水工鋼筋混凝土結構學課程設計

1、一、基本資料二、樓蓋的平面結構布置三、板的設計1 、確定板的計算跨度及計算簡圖 2、荷載計算 3、內(nèi)力計算 4、配筋計算 5、確定各種構造鋼筋 6、繪制板的配筋示意圖 四、次梁的設計1 、確定計算跨度及計算簡圖 2、荷載計算 3、內(nèi)力計算 4、正截面強度計算 5、根據(jù)計算結果和構造要求，繪制配筋示意圖。 五、主梁的設計1 、確定計算跨度及計算簡圖 2、荷載計算 3、內(nèi)力計算 4、主梁正截面和斜截面承載力計算 5、主梁吊筋計算 6、正常使用極限狀態(tài)驗算一、基本資料1、荷載(1)、樓面活荷載，單位為 6.5kN/m2。(2)、樓面面層：水磨石地面0.65 kN/m2。(3)、樓蓋自重：鋼筋混凝土容

2、重丫=25 kN/m 3。(4)、平頂粉刷：0.25 kN/m2。2'平面尺寸為：29.0X 16.2m23、材料及設計參數(shù)(1)、混凝土： C20 或 C25(2)、鋼筋：主梁及次梁縱向受力筋用II級鋼筋，板內(nèi)及梁內(nèi)的其他鋼筋可以采用I級。(3)、構件安全等級為二級，設計狀況去持久狀況、環(huán)境類別為一類。(4)、各種系數(shù)的確定T d=1.2T g=1.05 t q=1.2 依據(jù)(3)得 丫 0=1.0=1.0二、樓蓋的結構平面布置1、確定主梁跨度 7.2m,次梁的跨度為 5.4m,板的跨度2.4m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁。2、板厚應滿足 hB > 80mm ,(一般取hB在1/4

3、01/30之間)。經(jīng)計算取hB=100mm3、次梁截面高度應滿足hc=l/18l/12=5400/185400/12=(300450)mm.?？紤]到樓面活荷載比較大，取hc=450mm。截面寬度取 bc=250mm。4、主梁的截面高度應滿足hz=l/15l/10=7200/157200/10=(521.4912.5)mm ,取 hz=650mm。截面寬度取為bz=400mm。5、柱的截面尺寸為：450 X 450mm2 (已知)樓蓋結構平面布置圖見圖1。moi:qco7 MM亡也。三、板的設計（按彈性理論計算）1、確定板的計算跨度及計算簡圖:當按彈性理論計算時，其計算跨度為：中跨：lc=240

4、0mm0.1lc=240mmb=bc=250mm>0.1l cln=lcb=2400250=2150mm取 b=1.1ln=2365mm邊跨：a=120mmhB=100mm<aln=2500 bc/2120=2250mm取 10= ln+0.5 (hB+b) =2250+0.5 X(100+250)=2430mm2、荷載計算取1m寬板計算：面層水磨石每平方米重1 0.65KN / m板自重板厚1 25 0.1 2.5KN /m平頂粉刷每平方米重1 0.25KN/ m板的恒載標準：gk 0.65 2.5 0.25 3.4kN/m活荷載標準值：pk 標準值 1 6.5KN /m恒載設計

5、值：gGgk 3.4 1.05 3.57 KN /m活載設計值：qQqk6.5 1.2 7.8KN /m設計值總和：QgkQqk 3.57 7.8 11.37KN /m3、內(nèi)力計算按彈性理論計算，由于邊跨與中跨的跨度相差不到10%,可采用等跨表格計算。由于邊跨與中跨的跨度差(2430 2365) /2365 2.7% 10% ,所以可以按等跨計算?？缰袕澗兀哼吙纾?M1= 0.0781 3.57 2.432+0.1 7.8 2,432 = 6.26KN/m中間跨：M2= 0.0331 3.57 2.3652+0.0787 7.8 2.3652= 4.1kN/mM3= 0.0462 3.57 2

