水工钢筋混凝土结构课程设计.doc

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一、结构平面布置：根据工程经验，总结出经济合理的梁、板跨度，设计时可参考下列常用数据值进行结构平面布置：主梁快读58m，次梁跨度46m，板跨1.72.5m。综合上数据网格尺寸采用20006000mm，主梁跨6m，次梁跨6m，板跨2m。构件的设计顺序一般是先设计板，再设计次梁，最后设计主梁。为满足构件刚度要求，常用截面尺寸为：连续板：板厚一般不宜小于板跨的1/40，取80mm。连续次梁：梁高h=(1/181/12)l，l为次梁跨度，梁高h=(166.7500)取450mm；梁宽b=(1/31/2)h=(150225)mm取200mm。连续主梁：梁高h=(1/141/10)l，l为主梁跨度，梁高h=(428.6600)mm取600mm。梁宽：b=(1/31/2)h=(200300)mm取300mm。二、板的计算板按考虑塑性变形内力重分布方法计算。取1m宽板带为计算单元，有关尺寸及计算简图如下图所示。1 荷载20mm水泥砂浆 20kn/m30.02=0.4kn/m215mm砂浆混凝土 17kn/m30.015=0.255kn/m280mm钢筋混凝土板 25kn/m30.08=2kn/m2恒载标准值 gk=2.655kn/m2活载标准值 pk=6kn/m2荷载设计值 q=1.22.655+1.36=10.99kn/m22 内力计算计算跨度：边跨 l1=2000-100-120-80/2=1820mm中跨 l2=2000-200mm=1800mm计算支座弯矩是一般取相邻跨度的大跨计算，以满足内力平衡要求。跨度差（1820-1800）/1820=1.1%10%(可按等跨计算)内力计算结果列于下表中。 板得弯矩计算边跨中b支座中间跨中c支座弯矩系数1/11-1/141/16-1/16m=aql2/kn.m11110.991.822=3.31-11410.991.822 =2.60-11610.991.822=2.23-2.233 截面强度计算列于下表中，其中b=1000mm,h=80mm,fc=9.6n/mm2，fy=210n/mm2。 板的截面强度计算边跨中b支座 中间跨中 中间支座-轴线间-轴线间 -轴线间-轴线间m/kn.mas=ma1fcbho2=1-(1-2a)s=1-0.5as=m/shofy最小配筋率配筋钢筋选配实配as/mm23.310.0960.09580.950276236.008160314.002.600.07520.07830.961214236.008160314.002.230.0650.0670.967183236.008160314.002.230.80.0520.0530.973145236.008160314.00-2.230.0650.0670.967183236.008160314.00-2.230.80.0520.0530.973145236.008160314.00三、次梁的计算次梁按考虑塑性变形内力重分布方法计算，有关尺寸及计算简图见下图。 次梁的计算简图1荷载由板传来的荷载 2.6552=5.31kn/m次梁自重 2520（0.45-0.08）=1.85kn/m次梁粉刷 17（0.45-0.08）20.015=0.19kn/m恒载标准值 gk=7.35kn/m活载标准值 pk=6kn/m22=12 kn/m2荷载设计值 q=1.27.35+1.312=24.42knm2 内力计算计算跨度：边跨 ln=6000-150-120=5730mm l1=5730+q/2=5730+120=5850mm1.025ln=5873.25mm中跨 ln=6000-300=5700 l2=5700mm平均跨 l=（5700+5850)/2=5775mm(边跨较大，计算b支座弯矩用边跨)跨度差（5850-5700）/5850=2.56%10%,故可按等跨计算。剪力计算取净跨。内力计算列于下表。次梁的弯矩计算边跨中b支座中间跨中c支座弯矩系数a1/11-1/111/16-1/16m=aql2/kn.m1115.85224.42=75.97-1115.85224.42=-75.971165.7224.42=49.59-1165.7224.42=-49.59次梁的剪力计算边跨中b支座中间跨中c支座剪力系数0.40.60.50.5v=qln/kn0.424.425.73=75.970.624.425.73=83.960.524.425.7=69.60.524.425.7=69.63 截面强度计算次梁跨中截面按t形截面计算，其翼缘宽度为边跨： bf ,=1/35.85=1.95mb+sn=1.8+0.2=2m中间跨： bf=1/35.7=1.9mb+sn梁高 h=450mm ho=450-35=415mm翼缘高 hf,=80mm验算属于哪种t形截面：m=79.98kn.mv63.91+41.1=105.01v63.91+41.1=105.01v四、主梁计算主梁按弹性理论计算，柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算，有关尺寸及计算简图见下图。