合肥工業(yè)大學給排水工程結構課程設計_secret

1、合肥工業(yè)大學給水排水專業(yè)課程設計 13/13材料指標及梁、板截面尺寸C30混凝土fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2ftk=2.01N/mm2,Ec=3.0104N/mm2HPB235級鋼筋fy=210N/mm2,Es=2.1105N/mm2HRB400級鋼筋fy=360N/mm2,Es=2.0105N/mm2鋼筋混凝土：重度標準值為25kN/m3覆土：重度標準值為18kN/m3砂漿抹面層：重度標準值為20kN/m3板厚采用120mm，次梁采用bh=200450mm，主梁采用bh=250650mm。圖1 頂蓋結構布置圖板的設計荷載計算值 恒載分項系數(shù)G=1.2，活載分項系數(shù)因qk

2、=6kN/m24kN/m2,故Q=1.3 覆土重1.2180.5=10.8kN/m2 板自重1.2250.12=3.6kN/m2 抹面重1.2200.02=0.48kN/m2 恒載 g=14.88 kN/m2 活載 q=1.36=7.8kN/m2 總荷載g+q=14.88+7.8=22.68kN/m2 q/g=7.8/14.88=0.522.0，2.0/3.0,這里按單向連續(xù)板設計，可把沿長向的構造鋼筋加強。連續(xù)板實際為15跨，利用五跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進行內(nèi)力計算?？缰袕澗豈1max=（0.07818.78+0.1003.9）2.002=7.42kNmM2max=（0.03318.78+0.

3、0793.9）2.002=3.71kNmM3max=（0.04618.78+0.0863.9）2.002=4.78kNm支座彎矩MBmax=（0.10518.78+0.1193.9）2.002=9.74kNmMCmax=（0.07918.78+0.1113.9）2.002=7.67kNm求支座邊緣彎矩：在支座B處在支座C處配筋計算板厚h=120mm，頂板鋼筋凈保護層厚度應取35mm，故h0=12040=80mm。板正截面承載力計算結果見表1。截面邊跨跨中第一內(nèi)支座第二跨跨中中間支座中間跨中M（kNm）7.42-7.473.71-5.404.78s=M/fcbh020.0840.0820.041

4、0.0590.052s0.9580.9570.9790.9700.973As=M/sh0fy(mm2)461.0464.6225.6331.4292.4選用鋼筋81008100812081208120實際配筋面積(mm2)503503402402402配筋率（%）0.560.560.450.450.45表1 板的配筋計算裂縫寬度驗算。第一跨跨中：按荷載長期效應組合計算的第一跨跨中最大彎矩，為用折算恒載準永久值gq和折算活載準永久值qq計算的第一跨跨中最大彎矩，gq=12.4+0.3=12.7kN/m, qq=0.3kN/mMq=（0.07812.7+0.1000.3）2.12=4.500 kN

5、/mte=AsAte=5030.51000120=0.01sq=Mq0.87Ash0=4.5001060.8750380=128.54N/mm2=1.1-0.65ftktesq2=1.1-0.652.010.01128.541.0=0.084max=1.8sqEs1.5c+0.11degte1+1 =1.80.4128.542.11051.535+0.1180.011+01=0.06mm0.25mm滿足要求。撓度驗算現(xiàn)已知第一跨跨中，按荷載效應標準組合計算的最大彎矩Mk=6.0kNm，按荷載效應準永久值組合計算所得跨中最大彎矩為Mq=（0.07812.7+0.1000.3）2.12=4.50k

6、N/mte=AsAte=5030.51000120=0.01E=EsEc=2.11053104=7sk=Mk0.87Ash0=61060.8750380=171.39N/mm2=1.1-0.65ftktesk2=1.1-0.652.010.01171.391.0=0.34=Asbh0=503200410=0.006Bs=EsAsh021.15+0.2+6E=2.11055038021.150.34+0.2+60.0067=3.811011mm2 第一跨跨中撓度按簡支梁用疊加法計算，即由簡支梁在均布荷載作用下的跨中撓度1和簡支梁在右端支座負彎矩MB（MB由求第一跨跨中最大正彎矩時的荷載布置算得，

7、MB=6.367kNm）作用下的跨中撓度2疊加而成。所得跨中撓度近似認為是最大撓度，由此引起的誤差忽略不計，則=1+2=548Mk02B+MB0216B=5486106200023.811011-7.110620002163.811011 =1.9mm200=10mm 所以滿足要求.次梁的設計荷載計算板傳來恒載設計值 14.882.0=29.76kN/m次梁自重設計值 1.2250.2（0.450.12）=1.98kN/m恒載 g=29.76+1.98=31.74kN/m活荷載 q=1.362.0=15.6kN/m總荷載 g+q=47.34kN/m q/g=15.6/31.74=0.493考慮

8、主梁抗扭剛度的影響，調(diào)整后的折算荷載為 g=g+q/4=31.74+15.6/4=35.64kN/mq=3q/4=315.6/4=11.7kN/m計算簡圖 圖2 次梁計算簡圖主梁截面尺寸為250650mm。計算跨度：邊跨=+a/2+b/2=4325+100+125=4550mm 中跨=+b=4300+250=4550mm內(nèi)力計算按四跨連續(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兩側的剪力?？缰袕澗豈1max=（0.07735.64+0.10011.7）4.552=81.04kNmM2max=（0.03635.64+0.08111.7）4.552=46.18kNm支座彎矩MBmax=（0.

