水工钢筋混凝土肋形楼盖设计计划书.doc

水工钢筋混凝土肋形楼盖设计计划书一、设计资料1、设计条件某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，厂房按正常运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数取1.0。采用外墙及内柱承重，柱网布置如图1所示，楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。图1副厂房楼盖结构柱网布置图2、设计参数（1）楼层构造20mm厚水泥砂浆抹面（水泥砂浆容重1为20kN/m3）。钢筋混凝土结构层（钢筋混凝土容重3为25kN/m3）。15mm厚混合砂浆粉底（混合砂浆容重2为17kN/m3）。（2）材料混凝土：楼面活荷载标准值qk6kN/m时，采用C20；qk6kN/m时，采用C25；钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。（3）设计参数表1 柱网尺寸L1B1及荷载楼面活荷载标准值L1B1（mm）qk（kN/m）5.06.06.57.07.55.76.001-0405-0809-1213-1617-205.76.321-2425-2829-3233-3637-405.76.641-4445-4849-5253-5657-606.06.061-6465-6869-7273-7677-806.06.381-8485-8889-9293-9697-00柱网尺寸L1B1、柱的截面尺寸bh = 300mm400mm，楼面活荷载标准值qk按题号由表1给出，如表2所示。表2 设计参数自选题号LB（mmmm）L1B1（mmmm）qk（kN/m2）713000018900600063006二、设计内容1、肋型结构梁格布置及构件尺寸拟定根据设计任务书提供的设计资料及表1所填有关设计参数进行结构布置；选定材料并拟定构件截面尺寸，板的结构采用单向板结构。2、结构内力计算根据结构工作状况及结构特点，确定计算简图，并进行荷载计算；计算结构内力，并根据需要绘制内力包络图。3、截面设计考虑结构设计的安全、经济、便于施工等因素进行截面设计；合理选择受力钢筋，并按要求配置构造钢筋；绘制主梁内力包络图及抵抗弯矩图。4、绘制构件施工图绘制楼盖结构平面布置图（1:1001:200）；绘制板、次梁和主梁模板配筋图，根据需要绘制钢筋材料表或钢筋抽样图。三、课程设计分组及要求1、设计分组学生根据学号按表1确定自己的设计参数，将设计参数填入表2（题号即自己学号的末两位数字），并独立完成课程设计任务。2、时间和地点安排教学周第16周和第18周（2013.12.162014.01.03），共10天时间。具体安排如下：1) 熟悉资料 1天2) 结构布置 1天3) 内力计算 2天4) 截面设计 2天5) 施工图绘制 2天6) 计算书整理 2天课程设计的地点安排在逸夫楼C402。3、提交的文件1）计算书1份每个学生按照封面、目录、课程设计任务书、计算书正文的顺序装订成册。要求提交word文档打印件，排版整齐，并将电子文档按行政班级提交指导老师。2）施工图3张每个学生提交3张3号施工图（CAD绘图或手绘图），分别为板的配筋图（必须采用分离式配筋），次梁配筋图和主梁配筋图。4、考核方式与成绩评定按设计成果（包括设计计算书和设计图纸）占70、设计过程（包括出勤情况和设计态度）占30比例评定课程设计成绩。四、主要参考资料1 李萃青, 阎超君, 赵建东. 水工钢筋混凝土结构（第二版）M. 北京:中国水利水电出版社, 2006.2 水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院. 水工混凝土结构设计规范（SL 191-2008）S, 北京: 中国水利水电出版社, 2008.3 河海大学、大连理工大学等. 水工钢筋混凝土结构学（第四版）M, 北京: 中国水利水电出版社，2009.4 周氐, 章定国, 钮新强. 水工混凝土结构设计手册M. 北京: 中国水利水电出版社, 1998. 5 袁锦根, 余志武. 混凝土结构设计基本原理M. 北京: 中国铁道出版社, 2003.6 叶列平. 混凝土结构（上册）M. 清华大学出版社, 北京, 2002.7 朱彦鹏, 蒋丽娜, 张玉新等. 混凝土结构设计原理M. 重庆大学出版社, 重庆, 2002.指导教师：吴帅兵、鄢玉英、蔡高堂、张洁、王志强、张强、罗红卫教研室主任：蔡高堂计算书正文 一、设计资料某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，厂房按正常运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数取1.0。 20mm厚水泥砂浆抹面 （水泥砂浆容重为20kN/m3）。钢筋混凝土结构层 （钢筋混凝土容重为25kN/m3）。15mm厚混合砂浆粉底 （混合砂浆容重为17kN/m3）。 混凝土：楼面活荷载标准值qk=6kN/m时，采用C20；钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。 