水工钢筋混凝土课程设计计划书.doc

水工钢筋混凝土课程设计计划书1. 钢筋混凝土单向板整体式肋形楼盖设计任务书1.设计课题某建筑钢筋混凝土单向板整体式肋型楼盖2.设计资料(1)该建筑位于非地震区。(2)3级水工建筑物，基本荷载组合。(3)结构环境类别一类。(4)楼面做法：20mm 厚水泥砂浆（重度为 20 KN/）面层，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋石灰（重度为17 KN/）粉底。(5)楼面活荷载标准值8。(6)材料： 混凝土强度等级：C30。 钢筋：梁内纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，板内纵向受力钢筋 采用HRB335钢筋，其他钢筋采用HPB235钢筋。(7)外墙厚度为370mm，板在墙上的搁置长度为120mm，次梁在墙上的搁置长度为240mm，主梁在墙上的搁置长度为370mm。(8)钢筋混凝土柱截面尺寸为350mm350mm。(9)墙体厚度370mm，结构横向长18m，纵向长30m。楼梯位于该层平面的外部，股设计中不予以考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。墙内边缘距轴线130mm，墙外边缘距轴线240mm。3.设计内容(1) 确定结构布置方案。(2) 板设计。(3) 次梁设计。(4) 设主梁设计。(5) 绘制施工图4.设计要求学生在规定时间内，独立完成下列成果：(1)设计计算书一份。包括：计算依据的资料，计算简图；板、次梁和主梁的计算。（计算书要求内容完整、数据正确、书写工整、装订成册）(2)绘制施工图2号图纸两张。包括：楼盖结构平面布置图；板的配筋图；次梁的配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图）；主梁的配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图；为方便设计和校核，要求画出主梁的设计弯矩图和抵抗弯矩图）；钢筋表；施工说明等。施工详图要求布局合理，线条粗细分明，字体工整，符号、尺寸、说明齐全，严格按照制图标准作图。二.设计计算书1.结构梁格平面布置图根据设计概况资料要求，按照工程经验和构造要求进行梁格布置，其平面布置图如下：图1-1 梁格平面布置图2.板设计（1）计算简图由于是单向板，故板上荷载沿短跨方向传递，可由以下步骤确定计算简图：次梁截面 由上述平面布置知，次梁跨度为l=6m，根据工程经验及构造要求确定次梁截面尺寸。 ，故可取h=400mm， 根据，可取b=150mm。计算跨度： 次梁宽，故计算跨度取支座中心线之间的净跨度。 中间跨：边跨： 因板厚h小于端支承宽度a，所以 最终得板的计算简图如图所示：图2-1 板的计算简图（2）荷载计算 板厚一般为60120mm，且不小于跨长的1/40，由上述梁格布置知板较小跨度为2000mm，故可取板厚为100mm2000/40=50mm，取单位板宽为计算单元，按照弹性理论进行楼盖板的设计计算。板承受的荷载为作用于板面上的荷载及楼板自重及板底抹灰重，统计如下： 各项荷载标准值： 楼板面层 板自重 板底抹灰 恒载 活载 荷载设计值： 折算荷载： (3)弯矩计算图示为9跨梁，且各跨刚度相等，荷载均布，故可简化为五跨梁进行近似计算。示意图如下：图2-2 板的计算简图简化图按弹性方法计算，由于边跨与中间跨计算跨度相差不到10，可以采用等跨表格计算。恒载总是布满全跨（如下图），不存在利与最不利之分；而活载可能有不同的组合，故存在最不利作用位置，根据不同的作用位置组合，可以得出各跨中和支座处得最大弯矩值。计算采用查表方法进行，并且全跨均采用折算荷载值计算，计算过程如下： （2-1）恒载布置：图2-3 板的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行内力计算，计算结果如下表： 表2-1 板的弯矩计算表活载布置情况M() 0.07810.14.2400.03310.07872.5780.04620.08553.131-0.105-0.119-5.445-0.079-0.111-4.678支座边缘弯矩： （4）配筋计算K=1.20板厚h为100mm，有效高度取单位版宽，故b=1000mm混凝土强度等级为C30，受力纵向钢筋为HRB335，其它钢筋为HPB235， 表2-2 板的配筋计算表123BC4.2402.5783.1314.4813.7140.0630.0380.0470.0670.0470.0650.0390.0480.0690.048232139172247204实际配筋 82008200820082008200分布钢筋：按相关规定选用6200版面附加钢筋：按相关规定选用8200墙角附加钢筋：按相关规定选用8200（注：当板厚时，不做挠度验算，同时，裂缝也不需验算。）