水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計電站廠房鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計 何興 20073210 水利07級3班一、 設(shè)計資料（1）某水電站生產(chǎn)副廠房為4級水工建筑物，廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋，結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示，墻體厚370mm。樓面面層為水磨石，梁板底面為20mm厚混合砂漿抹平。采用C25混凝土；梁中縱向受力鋼筋為級，其余鋼筋為級。試設(shè)計該樓蓋（樓梯間在此平面之外，不考慮）。（2）荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水磨石：；鋼筋混凝土：；混合沙漿：二樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸1.樓面梁格布置圖如下確定主梁跨度為7.5m，次梁跨度為7.2m，主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，板的跨度為2.5m

2、。2.構(gòu)件截面尺寸選擇：（1） 板：按高跨比條件，要求板厚h,對工業(yè)建筑的樓板，要求h80mm，取板厚h=80mm。（2） 次梁：h=，取h=500mm， b=，取b=250mm。（3） 主梁：h=，取h=700mm， b=，取b=300mm。（4） 根據(jù)經(jīng)驗頂部承受豎向荷載的承重墻厚度不應(yīng)小于無支承高度的1/25，根據(jù)工程經(jīng)驗取為370mm，受壓構(gòu)件截面尺寸一般不宜小于300mm×300mm，估計柱截面為400mm×400mm。三板的設(shè)計1.計算簡圖板為9跨連續(xù)板，可按五跨的等跨連續(xù)梁，板進(jìn)行計算，因此此連續(xù)板按五跨考慮，結(jié)構(gòu)尺寸如圖（1）所示。計算簡圖次梁截面250mm

3、×500mm，板在墻上的支承寬度120mm。邊跨跨度為mm，b=250mm0.1lc=250mm（lc板支承中心線之間的距離），取b=250mm，則中間跨跨度mm2.荷載計算取寬為1m的板帶進(jìn)行計算恒荷載：板自重 0.08×25×1=2.0kN/m面層水磨石 0.65×1=0.65kN/m20mm抹底 0.02×17×1=0.34kN/m標(biāo)準(zhǔn)值=2.0+0.65+0.34=2.99kN/m設(shè)計值=1.05×2.99=3.14kN/m活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值=4.5×1=4.5kN/m設(shè)計值=1.2×4.5=5.4k

4、N/m考慮次梁對板的轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為：kN/m ； 3.內(nèi)力計算按彈性方法計算，由于邊跨與中間跨相差不到10%，可采用等跨表格計算。查附錄六得彎矩系數(shù)，彎矩計算值為。（1）跨中彎矩邊跨中間跨（2）支座彎矩（3）支座邊緣彎矩4.截面設(shè)計板厚h=80mm，水電站生產(chǎn)副廠房屬于室內(nèi)正常環(huán)境，查附錄四表1得混凝土最小保護(hù)層厚度c=20mm，則h0=h-c=80-20=60mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，鋼筋為級，fy=210 N/mm2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)，該副廠房為4級水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計，設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù)。

5、設(shè)計配筋計算見表1，水電站副廠房經(jīng)常承受動力荷載，因此板的配筋采用彎起式5、板配筋詳圖在板的配筋詳圖中，除按計算配置受力鋼筋外，尚應(yīng)設(shè)置下列構(gòu)造鋼筋。板配筋計算表1截面1B2C3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩值M（×106N·mm）4.254.332.542.54×0.83.433.43×0.83.133.13×0.8彎矩設(shè)計值M（×106N·mm）3.8253.8972.2861.8293.0872.4702.8172.2540.1020.1040.0610.0490.0820.0660.0750.0600.10

6、80.1100.0630.0500.0860.0680.0780.062386393225179307243279221選用鋼筋（mm2）邊板帶8/101208/10120中板帶注：中板帶的重?fù)?dān)外跨及中間支座，由于板與梁整體聯(lián)結(jié)，可以考慮拱作用，故將該處彎矩減少20%，即乘以0.8系數(shù)。（1）分布鋼筋：按規(guī)定選用（2）板面附加鋼筋：按規(guī)定選用6200，設(shè)置于主梁頂部和墻邊。（3）墻角附加鋼筋：按規(guī)定選用6200，雙向配置于四個墻角的板面。四、次梁設(shè)計1.計算簡圖次梁為5跨連續(xù)梁，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖2所示，次梁在磚墻上支承寬度為370mm，主梁截面為300mm×700mm，次梁的計算簡圖如

7、圖所示。次梁結(jié)構(gòu)尺寸計算次梁的計算跨度為：b=300mm0.1×lc=0.1×7200=720mm，b=300mm，按照計算公式，取較小值。邊跨：mm，取l0=7200mm，中間跨， 2.荷載計算次梁承受由板傳來的均布荷載：gl1，ql1及次梁自重恒荷載：由板傳來2.99×2.5=7.48kN/m次梁自重 0.20×（0.5-0.08）×25=2.1 kN/m次梁粉刷（0.5-0.08）×2×0.19=0.16 kN/m標(biāo)準(zhǔn)值 =7.48+2.1+0.16=9.74kN/m設(shè)計值=1.05×9.74=10.23kN