柱网尺寸：L1B1=6000mm6300mm柱的截面尺寸：bh=300mm400mm2、 结构布置 楼盖采用单向板肋形楼盖方案，梁板结构布置及构件尺寸见图1 三.初拟构件尺寸及确定系数 板的跨度为2.1m，厚80mm；次梁的跨度为6.3m，截面尺寸为200mm450mm；主梁的跨度为6.0mm，截面尺寸为300mm600mm；承重墙线厚为240mm，轴线厚为370mm.四.板的设计1.计算简图板按塑性内力重分布方法计算，取每m宽板带为计算单元，有关尺寸及计算简图2板的计算跨度： 边跨: l=l+(h+b)/2=1.88+（0.08+0.2）/2=2.02m l=l+(b+a)/2=1.88+（0.2+0.12）/2=2.04m 取最小值，l=2.02m 中间跨: l=l=2.1m2、荷载计算：取宽度为1m的板计算 恒荷载： 板自重 0.08251=2.0 KN/m 20mm抹面 0.02201=0.4 KN/m 15mm抹面 0.015171=0.255 KN/m 标准值g=2.655 KN/m 设计值 g=g=1.052.655=2.79 KN/m 活动荷载： 标准值q=6.0 KN/m 设计值q=q=6.01.2=7.2 KN/m 考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为： g=g+q/2=2.79+7.2/2=6.39KN/m q=q/2=7.2/2=3.6 KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ；M=+ 跨中弯矩：M= 0.07816.392.022.02+0.13.62.022.02=3.51 KNm M=0.03316.392.12.1+0.07873.62.12.1=2.18 KNm M=0.04626.392.12.1+0.08553.62.12.1=2.66KNm 支座弯矩：M=-0.1056.39(2.02+2.1)/2(2.02+2.1)/2+0.1193.6(2.02+ 2.1)/2(2.02+2.1)/2=-4.67 KNmM=-0.0796.392.12.1+0.1113.62.12.1=-3.99 KNm 支座边缘弯矩：M= M-1/2Vb=-4.67-0.2/2(2.0/29.99)=-3.62KNm M= M-1/2Vb=-3.99-0.2/2(2.0/29.99)=-2.94 KNm 4、截面设计板厚：h=80 mm ；h取55 mm；混凝土C,f=9.6 N/mm,1级钢筋f=210 N/mm,结构系数k=1.2 。截面1B2C3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩计算值(N)3.514.672.180.82.183.990.83.992.660.82.66弯矩设计值(N)3.514.672.181.7443.993.1922.662.128=0.1450.1920.090.0720.1640.1320.110.0880.1580.2150.0940.0750.1800.1420.1160.092A=397540236188452357291231选用钢筋边板带6/8 100(393)6/8100+8200(534) 6120(236)8100 (283) 6100(283)中板带8120 (419) 6/8120+8240(536) 6140 （202） 6/8110 (357) 6125 (226)配筋计算如下表计算。5配筋图在板的配筋详图3中除按计算配置受力钢筋外，还应配置下列要求的构造钢筋。（1）分布钢筋：按规定选用 6250（2）板面附加钢筋：按规定选用 6200，设置于墙边。（3）主梁顶部附加钢筋：按规定选用 8200，配置于主梁顶部的板面。三、次梁设计1、计算简图4次梁在砖墙上支撑为370 mm；主梁截面为：300mm600 mm计算跨度： 边跨： l=l=6.0m l=1.025 l+b/2=1.0255.73+0.3/2=6.02 m中跨： l=l=6.0 m所以取边跨为6000 mm, 中跨为6000 mm2、 荷载计算,。计算单元见图5恒荷载： 由板传来 2.6552.0=5.31 KN/m 次梁自重 0.2（0.45-0.08）25=1.85 KN/m 标准值 g=7.16 KN/m 设计值 g=g=1.057.16=7.52 KN/m 活动荷载： 标准值 q=6.0 2.0=12 KN/m 设计值 q=q=1.212=14.4KN/m 考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为：g=g+q/4=7.52+14.4/4=11.12 KN/m q=q3/4=14.40.75=10.8KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ；M=+; ；V=+跨中弯矩：M= 0.07811.1266+0.110.866=70.1 KNm M=0.033111.1266+0.078710.866=43.85 KNm M=0.046211.1266+0.085510.866= 51.74 KNm支座弯矩：M=-(0.10511.1266+0.11910.866)= -88.3KNmM=-(0.07911.1266+0.11110.866）=-74.78 