9、10735.64+0.12111.7）4.552=108.26kNmMCmax=（0.07135.64+0.10711.7）4.552=78.30kNmB支座邊緣處彎矩C支座邊緣處彎矩A支座右側剪力VAmax=0.39335.644.55+0.44611.74.55=87.47kNA支座右邊緣剪力B支座左側剪力B支座左側邊緣剪力B支座右側剪力B支座右側邊緣剪力C支座左側剪力C支座左側邊緣剪力正截面承載力計算 梁跨中按T形截面計算。其翼緣寬bf取下面兩項中的較小值 bf=/3=4.55/3=1.52m bf=b+sn=0.2+1.8=2.0m故取bf=1.52m頂蓋梁、柱鋼筋凈保護層厚取35mm

10、，故跨中T形截面的有效高度h0=45045=405mm（按一排鋼筋考慮）支座處按矩形截面計算，其有效高度h0=45070=380mm（按二排鋼筋考慮）。次梁正截面承載力計算結果見表2表2 次梁正截面配筋計算截面1B2C彎矩（kNm）81.04-94.8046.1864.84截面類型第一類T形矩形第一類T形矩形h0（mm）405380405380s=M/fcbh020.230.16s=M/fcbfh020.0232 0.0127s0.9880.8670.9930.912As=M/sh0fy(mm2)562.58799.29318.97519.71選用鋼筋512712214212/214實際配筋面

11、積(mm2)565791 308565配筋率（%）0.6010.8880.3260.937斜截面承載力計算 次梁剪力全部由箍筋承擔，斜截面承載力計算結果見表3表3 次梁箍筋計算截面AB左B右C左V（kN）82.74125.52113.1099.720.25fcbh0（kN）271.7V271.7V271.7V271.7V0.7ftbh0（kN）76.08V76.08V76.08V76.08V箍筋肢數(shù)、直徑28282828Asv=nAsv1101101101101s=1.25fyvnAsv1h0V-0.7ftbh01506.7202.9271.06424.49實際配箍間距（mm）20020020

12、0200是否需要配彎筋否否否否裂縫寬度驗算次梁折算恒載準永久值gq=26.75kN/m,折算活載準永久值qq=0.9kN/m第一跨跨中：Mq=（0.07726.75+0.1000.9）4.552=44.51kN/mte=AsAte=5650.5200450=0.013sq=Mq0.87Ash0=44.511060.87565405=223.58/mm2=1.1-0.65ftktesq2=1.1-0.652.010.01223.581.0=0.65max=1.8sqEs1.5c+0.11degte1+1 =1.80.65223.582.01051.535+0.11120.011+01=0.20m

13、m0.25mm滿足要求。同理,其它支座,跨中均滿足要求.撓度驗算現(xiàn)已知第一跨跨中，按荷載效應標準組合計算的最大彎矩Mk=65.58kNm，按荷載效應準永久值組合計算所得跨中最大彎矩為Mq=（0.07729.45+0.1000.9）4.552=44.51kN/mte=AsAte=5650.5200450=0.007E=EsEc=2.01053104=6.67sk=Mk0.87Ash0=65.581060.87565405=329.4N/mm2=1.1-0.65ftktesk2=1.1-0.652.010.011329.41.0=0.81f=bf-bhfbh0=1520-200120200405=

14、1.96=Asbh0=565200405=0.0070Bs=EsAsh021.15+0.2+6E1+3.5f=2.010556540521.150.81+0.2+66.670.0071+3.51.96=1.591013mm2 第一跨跨中撓度按簡支梁用疊加法計算，即由簡支梁在均布荷載作用下的跨中撓度1和簡支梁在右端支座負彎矩MB（MB由求第一跨跨中最大正彎矩時的荷載布置算得，MB=(0.10729.45+0.0549)4.552=75.30kNm）作用下的跨中撓度2疊加而成。所得跨中撓度近似認為是最大撓度，由此引起的誤差忽略不計，則=1+2=548Mk02B+MB0216B=54865.5810

15、6455021.311013-69.3310645502161.311013 =9.46-6.85=2.61mm200=22.75mm主梁的設計荷載的計算。 次梁傳來恒載設計值31.744.55=144.42kN 主梁自重設計值1.20.25（0.65-0.12）2.0025=8.35kN 恒載G=152.77kN 次梁傳來的活載設計值Q=15.64.55=70.98kN計算簡圖圖3 主梁計算簡圖 柱子截面尺寸400400mm計算跨度 邊跨：=6.1m 中跨：=6.0m內(nèi)力計算彎矩設計值及包絡圖中跨及C支座M=k1G+k2Q= k1152.776.00+k270.986.00=916.62k1

