工程結(jié)構(gòu)課程設(shè)計凡打印

1、寶雞文理學(xué)院地理與環(huán)境學(xué)院2012級系 別： 地理與環(huán)境學(xué)院 專業(yè)班級：給水排水工程3班老師： 王科 學(xué)生姓名： 李凡 學(xué) 號：201293054122 地理與環(huán)境學(xué)院2015年 6月 24 日某1000矩形水池，池高H=4.0m，池壁厚為200mm，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土頂板，板與池壁的連接近似按鉸支考慮，其結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。池頂覆土厚為320mm，使用活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為9，活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)，頂蓋底面為砂漿抹面，厚20mm?；炷敛捎肅25，梁中縱向鋼筋采用HRB335，梁中箍筋及板中鋼筋采用HPB235鋼筋。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)。試設(shè)計此水池頂蓋。 解： 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 5001

2、0-2002）規(guī)定，本例中板區(qū)格長邊與短邊之比為，介于23之間，宜按雙向板進(jìn)行設(shè)計。但也可按沿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(gòu)造鋼筋來處理。本題采用后一種方法。 （一）材料指標(biāo)及梁、板截面尺寸 C25混凝土： ， HPB235鋼筋： ， HRB335鋼筋： ， 混凝土重度標(biāo)準(zhǔn)值為，覆土重度標(biāo)準(zhǔn)值為，砂漿抹面層重度標(biāo)準(zhǔn)值為。板厚采用l00mm，次梁采用b×h= 200mm×450mm，主梁采用b×h=250mm×650mm。 （二）板的設(shè)計 1荷載設(shè)計值 恒荷載分項(xiàng)系數(shù)；因?yàn)?，故活荷載分項(xiàng)系數(shù)。 覆土重 板自重 抹面重 恒荷載 活荷載

3、 總荷載 <3 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(jìn)行計算，故計算單元上的荷載為 ，2. 計算簡圖如下 板計算簡圖 計算跨度：邊跨 中跨 3.內(nèi)力計算 由于，介于23之間，可按單向連續(xù)板計算內(nèi)力，長邊方向配筋在構(gòu)造要求的基礎(chǔ)上加強(qiáng)。連續(xù)板實(shí)際為12跨，故利用附表3-2的附表3-2五跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)進(jìn)行計算。 跨中彎矩： 支座彎矩： 計算支座邊緣處的內(nèi)力： 4配筋計算 板厚h= l00mm。按給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程CECS138:2002，板中受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度取30mm，故=35mm,=100 - 35=65mm。板正截面承載力計算結(jié)果見表

4、1。 板的配筋計算 截 面邊 跨跨 中 第一內(nèi)支座 第二跨中 中間支座 中間跨中 5.85 -6.07 3.41 -4.79 4.30 0。1160.1210.0680.0950.086 0.9380.9350.9650.950.955457476259370330 選用鋼筋實(shí)際配筋面積457503279387335 最小配筋量>>>>>注：1.表中取0.2%和較大值，比較后取=0.272%。 2.對于板：b=1000mm，h=100mm。5裂縫寬度驗(yàn)算 考慮到水池結(jié)構(gòu)的功能和所處環(huán)境都有其特殊性，故本例的裂縫寬度驗(yàn)算采用給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50

5、069-2002)所規(guī)定的最大裂縫寬度限值(0.25mm)及該規(guī)范附錄A（本書附錄5）的計算方法。 第一跨跨中裂縫寬度驗(yàn)算：規(guī)范GB 50069-2002規(guī)定，構(gòu)件最大裂縫寬度按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合值計算。板恒載標(biāo)準(zhǔn)值，活載準(zhǔn)永久值，則折算恒載；折算活載，由荷載準(zhǔn)永久組合產(chǎn)生的跨中最大彎矩為： 裂縫寬度驗(yàn)算所需的各項(xiàng)參數(shù)為： <0.4，取最大裂縫寬度： =0.05mm<0.25mm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(yàn)算均未超過限值，驗(yàn)算過程從略。 6撓度驗(yàn)算給水排水工程水池結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)范對一般貯水池頂蓋構(gòu)件的撓度限值沒有明確的規(guī)定。在實(shí)際的工程設(shè)計中，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對

