(水工)钢筋混凝土课程设计方案(满分)

1、水工钢筋混凝土结构课程设计任务书及计算书设计题目：钢筋混凝土梁板结构学 院: 姓 名: 学 号: 班 级: 指导老师:一、设计任务书二、板的设计6三、次梁设计9四、主梁设计._. 13五、结论. .21六、参考文献. .21亠、水工钢筋混凝土结构学课程设计任务书（一）、设计课题与目的某建筑钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计。（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3 ）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图 的绘制方法；（4） 了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5 ）掌握钢筋混凝

2、土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能；（二八主要内容1、设计资料：根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：（1）楼层平面如任务书附图 1所示。墙体厚度 370mm楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。（2 ）该建筑位于非地震区。（3）建筑物安全级别为二级。（4）结构环境类别一类。（5 ）建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板、C20级。钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋I级，梁中受力筋II级。（6）何载：-钢诞程礙七现奩扳出mtn序石農砂浆掠凌- - % if - -*. zL !你1Ml钢筋混凝土重力密度为 25kN/m3 。 楼面活荷载

3、标准值：6kN /m2。楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重力密度为20kN/m3）,板底及梁用15mm厚石灰 砂浆抹底（重力密度为 17kN/m3）（7）结构平面布置及初估尺寸：板伸入墙内120mm次梁伸入墙内 240mm主梁伸入墙内370mm 柱的截面尺寸 b x h= 400 mm x 400 mm。板厚h=mm （自己定）次梁：高 h =mm 宽 b =mm （自 己定）主梁：高 h =mm 宽 b =mm （自 己定）（8）采用的规范：水工混凝土结构设计规范（现在就按课本规定来做），建筑结构荷载规范。2、设计要求（1） 板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理

4、论计算内力，并绘出弯 矩包络图。（2）梁、板允许挠度、最大裂缝宽度验算从略。（3）绘制楼盖结构施工图1 楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）（比例 1： 1001: 200）;2 板模板图及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例 1: 1001: 200）;3 次梁模板及配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1 : 50,剖面图比例1: 151 : 30）;4、梁材料图、模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包罗图、抵抗弯矩图、模板图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根

5、数、编号及其定位尺寸）；（比例1: 50,剖面图比例1: 151: 30）;5 在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（3）计算书：要求计算准确，步骤完整，内容清晰。（三）、设计进度阅读任务书和参考资料7 学时布置设计3学时板的计算8学时次梁计算8学时主梁计算12学时绘制施工详图28学时整理设计计算书6 学时准备及答辩8学时合计80学时（四八设计成果要求（1）设计计算书一份。包括：计算依据的资料，计算假定、计算简图；板、次梁和主梁的 计算，并附有配筋草图。（2）施工图纸一张（500mm x 750mm）。包括：楼盖结构平面布置图；板的模板图、配筋图；次梁的模

6、板图、配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图）；主梁的模板图、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。（五八考核方式1 最终成绩分为五等：优秀、良好、中等、及格、不及格。学生姓名：指导教师:孙万泉附图1特别注意：1、指导书：图书馆 沈蒲生编著钢筋混凝土结构，或其他书籍。 设计步骤参考指导书，但一些细节的规定（如计算跨度、分项系数取法等）按我们水工规范来进行，因为指导书中是工民建的规定。2、完成日期： 第19、20周上交（地点我的办公室主 B618）,提问问 题。

7、必须自己亲自上交！否则不计成绩3、提交的结果：计算书 和 设计图纸（绘图纸大小为 A2，大约为4张 A4纸那么大）。设计图纸包含内容：次梁和板的配筋图；主梁的配筋 图和弯矩抵抗图。二、板的设计（按考虑塑形内力重分布方法计算）正截面受弯承载力计算原则（1）平截面假定；（2）不考虑受压区混凝土的工作；（3） 受压区混凝土的应力应变关系采用理想化的应力-应变曲线；（4） 有明显屈服点的钢筋（热轧钢筋），其应力应变关系可简化为理想的弹塑形曲线。（一）基本尺寸的确定（教材237）1、 板厚：按刚度要求，板厚不宜小于其跨长的1/40 （连续梁）；水电站厂房板的常用厚度为 120-200mm。取 h=120

