水工钢筋砼结构课程设计.doc

水工钢筋混凝土课程设计姓名： 武 亮学号： 2011101812 班级： 11水利水电工程（本）04指导老师：吴帅兵 鄢玉英目 录、水工钢筋砼结构课程设计任务书 -1-、水工钢筋砼结构课程设计计算书 -4-、钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计 -4-一、楼面梁格布置和构件截面尺寸 -4-二、板的计算 -5-三、次梁的设计 -7-四、主梁设计 -10-五、柱的设计 -16-、双向板配筋计算 -16-附录1：配筋图 -19-附录2：参考资料 -21-、水工钢筋砼结构课程设计任务书一单向板肋型结构设计1、设计资料某水力发电站生产副厂房为二层结构，层高为4.5m，采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，其平面尺寸为BL（如图1所示），结构按单向板布置。结构布置无特殊要求。楼面用20mm水泥砂浆抹面，(重度为24kN/m3)，板底用12mm纸筋石灰抹底(重度为20kN/m3)。楼面均布活荷载标准值为qk。其中B、L、qk的取值根据学号最后一位取如表1所示的值。 qk(kN/m2)LB(mm)4.55.05.531.218.912333.019.845633.620.778934.221.60混凝土强度等级为C25，梁柱内受力主筋用HRB335钢筋，其它用HPB235钢筋。该厂房为2级水工建筑物，结构安全级别为级；按正常运行状况设计，设计状况属持久状况。按SL 191-2008水工混凝土结构设计规范设计。BL图1 楼板尺寸示意图2、设计内容（1）选定结构型式，进行结构布置。（2）以二层为例拟定板(单向板)、次梁、主梁的尺寸，计算内力，配筋并画图。板的设计：按弹性理论分析方法计算，板的配筋方式采用分离式。次梁的设计：按弹性理论分析方法计算，次梁可以不采用弯起钢筋抗剪。主梁的设计：按弹性理论分析方法计算，主梁要考虑采用弯起钢筋抗剪。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。（3）拟定柱的尺寸，计算内力，配筋并画图。（4）撰写设计计算说明书。3、设计成果板的平面配筋图 （比例自拟，最终要求A3打印） 。次梁配筋图 （比例自拟，最终要求A3打印） 。主梁配筋图与材料图（比例自拟，最终要求A3打印） 。设计计算说明书一份（要求按照南昌工程学院毕业论文格式要求排版）。4、要求 参考现行设计规范，认真、独立、按时完成二、双向板配筋计算根据下图所示双向板，活荷载标准值为5kN/m2拟定板的厚度，计算内力并配筋。、水工钢筋砼结构课程设计计算书、钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计一、楼面梁格布置和构件截面尺寸 楼面梁格布置如图图一-1 图 一-1确定主梁跨度为6.3m,次梁跨度为5.4m,主梁每跨跨内布置两根次梁，板的跨度为2.1m。估计梁板截面尺寸：按高跨比条件，要求板厚hh/40=2100/40=52.5mm，对工业建筑的楼板要求h80mm,取板厚h=80mm。次梁截面尺寸：h=l/18l/12=5200/185200/12=288.9mm433.3mm取h=400mm,b=200mm。主梁截面尺寸：h=l/15l/10=6300/156300/10=420mm630mm取h=600mm,b=300mm承重墙厚240mm,估计柱面400mm400mm。二、板的计算1、计算简图板为9跨连续板，结构尺寸如图二-1，为便于表格计算，计算简图如图二-2按五跨考虑。图 二-1图 二-2次梁截面为400mm200mm,板在墙上支承宽度为120mm,板的计算跨度：边跨：因为hKMmax=1.248.74=58.5 KNm属于第一类T形截面配筋计算如表三-1。表三-1截面1B2C3弯矩计算值M/106Nmm48.7453.6129.9443.8535.56弯矩设计值M/106Nmm58.48864.33235.92852.6242.672bhofc/bfhofc/106Nmm2673.2308.42673.2308.42673.2s =KM/(fchob)/s =KM/(fchobf)0.02190.20860.01340.17060.01600.02210.23660.01350.18830.0161As=fcbho/fy /As=fcbfho/fy547.0675.7334.1537.8398.5选用钢筋mm2316（603）218+116（710.1）312（339）216+114（555.9）216（402）斜截面承载力计算 