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Curriculum design of reinforced concrete structures of hydraulic mission statement摘要：根据所给的设计资料和设计要求，采用科学的计算方法和严密的设计思路设计一个钢筋混凝土现浇单向板肋形肋形楼盖。并要求有完整详细的配筋计算过程及校核，确保计算无误，配筋图详细。Abstract：According to the design information and design requirements, tight design ideas using scientific methods of calculation and design of an in-situ reinforced concrete slab rib ribbed floor.And requires the full reinforcement calculation process in detail and check, ensure calculations are correct, reinforcing detail.关键词：肋形楼盖、混凝土、钢筋、荷载、计算跨度、板的计算、次梁计算、主梁计算、配筋图Keywords: ribbed floor, concrete, steel,load, span calculations, calculation of the board, sub-beam calculation, calculation of the main beam, reinforcement plans一、内容钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二、设计资料某多层工业建筑楼盖平面如图（附图1）采用钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖1.楼层平面L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm2.建筑位于非地震区3.结构安全级别为级4.结构环境类别为一类5.建筑材料等级：混凝土：梁、板 C20钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋级 梁中受力筋级6.荷载：钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3水磨石面层： 0.65kN/m2石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3 楼面活荷载： 4kN/m2 （建议尺寸：柱=350mm350mm）7. 结构平面布置及尺寸初估与验算：结构布置：主梁沿短边L1布置，次梁沿长边L2布置尺寸初估： 板的搁置长度为120mm,梁的搁置长度为240mm，主梁的搁置长度为240mm。 板厚：h=80mm 次梁：高h=500mm，宽b=200mm，间距l1=2.0m。 主梁：高h=700mm，宽b=300mm，间距l2=6.0m。 柱：bh=350mm350mm，柱网尺寸为6.0m6.0m。尺寸验算： 板的厚度按构造要求取h=80mml/40=2000/40=50mm。 次梁截面高度取h=500mml/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。 主梁截面梁高度取h=700mml/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。8.使用要求：梁板的变形和裂缝宽度在本设计中均不考虑。9.采用的规范：水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96),建筑结构荷载规范（GBJ9-87)。图1 楼盖平面图Fig.1 floor system plan三、设计要求板的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算次梁的设计：按考虑塑性内力重分布方法计算主梁的设计：按弹性理论分析方法计算四、设计成果计算书 1份板的平面配筋图 （比例自拟）次梁配筋图 （比例自拟）主梁材料图与配筋图（比例自拟）五、要求参考现行设计规范，认真、独立、按时完成六、参考资料赵鲁光 主编，水工钢筋混凝土结构习题与课程设计，中国水利水电出版社，1998。海河大学 等合编，水工钢筋混凝土结构学，中国水利水电出版社，1996。七、板的计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板的尺寸及计算简图如图所示 1.荷载计算恒载标准值： 水磨石面层 0.65 kN/m2 板自重 250.08=2.0 kN/m2 板底抹灰 170.015=0.255 kN/m2 合计 2.905 kN/m2 恒载设计值： g=2.9051.05=3.05kN/m2活载标准值： 4 kN/m2 活载设计值： q=1.24=4.8kN/m2 P = g + q = 3.05+ 4.8=7.85 2.内力计算 板厚 h=80mm, 次梁 bh=200mm 500mm 计算跨度： 边跨 L01=Ln+h/2=2000-120-200/2+80/2=1820mm L01= Ln+a/2=2000-120-200/2+120/2=1840mm 选其中较小者L01=1820mm 中跨 L02=Ln=2000-200=1800mm 跨度差：(L01-L02)/L02=(1820-1800)/1800=1.1%10%，故按等跨连续板计算。板的弯矩计算表： 连续板各截面弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/142.364-2.3641.590-1.8173截面承载力计算：取a=25 , b=1000mm , h=80mm, h0=h-a=80-25=55mm, fc=9.6N/mm2 ,fy=210N/mm2,K=1.2各截面的配筋计算见下表：板的配筋计算板带部位边区板带（、轴线间）中间区板带（轴线间）板带部位截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座M/kNm2.364-2.3641.590-1.8172.364-2.3641.5900.8=1.272-1.8170.8=-1.4540.0980.0980.0660.0750.0980.0980.0530.0600.1030.1030.0680.0780.1030.1030.0540.062As=fcbh0/fy(mm2)258.97258.97170.97196.11258.97258.97135.77155.89选配钢筋6/81506/8150615061506/81506/815062006180实配钢筋面积（mm2）262262188201262262141157中间板带轴线间，其各区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的内拱作用，其弯矩降低20%。表中的最大值为0.103min=0.20%满足要求。八次梁的计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算。1荷载计算 恒载 板传递荷载 3.052=6.10kN/m 次梁自重 1.05250.2（0.50-0.08）=2.205kN/m 梁侧抹灰 1.05170.015（0.50-0.08）2=0.225kN/m 合计： g=8.530kN/m 活荷载(由板传来)： q=4.82=9.6 kN/m 总荷载 p = g + q = 8.530+9.6=18.130kN/m 2.