6、梁、板的跨高比設(shè)定在一定的范圍內(nèi)即可不驗(yàn)算撓度。對于初學(xué)者來說，也可參照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對一般樓、屋蓋構(gòu)件的撓度限值進(jìn)行驗(yàn)算?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定一般樓、屋蓋受彎構(gòu)件按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響計算的最大撓度，當(dāng)時，應(yīng)不超過（為構(gòu)件的計算跨度）。本例即按此進(jìn)行驗(yàn)算。 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)。故本例的梁板均只驗(yàn)算第一跨，且均取跨中點(diǎn)撓度進(jìn)行驗(yàn)算。雖然實(shí)際的最大撓度均產(chǎn)生在略偏近于端支座一側(cè)，但取跨中點(diǎn)撓度進(jìn)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)段的剛度計算：按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算的第一跨跨中最大彎矩為： 式中12.2kN/m為折算恒載標(biāo)準(zhǔn)

7、值；3.5kN/m為折算活載標(biāo)準(zhǔn)值。計算短期剛度所需的參數(shù)： <0.01?。?, 則第一跨正彎矩區(qū)段的短期剛度為：考慮荷載長期作用影響的剛度為： B支座負(fù)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(yīng)該是使第一跨跨中產(chǎn)生最大正彎矩的活荷載分布狀態(tài)，此時B支座的負(fù)彎矩也應(yīng)按這種活荷載分布狀態(tài)進(jìn)行計算。如果用、分別表示在這種活荷載分布狀態(tài)下B支座的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合值，則： 在B支座邊緣截面相應(yīng)的彎矩分別為： 計算短期剛度所需的參數(shù)： >0.1?。?, 則B支座處負(fù)彎矩區(qū)段的短期剛度為： 考慮荷載長期作用影響的剛度為： 可見與很接近，滿足0.5B

8、<B<2B，按規(guī)范可取整跨剛度均為計算撓度。這樣的簡化使撓度計算大為方便。 第一跨跨中撓度驗(yàn)算： 從附錄3-2附表3-2 (4)可查得五跨連續(xù)梁第一跨跨中撓度的計算系數(shù)，計算撓度時計算跨度取相鄰兩跨的平均值，即1.95m，則第一跨的跨中撓度為： =6.62mm<mm符合要求。7 板的配筋 板的配筋如圖3所示，分布鋼筋采用8 250，每米板寬的分布鋼筋截面面積為201，大于。同時大于該方向截面面積的0.15%，即：（3） 次梁的設(shè)計1荷載計算板傳來恒荷載設(shè)計值 梁自重設(shè)計值 恒荷載 活荷載 q=1.3×7×2=18.2kN/m總荷載 g +q=22.88+1

9、8.2=41.08 kN/m < 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 主梁截面尺寸為b×h= 250×650mm 計算跨度：邊跨 中跨 3內(nèi)力計算按附表3-2的附表3-2 (2)的三跨連續(xù)梁內(nèi)力系數(shù)表計算跨中及支座彎矩以及各支座左右截面的剪力。跨中彎矩： 支座彎矩： B支座邊緣處彎矩： A支座右側(cè)剪力： A支座右邊緣剪力 B支座左側(cè)剪力 B支座左邊緣剪力 B支座右側(cè)剪力 B支座右邊緣剪力 4. 正截面承載力計算 梁跨中按T型截面計算。其翼緣寬 取下面兩項(xiàng)中的較小者： 故取。按給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程CECS138：2002鋼筋的混

10、凝土保護(hù)層厚度為35mm，故對跨中T形截面，取，有效高度（按一排鋼筋考慮）。 支座處按矩形截面計算，其有效高度為（按二排鋼筋考慮）。 判別各跨T形截面的類型： 故第一，二跨跨中均屬于第一類T形截面。 次梁正截面承載力計算結(jié)果見表。截 面1B2彎矩（kNm）104.19-112.7049.85405380405截面類型第一類T形矩形第一類T形0.330.02970.01420.9850.7920.9938711248413選用鋼筋實(shí)際配筋面積 8731256452最小配筋量 表中第一跨跨中正彎矩區(qū)段鋼筋必須排成兩排，則將增大為70mm，減少為380mm。經(jīng)重新驗(yàn)算承載力不夠，將跨中鋼筋修改為（）