8、mm> 40 2300 40=57.5mm;2、 梁高：由构造要求，梁高与跨长的比值，次梁为1/18-1/12，主梁为1/15-1/10，梁截面 宽度为高度的1/2-1/3 。次梁截面高度：l 18=6600/18=367;l 12=6600/12=550取 h=450主梁截面高度：l 10=6900/10=690l 15=6900/15=460取 h=5503、 梁宽：梁截面宽度为高度的1/2-1/3 。次梁宽：b=200mm；主梁宽：b=250mm。4、板的计算跨度： 边跨：I。=ln+h/2=ln+120/2=2300-120-200/2+120/2=2140mm且满足 l。<

9、;=ln+a/2=2300-120-100+60=2140 中跨：I。=ln=2300-200=2100mm计算跨度差：（2140-2100） /2100=1.9%<10%说明可按等跨连续板计算内力。（二）荷载计算1、荷载标准值：恒荷载：20mm厚水泥砂浆面层：0.02*20 = 0.4kN/m2120mm 钢筋混凝土板：0.12*25 = 3 kN/m215mm 板底石灰砂浆：0.015*17 = 0.255 kN/m2gk= 3.655kN/m2活荷载：q=6kN /m 22、荷载设计值：由表 2-5得相关系数恒荷载：活荷载：q=1.2*6=7.2 kN/m2g+q=11.586 k

10、N/m2板的计算简图如下，取1m板作为计算单位：g + q =11.586kN/m板的计算简图查水工钢筋混凝土结构学（第 4版）（中国水利水电出版社）表 9-2,板的弯矩系数 amb分 别为：1/11 （边跨跨中）；一1/11 （离端第二支座）；1/16 （中间跨中）；一1/14 （中间支座）， 分别代入公式mb（g+q）l。I。，计算各截面弯矩如下表所示表1、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、中间跨跨中中间支座弯矩计算系数a mb1/11-1/111/16-1/142M=a mb(g+q)L 0 /(kN m)4.82-4.823.19-3.653、截面承载力计算2

11、 2混凝土强度等级采用C20, fc = 9.6 N/mm, ft= 1.10 N/mm，一级钢筋 fy=210N/mm2,b = 1000mm, h = 120mm,取保护层厚度 c=20,取 a=30,h 0 = 120 - 30 = 90mm , a 1 = 0.85 ,K=1.2, p min=0.2%连续板各截面的配筋计算，如下表所示。中间区板带-轴线间，其各内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內拱作用，其计算弯矩降低20%表2、配筋表板带部位截面边区板带（-，-轴线间）中间区板带（-轴线间）备注边跨跨 中离端 第二 支座离端第 二跨跨 内、中 间跨跨中中间支 座

12、边跨跨 中离端第 二支座离端第 二跨跨 内、中 间跨跨中中间支座M(kN m)4.82-4.82 :3.19-3.654.82-4.822.55-2.92a s=KM/fcbho20.0740.0740.0490.0560.0740.0740.0390.045K.0.5=1- (1-2 a s)0.0770.0770.0500.0580.0770.0770.0400.0460.85 S0.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4680.468满足As= bhof c/f y(mm)316.8316.8205.7238.6316.8316.8164.6189.3两者取 大A

13、smi n=0002bh240:240 :240240240240240240选配钢筋© 8150© 8150© 8200© 8200© 8150© 8150© 8200© 8200实配钢筋面积（mm2）3353352512513353352512515、裂缝开展宽度及变形验算 从略6、绘制配筋草图三、次梁设计（按考虑塑形内力重分布方法计算）（一）荷载计算1、恒载设计值：由板传来荷载4.386* 2.3 = 10.09kN/m次梁自重1.05* 25 *(0.45 - 0.12)*0.2 = 1.73kN/m梁抹灰

14、 1.05 * 17 * 0.015g = 12.05kN/m2、活荷载设计值：(0.45 - 0.12)* 2+0.2= 0.23kN/m由板传来 q = 7.2 X 2.3 = 16.56kN/m g + q = 12.05+16.56 = 28.61kN/m(二)内力计算1、计算跨度：边跨：I n = 6.6- 0.24 - 0.25/2 = 6.235mI 0 = 1.025*l n = 6.391ml n+a/2=6.235+0.12=6.355m < l。取 I。=6.355m中间跨：l 0 = l n= 6.6 - 0.25 = 6.35m跨度差（6.355 - 6.35）