8、/m活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值=4.5×2.5=11.25kN/m 設(shè)計值=1.2×11.25=13.5kN/m考慮次梁對板的轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為：kN/m3.內(nèi)力計算按彈性力學(xué)計算，采用等跨表格計算。查附錄六可得內(nèi)力系數(shù)，由此按下列公式計算：彎矩設(shè)計值：，剪力設(shè)計值V=（1） 彎矩 跨中彎矩邊跨：邊跨中間跨 支座彎矩 支座邊緣彎矩（2） 剪力計算跨度取凈跨度：邊跨ln=6865mm，中間跨ln=6900mm。4.截面設(shè)計（1）正截面承載力計算：由于板與次梁、主梁整體連接，在梁的截面計算時，應(yīng)視板為梁的翼緣，在正截面承載力計算時，梁中正彎矩區(qū)段翼緣板處于受壓區(qū)，按T型截面計算；在支座負(fù)

9、彎矩區(qū)段則因翼緣板處于受拉區(qū)，應(yīng)該按照矩形截面計算。截面h=500mm，肋寬b=200mm，翼緣厚度=80mm，截面有效高度取h0=465mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，梁中縱向受力鋼筋為級， fy=310 N/mm2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)，該副廠房為4級水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計，設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù)。跨中T型截面類型判別：翼緣寬度：按計算跨度l0考慮，翼緣寬度，按梁肋凈距l(xiāng)n考慮，翼緣寬度，取較小值，則屬于第一類截面。正截面配筋計算表如表2 正截面配筋計算表如表2截面1B2C3彎矩值M（×106N

10、3;mm）107.18165.3764.65113.9877.46彎矩設(shè)計值M（×106N·mm）96.46148.8358.19102.5869.716486.75540.566486.75540.566486.75或0.0180.3300.0110.2230.0130.0180.4170.0110.2560.0138101564495960585選用鋼筋（mm2）注：2、斜截面承載力計算截面尺寸驗算：則截面尺寸滿足要求。因此，除A支座外，其他支座需要進(jìn)行斜截面受剪承載力計算。橫向鋼筋計算：初選雙肢箍筋150。查表4-2，Smax =200mm，S =150mm<2

11、00mm，滿足要求。除縱向鋼筋而外，其他鋼筋采用級鋼筋，根據(jù)最小配箍率要求，對于級鋼筋，當(dāng)時箍筋的配箍率，滿足級箍筋配箍率要求規(guī)定。五、主梁設(shè)計1.計算簡圖主梁共3跨，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖3，梁兩端支承在墻上，支承長度為370mm，中間支承在400mm×400mm的柱上，因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4，可視為中部鉸支的三跨連續(xù)梁，計算簡圖如圖所示。 主梁結(jié)構(gòu)尺寸計算跨度：b=400mm0.1×lc=0.1×7500=750mm，b=400mm邊跨：，取較小值。取l0=7560mm，中間跨， 2.荷載計算根據(jù)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)P255頁，主梁承受由次梁傳來的集中荷載G

12、=gl1l2，Q=q l1l2及主梁自重，主梁自重比次梁傳來的荷載小得多，因此折算成集中荷載與G、Q一并計算。為簡化計算，將主梁2.5m長的自重按集中荷載考慮。恒荷載：由次梁傳來的集中荷載 9.74×7.2=70.13kN/m主梁自重 0.30×（0.7-0.08）×2.5×25=11.63kN/m主梁粉刷（0.7-0.08）×2×2.5×0.19=0.59kN/m標(biāo)準(zhǔn)值 =70.13+11.63+0.59=82.35kN/m，設(shè)計值=1.05×82.35=86.47kN/m活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值=4.5×2.5

13、×7.2=81kN/m 設(shè)計值=1.2×81=97.2kN/m對于主梁，不需折算荷載。3.內(nèi)力計算按彈性方法計算，查附錄表八可得彎矩和剪力系數(shù)。彎矩計算值及剪力計算值為荷載作用點及最不利位置如圖所示。（1）彎矩計算 跨中彎矩邊跨： 中間跨： 支座彎矩 支座邊緣彎矩（3） 剪力計算（1）正截面承載力計算：由于板與次梁、主梁整體連接，在梁的截面計算時，應(yīng)視板為梁的翼緣，在正截面承載力計算時，梁中正彎矩區(qū)段翼緣板處于受壓區(qū)，按T型截面計算；在支座負(fù)彎矩區(qū)段則因翼緣板處于受拉區(qū)，應(yīng)該按照矩形截面計算。截面h=700mm，肋寬b=300mm，翼緣厚度=80mm，截面有效高度取h0=h

14、-35=700-35=665mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，梁中縱向受力鋼筋為級， fy=310 N/mm2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)，該副廠房為4級水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計，設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù)。跨中T型截面類型判別：翼緣寬度：按計算跨度l0考慮，翼緣寬度，按梁肋凈距l(xiāng)n考慮，翼緣寬度，取較小值，則屬于第一類T型截面。支座按矩形截面計算，肋寬b=300mm，鋼筋按兩排布置，則h0=h-80=700-80=620mm正截面配筋計算表如表3正截面配筋計算表如表3截面1B2C彎矩值M（×106N·mm）353.52387.69181.68284.97彎矩設(shè)計值M（×106N·mm）318.17348.92163.5256.47138201442138201442或0.0280.2900.0140.2130.0280.3520.0140.242187726409391815選用鋼筋（mm2）425(1964)注：，支座2、斜截面承載力計算截面尺寸驗算：則截面尺寸滿足要求。因此，除支座A外，其他支座需要進(jìn)行斜截面受剪承載力計算。橫向鋼筋計算：初選雙肢箍筋150。查表4-2，Smax =250mm，S