11、5. 斜截面承載力計算 次梁剪力全部由箍筋承擔(dān)時，斜截面承載力計算結(jié)果見表截面AB左B右V（kN）88.31134.35117.03226.1>V226.1>V226.1>V67.6<V67.6<V67.6<V箍筋肢數(shù)，直徑212212212226.2226.2226.2486163227實(shí)際陪箍間距（mm）200200200是否需配彎筋否否否 由表可看出，當(dāng)配置的箍筋時，支座A,B截面均能滿足抗剪承載力要求，不必配置彎起鋼筋。6. 裂縫寬度驗(yàn)算 次梁實(shí)際恒載標(biāo)準(zhǔn)值，活荷載準(zhǔn)永久值，則次梁按荷載準(zhǔn)永久組合計算時的折算恒載值為： 折算活載值為： 第一跨跨中的裂

12、縫寬度驗(yàn)算：由荷載準(zhǔn)永久組合值引起的跨中最大彎矩為： 則， =0.0623mm<0.25mm滿足要求。B支座裂縫寬度驗(yàn)算： 由荷載準(zhǔn)永久組合引起的B支座最大彎矩為： 則， 次梁負(fù)彎矩鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為板的保護(hù)層厚加板的負(fù)彎矩鋼筋直徑，即，最大裂縫寬度： 滿足要求。第2跨跨中經(jīng)過驗(yàn)算最大裂縫寬度亦未超過限值。驗(yàn)算過程從略。7.撓度驗(yàn)算按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，次梁的折算恒載為： 折算活載為： 第1跨正彎矩區(qū)段的剛度計算按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算的跨中最大彎矩為： 由裂縫驗(yàn)算已知荷載準(zhǔn)永久組合引起的第1跨踞中彎矩： 計算短期剛度所需要的參數(shù)： 在的計算公式中，如果則應(yīng)取，次梁跨中截面的，故取計算。

13、 第1跨正彎矩區(qū)段的短期剛度為： 考慮荷載長期作用影響的剛度為： B支座負(fù)彎矩區(qū)段的剛度計算：相應(yīng)于的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合引起的B支座負(fù)彎矩為： 支座邊緣處負(fù)彎矩為： 計算短期剛度所需的參數(shù)： ?。?, 短期剛度按具有受拉翼緣的倒T行截面計算，受拉翼緣體現(xiàn)在中。 對翼緣位于受拉區(qū)的倒T行截面，荷載長期作用影響系數(shù)應(yīng)增大20%，則考慮荷載長期作用影響的剛度為： 可見BB與B1非常接近，完全符合0.5B1<BB<2B1的條件，可按整垮剛度均為吧B1的等截面梁計算撓度。 8次梁配筋圖 根據(jù)以上計算，最后實(shí)際確定的縱向受拉鋼筋為：第一跨跨中采用314 +212， B支座采用314+216；第二跨跨

14、中采用312。箍筋采用82000。B支座處設(shè)置 鴨筋114，鴨筋并不為支座抗剪而設(shè)置，只為彎起的214作為支座負(fù)鋼筋而保證構(gòu)造彎起位置。鋼筋的彎起和切斷根據(jù)圖8-15確定。根據(jù)第一章式(1-11)確定的受力鋼筋錨固長度Za= 38d（后面的主梁亦同）。次梁配筋圖見圖8-230（四）主梁的設(shè)計 1荷載計算 次梁傳來恒荷載設(shè)計值 22.88×5.4=123.55kN 主梁自重設(shè)計值 1.2×0.25×(0.65 - 0.l)×2×25=8.25kN 恒荷載 G =131.8kN 次梁傳來的活荷載設(shè)計值 Q= 18.2×5.4=98.28k

15、N 2計算簡圖 柱截面尺寸300mm×300mm 計算跨度= 6m 計算簡圖如附圖8-24所示。 3內(nèi)力計算 (1)彎矩設(shè)計值及包絡(luò)圖，根據(jù)公式(8-3)， M= KG+KQ=K×131.8×6+K×98.28×6 = 790.8K+589.68K具體計算見表8-4，彎矩包絡(luò)圖見圖8-25序號計算簡圖截面1a1bB2a2bCK1或K2M1aK1或K2M1bK1或K2MBK1或K2M2aK1或K2M2bK1或K2Mc0.238188.20.142112.3-0.286-226.20.07861.70.11187.8-0.191-1510.2861

