水工鋼筋混凝土課程論文

1、-PAGE . z.農業(yè)大學科技學院課程設計說明書課程名稱： 水工鋼筋砼結構課程設計 題目名稱：水電站廠房樓蓋結構設計班 級：20 11 級 水利水電工程 專業(yè) 3 班姓 名： 周智錚 學 號： 201141927323 指導教師： 敬林 評定成績：教師評語： 指導老師簽名： 2013年1 月 5日水工鋼筋混凝土結構課程設計任務書一、前言水工鋼筋混凝土結構作為一門實踐性很強的課程，課程設計是教學中的重要環(huán)節(jié)。在專業(yè)課理論教學的基礎上，通過課程設計進一步消化和鞏固所學課程的容，掌握結構設計的基本方法，培養(yǎng)學生獨立思考、自己動手解決問題的能力。課程設計的主要目的鞏固和運用課堂所學知識，通過簡單工程

2、實例的結構設計，加強對結構設計基本理論的掌握，進一步了解結構設計的主要過程、注意事項，掌握結構設計相關規(guī)的容和使用方法，加深學生對實際工程項目中對結構設計主要容的了解，培養(yǎng)學生運用本課程設計的知識解決實際問題的能力，為今后從事專業(yè)工作打下良好基礎。二、課程設計目的1.通過本課程設計熟悉水工鋼筋混凝土結構施工圖結構設計的基本過程；2.通過本課程設計牢固地掌握結構構件承載力計算（受彎、受剪）的知識；3.通過本課程設計掌握鋼筋配置的一般構造規(guī)定和規(guī)要求；4.通過本課程設計將所學的理論知識和實際計算相結合，鞏固所學知識。三、課程設計要求1.了解課程設計任務書要求，收集有關資料、文件及相關政策、法規(guī)；2

3、.熟悉水工鋼筋混凝土結構構件設計的基本理論和計算公式；3.熟悉水工鋼筋混凝土結構構件應符合的構造規(guī)定；4.通過繪制水工鋼筋混凝土結構構件配筋圖，了解圖紙的一般格式和有關規(guī)定；5.學生應在教師指導下獨立按時完成課程設計的全部容。四、工程背景一、設計說明設計*正常運行狀況下的3級水電站廠房樓蓋。墻體厚度為240mm，柱子尺寸為400mm400mm，其平面尺寸為30m12m，結構采用整體式單向板肋形結構。如圖所示：樓面做法：水磨石面層（自重為0.65kN/m2）；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（混凝土容重為25kN/m3）；梁板天花為紙筋抹灰12mm（重度為16kN/m3）樓面均布活荷載標準值為6kN/m2 。恒

4、荷載分項系數為1.05，活荷載分項系數為1.2。建筑材料及等級：混凝土強度等級C20；板中鋼筋、梁中箍筋，構造鋼筋為級；梁中受力鋼筋為級。該廠房為3級水工建筑物，結構安全級別為級，結構重要性系數，按正常運行狀況設計，設計狀況屬持久狀況，設計狀況系數取1.0。5.結構平面布置初始尺寸：板在墻體上的支承長度為120mm，主梁和次梁在墻上的支承長度為240mm。二、樓面梁格布置和構件截面尺寸樓面梁格布置見圖確定主梁跨度為6m，次梁跨度為6m，主梁每跨布置兩根次梁，板的跨度為2m估計梁板截面尺寸：按跨度比條件，要求板厚hL/40=2000/40=50 mm，對工業(yè)建筑的樓板，要求h80 mm，取板厚h

5、=80 mm次梁截面尺寸: h=L/18L/12=6000/186000/12=333.3500取h=500 mm又要求h/b2 取b=250 mm主梁截面尺寸: h=L/14L/8=6000/146000/8=428750 mm 取h=700 mm b=300 mm已知：承重墻厚為240 mm 柱子尺寸為400 mm400 mm三、板的設計一、計算簡圖板為6跨連續(xù)板，其結構尺寸如下圖（a）所示，為便于用表格計算，計算簡圖按5跨考慮，如圖（b）所示次梁截面為250 mm500 mm，板在墻上支承長度為120 mm，板的計算跨度為：邊跨：b=250 mm0.1Lc=0.12000=200 mm

6、取L0 =1.1Ln=1.11755=1930.5 mm中間跨：L=Ln=2000mm二、荷載計算取寬為1M的板帶計算：恒荷載：板自重 25KN/M31M0.08M=2.0KN/M 水磨石抹面 0.65KN/M21M=0.65KN/M 12mm抹底 16 KN/M3 1M0.012M=0.19KN/M 標準值： gk=2.0+0.65+0.19=2.84KN/M 設計值： g=Gkgk=1.052.84=2.982KN/M活荷載：標準值 qk=6KN/M31M=6KN/M 設計值 q=rQqk=1.26=6KN/M考慮次梁對板的轉動約束，折算荷載為： g=g+q/2=2.982+7.2/2=6