15、 / 6.35 = 0.08% < 10%说明可按等跨连续梁计算内力，2、弯矩计算其计算简图如下:g + q =28.61kN/m次梁的计算简图查水工钢筋混凝土结构学（第 4版）（中国水利水电出版社）表 9-4,板的弯矩系数a vb分 别为：1/11 （边跨跨中）；一1/11 （离端第二支座）；1/16 （中间跨中）；一1/14 （中间支座）， 分别代入公式 M=a mb（g+q）l。丨。，计算各截面的弯矩设计值如下表表3、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、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数a m1/11-1/111/16-1/142M=a m(g+q)L 0 /(kN m

16、)110.36-110.3672.10-82.403、剪力计算：查水工钢筋混凝土结构学（第 4版）（中国水利水电出版社）表9-4,板的弯矩系数a vb分别为：0.45 （端支座内侧）；0.6 （离端第二支座外侧）；0.55 （中离端第二支座内侧）；0.55（中间支座内外侧），分别代入公式 M=a vb（g+q）ln，计算各截面的弯矩设计值表4、次梁剪力计算截面端支座右侧离端第支座左侧离端第支座右侧中间支座左侧、右侧剪力计算系数a v0.450.60.550.55V=a vb(g+q)L n(kN)81.82109.0999.9299.92（三）截面承载力计算1、确定翼缘宽度：次梁工作时板可作为

17、翼缘参与工作，在跨中截面翼缘受压可按梁计算， 翼缘的计算宽度取下列值中的较小值环境类别一类，取c=30mma =c+10=40mm,跨中钢筋按一排布置 h°= h - 40 = 450 - 40 = 410mm边跨:bf = l 0/3 = 6355/3 = 2118mm hf /h o=120/410=0.29 > 0.1故取最小值 bf = 2118mm端第二跨、中间跨bf = l 0/3 = 6350/3 = 2117mmhf /h o=120/410=0.29 > 0.1b + sn = 200 + （2300则不需按翼緣高度考虑-100-120) = 2280m

18、mb + sn = 200 + (2300 - 200) = 2300mm则不需按翼緣咼度考虑故取最小值 bf = 2117mm2、判别T形截面类型：fcbf hf( ho-hf /2)= 9.6 X 2117 X 120 X (410 - 120/2)= 853.57kN m边跨：KM=1.2X 110.36=132.432中间跨：KM=1.2X 72.10=86.52fcbf hf '( h0-hf /2) > KM故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，支座按布置一排纵筋考虑h0= h - 40 = 450 - 40 = 410mm3、 次梁正截面配筋计

19、算如下表所示。(梁中箍筋、构造钢筋I级，梁中受力筋II级)表5、次梁正截面承载力计算(fy=300N/mm2截面边跨跨内离端第一支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座备注KM(kN m1.2 X 110.36=132.4321.2 X (-110.36)=-132.4321.2 X 72.10=86.521.2 X (-82.40)=-98.88fcbh0或 fcbhkN m9.6 X 2118 X 410A2=3417.99.6 X 200 X 410人2=322.7529.6 X 2117X 410人2=3416.339.6 X 200 X410人2=322.7522a s=KM/fcbh

20、02a s=KM/fcbf' h00.0390.4100.0250.306H0.5亡=1- (1-2 a s)0.0400.5760.0250.3770.85 人0.4680.4680.4680.468满足A=fcbh0 t/f yA=f cbf' ho 巴/f y(mni)1111.51511.4694.4989.2Asmin=0.002bh180180180180满足选配钢筋3尘253尘253尘223尘22实配钢筋面积(mni)14731473114011404、次梁斜截面配筋计算如下表所示。表6、次梁斜截面承载力计算(f yv=210N/mm2)截面端支座右侧离端第支座左

