钢筋砼课程设计

水工钢筋砼 课程设计 设设计计题题目目 某水电站副厂房楼盖结构设计某水电站副厂房楼盖结构设计 班班级级 1 12 2水水 利利 水水 电电 建建 筑筑 工工 程程 4 4班班 姓姓名名 徐徐 德德 云云 学学号号 2 2 0 0 1 1 2 2 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 6 6 指指导导教教师师 吴吴 帅帅 兵兵 日日期期 2 20 01 13 3 1 12 2 1 10 0 2 20 01 13 3 1 12 2 2 21 1 水工钢筋砼水工钢筋砼 课程设计任务书课程设计任务书 课程设计题目 钢筋混凝土肋形楼盖设计课程设计题目 钢筋混凝土肋形楼盖设计 一 设计资料一 设计资料 1 设计条件 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 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 qk 6kN m 时 采用 C20 qk 6kN 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 表 1 柱网尺寸 L1 B1 及荷载楼面活荷载标准值 qk kN m L1 B1 m m 5 06 06 57 07 5 5 7 6 001 0405 0809 1213 1617 20 5 7 6 321 2425 2829 3233 3637 40 5 7 6 641 4445 4849 5253 5657 60 6 0 6 061 6465 6869 7273 7677 80 6 0 6 381 8485 8889 9293 9697 00 柱网尺寸 L1 B1 柱的截面尺寸 b h 300mm 400mm 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L B mm mm L1 B1 mm mm qk kN m2 1628500 240005700 60007 0 二 设计内容二 设计内容 1 肋型结构梁格布置及构件尺寸拟定 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 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 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 绘制构件施工图 绘制楼盖结构平面布置图 1 100 1 200 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三 课程设计分组及要求 1 设计分组 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 时间和地点安排 教学周第 16 周和第 18 周 2013 12 10 2013 12 21 共十天时间 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 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 要求提交提交 word 文档打印件文档打印件 排版整齐 并将电子文档按行政班级提交指导老将电子文档按行政班级提交指导老 师师 2 施工图 3 张 每个学生提交 3 张张 3 号号施工图 CAD 绘图或手绘图 分别为板的配筋图 必须采用分离式配筋 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 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 8 教研室主任 蔡高堂 一 设计资料一 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 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 1 设计参数 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 qk 6kN m 时 采用 C20 qk 6kN 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 2 初拟构件尺寸及确定系数初拟构件尺寸及确定系数 确定主梁跨度为 5 7m 次梁跨度为 6m 主梁每跨内布置两根次梁 板的跨度为 2m 估计梁板截面尺寸 按跨度比条件 要求板厚 h L 40 2000 40 50 mm 对工 业建筑的楼板 要求 h 80 mm 取板厚 h 80 mm 次梁截面尺寸 200 mm 450mm 主梁截面尺寸 300 mm 600mm 已知 承重墙厚为 240 mm 柱子尺寸为 300 mm 400 mm 该厂房为 3 级水工建筑物 基本组合 结构承载力安全系数为 K 1 2 3 板的设计板的设计 1 计算简图 板为 9 跨连续板 其结构尺寸如下图 a 所示 为便于用表格计算 计算 简图按 5 跨考虑 如图 b 所示 板 计算跨度 LO Ln h 2 b 2 1 78 0 08 2 0 2 2 1 92m 边跨 Lo Ln b 2 a 2 