水工鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、水利水電工程專業(yè)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)扌指導(dǎo)老師：專業(yè)名稱：學(xué)號(hào):0908070076設(shè)計(jì)作者：胥勝洪提交時(shí)間：1設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)（平面圖見下圖）。字母軸線間距（主梁軸線跨度）為8100mm也即次梁間距為2700mm二、設(shè)計(jì)資料（1）某輕工業(yè)廠房單向板肋梁樓蓋，按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，某水電站生產(chǎn)副廠房，為4級(jí)水工建筑物，建筑層高4.8m。結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示，墻體厚370mm樓面面層為：底層20mm水泥砂漿找平層（標(biāo)準(zhǔn)值0.40KN/m2）,面層30mm厚水泥砂漿鋪瓷質(zhì)地磚（標(biāo)準(zhǔn)值0.70KN/m2）；鋼筋混凝土梁板容重標(biāo)準(zhǔn)值為25KN/m3;梁板下抹20mm厚水泥砂

2、漿后瓷粉罩面（標(biāo)準(zhǔn)值0.40KN/m2）。梁中縱向受力鋼筋為H級(jí)，其余鋼筋為I級(jí)。（2）混凝土強(qiáng)度等級(jí)和可變荷載（分項(xiàng)系數(shù)均為1.2）見分組表?？勺兒婶鏈?zhǔn)值5.56,06.57,07,5C2512345C306890設(shè)計(jì)內(nèi)容構(gòu)件截面尺寸設(shè)計(jì)(1) 板的設(shè)計(jì)計(jì)算次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算(2) 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。四、設(shè)計(jì)要求計(jì)算書應(yīng)書寫清楚，字體工整，主要計(jì)算步驟、計(jì)算公式、計(jì)算簡圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計(jì)算過程。(1) 圖紙應(yīng)整潔，線條及字體應(yīng)規(guī)范，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。五、設(shè)計(jì)分組根據(jù)同學(xué)學(xué)號(hào)的尾號(hào)在分組表中選用

3、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。2. 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、目的要求本課程設(shè)計(jì)是水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)鋼筋混凝土樓蓋的組成、受力特點(diǎn)、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析、荷載組合及板、次梁、主梁配筋設(shè)計(jì)等有較全面、清楚的了解和掌握，為從事實(shí)際工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。、主要設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1構(gòu)件截面尺寸選擇(1)板(2)次梁(3)主梁2板的設(shè)計(jì)計(jì)算(按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算板的內(nèi)力，計(jì)算板的正截面承載力)荷載(1) 計(jì)算簡圖的確定（3）計(jì)算板的彎矩設(shè)計(jì)值（4）板的配筋計(jì)算次梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算次梁的內(nèi)力，計(jì)算次梁的正截面、斜截面承載力）（1）計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值（

4、2）確定次梁的計(jì)算簡圖（3）計(jì)算內(nèi)力設(shè)計(jì)值（彎矩設(shè)計(jì)值、剪力設(shè)計(jì)值）（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算2）斜截面受剪承載力計(jì)算3 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（主梁按彈性理論設(shè)計(jì)。承受次梁傳下的集中荷載及主梁自重。為簡化計(jì)算，將主梁自重簡化為集中荷載）（1）荷載設(shè)計(jì)值（2）確定計(jì)算簡圖（3）計(jì)算內(nèi)力設(shè)計(jì)值及繪制包絡(luò)圖1）彎矩設(shè)計(jì)值2）剪力設(shè)計(jì)值3）彎矩和剪力包絡(luò)圖（4）承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算2）斜截面受剪承載力計(jì)算4 施工圖繪制繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。3. 設(shè)計(jì)計(jì)算書一構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)27001.板根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取h=90

5、mmL67.5mm,4040I =2700mm.2次梁次梁截面高度應(yīng)滿1 159005900hLL(327.78491.67)mm,18121812取h=400mm.b=200mm.跨度L=5900mm.3.主梁主梁截面高度應(yīng)滿足h二丄L|_=81008100=(6751012.5)mm,128128取h=800mm.b=300mm.跨度L=8100mm.1板的設(shè)計(jì)該廠房為四級(jí)水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為川級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0=0.9；按正常運(yùn)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)的結(jié)構(gòu)系數(shù)；d=2根據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取永久荷載分項(xiàng)系數(shù)g=1.05；可變荷載分項(xiàng)系數(shù)q=1.20.何載取寬為1m的板帶計(jì)算恒