3. 次梁设计（1）计算简图 主梁截面： 由上述平面布置可知，主梁跨度为l=6m，根据工程经验及构造要求确定主梁界面尺寸。 ，故可取h=600mm, 根据，可取b=200mm。净跨中间跨：边跨：计算跨度 主梁宽,故计算跨度取支座中心线之间的距离。 中间跨： 边跨： 取 最终得次梁的计算简图如图所示：图3-1 次梁的计算简图（注：次梁支座有主梁和柱之分，支座按主梁计算最不利，故下述计算支座均按主梁计算）（2）荷载计算次梁承受荷载为板传递来均布荷载。统计如下： 各项荷载标准值： 楼板传来的荷载 次梁自重 板底抹灰 恒载 活载 荷载设计值: 折算荷载: （3）内力计算由梁计算简图可知，次梁为五跨梁，由于边跨与中间跨计算跨度相差不到10，可以采用等跨表格计算，并且全跨均采用折算荷载。恒载与活载的叠加情况和板相同：恒载总是布满全跨，活载存在最不利位置，根据活载不同的作用位置，可得出各跨中和支座处的弯矩和剪力最大值，计算过程如下：弯矩计算 （3-1）恒载布置：图3-2 次梁的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行内力计算，计算结果如下表： 表3-1 次梁的弯矩计算表活载布置情况M() 0.07810.187.3310.03310.078755.8400.04620.085565.318-0.105-0.119-109.405-0.079-0.111-93.442支座边缘弯矩： 剪力计算 剪力计算应用净跨度进行计算，各段净跨度：中间跨：边跨：剪力计算，计算过程如下： （3-2） 恒载布置：图3-3 次梁的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行剪力计算，计算结果如下表： 表3-2 次梁的剪力计算表活载布置情况V0.3940.44765.837-0.606-0.62-95.2150.5260.59888.455-0.474-0.576-82.8110.50.59185.967（4） 配筋计算 正截面受弯配筋： 次梁跨中应按T形截面进行配筋计算，T形截面的翼缘计算宽度按以下两数值的较小值取用。，故取跨中及支座处均按单层布筋考虑，故计算高度翼缘厚度即为楼盖板的厚度，故 K=1.20 混凝土强度等级为C30， 受力纵向钢筋为HRB400，其它钢筋为HPB235，对跨中T形截面，大于上述计算表格中弯矩设计值，故属于第一类T形截面，按宽度为的矩形截面进行配筋计算支座截面承受负弯矩，上翼缘受拉，开裂后仅由钢筋承受拉力，故应按宽度为的矩形截面进行计算。综上所述，次梁正截面受弯配筋计算均按矩形截面进行计算。计算过程表格如下： 表3-3 次梁正截面受弯配筋计算表123BCM（KNm）87.33155.84065.318101.29885.335b或200020002000150150或0.0280.0180.0210.4370.3680.0280.0180.0210.64580.486（）801515601按双筋配筋按双筋配筋实际配筋（）225220220按双筋配筋按双筋配筋支座处按双筋配筋，令，则，。计算过程表格如下： 表3-4 次梁正截面受弯支座双筋配筋计算表BCM（KNm）101.29885.335 （）22761（取108）实际配筋（）212212（）11711005实际配筋（）228228斜截面受剪配筋 除上述条件外，另有，截面尺寸验算： 故截面尺寸满足要求。 故所有截面均应通过计算配置箍筋。故选用双肢箍筋，8（），取（5）裂缝宽度验算仅验算跨中裂缝宽度，又2、3处配筋相同，故取弯矩较大者（较不利者）验算，即验算1、3处跨中裂缝宽度。，由得计算过程如下表： 表3-5 次梁跨中截面裂缝宽度验算表跨中175.40798225120000.082245.1760.209355.98862820120000.052284.6520.260，满足要求。