1 78 0 2 2 0 12 2 1 94m 取较小值 lo 1 92m 中间跨 Lo Lc 2 0m 2 荷载计算 取宽为 1M 的板带计算 恒荷载 板自重 25KN M3 1M 0 08M 2 0KN M 水磨石抹面 0 02 1M 20 0 4KN M 15mm 抹底 17 KN M3 1M 0 015M 0 225KN M 标准值 gk 2 655KN M 设计值 g Gkgk 1 05 2 655 2 79KN M 活荷载 标准值 qk 7KN M3 1M 7KN M 设计值 q rQqk 1 2 7 8 4KN M 考虑次梁对板的转动约束 折算荷载为 g g q 2 2 79 7 2 2 6 99KN M q q 2 8 4 2 4 2KN M 3 内力计算 按弹性方法计算 由于边跨与中间跨相差不到 10 可采用等跨表格计 算 查附录六表 4 得弯矩系数 k1 k2 弯矩计算值为 M k1g L02 k2g L02 1 跨中弯矩 边 跨 M1 0 0781 6 99 1 922 0 1 4 2 1 922 3 56KN M 中间跨 M2 0 0331 6 99 22 0 0787 4 2 22 2 25KN M M3 0 0462 6 99 22 0 0855 4 2 22 2 73KN M 2 支座弯矩 MB 0 105 6 99 2 1 92 2 2 0 119 4 2 2 1 92 2 2 4 72KN M MC 0 079 6 99 22 0 111 4 2 22 4 07KN M 3 支座边缘弯矩 V0 g q 6 582 3 6 10 182KN M MB MB 1 2 V0 b 4 72 1 2 1 11 19 0 2 3 61KN M MC MC 1 2 V0 b 4 07 1 2 1 11 19 0 2 2 95KN M 截面设计 板厚为 80mm h0取 55mm 混凝土为 C25 fc 11 9N mm2 HPB235 级 钢筋 fy 210N mm2 钢筋混凝土结构 安全系数 K 1 2 配筋计算表见表一 考虑水电站厂房发电机组对结构的动力影响 板的配筋采用弯起式 表一 板的配筋计算表 中间跨中 2 C 中间跨中 3 截面边跨 B 边板带 中板 带 边板 带 中板 带 边板 带 中板 带 弯矩计算 值 106Nmm 3 564 722 25 2 25 2 0 2 95 0 8 2 95 2 73 0 8 2 73 弯矩设计 值 3 564 722 251 82 952 362 732 18 as KM fcbh0 2 0 1190 1570 0750 060 0980 0790 091 0 07 3 1 1 2 as 0 1270 1720 0780 0620 1030 0820 096 0 07 6 As fcb h0 fy 395530240190317253296234 边 板 带 8 100 503 10 10 0 785 6 10 0 283 6 8 100 393 6 8 100 393 选用 钢筋 mm2 中 板 带 8 120 419 8 10 120 53 7 6 1 20 2 36 6 8 120 327 6 120 23 6 注 中板带的中间跨及中间支座 由于板四周与梁整体连结 可考虑拱作用 故该处弯矩减少 20 即乘以系数 0 8 板配筋详图 1 分布钢筋 按规定选用 6 250 2 板面附加钢筋 按规定选用 6 200 设置于主梁顶部和墙边 3 墙角附加钢筋 按规定选用 6 200 双向配置于四个墙角的板面 4 次梁设计次梁设计 计算简图 次梁为 5 跨连续梁 其结构尺寸如图 c 所示 次梁的跨长如图 d 所 示 取计算跨度为 边跨 l0 ln 5 7m l0 1 025ln 0 5b 1 025 5 43 0 3 2 5 72m 取 lo 5 7 中间跨 lo lc 5 7m 荷载计算 恒荷载 由板传来 2 655 2 5 31KN M 次梁自重 25 0 45 0 08 0 2 1 85KN 标准值 gk 7 16KN M 设计值 g rGgk 1 05 7 16 7 52KN M 活荷载 标准值 qk 7 0 2 14KN M 设计值 q rQqk 1 2 14 16 8KN M 考虑主梁对次梁的转动约束 折算荷载为 g g q 4 7 52 16 8 4 11 65KN M q 3q 4 3 16 8 4 12 6KN M 内力计算 按弹性体系计算 采用等跨度表格计算 查附录表 弯矩计算值 V k1g l2 k2 q l2 剪力计算值 V0 k3g l2 k4 q l2 跨中弯矩 M1 0 0781 11 65 5 72 0 1 12 6 5 72 73 0KN M M2 0 0331 11 65 5 72 0 0787 12 6 5 72 45 06KN M M3 0 0462 11 65 5 72 0 0855 12 6 5 72 53 43KN M 支座弯矩 MB 0 105 11 65 5 72 0 119 12 6 5 72 92 14KN M MC 0 079 11 65 5 72 0 111 12 6 5 72 77 67KN M 支座边缘弯矩 MB MB V0b 88 5 0 3 2 6 2 22 45 77 39KN M MC MC V0 b 75 34 0 3 2 6 2 24 25 64 43KN M 1 剪力 计算跨度 取净跨度 边跨 