板配筋計算表截面1B2C3彎矩計算值M(x106N.mm )3.173.221.982.622.41彎矩設(shè)計值Y屮M (X106N.mm )3.173.221.982.622.41KM s _2fcbho0.1060.1070.06

6、60.0870.08©=1 -2as0.1120.1130.0680.0910.083As =如°fy320323194260237選用鋼筋(mm2)©8150(335)©8 150(335)©6140(202)0 8190(265)©6120(236)(5) 板配筋詳圖。在板的配筋詳圖(圖9-23 )中，除按計算配置受力鋼筋外，尚應(yīng)設(shè) 置下列構(gòu)造鋼筋： 分布鋼筋：按規(guī)定選用6200 ; 板面附加鋼筋：按規(guī)定選 飛 200 ,設(shè)置于主梁頂部和墻邊; 墻角附加鋼筋：按規(guī)定選''6200 ,雙向配置于四個墻角的板面。(1)

7、計算簡圖。次梁為5跨連續(xù)梁，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖9 - 18 (a),計算簡圖見圖9-18(b)。6000 |" 6000(a)川川川川川|川川川川川川川TWl6000L 6000(b)"XL777777777777_ L 60006000_ |計算跨度：邊跨圖9- 18次梁計算簡圖10 二lc 二6.0m“十幼號".。25 573學(xué)金珈取較小值則|0 =6.0m中間跨 Ig =lc =6.0m(2)荷載計算。計算單元見圖9-19。怛荷載:板傳來2.655 X2=5.31kN/m梁自重0.2 X(0.45 0.08 ) X25=1.85kN/m標(biāo)準(zhǔn)值gk=7.16kN/

8、m設(shè)計值g= Ygk=1.05 X7.16=7.52kN/m活何載：標(biāo)準(zhǔn)值qk=6.0 X2.0=12kN/m設(shè)計值q= Yqk=1.2 X12.0=14.4kN/m2000om川川川II川圖919荷載計算單元nu5考慮到主梁對次梁的轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為：g = g + q/4=7.52+14.4 x1/4=11.12kN/mq =(3/4) q=3/4 X14.4=10.8kN/m(3) 內(nèi)力計算。查附表 ：彎矩計算值為M =k1g 'l o ' k2q'l 0剪力計算值為V =k3g'l0 ' k4q'l0彎矩：跨中彎矩M1 =0.078 1

9、1.12 62 0.1 10.8 62 =70.1kN .m22M 2 =0.033111.126- 0.078710.86=43.85kN .m22M3 支座彎矩Mb=-(0.105 11.12 62 0.119 10.8 6?) =-88.3kN .m2 2Me =-(0.079 11.12 60.111 10.8 6 )二 支座邊緣彎矩Mb =Mb _Bv。- - 88.3-03 21.92 6 ；-2 I 22 丿b0.321.92 6M e = M eV。二74.7864.92kN .m2( 2 2 丿剪力：計算跨度取凈跨度：邊跨lo=5.73m ,中間跨 lo=5.7mVA =0.

10、394 11.12 5.73 0.447 10.8 5.73=52.77kNVB =-0.606 11.12 5.7 0.62 10.8 5.7 =6.58kNVB =0.526 11.12 5.7 0.598 10.8 5.7 =70.15kNV；0.474 11.12 5.7 0.576 10.8 5.7 - -49.65kNVe =0.5 11.12 5.70.591 10.8 5.7 =68.07kN(4) 配筋計算。正截面計算?？缰邪碩形截面計算，支座按矩形截面計算。截面高度h=450mm ，肋寬b=200mm ，翼緣高度hf =80mm，截面有效高度ho=415mm混凝土的強度等級

11、C20, fc=9.6N/mm 2;受力鋼筋為n級鋼筋，fy=300N/mm 2;結(jié)構(gòu)系數(shù)y=1.2?？缰蠺形截面類型判別：'_丄 _6 _:翼緣寬度bf =3 =3 =2m取較小值，b'f =2mbf =b 州=0.2 +1.8 =2.0m，hfZ80b hf fc h0 -一 =2000 漢 80 漢 10 漢 415-竺=600kN.m a M max = KM 1 = 84.12kN.m f I 2丿I 2丿屬于第一類T形截面。正截面配筋計算見表 9 2。表9-2正截面配筋計算表截面1B2C3彎矩計算值M (X106N.mm )70.178.4443.8564.9251

12、.74彎矩設(shè)計值Y屮M (X106N.mm )70.178.4443.8564.9251.74bh02fc或 bfh02fc(X106N.mm )344534434453443445T側(cè)或譏腳 fcbh。2sfcbfh?0.0250.2850.0150.2260.0180.0250.3280.0150.2600.018fMfAs =斷0亠或代上'f h厶 fyfy643873402696482選用鋼筋(mm2)3© 18(763)3$ 18+1 0 14(917)3 © 14(461)1 ©18+3 $ 14 (716)2$ 18+1 0 14(663)斜

13、截面承載力計算截面尺寸驗算hw 415 _80b 一 200= 1.675 :：: 4.01 1K 0.25fcbh0 二石0.25 10 200 415-172917N : 172.92kNVmax = 0vB =76.58kN說明截面尺寸滿足要求0.7 1.1 200 4151.21 1疋十匸Mftbh。-53258N =53.26kN:Vmin =68.07kN對于第一跨梁按剪力76.58kN計算，對于第二跨梁按剪力70.15kN計算,對于第三跨梁按剪力 68.07kN計算，因此，需進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雙肢箍筋配箍率svAsv2 28.3