KNm支座边缘弯矩： M= M-1/2Vb=-88.3-0.3/2(21.926/2)=-78.44 KNm M= M-1/2Vb=-74.78-0.3/2(21.926/2)= -64.92KNm剪力计算 边跨：l=5730 mm 中间跨：l=5700 mmV=0.39411.125.73+0.44710.85.73=52.77 KNV=-0.60611.125.7+0.62010.85.7=-76.58 KN V=0.52611.125.7+0.59810.85.7=70.15KN V=-0.47411.125.7+0.57610.85.7= -65.5KN V=0.50011.125.7+0.59110.85.7=68.07 KN4、正截面设计（1）正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算，截面h=450 mm 肋宽b=200 mm,翼缘宽度按h=80 mm,截面有效高度取410 mm.混凝土C,f=9.6N/mm；受力钢筋为ll级f=300 N/mm；结构系数可=1.2。跨中T形截面类型判别： b =l/3=6000/3=2000 mm b =b+s=200+1800=2000 mm 所以取b =2000 mm bhf(h- h/2)=2000809.6(410-80/2)=568 KNm kM=1.270.1=84.12 KNm所以截面属于第一类型截面。 配筋计算见下表：截面1B2C3弯矩计算值(N)70.178.4443.8564.9251.74 或(N)3227.5322.753227.5322.753227.5=或=0.0260.2920.0160.2410.0190.0260.3540.0160.2810.019A=或 A= 691930425735505选用钢筋()318 (763)218+122 (889)218 (509)318(763)218(509)（2）斜截面承载力计算：截面尺寸验算： h=h-h=410-80=330mm h/b=330/200=1.65kV=kV=1.276.58=91.9 KN截面尺寸满足要求。 V=0.7ftbh=0.71.1 200410=63140N=63.14 KN 0.15%满足l级钢筋配箍率的要求。 V+V=0.07fbh+1.25f=0.71.1200410+1.25210410(228.3/150)=103751N=103.751KN 103.751KN KV=91.90KN5.次梁配筋详图6四、主梁设计1、计算简图7次梁在砖墙上支撑为370mm；主梁截面为：300mm600mm跨度： 边跨： l=l= 6.3m l=1.025ln+b/2=1.025(6.3-0.12-0.15)+0.3/2= 6.33m 取较小值l=6.3m 中跨： l=l= 6.3 m所以取边跨为6300 mm,中跨为6300 mm2、荷载计算为简化计算，将主梁2.2m长的自重按集中荷载考虑。恒荷载：次梁传来的荷载 7.16(6.0-0.3)=40.81KN主梁自重 0.60.32.125=9.45KN 标准值 g=50.26 KN 设计值 g=g=1.0550.26= 52.8KN 活动荷载： 标准值 q=6.02.16=75.6 KN 设计值 q=q=1.275.6=90.72KN3、内力计算： 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： 弯矩计算值 M=+; 剪力计算值 V=+荷载作用点最不利位置见图8跨中弯矩 M1=(0.24452.8+0.28990.72)6.3=246.34 KNm M2=(0.06752.8+0.20090.72)6.3=136.59 KNm支座弯矩 MB=-(0.26752.8+0.31190.72)6.3=-266.56 KNm支座边缘弯矩 M= M-1/2Vb =-266.56-0.3/2(52.8+90.72) =-245.032KNm 剪力计算 V=0.73352.8 +0.86690.72= 117.27 KN V= -(1.26752.8+1.31190.72)= - 185.83 KN V=1.052.8+1.22290.72=163.66 KN主梁的内力包络图见图94、配筋计算(1)纵向钢筋计算。受力钢筋为HRB335，f=300 N/mm；混凝土强度等级C20，f=9.6N/mm，ft=1.1N/mm;结构承载力安全系数K=1.2.跨中按T形截面计算，钢筋布置一排，h=600-45=555 mm,翼缘宽度： b =l/3=6.3/3=2.1 m b =b+Sn=0.2+5.8=6 m 取较小值，b =2.1m则 bhf(h- h/2)=2000809.6(555-80/2)=791KNmMmax=KM1=1.2246.34=295.61 Nm 属于第一类T形截面。 支座按矩形截面计算，肋宽 b=300 mm,钢筋按两排布置，则 h=600-80=520mm主梁正截面的配筋计算见下表：截面1B2弯矩计算值(N)246.34266.56136.59或(N)57117795711=或=0.0500.0540.0280.0420.0560.029A=或 A= 16111907842选用