6、.3652+0.0855 7.8 2.3652= 4.65KN/m支座彎矩：l(2.365+2.43)/2=2.3975mMb = 0,105 3.57 2.39752-0.119 7.8 2.39752=- 7.49kN/mMc=- 0,079 3.57 2.3652-0.111 7.8 2.3652=- 6.4支座邊緣彎矩：Vbl= - 0.606 X 3.57X 2.255- 0.62X 7,8X 2.255= 15.79kN/mVb=0.526 X 3.57X 2.255+0.598 X 7,8X 2.255=14.75kN/mMb'= | Mb| |VB|b/2=7.49 1

7、4.75X 0.25/2=5.65kN/mVcl= 0.474 X 3.57 X 2.150.576X 7,8X 2.15= - 13.48kN/mVcr=0.5X3.57X 2.15+0.591 X 7,8X 2.15=13.94kN/mMc= | Mc| |Vc|b/2=6.4 13.48X 0.25/2=4.74kN/m4、配筋計算根據(jù)各跨跨中及支座彎矩可列表計算如下：h0=h a=100 - 25=75mmb=1m=1000mm 混 凝土取 C20 fc=10N/mm2選 I 級鋼fy=210N/mm2E b=0.614最小配筋率 =0.15%表1板配筋計算表截面1B2C3丫 dM (

8、 kN m )7.516.784.925.695.58fcbh256.2556.2556.2556.2556.25=d 0 Msfcbh020.130.120.090.100.101 J12s0.140.130.090.110.11s 1 0.5<b)0.930.9350.9550.9450.945Ad 0 MAss f yh0512.7460.4327.1382.3374.9選鋼筋 10150 10150 8140 8130 8130實際配筋524524359387387配筋率（最小配筋 比較率）0.698%0.698%0.479%0.516%0.516%5、確定各種構造鋼筋包括分布筋

9、、嵌入橘內(nèi)的板面附加鋼筋、垂直于主梁的板面附加鋼筋。6、繪制板的配筋示意圖如下：（亦可見大圖一）圖2板的配筋示意圖/3QU四、次梁的設計(按塑性內(nèi)力重分布計算)1、確定計算跨度及計算簡圖按塑性內(nèi)力重分布計算時，其計算跨度為:中跨：10 ln 5400 400 5000mm邊跨：1 n=5400 120 bz/2=5400 120200=5080mm10=1.0251n=5207mm>1 n+a/2=5080+120=5200mm所以，10=5200mm且邊跨與中跨的跨度差 (5200 5000)/5000 4% 10% ,所以可以按等跨計算。2、荷載計算由板傳來：板恒載 次梁間距=3.4

10、 X 2 .4 = 8.16KN/m次梁肋自重：b(hchB)x鋼筋混凝土容重 =0.25X ( 0.450.1) X 25=2.1875KN/m次梁粉刷重：2X (hchB)x粉刷層每平米重 =2X ( 0.450.1) X 0.25=0.175KN/m恒載:gk10.52KN /m活載：qk活荷載標準值次梁間距6.5 2.4 = 1 5 6 KN/m恒載設計值：gGgk 1.05 10.52 11.046KN /m活載設計值：qQqk 1.2 15.6= 18.72KN /m設計總值:ggk qQk 29.766KN /m3、內(nèi)力計算0,450,550.6M1=1/11 29.766 5.

11、22= 73.2KN/mM2=1/16 29.766 52= 46.509KN/m2Mb= 1/11 29.766 5.273.2KN/mVa=0.45 29.766 5.08 = 68.0KNVbl= 0.6 29.766 5.08= 90.7KNVbr = 0.55 29.766 5=81.9KN4、正截面強度計算1）、支座截面按hcX hB矩形截面計算。次梁跨中按T形截面計算，求bf'L0/3=5000/3=1666.7mmb+sn=250+2400=2650mmh0=h a=450 35=415mmhf=hB=100mmhf'/h0=100/415=0.241>0

12、.1所以 bf=1666.7mm判斷屬于第幾類T形截面取混凝土為 C20 fc=10N/mm2fcbf'hf' （h。hf'/2） =10 1666.7 100 （415 50）=608.35KN/m丫 dMmax=1.2 73.2=87.8KN/m<f cbf'hf' ( hohf'/2)所以屬于第一類T形截面2)、鋼筋截面計算如下：取取混凝土為 C20 fc=10N/mm2n 級鋼筋fy=310N/mm 2 E b=0.544 b=250mm. . ho=h a=45035=415mmbf=1666.7mm表2次梁的抗彎計算表截回1B2