主梁的计算简图1 荷载由次梁传来 7.35kn/m6m=44.10kn主梁自重 25kn/m320.30.52=7.8kn主梁粉刷 17 kn/m320.520.015=0.53kn恒载标准值 gk=52.43kn活载标准值 pk=126=72恒载设计值 g=1.252.43=62.92kn活载设计值 p=1.372=93.6kn2 内力计算计算跨度：边跨 ln=6000-250-200=5550mm l1=5550+360/2+400/2=5830mm1.0255560+b/2=5899mm中间跨 l2=6000mm跨度差小于10%，故内力均可采用等跨连续梁表格计算。为简化计算，跨度均采用6000mm。各种荷载下的弯矩值、剪力值及不利组合列于下表。项次 荷载简图 弯矩值/kn.m剪力值/kn.m边跨中a支座中间跨中a支座b支座km1kmakmbkm2kmbk1vak1vb左k1vb右0.24492.1-58.64-0.267-100.80.06725.290.06725.290.73346.12-1.267-79.721.062.920.289162.3-137.41-0.133-74.69-74.69-74.690.86681.06-1.134-106.1400-24.9-49.8-0.133-74.690.2112.30.2112.3-0.133-12.45-0.133-12.451.093.60.229167.92-70.76-0.311-174.7-72.360.17095.470.68964.49-1.311-122.71.222114.4-166.7-33.32-0.089-49.980.1795.47-72.36-0.089-8.33-0.089-8.330.77872.82内力不利组合+254.41196.05-175.5-49.4-49.4127.18-185.8662.92+67.215.84-175.5137.61137.6133.67-92.17156.52+260.03129.24-275.597.65120.76110.61-202.43177.3+75.5125.32150.78120.7697.6537.79-88.05135.74各种荷载下的弯矩m/kn.m 剪力v/kna弯矩包络图(kn.m);b剪力包络图（kn）3 主梁截面强度计算主梁跨中截面按t形截面计算，其翼缘宽度为边跨：bi=5840/3=1947mmb+sn=6300mm中跨：bi=6000/3=2000mmb+sn高h=600mm，跨中考虑一排布筋，ho=600-40=560mm。翼缘高hf,=80mm。跨中最大弯矩 mmax=260.3kn.m a1fc bf , hf,( ho- hf,/2)=9.6200080(560-40)=798.72106kn.m故跨中均按第一类t形截面计算。支座截面按弯矩截面计算，b=300mm,h=600mm,考虑两排布筋，ho=600-80=520mm。中间跨中计算负弯矩钢筋取ho=600-55=545mm。主梁正截面强度计算、斜截面强度计算见下表。主梁正截面强度计算边跨中b支座中间跨中c支座m/kn.m260.3275.46-0.50.4177.3=240137.61-49.4b或bf ,19473002000300ho/mm560520560545as=ma1fcbho2或m/1fcbho20.04430.3080.04160.0577=1-(1-2a)0.0450.3810.04250.0595s=1-0.50.9770.810.9790.970as=m/shofy15841900828311 钢筋选配222225218222(左弯)222(右弯)216218222实配as/mm217402029910760主梁斜截面强度计算a支座b支座（左）b支座（右）v/kn127.18202.43177.3ho/mm5605205200.25fcbho=403.2kn0.7 ftbho=129.36kn构造配箍截面尺寸合适，按计算配箍截面尺寸合适，按计算配箍vcs=0.7 ftbho+1.25 fyvhoasv/s8200双肢8200双肢120.12+1.25210250.3520/200=189knvb右vb=0.8fyasbsina/knvu=vcs+vb/kn-弯122 asb=380mm20.83803000.707=183.2183.2+189=372.2vb左-关于主梁配筋图的几点说明1 在考虑纵筋切断时，切断点应伸过充分利用点(1.2la+ho),la=adfy/ft=38.2d。如切断钢筋为18，则1.2+=1.238.218+520=1345.12mm，取1350mm。2 箍筋尺寸一般注内皮尺寸，也即相当于纵筋外皮间的距离。3 在a支座上部，应有不小于1/4跨中钢筋面积的钢筋伸入支座并满足la的要求，这里考虑号筋112