6、荷載標(biāo)準(zhǔn)值20mm厚水泥砂漿后瓷粉罩面20mm厚水泥沙漿找平層30mm厚水泥砂漿鋪瓷質(zhì)地90mm鋼筋混泥土板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算10.4二0.4KNm10.4=0.4KN/m10.09125=2.25kN/mgk活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=15.5=5.5kN/m恒荷載設(shè)計(jì)值ggQk053.75=3.97kN/m活荷載設(shè)計(jì)值q=qqk二6.60kN/m總計(jì)11考慮到次梁對(duì)板的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，1所以折算荷載為：g二gq=7.08KNm2q,q6.6-3.3KNm2 22.計(jì)算簡圖次梁截面為400200mm，板在墻上的支承取為120mm；則板的計(jì)算跨度為:邊跨l01=ln1h=2.70.12一0.20.9

7、=2.525m222a且l01_ln2.54m取|01=2.54m2中間跨02=L2=2.70.2=2.5m跨度差(2.54-2.5)_1.6%豈10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次2.5梁的計(jì)算簡圖見圖(1)所示。(A)g+q=10.38KN/m/A“r-Bsnn73/:prn門r3dc7i門HAA(B)圖1板的計(jì)算簡圖（A）板的構(gòu)造（B）板的計(jì)算簡圖3.內(nèi)力計(jì)算各截面的彎矩計(jì)算如表1.表1板的彎距計(jì)算值表4配筋計(jì)算截面邊跨跨中(1)離端第二支座（B）離端第二跨跨中（2）中間跨跨中（3）中間支座（C）彎距系數(shù)amp1111111116142Mmp(g+q)lo111“CC1一心0.38匯-一X10

8、.38X0.38X-一漢10.38匯(kNxm)111116142.5252=6.022.525-6.0222.50=4.052.50-4.63b=1000mm,h=90mm,h0=9025=65mm。C30混凝土，fc=14.3N/mm2.i級(jí)鋼筋，fy=210N/mm2,板的配筋計(jì)算見表2。表2板的配筋計(jì)算表截面部位1B2(3)C，軸線間軸線間，軸線間軸線間彎距計(jì)算值（。加汽口口）6.02-6.024.050.8x4.-4.63-4.63x005=3.2.8=-3.741彎距設(shè)計(jì)值6.92-6.924.663.73-5.32-4.27KM(勺06N江mm)KMCc0.1170.1170.0

9、770.0620.0870.0715Sfcbh(20.110.1160.0800.0640.0910.074一2cs6A_fcbh0-fy514514354283403328分離式選配鋼筋*10如0*8*8*10$8150150140170190150實(shí)配鋼筋面積524524359296413335彎起式選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積對(duì)軸線間的板帶，其各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，考慮到板的內(nèi)拱作用，其跨內(nèi)截面2，3和支座截面C的彎距值可折減20%即乘以系數(shù)0.8。三次梁的設(shè)計(jì)次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)1. 荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來3.62.7=9.72kN/m次梁自重0.2(0.4-0.09)2

10、5=1.55kN/m梁底抹灰0.20.4=0.08kN/mgk=11.35kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來qk=5.52.0=11kN/m恒荷載設(shè)計(jì)值gggk=12.25kN/m活荷載設(shè)計(jì)值q=qk=1.211=13.2kN/m總計(jì)gq=25.45kN/m考慮到主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為1324q=?q二？13.2=9.9kN/m442. 計(jì)算簡圖次梁在磚墻上的支承長度為240mm主梁截面為300X800mm則次梁的計(jì)算跨度為:邊跨lia=5.0.10.30.24=5.75m22中間跨G=丨n2-5.9-0.3二5.6m跨度差(5.75-5.6)=2.6%乞10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁的

11、計(jì)5.6算見圖2且丨01乞1.025lni=5.89m取lo1=5.75mcxq+g二25.45KN/m1f11ffHrjj11riF1111i為2番32ABcBaT：M仃了J-J:J門門上PF圖2次粱的計(jì)算簡圖:A)次梁的構(gòu)造簡圖(E)次梁的計(jì)篦簡圖3. 內(nèi)力的計(jì)算連續(xù)次梁各截面的彎距及剪力計(jì)算值分別見表3及表4。表3次梁彎距計(jì)算值表表4次梁剪力計(jì)算值表截面位置邊跨跨中(1)離端第二離端第二跨跨中間支座中(C)彎矩系數(shù)Otmb1111111116142M=Qmb(g+q)lo1x25.45京-76.491、&25.45京1X29.28X1116145.752=76.495.72=51.685