21、侧离端第支座右侧中间支座左侧、右侧备注V(kN)81.82109.0999.9299.92KV(kN)99.384130.908119.904119.9040.25f cbho(kN)196.8>KV196.8>KV196.8>KV196.8>KV截面尺寸满足要求Vc=0.7f tbho(kN)63.14<KV63.14<KV63.14<KV63.14<KV验算得不需计算选用箍筋© 8© 8© 8© 8双肢Asv=nAsvi( mrh)101101101101n=2S(mn)200200200200SMAX

22、mm)200200200200S = S/IAXp sv=nAWbs0.25%0.25%0.25%0.25%p svmin0.15%0.15%0.15%0.15%p sv> p svmi n5、裂缝开展宽度及变形验算 从略6、绘制配筋草图四、主梁设计（按弹性理论计算）（一）、荷载计算1、恒载设计值：由次梁传来12.05 X 6.6 = 79.53 kN主梁自重（折算为集中荷载）X 6.9 = 19.47 kN1.05 X 25 X 0.25 X （0.55 - 0.12）梁侧抹灰（折算为集中荷载）1.05 X 17X 0.015 X ( 0.55-0.12 )X2 + 0.25 X 6.

23、9=2.04 KNG = 101.04kN2、活荷载设计值：由次梁传来Q = 16.56 X 6.6 = 109.296 kNG + Q = 210.336 kN(二)内力计算1、计算跨度：边跨：I n = 6.9 - 0.12 - 0.2 = 6.58mIo = 1.025l n = 1.025 X 6.58 = 6.7445 ml n+a/2=6.58 + 0.37/2 = 6.765 m取 10 = 6.7445m ,中间跨：l n = 6.9 - 0.4 = 6.5ml 0 = l n = 6.5m平均跨度l 0 = (6.7445 + 6.5 ) / 2 = 6.62m( 计算支座弯

24、矩时取值)跨度差(6.7445 - 6.5) / 6. 5 = 3.76% < 10%则可按等跨梁计算。2、截面承载力计算计算简图如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,图3所示。对于承受固定或移动集中荷载的等跨连续梁，其弯矩和剪力可利用附录8的内力影响线性系数表，按下列公式计算M=x QI。（或 a GI。）V=3 Q （或 B G）式中 a、B - 弯矩系数和剪力系数；Q 、G-固定或移动的集中力；I o -计算跨度，对边跨取 6.7445m，对中间跨取 6.5m，对支座取6.62m。G + Q = 210.336 KN-一-»T 一-图3a、B

25、的取值：查附录8表2,将次梁对主梁的集中作用点近似看作3、7、10、13、17、20、23、27位点（10、20位点对弯矩的效果为 0）,取值如下表所示：表7、a取值表序号计算简图力作用位点边跨跨内a中间支座a中间跨 跨内a（13位点）3710J1' Jv1 .r!3、7、13、17、23、270.21960.1236-0.2520.048Q1 JJq，3、 7、 23、 270.26220.2118-0.126-0.126a aQ、匕a13、17-0.0378-0.0882-0.1260.174A2Q 0F J wJhA A A3、 7、 13、 170.21180.0942-0.2

26、940.069(3、70.24960.1824-0.168-0.105表8、3取值表序号计算简图力作用位点端支座3中间支座（左）3中间支座（右）31i fi ft 13、7、13、17、23、270.748-1.2520.9194心'I 1勺JI3、7、23、270.874-1.1260 a r»13、17-0.126-0.1261JuA3、7、13、170.706-1.2941.21-0.084-0.0840.79d心3、70.832-1.1680.210.0420.042-0.21表9、主梁弯矩计算（kN - m序号计算简图边跨跨内3边跨跨内7中间支座10中间跨跨内13a

27、M/( KN-m)aM/( KN - m)aMB (IM) /( KN-m)aM /(KN - m)Pl Pl Pl0.2190.12384.2-168.5(1)j n l149.65-0.2520.04831.52/ a n6636Q.0.2620.211156.(2)193.28-0.126-91.17-0.126-89.51II JJ2813Q,-0.03-0.08-65.(3)n-27.86-0.126-91.170.174123.61788202R Q0.2110.09469.4-212.7(4)J .8156.1324-0.29420.06949.02空厶p.0.2490.1821