(6) 挠度验算仅对跨中进行挠度验算。，取 表3-6 次梁跨中截面长期刚度计算表1239826286280.0180.0120.012注：挠度计算，计算过程如下： （3-3） 恒载布置：图3-4 次梁的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行剪力计算，计算结果如下表： 表3-7 次梁挠度计算表活载布置情况10.6440.97313.120.1510.7278.930.3150.80911.3，满足要求。4. 主梁设计（1）计算简图：柱的截面尺寸为350mm350mm，由上述平面布置知，主梁跨度为6m，为三跨连续梁。净跨：中间跨：边跨：计算跨度：柱截面宽度，故计算跨度为：中间跨：边 跨： 主梁上作用的荷载为次梁传递来的集中荷载。最终得主梁的计算简图如图所示：图4-1 主梁的计算简图（2）荷载计算主梁承受荷载为次梁传递来的集中荷载。统计如下：各项荷载标准值： 次梁传来的荷载 主梁自重 板底抹灰 恒载 活载 荷载设计值： （3）内力计算弯矩计算同前所述，恒载始终作用于全跨，而活载存在不利作用位置。恒载和作用在不利位置的活载组合作用下，用结构力学求解器可得出各种荷载组合下的弯矩图形，将各种组合的内力图形画到同一张图纸上可得弯矩包络图如下：图4-2 主梁弯矩包络图由上述弯矩包络图可知控制截面弯矩： 边跨 支座B 中跨 支座B边缘弯矩： 剪力计算剪力通过查表计算，过程如下： （4-1） 恒载布置： 图4-3 主梁的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行剪力计算，计算结果如下表： 表4-1 主梁的剪力计算表活载布置情况V（KN）0.7330.866138.352-1.267-1.311-217.7281.0001.222193.419(4)配筋计算正截面受弯配筋：次梁跨中应按T形截面进行配筋计算，T形截面的翼缘计算宽度按以下两数值的较小值取用。中间跨：， 故取边跨：跨中 2处按单层布筋考虑，故计算高度跨中1处及支座处均按双层布筋考虑，故计算高度跨中1处：支座B处：翼缘厚度即为楼盖板的厚度，故 K=1.20 混凝土强度等级为C30， 受力纵向钢筋为HRB400，其它钢筋为HPB235，对跨中T形截面，大于上述计算表格中弯矩设计值，故属于第一类T形截面，按宽度为的矩形截面进行配筋计算支座截面承受负弯矩，上翼缘受拉，开裂后仅由钢筋承受拉力，故应按宽度为的矩形截面进行计算。综上所述，次梁正截面受弯配筋计算均按矩形截面进行计算。计算过程表格如下： 表4-2 主梁正截面受弯配筋计算表1B2M275.906273.328157.62369.976或193320019781978535520560560或0.0420.3910.0210.00910.0430.5330.0210.00911766按双筋配筋924400实际配筋422+118按双筋配筋320216支座B处按双筋配筋，令，则，。计算过程表格如下： 表4-3 主梁正截面受弯支座B处双筋配筋计算表M（KNm） （）实际配筋（）（）实际配筋（）B273.3283633142180522+120斜截面受剪配筋除上述条件外，另有，截面尺寸验算： 故截面尺寸满足要求。 故所有截面均应通过计算配置箍筋。故选用双肢箍筋，10（），取 主梁与次梁交接处得附加配筋（吊筋）。次梁传递给主梁的集中荷载设计值为：,所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为：，选用。（5）裂缝宽度验算仅验算跨中裂缝宽度，即验算1、2处跨中裂缝宽度。，由得计算过程如下表： 表4-4 主梁跨中截面裂缝宽度验算表跨中1239.066177521260000.068289.3650.2482133.84494220160000.059291.6260.25655.82240216160000.025（取0.03）285.0180.291，满足要求。（6）挠度验算仅对跨中进行挠度验算。，取跨中1处：跨中2处： 表4-5 主梁跨中截面长期刚度计算表117750.01729420.00844020.0036注：挠度计算，计算过程如下： （4-2） 恒载布置： 图4-4 主梁的恒载布置图叠加活载不利作用位置后进行剪力计算，计算结果如下表：