12、.7-59.06(kNm)截面位置端支座(A)右側(cè)離端第二支座(B)中間支座(C)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)剪力系數(shù)b0.450.600.550.550.55V=%(g+q兒0.45X25.450.60X25.450.55X25.450.55X0.55X(kN)X5.63X5.63X5.725.45X25.45X=64.48=85.97=79.795.75.7=79.79=79.794承載力及配筋計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，跨中截面按T形截面計(jì)算。其翼緣計(jì)算寬度為:11邊跨bfl05750=1916.67mm3b；=bSn=200(2700-200)=2700mm取較小值，即bf

13、=1916.67mm11離端第二跨，中間跨bfl05701900mm3b；=bs200(2700-200)=2700mm取較小值，即bf=1900mm梁高h(yuǎn)=400mm,h0=400-35=365mm.翼緣厚hf=90mm.肋寬b=200mm判別T形截面類型：fcb；hf(h0-虹)=14.3190090(365-90)2=782.50kN/m_dMmax=1.276.49=91.79kN/m故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，梁寬b=200mm,按單排筋考慮，即h0=400-35=365mm.次梁正截面承載力計(jì)算及配筋過程見表5。表5次梁正截面承載力計(jì)算及配筋表截面位

14、置邊跨跨中(1)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(2) 中間跨跨中(3)中間支座(C)彎距計(jì)算值76.49-76.4951.68-59.066M(勺0N5m)彎距設(shè)計(jì)值87.96-87.9659.43-67.926kM(D0N5m)0（$=列2（支座）fcbhoGs=*2（跨中）fcbfho0.02430.2310.01640.178匕=1J2化0.02460.2670.01650.198afcdhoAs-f（支座）fyfcEb；h0亠=（跨中）fy1045.08929545.44605.46選用鋼筋420418316216+214實(shí)際配筋面積(mm2)12561017603402+308=7

15、10計(jì)算結(jié)果表明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。斜截面受剪承載力計(jì)算b=200mm,h0=365mm,fc=14.3N/mm2,fy210N/mm2.腹筋僅配置箍筋，次梁斜截面的承載力計(jì)算及配筋過程見表6。表6次梁斜截面承載力計(jì)算及配筋表截面位置端支座(A)右側(cè)離端第二支座(B)左側(cè)離端第二支座(B)右側(cè)中間支座(C)左側(cè)，右側(cè)煎力計(jì)算值V(kN)64.4885.9779.7979.79剪力設(shè)計(jì)值kV(kN)74.1298.8791.7691.76截hwh0-hfb一b面365_9=1.3754.20001.3754.01.3754.01.375kV=74.12kN261.98kNk

16、V=98.87kN261.98kNkV=91.76kN261.98kNkV=91.76kN四主梁的設(shè)計(jì)（主梁按彈性理論設(shè)計(jì)）1.荷載0.7ftbh。:200365=73.07kNkV=74.12kN73.07kNkV=98.87kN73.07kNkV=91.7673.07kNkV=7212kN109.226kN工kV=98.87kN109.226kN工kV=97.76kN109.226kN工kV=91.76kN恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值由次梁傳來11.35（5.9-0.3）=63.56kN主梁自重（化為集中荷載）0.30.82.725=16.2kN梁底抹灰0.030.42.7=0.0324kNGk=79.7

17、9kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值由次梁傳來Qk=115.9=64.9kN恒荷載設(shè)計(jì)值G=GGk=1.0579.79=83.78kN活荷載設(shè)計(jì)值Q”QQk=1.264.9=77.88kN總計(jì)GQ=161.66kN計(jì)算簡圖主梁端部支承在磚墻上，支承長度取為370mm中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面尺寸為350mmK350mm因梁的線剛度比柱的線剛度大得多，可視為中部鉸支的三跨連續(xù)梁。035計(jì)算跨度：邊跨ln12l01=lni2222b0.35l01=1.025ln122中間跨lo2=ln2+b=8.10.35+0.35=8.1蘭1.05ln2取l_81m=1.057.805=8.19m02跨度差取較小值l0

18、1=8.165m（8.1658.1）=0.8%乞10%，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。主梁的計(jì)算8.1簡圖見圖3。圖3主梁的計(jì)算簡圖（A）主梁的構(gòu)造（B）主梁的計(jì)算簡圖2. 內(nèi)力計(jì)算及包絡(luò)圖.內(nèi)力計(jì)算采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)行，跨中和支座截面最大彎距及剪力按下式計(jì)算。M二：心。Z2Ql0V*G2Q不同荷載組合下各截面的彎距及剪力計(jì)算結(jié)果見表7和表8。表7主梁彎距計(jì)算表（kN/m）項(xiàng)邊跨跨中支座B中間跨跨中支座C次荷載簡圖M2)MaMbQ)M2(g)MbmaTrG166.91115.50-181.145.4745.47-182.61a2bABCD(0.244(0.1559(0.067(0.0675)(