14、 =0.19% . rmin =0.15%bs 200 150符合I級鋼筋配箍率的規(guī)定。1 1 1KVK 乂 =120.7ftbh。1.25fyvAvh。s 丿1.20.7 1.1 200 415 1.25 210 2 28.3 415150= 87512N =87.51kN>Vmax 二V = 76.58kN滿足斜截面承載力要求。全次梁箍筋選用6 150雙肢箍筋。(5) 次梁配筋詳圖。次梁的配筋及構(gòu)造見圖 9-24。跨中縱向受力鋼筋按構(gòu)造要求選用3根，其中2根設(shè)于梁角兼作架立鋼筋，1根在支座彎起作為負彎矩鋼筋并增強斜截面的受剪承載力。支座負彎矩鋼筋的截斷位置參照圖9- 14確定，角點處

15、鋼筋截斷后另設(shè) 2二12架立鋼筋與之綁扎連接。(1) 計算簡圖。主梁共3跨，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖9-20(a)。梁兩端擱置在磚墻上，中部由300 X300mm截面的柱支承，因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于5 ,可視為中部鉸支的3跨連續(xù)梁，計算簡圖見圖9 - 20 (b)。1板次梁主梁丿dUU /U上-柱子23705580L 300L60001計算跨度：邊跨圖9-20主梁計算簡圖1010=lc =6.0m=1.025ln b20 3、=1.0256.0 0.12 0.156.0m取較小值l0 -6.0m中間跨 I。c =6.0m(2) 荷載計算。恒荷載:次梁傳來的集中荷載7.16 6.0-0.3 =4

16、0.81kN主梁自重(化為集中荷載)0.3 X0.6 X2.0 X25=9 kN標(biāo)準(zhǔn)值Gk=49.81kN設(shè)計值G= YGk=1.05X49.8仁52.3kN活何載：標(biāo)準(zhǔn)值Qk=6.0 X2.0 X6=72kN設(shè)計值Q= YQk=1.2X72=86.4kN(3) 內(nèi)力計算。查附表彎矩計算值為M rkjGI。k2Ql0剪力計算值為V =k3G - k4Q荷載作用點及最不利位置見圖9-21 o(c)圖9-21主梁荷載最不利位置 彎矩：跨中彎矩Mi= (0.244 X52.3 + 0.289 X86.4)XM2= (0.067 X52.3 + 0.2 X86.4 )X支座彎矩Mb= (0.267 X

17、52.3 + 0.311 X86.4)X6= 245kN.m支座邊緣彎矩M B = M B - bV0 - - 245 - 0352.3 86.4- 22 剪力：Va=0.733 X52.3 + 0.866 X86.4=113.16kNVb(1.267 X52.3 + 1.311 X86.4)=-179.53kNVBr=1.0 X52.3 + 1.222 X86.4=157.88kN主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖如圖9-22所示。(4) 配筋計算。縱向鋼筋：受力鋼筋為n級，fy=300N/mm 2,混凝土強度等級 C20 , fc=9.6N/mm 2,結(jié)構(gòu)系數(shù)y=1.2?？缰校喊碩形截面計算，鋼筋布置為一排

18、，h°= h-35=565mm翼緣寬度：bA¥2m取較小值，bf =2mbf b sn 0.3 5.7 = 6.0mh'ffch°= 2000漢 80 漢 9.6 匯< 2丿bfhf8080 =806kN-Mmax =KM1 屬于第一類T形截面。 支座：按矩形截面進行計算，肋寬b=300mm,鋼筋按兩排布置，則h°=h-80=520mm 主梁正截面配筋計算見表 9-3 。表9-3主梁正截面配筋計算截面1B2彎矩計算值M (x106N.mm )226.38224.2124.7彎矩設(shè)計值 p屮M (x106N.mm )226.38224.212

19、4.7bh02fc或 b'h02fc ( x106N.mm )63858116385KM 亠KMa s =t 或 s = ' 2fcbhoU。0.0430.3320.0230.0440.4200.023A。=也九f-或 A。=也'h°學(xué)yy16042114838選用鋼筋(mm2)4 025(1964)3 022+2 ©25(2122)3 025(1473)注：a：As> pmin bho=O.15% X300 X565=254mmb：支座0.420 V H)=0.544橫向鋼筋計算截面尺寸驗算：hw/b=(520-80)/300=1.47V 4

20、.0110.25fcbh00.25 9.6 300 520K1.2二312000N 二 312kNVmax 二 V； =179.53kN說明截面尺寸滿足要求11 1Vc0.7 仙0.7 1.1 300 520K1.21.2-100100N =100.1kN:Vmin =VA =113.16kN故支座處截面需按計算配置橫向鋼筋設(shè)箍筋選用 8 170雙肢箍筋配箍率%v2 50.3300 170-0.22% min-0.12%符合I級鋼筋配箍率的規(guī)定O.7ftbh01.25 f1.2lAsv ,yv h0s111VcsVcVsv11.2KK0.7 1.1 300 520 1.25 2102 50.3

21、 520170丿= 16741N =167.41kN :：: VmaVBB =179.53kNrVBr =157.88kN Va =113.16kN故B支座處左邊需設(shè)彎起鋼筋第一排彎起鋼筋(彎起角度a= 45°)計算:KVB M fy si n4502=72.3mm1.2 (179.53-167.41) 103310x0.707第一排彎起 V 25( 491mm 2),滿足要求。第一排彎起鋼筋起彎點離支座的距離為：S1 + h a a ,s1 =100mm v smax ,貝V S1+ h a a = 100 + 600 80 35 = 585mm ,該截面 上剪力設(shè)計值為 V2 = 179.53kN ,也應(yīng)彎起125 (491mm 2)。第二排鋼筋起彎點處