7、.582KN/M q=q/2=7.2/2=3.6KN/M三、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。查附錄六表4得彎矩系數a、a1，彎矩計算值為M=agL02+ a1g L02跨中彎矩：邊 跨：M1=0.07816.581.932+0.13.61.932=3.255KN/M中間跨：M2=0.03316.5822+0.07873.622=2.0KN/M M3=0.04626.5822+0.08553.622=2.447KN/M支座彎矩：MB=-0.1056.58(2+1.93)/2)2 +0.1193.6(2+1.93)/2)2=-4.32KN/MMC=-0.0

8、796.5822 +0.1113.622=-3.677KN/M支座邊緣彎矩 V0 =g+q=6.582+3.6=10.182KN/MMB =MB-1/2 V0 b=-4.21-1/2110.1820.25=-2.937KN/MMC =MC-1/2 V0 b=-3.59-1/2110.1820.25=-2.317KN/M四、截面設計 板厚為80mm，h0取60mm，混凝土為C20，fc=10N/mm2，級鋼筋：fy=210N/mm2，鋼筋混凝土結構，結構系數rd=1.2，配筋計算表見表一，考慮水電站廠房發(fā)電機組對結構的動力影響，板的配筋采用彎起式。表一 板的配筋計算表截面邊跨B中間跨中2C中間跨

9、中3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩計算值106Nmm）3.2552.9372.00.82.02.3170.82.3172.4470.82.447彎矩設計值3.2552.9372.01.62.3171.8532.4471.957as =rdM/fcbh020.10850.0980.0670.0530.0770.0620.0820.065=1-1-2 as0.1150.1030.0690.0540.0800.0640.0850.067As= fcbh0 / fy329295197157230182243193選用鋼筋（mm2）邊板帶8/10180（358）8/10180（358）8180

10、（279）8180（279）8180（279）中板帶10200（393）8/10200（322）8200（251）8200（251）8200（251）注：中板帶的中間跨及中間支座，由于板四周與梁整體連結，可考慮拱作用，故該處彎矩減少20，即乘以系數0.8四、主梁設計一、計算簡圖 主梁共兩跨，其結構尺寸如圖所示，梁兩端支承在墻上，支承長度為240mm，中間支承在400mm400mm的柱上，因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4，可視為中部餃支的兩跨連續(xù)梁，計算簡圖如圖所示。 計算跨度 L0=Lc=6000-120+240/2=6000 mmL0=1.025Ln+0.5b=1.025（6000-120

11、-1/2400）+0.5400=6022 mm取較小值L0=6000mm二、荷載計算： 為簡化計算，將主梁2.0m長的自重亦按集中荷載考慮恒荷載：次梁傳來的集中荷載：8.132KN/M6.0M=48.792KN主梁自重：25KN/M3(0.7-0.08)M0.3M2M=11.16M主梁粉刷：16KN/M32M(0.7-0.08)M0.012M=0.238KN標準值：Gk=48.792+11.16+0.238=60.19KN設計值：G=rGGk=1.0560.19=63.2KN活荷載：標準值：QK=6KN/M22.0M6.0M=72KN設計值: Q=rQQk=1.272=86.4KN三、力計算：

12、 按彈性方法計算，查附錄得彎矩和剪力系數 彎矩計算值為：M=GL0 +1QL0 剪力設計值為：V=G+1Q 荷載作用點及最不利位置如圖所示 1、彎矩計算： 跨中彎矩：M1=(0.22263.2+0.07886.4)=228.3KNM 支座彎矩：MB=-(0.33363.2+0.33386.4) 6.0=-298.50KN 支座邊緣彎矩：MBL=MB-1/2V0b=-298.5-1/2(63.2+86.4) 0.4=-218.02KNM 2、剪力計算： VA=0.66763.2+0.83386.4=114.12KN VBL=-(1.33363.2+1.33386.4)=-199.4KN四、截面設

13、計： 1、正截面承載力計算：受力鋼筋為級鋼筋，fy=310N/mm2，混凝土強度等級為C20,fc=10N/mm2，結構系數rd =1.2.跨中按T形截面計算，鋼筋按一排布置。h0=h-a=700-35=665mm。翼緣寬度：bf=l0/3=6000/3=2000 mm bf=b+sn=2000 mm 取bf=2000 mm fc bfhf（h0-hf/2）=20008010（665-40）=1000KN rd Mma*=rd M1=1.2228.3=273.96KNM 屬于第一類T形截面。 支座按矩形截面計算，肋寬b=300 mm，鋼筋按兩排布置，則 h0=h-a=700-80=620 mm