13、M(kN m)73.273.246.5fcbh(2(fcb'ho)287。.543o.6287o.5d 0 M (d o M)sfcbhosfcbf h(2o.o3o.2o4o.o191 小 2 s (< E b=0.544)o.o3o.231o.o19s 1 0.5o.985o.885o.991d ° M Asfyho693.2771.5437.7選鋼筋2 生 18+1 蟲 162 蟲 16+蟲 1223（f）14實際配筋7io.1782.1462配筋率（最小配筋比較舉）o.68%o.75%o.45%表3次梁的抗剪計算表截回AB左B右V (kN)6o.89o.781.

14、91r一o.25fcbhod216.1216.1216.11Vc o.7 fcbhod6o.56o.56o.5A“d(V Vc)/(1.25 fyvho) so.o56o.225o.16o箍筋肢數(shù)、直徑()615o ()615o (2)()615o (2)實配箍筋通So.378o.378o.378配筋率（取小配筋比較率）0.15%0.15%0.15%5、根據(jù)計算結果和構造要求，繪制配筋示意圖，如下：（亦可見大圖二）圖3次梁配筋圖三、主梁設計（內(nèi)力按彈性理論計算）1、確定計算跨度及計算簡圖：2、荷載計算：3、內(nèi)力計算4、主梁正截面和斜截面承載力計算:5、主梁吊筋計算6、正常使用極限狀態(tài)驗算主梁的

15、計算跨度：中跨：lo=ln+b 柱=lc=7200mm邊跨：ln=7300-120-b 柱/2=6955mmln+b 柱/2+0.0251n=6955+225+0.025 X 6955=7354mm< l n+a/2+b 柱/2=7365mm所以：l0= ln+b 柱/2+0.0251n=7354mm且邊跨與中跨的跨度差 （7354 720。/7200 2.1% 10% ,所以可以按等跨計算。 + q = 176jj732、荷載計算：為了簡化計算，主梁自重亦按集中荷載考慮。次梁傳來的荷載：次梁恒載主梁間距=10.52 5.4= 56.8KN主梁自重：bzX (hz hB)X 次梁間距 *

16、丫 =0.4 X ( 0.65 0.1) X 2.4X 25=13.2KN主梁粉刷重：2X (hzhB) X次梁間距X每平方米粉刷層重=2X (0.65 0.1) X2.4X 0.25=0.66KN恒載：Gk= 70.66KN則恒載設計值：G GGK 74.193KN/m活載：Q 次梁活載 次梁間距 18.72 5.4 101.88KN3、內(nèi)力計算：表4主梁彎矩計算項 次荷載簡圖K1a/M 1aK1b/M1bKb/MbK2a/M 2aK2b/M2bKc/McG1 1I11 V1*0.238/129.90.142/77.50.286/154.40.078/41.70.111/59.30.191/

17、102.0山小£1觀餐口 LQf1 II0.286/214.30.237/177.60.143/-106.00.127/-93.20.111/81.40.095/-69.7口.10.048/-36.00.095/-71.20.143/-106.00.206/151.10.222/162.80.095/-69.7乙口1,1 10.226/169.30.119/89.20.321/-238.00.103/75.60.194/142.30.048/-35.2 A 40Q1 ”0.032/一 240.063/-47.20.095/-70.40.174/127.60.111/81.40.286

18、/-209.8八凸也Mmin(KN)組合項次+組合值93.96.3392.4-51.522.1-311.8Mmax組合項次+組合值344.2255.1-224.8192.8222.1-137.4(KN)組合項次+組合值299.2166.7260.4117.3201.6-171.7組合項次+組合值105.930.3260.4169.3140.7-171.7彎矩包絡圖圖4彎矩包絡圖表5主梁剪力計算項次荷載簡圖kkkkVaVBlVBrVc1110.714-1.2861.095-0.90553.0-94.181.2-67.1口人!（：“ a心00.857-1.1430.0480.04887.3-116