ln 5 43m 中间跨 ln 5 4m VA 0 394 11 65 5 43 0 447 12 6 5 43 55 51KM M VBL 0 606 11 65 5 4 0 620 12 6 5 4 80 31KN M VBR 0 526 11 65 5 4 0 598 12 6 5 4 73 78KN M VCL 0 47 11 65 5 4 0 576 12 6 5 4 69 0KN M VCR 0 500 11 65 5 4 0 591 12 6 5 4 71 67KN M 截面设计 1 正截面承载力计算 跨中按 T 形截面计算 截面高 h 450mm 肋宽 b 200mm 翼缘厚度 hf 80 mm 截面有效高度取 410 mm 混凝土等 级为 C25 fc 11 9N mm2 受力钢筋 HPB335 级 fy 310N mm2 结构系 数 Kd 1 20 跨中 T 形截面类型判别 bf l 3 5 7 3 1 9 m 翼缘宽度 bf b Sn 2 取较小值 bf 2000 mm bf hf fc h0 hf 2 2000 80 11 9 410 80 2 539 9KN KMmax 1 2 73 0 84 6KN 属于第一类 T 形截面 表二 正截面配筋计算见表 截面 1B2C3 弯矩计算值 M 106Nmm 70 577 3944 7564 4352 49 弯矩设计值 Mr0 106Nmm 70 577 3944 7564 4352 49 bh02fc或 bf h02fc 3800 7400 083800 7400 083800 7 s rd r0 M bh0fc 或 s rd r0 M bf h0fc 0 0220 2320 0140 1930 017 1 1 2 as0 0220 2680 0140 2160 017 As fcb h0 fy 或 As fcbf h0 fy 679872433703525 选用钢筋 1 16 2 18 710 5 16 1005 1 16 2 14 509 4 16 804 1 16 2 14 509 2 斜截面承载力计算 截面尺寸验算 hw b 410 80 200 1 65KVmax 1 2 80 31 96 4KN 说明截面尺寸满足要求 Vc 0 7 fcbh0 0 7 1 27 200 410 72898KN 72 90KN KVmin KVA 1 2 55 51 66 61kN 所以满足斜截面要求 次梁配筋详图 次梁的配筋及构造如后图所示 跨中受力钢筋按构造要求选用 3 根 其中 两根设于梁角兼做架立筋 一根在支座附近作为负弯矩钢筋并增强斜截面的 受剪承载力 支座负弯矩钢筋的截断位置参照有关规定处理 角点处钢筋截 断后另设 2 10 架立筋与之绑扎连接 5 主梁设计主梁设计 计算简图 主梁共两跨 其结构尺寸如图所示 梁两端支承在墙上 支承长度为 240mm 中间支承在 300mm 400mm 的柱上 因梁的线刚度与柱的线刚度之比大 于 4 可视为中部饺支的两跨连续梁 计算简图如图所示 计算跨度 L0 Lc 6000 120 240 2 6 0m L0 1 025Ln 0 5b 1 025 6 0 0 12 0 15 0 4 2 6 07m 取较小值 L0 6m 荷载计算 1 恒荷载 次梁传来的集中荷载 7 16 6 0 0 4 40 10KN 主梁自重 0 4 0 6 2 0 25 12kN 标准值 Gk 49 81kN 设计值 G rGGk 1 05 49 81 52 3KN 2 活荷载 标准值 QK 7KN M2 2 0M 6 0M 84KN 设计值 Q rQQk 1 2 84 100 8KN 内力计算 按弹性方法计算 查附录得弯矩和剪力系数 弯矩计算值为 M GL0 1QL0 剪力设计值为 V G 1Q 荷载作用点及最不利位置如图所示 1 弯矩计算 跨中弯矩 M1 0 244 52 3 0 289 100 8 6 251 35KNM M2 0 067 52 3 0 2 100 8 6 141 9 KN M 支座弯矩 MB 0 267 52 3 0 311 100 8 6 0 272KN M 支座边缘弯矩 MBL MB 1 2V0b 272 1 2 52 3 100 8 241 4KNM 2 剪力计算 VA 0 733 52 3 0 866 100 8 125 63KN VBR 1 0 52 3 1 222 100 8 175 48kN VBL 1 267 52 3 1 222 100 8 198 41KN 截面设计 1 正截面承载力计算 受力钢筋为 级钢筋 fy 300N mm2 混凝土强度 等级为 C25 fc 11 9N mm2 结构系数 rd 1 2 跨中按 T 形截面计算 钢筋按一 排布置 h0 555mm 翼缘宽度 b f l0 3 6000 3 2m b f b sn 6 1 mm 取 b f 2m fc b fh f h0 h f 2 2000 80 11 9 555 40 981KN rd Mmax rd M1 1 2 251 35 301 62KNM 属于第一类 T 形截面 支座按矩形截面计算 肋宽 b 400 mm 钢筋按两排布置 则 h0 h a 620 mm 主梁正截面配筋计算表见表三 表三 截面 1B2 弯矩计算值 M 106Nmm 251 35241 4141 9 弯矩设计值 Mr0 106Nmm 251 35241 4141 9