16、68.60.237139.8-0.143-84.3-0.127-74,.9-0.111-65.5-0.095-56-0.048-28.3-0.095-56-0.143-84.30.206121.50.222130.9-0.095-560.226133.30.11970.2-0.321-189.30.10360.70.194114.4-0.048-28-0.032-18.9-0.063-37.1-0.095-560.174102.60.11165.5-0.286-168.6+356.8252.1-310.5-13.222.3-207+159.956.3-310.5183.2218.7-207+3

17、21.5182.5-415.5122.4202.2-179+169.375.2-282.2164.3153.3-319.6(2) 剪力設(shè)計值及包絡(luò)圖，根據(jù)公式具體計算見表22，剪力包絡(luò)圖見圖88序號計算簡圖截面AB左B右C左K3或K4VAK3或K4VB左K3或K4VB右K3或K4VC左0.71494.1-1.286-169.61.095144.4-0.905-119.30.85784.2-1.143-112.30.0484.70.0484.7-0.143-14.1-0.143-14.11.048103-0.952-93.60.67966.7-1.321-129.81.274125.2-0.72

18、6-71.4-0.095-9.3-0.095-9.30.81079.6-1.190-117+178.3-281.8149-114.6+80-183.6247.3-212.9+160.8-299.3269.5-190.7+84.8-178.8223.9-236.3 4. 正截面承載力計算 各跨跨中按T形截面計算。其翼緣寬度b'取下面兩項(xiàng)中的較小者： b'=m b'=b+s=0.3+5.7=6m取b'=2m。第1跨中的截面有效高度按兩排鋼筋考慮，則， h=650 70=580mm第2跨跨中彎矩遠(yuǎn)小于第1跨，故第2跨按第一排鋼筋考慮，則h=650 45=605mm。B

19、 ，C支座按矩形截面計算，按兩排鋼筋考慮： h=650 90=560mmT形截面類型的判別彎矩為 b'h'(h )= kN·m >和 ，故第1，2跨跨中均屬于第一類T形截面。各支座截面的配筋應(yīng)按支座邊緣處的彎矩計算。在B支座邊緣處， = kN·m在C支座邊緣處， kN·m計算結(jié)果見表8-6。 主梁正截面計算截面1B2C彎矩（kN·m）356.8-381218.7-285.1h(mm)580560605560截面類型第一類T形矩形第一類T形矩形0.4080.3060.04460.02510.9770.7140.9870.811（mm）

20、2099317612212093選用鋼筋實(shí)際配筋面積（mm）2213325613912213最小配筋量 mm>>>>注：mm5. 斜截面承載力計算 主梁所需要的箍筋計算見表8-7。主梁箍筋計算截面ABBCV (kN)178.3-299.3269.5-236.3(kN)431.3>V416.5>V416.5>V416.5>V(kN)129<V124.4<V124.4<V124.4<V箍筋肢數(shù)，直徑100.6100.6100.6100.6（mm）31185102132實(shí)際配箍間距（mm）150150150150是否需配彎筋否是

21、是是由第四章可知，允許的箍筋最大間距為=250mm，表8-7所用s<s。箍筋配筋率>。由表8-7可以看出，當(dāng)配置150的箍筋時，對支座A斜截面受剪均能滿足要求，但對支座B的左側(cè)及右側(cè)和C支座的左，右側(cè)均應(yīng)設(shè)置彎起鋼筋。B支座左側(cè)彎起鋼筋的面積為： = =274mm取 mmB支座右側(cè)彎起鋼筋的面積為： = =274mm取 mmC支座左側(cè)右側(cè)彎起鋼筋的面積為： = =78.1mm取 mm6. 裂縫寬度驗(yàn)算主梁的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN活荷載準(zhǔn)永久值 KN第一跨跨中裂縫寬度驗(yàn)算由荷載準(zhǔn)永久組合引起的跨中最大彎矩為： = =169.8 kN·m則 =N/mm mm = =0.101mm<0.25mm滿足要求。B支座裂縫寬度驗(yàn)算由荷載準(zhǔn)永久組合引起的B支座最大