16、+425.88k2邊跨M=k1G+k2Q= k1152.776.10+k270.986.10=931.9k1+432.978k2B支座 M=k1G+k2Q= k1152.776.05+k270.986.05=924.26k1+429.43k表4 主梁彎矩計算序號 截面計算簡圖1a1bB2a2bC3a3bk1或k2k1或k2k1或k2k1或k2k1或k2k1或k2k1或k2k1或k2M1aM1bMBM2aM2bMCM3aM3b0.240 0.146 -0.281 0.076 0.100 -0.211 0.123 0.123 223.7136.1 -259.769.7 90.7 -193.4 11

17、2.7 112.70.287 0.240 -0.140 -0.129 -0.117 -0.105 0.228 0.228 124.3103.9 -60.1 -54.9 -49.8-44.7 97.197.1-0.047 -0.094 -0.140 0.205 0.216 -0.105 -0.105 -0.105 -20.3 -40.7 -60.1 87.392.0-44.7-44.7-44.70.227 0.121 -0.319 0.102 0.189 -0.057 -0.078 -0.098 98.3 52.4 -137.0 43.480.5-24.3 -33.2 -41.7 -0.031

18、-0.062 -0.093 0.173 0.105 -0.297 0.117 0.198 -13.4-26.8 -39.9 73.744.7 -126.5 49.884.3+348.0 240-319.814.840.9-238.1 209.8209.8+203.4 95.4-319.8157182.7-238.16868+322188.5-396.7113.1171.2-217.779.571+210.3109.3-299.6 143.4135.4-219.9162.5197圖4 主梁彎矩包絡圖剪力設計值及包絡圖 V=k3G+k4Q=152.77k3+70.98k4主梁剪力具體計算結果見表5

19、，剪力包絡圖見圖表5 主梁剪力計算序號 截面計算簡圖AB左B右C左C右k3或k4k3或k4k3或k4k3或k4k3或k40.719-1.2811.070-0.9301.000109.8-195.7163.5-142.1152.770.860-1.1400.0350.0351.00061-80.92.52.570.98-0.140-0.1400.035-0.9650-9.9-9.973.5-68.500.681-1.3191.262-0.738-0.06148.3-93.689.6-52.4-4.3-0.093-0.0930.796-1.2041.243-6.6-6.656.5-85.588.2

20、+170.8-276.6166-139.6223.75+99.9-205.6237-152.77152.77+158.1-289.3253.1-194.5148.47+103.2-202.3220-227.6240.97正截面承載力計算 各跨跨中按T形截面計算，其翼緣寬度bf取下面兩項的中的較小值。 bf=/3=6.05/3=2.02m bf=b+sn=0.25+4.30=4.55故取 bf=2.03m第一 跨跨中的截面有效高度， 按兩排鋼筋考慮，則 h0=650-70=580mm第二,三 跨跨中的截面有效高度， 按一排鋼筋考慮，則 h0=650-45=605mmB、C支座按矩形截面計算，其截

21、面有效高度為 h0=650-90=560mm各支座截面的配筋，應按支座邊緣處的彎矩值計算。在B支座邊緣處在C支座邊緣處計算結果見表6表6 主梁正截面配筋計算截面1B2C3彎矩（kNm）348-351.95182.7275.15209.8截面類型第一類T形矩形第一類T形矩形第一類T形h0（mm）580560605560405s=M/fcbh020.3140.245s=M/fcbfh020.0360.0170.020s0.9820.8040.9910.8570.991As=M/sh0fy(mm2)1696.82171.4851.11592.6973.2選用鋼筋318+ 320818118+2205

22、20 418實際配筋面積(mm2515701017配筋率（%）1.071.480.511.160.63斜截面承載力計算主梁所需的箍筋計算見表7表7 主梁箍筋計算截面AB左B右C左C右V（kN）170.8289.3253.1227.6241.00.25fcbh0（kN）518.34V500.5V500.5V500.5V500.5V0.7ftbh0（kN）145.15V140.14V140.14V140.14V140.14V箍筋肢數(shù)、直徑2828282828Asv=nAsv1101101101101101s=1.25fyvnAsv1h0V-0.7ftbh0595.2799

23、.13130.98169.20151.52實際配箍間距（mm）150150150150150是否需要配彎筋否是是否否由表7可以看出，當配28150的箍筋時，對支座A和支座B斜截面受剪均能滿足要求，但對支座B的左側應設置彎起鋼筋，左側每排彎起鋼筋的面積為Asb=V-0.7ftbh0-1.25fyvnAsv1sh00.8fysin450 =289300-0.71.43250580-1.252101011505800.83600.707=204.5mm2選取118，Asb=254mm2(鴨筋)裂縫寬度驗算荷載準永久值Gq=127.31kN Qq=5.46kN第一跨跨中M1q=（0.240127.31+0.2875.46）6.10195.94kNm第二跨跨中M2q=（0.100127.31+0.2165.46）6.0083.4