hw/b=(360-80)/200=1.4KMmax=61.691.2=74.03KN截面尺寸满足要求 0.7ftbho=0.71.27200360=64.0KNKVA=50.58KNKVBl=74.03KNKVCl=62.60KNsv,min=0.1% Asv/s=(KV-0.7ftbho)/1.25fyvho=(67.19-64.0)/(1.25210360)=0.034S=57/0.034=1676.5mm,s=250mmSmax=300mmsv=Asv/bs=57/(200250)=0.11%sv,min=0.1%Asv/s=(KV-0.7ftbho)/1.25fyvho=(65.12-64.0)/(1.25210360)=0.012S=57/0.012=4750mm,s=250mmSmax=300mmsv=Asv/bs=57/(200250)=0.11%sv,min=0.1%斜截面抗剪配筋都选用双肢箍筋6250。四、主梁设计1、计算简图主梁共三跨，其结构尺寸如图，支承长度为240mm,中间的两支承柱为400mm400mm。图 四-1图 四-2主梁的计算跨度： b=400mm0.05lc=0.056300=315mm边跨lo=1.05ln=1.055980=6279mm中间跨：lo=1.05ln=1.055900=6195mm2、荷载计算 恒荷载： 次梁传来的集中荷载 Gk=7.465.2=38.79KN主梁自重 gk1=0.3(0.6-0.08)25=3.9KN/m 主梁粉刷 gk2=(0.6-0.08)20.19=0.57KN/m 标准值 Gk=38.79KN gk=4.47 KN/m 设计值 G=1.05Gk=1.0538.79=40.73KN g=1.05gk=1.054.47=4.69KN活荷载： 标准值 Qk=52.45.2=54.6KN 设计值 Q=1.20Qk=1.2054.6=65.52KN3、内力计算集中荷载作用下截面弯矩和支座剪力如表四-1，均布荷载作用下的弯矩和剪力如表四-2。表 四-弯矩/KNm剪力/KN123B45VAVBlVBr56.6243.9231.16-63.5612.1412.1430.47-50.9940.73106.4396.2085.97-51.14-51.14-51.1457.260-15.34-25.57-35.8070.6370.63-8.26-8.26-119.33-84.2679.28max163.05140.12117.13-114.782.7782.7787.73-59.25120.01min41.2818.35-4.64-182.89-39-3922.21-135.7740.73表四-2弯矩/KNm剪力/KN123B45VAVBlVBr均布荷载13.5013.506.3-179.990.904.511.42-6.933.72最不利内力设计组合如表四-3。表四-3弯矩/KNm剪力/KN123B45VAVBlVBr集中荷载max163.05140.12117.13-114.782.7782.7787.73-59.25120.01min41.2818.35-4.64-182.89-39-3922.21-135.7740.73均布荷载13.5013.506.3-179.990.904.511.42-6.933.72最不利内力max176.55153.62123.43-294.6983.6787.2799.15-66.18123.73min54.7831.851.66-362.88-39.9-34.533.63-142.744.45 弯矩包络图剪力包络图4、配筋计算纵向配筋计算：ho=h-75=600-75=525mm 第一跨跨中：M1max=176.55KNm bf=ho/3=6195/3=2065mm fcbfhf(ho-hf/2)=11.9206580(525-80/2)=953.5KNm KMmax=211.86 KNm属于第一类T形截面s =KM/(fchobf)=211.86106/(11.9020655252)=0.0313 =0.0318As=fcbfho/fy=11.90.03182065525/300=1367.5mm2选用420+210（As=1413mm2） 第二跨跨中：M2max=87.27KNm经计算可得As=628mm2,所以选用220（As=628mm2） 支座B：MBmin=-362.88KNm MB=MBmin-0.025lnVBr=362.88-0.0255.9123.73=344.63KNm 支座为倒T形截面，按300mm600mm的矩形截面计算，a=75mm,ho=525mm,求得As=3753.5mm2。