内力计算计算跨度：边跨 Ln=6000-240-300/2=5610mmL01=（6000-240-300/2）1.025=5750 mm L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730 mm 故取较小者L01=5730mm 中跨 L02=6000-300=5700 mm跨度差：（5730-5700）/5700=0.53%10%,按等跨连续梁计算。次梁尺寸及计算简图如图所示次梁弯矩计算表如下表所示（M=mbpL02）次梁弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨中间支座弯矩计算系数mb1/11-1/111/161/1454.11-54.1136.8242.07次梁简力计算表如下表所示（V=vbpLn）次梁剪力计算截面端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座左侧、右侧剪力计算系数vb0.450.60.550.5545.76962.00556.83856.8383.配筋计算（1）次梁正截面抗弯计算跨中截面按T形截面计算，翼缘宽度为边跨 bf=L01/3=5730/3=1910 mmb+Sn=200+(2000-120-100)=1980 mm中跨 bf=L02/3=5700/3=1900 mm b+Sn=200+1800=2000 mmhf=80 mm，h=500 mm，a=40 mm， h0=500-40=460 mm判别T形截面类型： fc bfhf(h0 hf/2)=9.6190080(460-80/2)10-6=612.86 kNmK=1.254.11=64.93kNmfc bfhf(hf/2) ，故次梁跨中截面均按第一类T形截面(x)计算。支座处按矩形截面计算，h0=460 b=200 mm fc=9.6N/mm2 fy=300N/mm2次梁正截面承载力计算见下表。次梁正截面承载力计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座M/kNm54.11-54.1136.8242.07b或bf191020019002000.0170.1600.0110.1240.0170.1750.0110.133As=fcbh0/fy(mm2)477.95515.20307.65391.55选配钢筋314212+214312114+212实际钢筋面积（mm2）461534339379.9表中的最大值为0.175min=0.20%满足要求。其中=x/h0均小于0.35，所以符合塑性内力重分布条件。次梁斜截面承载力计算见下表。次梁斜截面承载力计算截面端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座V（kN）45.76962.00556.83856.8380.25fcbh0(kN)220.800KV220.800KV220.800KV220.800KV=0.7ftbh0(kN)70.840KV70.840KV70.840KV配筋方法构造配筋须计算配筋构造配筋构造配筋选用箍筋双肢箍6双肢箍6双肢箍6双肢箍6= n Asv1 (mm2)57575757实际钢筋间距S(mm)250200250250离端第二支座左侧配箍计算：根据KV=V+V的条件，得选用双肢箍6，即=57mm2s=57/0.030=1900mm,取s=200mms200mm。表中所选最小配筋面积As=57mm2;验算最小配筋率 =As/(bs)=57/（200200）=0.143%min=0.125%满足要求。9. 主梁的计算主梁按按弹性理论计算。 主梁尺寸及计算简图如下图所示1荷载计算 恒载 次梁传递荷载：8.536=51.18kN 主梁自重: 1.05250.3（0.7-0.08）=4.883kN/m 主梁梁侧抹灰重: 1.05170.015（0.7-0.08）2=0.332kN/m 合计 g=51.18+4.8832+0.3322=61.61kN 活载 q=9.66=57.6 kN 总荷载 p=g+q=61.61+57.6=119.21 kN2.内力计算计算跨度 边跨 ln=6000-240-350/2=5585mm l0=1.05ln=5864mm 中跨 ln=6000-350=5650mm l0=1.05 ln =5933mm平均跨度：（5864+5933）/2=5899mm跨度差：（5933-5864）/5933=1.16%10%,可按等跨连续梁计算。由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁。在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯矩及剪力按下列公式计算，则：M=+； V=；系数表：力所在的截面系数系数所要计算弯矩的截面支座截面的剪力3.36.7B13.33.30.17440.0567-0.0778-0.04570.592-0.40780.09736.70.07670.1349-0.0974-0.05720.233-0.76740.121713.3-0.0257-0.0522-0.07790.1301-0.0779-0.07790.694416.7-0.0177-0.0358-0.05350.0473-0.0535-0.05350.305623.30.00730.01630.0243-0.01580.02920.0292-0.121726.70.00640.0130.0195-0.01260.01950.0195-0.09730.22140.1329-0.26280.04610.7423-1.25791具体计算结果以及最不利内力组合见下表：项次荷载简图弯矩（）剪力边跨跨中B支座中间跨跨中A支座B支座0.22140.1329-0.26280.04610.04610.7423-1.2579179.98848.014-95.50316.85116.85145.733-77.49961.610.26480.2209-0.1314-0.1313-0.13130.8737-1.1265089.44174.613-44.644-44.871-44.87150.325-64.8860-0.0434-0.088-0.13140.17740.1774-0.1314-0.13141-14.659-29.723-44.64460.62560.625-7.569-7.56957.60.20770.1036-0.30660.07450.07450.6936-1.30661.21970.15434.993-104.16825.4625.4639.951-75.2670.214内力不利组合+169.918122.627-140.147-28.02-28.0295.450-142.97061.61+65.58118.291-140.14777.47677.47637.850-85.370119.21+150.39583.007-199.67142.31142.31185.359-153.061131.824 最不利内力设计值组合表 计算截面的弯矩设计值（kN/m）支座截面的剪力设计值（kN)3.36.7B支座13.316.7A支座B支座左侧B支座右侧最不利内力最大值169.918122.627-140.14777.47677.47695.45-85.37131.824最小值65.58118.291-199.671-28.02-28.0237.85-153.06161.61弯矩和剪力包络图如下所示3配筋计算(1)正截面抗弯承载力计算跨中截面按T形梁计算,翼缘宽度为:中跨:bf=l0/3=5933/3=1978mmb+Sn=350+（6000-350）=6000mm边跨:bf= l0/3= 5864/3=1955mmKM=92.97kNm。边跨：fcbfhf (h0-hf/2)=9.6195580(660-80/2)=930.893kNmKM=203.902kNm 。故跨中截面按第一类T形截面计算,支座处按矩形截面计算，取h0=700-80=620mm（因支座弯 矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面）。b=300mm, fc=9.6N/m