19、-0.26)(-0.267)7)11rQ183.77134.81-83.90-83.90-83.90-83.90A1a但2Bb幣C丁D(0.289(0.212(-0.13(-0.13(-0.13(-0.13)3)3)3)3)/JFAftQ-27.98-56.59-80.90126.17126.17-83.901a小2Bb幣CrD(-0.04(-0.08(-0.13(0.200(0.200(-0.134)9)3)3)Tf1Q83.7945.74-196.160.56107.24-56.14A1a2Bb幣C育D(0.229(0.1259(0.096(0.170(-0.080)(-0.31)9)1)

20、_T!2-19.08-37.52-56.14107.2460.56-196.1A1a甘2Bb協(xié)CD(-0.03(-0.05(-0.08(0.170(0.09690)9)9)(-0.311)T2174.23155.79-112.2-75.70-37.8527.76得A1a2Bb曲C曲D(0.274(0.2459(-0.1(-0.12(-0.06(0.044)78)0)0)組+350.68250.31-265.0-38.43-38.43-266.5合95次+138.9358.91-265.0171.64171.64-266.5項(xiàng)95+250.07161.24-377.3106.03152.71-2

21、38.789+147.8377.98-237.152.71106.03-378.8334+341.14271.29-293.4-30.237.62-154.889表8主梁剪力計(jì)算表（kN）項(xiàng)荷載簡圖端支座A中間支座B中間支座C次Va(B)VbP)Vb(P)VcP)vJ（B）|F261.41-105.583.78-83.78106.15旳1a2b歷ABCD0.7336-1.2671-11.267.j一Q67.44-88.320088.321a自2bABCD0.866-1.134001.134Qf廣-10.36-10.3677.88-77.8810.36-0.133-0.1331-10.133金1

22、a廠12b西ABCDfTf1Q53.660.689-102.10-1.31195.171.222-60.59-0.7786.930.0891a2bABCDttTTQ6.936.93-60.59-95.17-102.11a廬2bABCD0.0890.089-0.778-1.2220-1.311QI64.02-91.7417.289-17.29-3.426哆1a廣2bABCD0.822-1.1780.222-0.222-0.044組+128.85-193.8883.78-83.78194.47合次+51.05-115.92161.66-161.66116.51項(xiàng)+115.07-207.66178.

23、95-1144.37113.08+68.34-98.63123.19-178.9514.05+125.43-2197.30101.07-101.07102.724-377.38-377l38(A)咆12S85178.95178.95128-85-50.07確-219,73碓17.29-17.29(P+D-a0L07(B)-219.73圖4主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖(A)彎矩包絡(luò)圖(B)剪力包絡(luò)圖承載力計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，其翼緣計(jì)算寬度為:邊跨11bfl08165=2721.67mm33bf二bsn=300(8165-300)=8165mm取較小值，即bf=2721.67mm離端第

24、二跨，中間跨11bfl08100=2700mm2 3bf=bSn=300(8100-300)=8100mm取較小值，即bf=2700mm梁高h(yuǎn)=800mm,h0=h-a=800-80=720mm.翼緣厚hf=90mm肋寬b=300mmFhf90判別T形截面類型：fcbfhf（h0）=14.3270090（765）=2501.93kNm_dMmax=1.2350.68=420.82kNm故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。支座截面按矩形截面計(jì)算，考慮到支座截面及邊跨跨中截面彎距較大，縱筋布置兩排，并放在次梁主筋下面，因此取h=800一80=720mm；而中間跨跨中截面按單排布筋，取h0=800一

25、35=765mm.B支座邊緣的彎距值：Mb=MBMAX-V。=377.38（77.88+83.78）兀=349.09kNm主梁正截面配筋計(jì)算過程見表9。表9主梁正截面承載力計(jì)算表截面位置邊跨跨中中間支座（B）中間跨跨中彎距計(jì)算值M（燈06N漢mm）350.68-349.09152.71-38.43彎距設(shè)計(jì)值kM（“06N漢mm）403.82-401.45175.62-44.19KM“士十、2（支座）fcbh。KM心日跨中）fcb；h0.02350.1810.00780.002:=1_Jl-2叫0.02370.200.00780.0019“fbhoAs-f（支座）fyfc6；h0As=c（跨中）fy2044.662059.20767.95187.07選用鋼筋4$22+2$207$204$162$12實(shí)際配筋面積(mm2)21483436804226斜截面受剪承載力計(jì)算b=300mm,端支座取h0=800-35=765mm,B支座負(fù)筋為雙排,且布置在次梁負(fù)筋下部，故取h0=800-