由第一跨弯起220和第二跨弯起220，另外加直钢筋428，则总As=3719mm2与3753mm2相差在5%内。横向配筋计算 支座B左：VBl=142.7KN hw/b=(525-80)/300=1.48KVBl=1.2142.7=171.24KN 截面尺寸符合要求 设沿梁全长配置10250双肢箍筋，s=250mmSmax=300mm, sv=0.21%sv,min=0.15%Vc+Vsv=0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s=0.71.27300525+1.25210157/250525 =226.56KNKVBl=171.24KN不需要弯曲钢筋，考虑到主梁受弯，仍配弯起钢筋220。支座A： VA=99.15KN KVA=1.299.15=118.98KNVcs=226.56KN按计算不需要配弯起钢筋，支座A可能产生负弯矩，仍配弯起钢筋220。五、柱的设计fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2,K=1.20，NGk=66.95KN,NQk=163.8KN柱承受的的轴向压力设计值 N=1.05NGk+1.20NQk=1.0566.95+1.20163.8=266.86KN柱截面为正方形，边长b=400mm,lo=0.7l=0.74500=3150mmlo/b=3150/400=7.888,不考虑纵向弯曲的影响，As=(KN-fcA)/fy=(1.2266.861000-11.9400400)/3000按最小配筋率配筋min=0.60% =As/As=As/(400400) As=960mm2选用418（As=1017mm2），排列于柱子四角。箍筋选用8250。配筋图如图五-1图 五-1、双向板配筋计算 板厚取100mm，h=l/45=4000/50=80mm100mm，所以板厚满足条件。 1、荷载计算恒载： 12mm石灰抹底 200.012=0.24KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板自重 250.10=2.5 KN/m2 20mm厚水泥砂浆抹灰自重 240.02=0.48 KN/m2 标准值 3.22 KN/m2 设计值 g=1.053.22=3.38 KN/m2活载：标准值 5.0 KN/m2设计值 q=1.25.0=6.0 KN/m2 g=g+q/2=6.38 KN/m2 q=q/2=+-3.0 KN/m2 g+q=3.38+6.0=9.38 KN/m22、板内力及配筋计算对A区格 lx=ln=6.0m,ly=4.0m,ly/lx=0.67, 跨中弯矩： M1=(K1gl+K2ql) =11.98KNm M2=(K3gl+K4ql) 5.38KNm M1v=M1+vM2 =12.88KNm M1v=M1+vM2 =7.38 KNm 支座弯矩: M1=K1(g+q)l=-34.58KNm , M1=K1(g+q)l=0 M2=K1(g+q)l=0 M2=K1(g+q)l=-26.14KNm同理可得B区格，截面弯矩计算表（M的单位为KNm）如表1表1 截面A区B区lx 6.0 6.0ly4.03.87Ly/lx0.670.645M10.04476.386.06.0+0.01593.06.06.0=11.980.03366.386.06.0+0.0763.06.06.0=16.61M20.01026.386.06.0+0.02813.06.06.0=5.380.00746.386.06.0+0.02683.06.06.0=4.59M1vM1+1/6 M2 = 12.88M1+1/6 M2 = 17.38M2vM2+1/6 M1= 7.38M2+1/6 M1= 7.36M1-0.010249.386.06.0=-34.58-0.07769.386.06.0=-26.20M10-26.20M200M2-0.0749.386.06.0=-26.14-0.05279.386.06.0=-19.323、配筋计算界面的有效高度：lx方向跨中截面的有效高度ho1=h-20=100-20=80mmly方向跨中截面的有效高度ho2=h-30=100-30=70mm 截面的设计弯矩：支座弯矩均按支座边缘处的弯矩取值，即按下式计算M = Mc-1/2Vob A -B支座计算弯矩：-(34.58+26.20)/2-1/2 9.386.00.3/2 =-26.17(KNm) A-A支座计算弯矩：-(26.14+26.14)/2-1/2 9.384.00.3/2 =-23.33(KNm) B-B支座计算弯矩-：(19.32+19.32)/2-1/