14、主梁正截面配筋計算表見表 主梁正截面配筋計算截面1B彎矩計算值M(106Nmm)228.3218.02彎矩設計值Mr0(106Nmm)228.3218.02bh02fc 或bfh02fc (106Nmm)76881153.2s=rd r0M/bh0fc或s=rd r0M/bfh0fc0.0220.140=1-1-2 as0.0220.152As= fcbh0 / fy 或As= fcbfh0 / fy889.8913.4選用鋼筋4 18(1018)4 18(1018)注：支座=0.152b=0.544；minbh0 =Asmin =0.15300665=299 mm 2 2、斜截面承載力計算：

15、 截面尺寸驗算：hw/b=（620-80）/300=1.8Vma*=r0VBL =1.0 1.0199.4=199.4KN 故截面尺寸符合要求。1/rd Vc=1/rd (0.07 fcbh0)= 1/1.2(0.0710300620)=108500KN=108.2KNr0VA =11114.12=114.12KNr0VbL =11199.4=199.4KN故支座A、B均需按計算配置橫向鋼筋。設箍筋選用6150雙肢筋 配筋率SV=ASV/bs=228.3/300100=0.126SV MIN =0.12 滿足要求1/rd（Vc+Vsv）=1/1.2（0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0

16、/s）=1/1.2（0.0710300620+1.25210228.3620/150）=159675N=159.68KN r0VA=114.12KN r0VBL=199.4KN 滿足要求 次梁兩側附加橫向鋼筋計算： 次梁傳來集中力F=r0(G+Q)=1.01.0(63.2+86.4)=149.6KN 在梁集中荷載位置附加吊筋，彎起角=450 則 ASV= rd F/（2fyvsin）=1.2149.61000/23100.707=409.4 mm 2 選216，實配ASV=402 mm 2也可在次梁兩側設置附加箍筋。箍筋采用級鋼筋（fyv=210N/mm2），直徑為8（n=2，ASV1=50.

17、3 mm 2）則： m= rd F/（nASV1fyv）=1.21.42105/250.3210在次梁兩側各附加四道雙肢8箍筋。五、次梁設計一、計算簡圖 次梁為5跨連續(xù)梁，其結構尺寸如圖（c）所示，次梁在磚墻上的支承寬度為240mm，主梁截面為300mm700mm，次梁的跨長如圖（d）所示。 取計算跨度為：邊跨：l0=ln=6000mm l0 =1.025ln+0.5b=1.025(6000-120-150)+0.5300=6023.25 取lo=5400mm 中間跨 lo=lc=5400mm二、荷載計算恒荷載：由板傳來：2.842=5.68KN/M 次梁自重：25（0.45-0.08）0.2

18、5=2.31KN/M 次梁粉刷：16（0.45-0.08）1.0122=0.142KN/M 標準值：gk=8.132KN/M 設計值：g=rGgk=1.058.132=8.538KN/M活荷載：標準值：qk=6.02=12KN/M 設計值：q=rQqk=1.212=14.4KN/M考慮主梁對次梁的轉動約束，折算荷載為： g=g+q/4=8.538+14.4/4=12.138KN/M q=3q/4=314.4/4=10.8KN/M三、力計算 按彈性體系計算，采用等跨度表格計算，查附錄表 彎矩計算值:M=a gl2+ a1 ql2 剪力計算值：V=gl2+ 1 ql2 彎矩：V0=12.138+1

19、0.8=22.938KN跨中彎矩：M1=0.078112.13862+0.110.862=73.0KN/M M2=0.033112.13862+0.078710.862=45.06KN/M M3=0.046212.13862+0.085510.862=53.43KN/M支座彎矩：MB=-(0.10512.13862+0.11910.862)=-92.14KN/M MC=-(0.07912.13862+0.11110.862)=-77.67KN/M支座邊緣彎矩：MB =MB-V0b=-92.14-1/2(6/222.938) 0.3=-81.81KN/M MC =MC -V0 b=-77.67-

20、1/2(6/222.938) 0.3=-67.34KN/M剪力計算跨度 取凈跨度：邊跨ln=5730mm中間跨ln=5700mmVA=0.39412.1385.73+0.44710.85.73=55.06KM/MVBL=-(0.60612.1385.73+0.62010.85.73)=-80.51KN/MVBR=0.52612.1385.7+0.59810.85.7=73.20KN/MVCL=-(0.4712.1385.7+0.57610.85.7)=-68.25KN/MVCR=0.50012.1385.7+0.59110.85.7=70.97KN/M四、截面設計正截面承載力計算：跨中按T形截面計算。截面高h=450mm，肋寬b=250 mm，翼緣厚度hf=80 mm，截面有效高度取415 mm?；炷恋燃墳镃20，fc=10N/ mm2，受力鋼筋級fy=310N/ mm2，結構系數rd=1.20跨中T形截面類型判別：bf=l/3=6000/3=2000 mm 翼緣寬度bf=b+Sn=2400 mm 取較小值bf=2000 mmbf hffc （h0-hf/2）=20008010（415-80/2）=600KNrd Mma*=1.273.0=8