19、.44.94.9 434Il 1-0.143-0.1431.048-0.952-14.6-14.6106.8-97.02 A 口IIL0.679-1.3211.274-0.72669.2-134.6129.8-7444A34-0.095-0.0950.810-1.190-9.7-9.782.5-121.2V min(KN)組合項次+組合值38.4-228.786.1-188.3V max(KN)組合項次+組合值140.3-103.8211-62.2組合項次+組合值109.2-210.5188-164.1組合項次+組合值43.3-108.7163.7-141.1剪力包絡圖如下:圖5剪力包絡圖4、

20、主梁正截面和斜截面承載力計算：1)、正截面承載力計算：混凝土用C25 fc=12.5N/mm2 縱向鋼筋n級鋼筋fy=310N/mm2七一一. . . . .'. 一b=0.544bz=400mmhz=650mmho=hza=65035=615mm hf=hB=100mm主梁跨中截面按T形截面計算，求bf'因為 hf/ho=100/615=0.16>0.1，所以翼緣計算寬度按 Lo/3=7.2/3=2.4m 和 b+sn=5.4m 中較 小的確定，所以取 bf'=2.4m=2400mm判斷跨中截面屬于第幾類 T形截面fcbf'hf' (hohf/2

21、) =12.5 2400 100 (615 50)=1695KN/m丫 dMmax=1.2X 344.2=413KN/m<f cbf'hf' (hohf'/2)所以屬于第一類 T 形截面支座截面按hcx hB矩形截面計算。B支座處的彎矩設計值：MB=|M|max |V0|maxb/2=392.4 86.1X 0.4/2=375.2KN/mC支座處的彎矩設計值：Mc=|M| max |V0|maxb/2=311.8 62.2 X 0.4/2=299.4KN/m表6主梁正截面配筋計算截面1B2CM( kN m)344.2375.2222.1299.4d 0 M /d

22、0 M、s2( s'2 )fcbh；fcbfh20.0360.2380.0230.191 J1 2 s (W 衛(wèi) b=0.544 )0.0370.2760.0230.213-.'.fcbh0Afcbf h0A -(As -)fyfy22022737.71368.62112.8選鋼筋6蟲221922+5中253蟲256中22實際配筋22812834.1147322812)、斜截面承載力計算：箍筋用 I 級鋼fyv=210N/mm2fc=12.5N/mm2bz=400mmho=615mmhf'=hB=100mm入=a/ ho=2554/615=4.2>3所以入=3hw

23、=ho hf'=615 100=515mmhw/b=515/400=1.3<4所以按 丫 dV w 0.25fcbho 來驗算截面尺寸0.25fcbho=0.25 X 12.5 X 400 X 615=768.8KN> 丫 d|V|max=1.2 X 228.7=274.4KN故截面尺寸滿足要求驗算是否需要計算配置箍筋0.2fcbho/(入 +1.5)=0.2 X 12.5X 400X 615/(3+1.5)=136.7KN< 丫 d|V|max=1.2 X 228.7=274.4KN 故需 要計算配置箍筋采用。8100 (2)箍筋Asv=50.3 X2=100.6m

24、m2Asvbs100.6400 1000.25%>svmin=0.12%AVcs=0.2fcbh0/(入 +1.5)+1.25fyv-|V h0=136.7+161.4=298.1KN >丫 d|V|max=1.2X 228.7=274.4KN 滿足要求所以配置。8100 (2)箍筋5、主梁吊筋計算F=G+Q=74.193+101.88=176.073=176.1kN吊筋用 I 級鋼fy=210N/mm 2AS=F/(2fy sin45 )=592.96mm2所以：選吊筋為()10 (2) 面積為628mm26、正常使用極限狀態(tài)驗算Gk = 70.66KNQ二次梁活載X次梁間距 =

25、18.72X 5.4=101.88KNQk=18.72 X 5.4/1.2=84.24表7正常使用極限狀態(tài)主梁彎矩計算項次荷載簡圖KKKKKKM1aM1bMbM2aM 2bMc1n U0.2380.142-0.2860.0780.111-0.191123.773.8-147.139.756.5-97.2人雙121H 10.2860.237-0.143-0.127-0.111-0.095178.6148.0-88.377.7-67.8-58.1|A A A A-0.048-0.095-0.1430.2060.222-0.095-30.0-59.3-88.3125.9135.7-58.1a1II0.2260.119-0.3210.1030.194-0.048141.174.3-198