28、34.-106.0(5)6184446-0.1687-0.105-74.59吐吕心(1)+(2)342.93240.36-259.73-57.99(1)+( 3)121.7919.21-259.73155.13何载组合(1)+( 4)305.78153.67-381.2880.54(1)+( 5)333.65218.69-274.63-43.07(1)+ (2)(1) + (2)(1) + (2)(1)+ (3)最不利组合Mna>=342.93Miax=240.36MnaX=-259.73Mia=155.13最不利组合(1)+ (3)(1) + (3)(1) + (4)(1)+ (2)M

29、nin =121 .79Mnin=19.21Mnin=-381 .28Miin=-57.99薪列1慕列卫系列3乘列a表10、主梁剪力计算（kN - m序号计算简图端支座中间支座（左）中间支座（右）3WkN)3V2L(kN)3V2R(kN)(1)；(dpmb0.74875.58-1.252-126.500.91992.86卓(2)11J1卩.0.87495.52-1.126-123.0700d aa4(3)»-0.126-13.77-0.126-13.771.000109.296(4)£13,0.70677.16-1.294-141.431.21132.25(5):dJ,D仝

30、A0.83290.93-1.186-129.63-0.2122.950.0424.59荷载组合(1)+(2)161.1-249.5792.86+61.81-140.27202.156(1)+152.74-267.93225.11(1)+(5)166.51-256.13-121.91115.81最不利组合(1)+(5)Vma>=166.51(1)+Vmin=-267.93(1)+Vmax =225.113、T形截面判定边跨跨中布置两排钢筋，取ho = 550 - 65 = 485mm，支座截面按矩形截面计算，取ho = 550-85 = 465mm （因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置

31、在次梁主筋下面）；中间跨跨中下部按一排纵筋考虑 h0 = 550 - 40 =510mm、上部按一排筋考虑 h。= 550 - 60 = 490mm （因有次梁主筋）。梁内受力主筋采用 HRB335钢（fy=300 N/卅）（1）主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:边跨：bf = I 0/3 = 6744.5/3 = 2248mm b + sn = 250 + (6900-200-120) = 6830mmhf /h o=120/485=0.25 > 0.1则不需按翼緣高度考虑取最小值bf = 2248mm中间跨：bf = I o/3 = 6500/3 = 2167mm hf

32、/h。=120/510=0.24 > 0.1取最小值bf = 2167mm,(2)判别T形截面类型：fcbf hf( h0-hf /2)= 9.6b + sn = 250 + (6900 - 400) = 6750mm则不需按翼緣咼度考虑X 2167 X 120 X (485 - 120/2)=1060.96 kN m > KM1=1.2 X 293.27= 351.924 kN - m > KM2=1.2 X 155.13=186.156 kN m故属于第一类T形截面。主筋正截面及斜截面承载力计算如下表所示。4、配筋计算（1）纵筋计算表11、主梁正截面承载力计算截面边跨跨内

33、3边跨跨内中间支座10中间跨跨内13M(kN m)342.93240.36-381.28155.13-57.99V0b/2(kN m)53.986Mb=M-V0b/2(kN m)-327.2942a s=KM/fcbh。 2(a s=KM/fcbf h0 )0.0810.0570.7570.0340.014冀0.5亡=1-(1-2 a s)0.0850.0590.0350.014As=f cbh - /f yA=fcbf? h/f y(mni)2965.562058.451237.8475.7Asmin=0.002bh275275275275选配钢筋6256尘253也252空18（通长）实配钢

34、筋面积（mmf）294529451473628对于中间支座 a s> a sbS =0.358 (查教材表3-1 )所以要配双筋截面:计算受压钢筋截面面积：取a =40mm=(1.2X 327.294 - 0.358 X 9.6 X 250 X 465 X 465)/300 X (465 - 40)=1623.312 mm2s = (KM -a sbSfcbho2)/ f y(ho - a )计算受拉钢筋截面面积:As = (f cbh° a 1 - b + f y A )/f y=(9.6 X 250 X 465X 0.85 X 0.468 + 300 X 1623.312)

35、/300 =3103.128 mm由此，计算得总用钢量 A+ As=4726.44 mm2受压钢筋选用425(As =1964 mm2);受拉钢筋选用7虫25(A=3436 mni)(2)箍筋计算表12、主梁斜截面承载力计算截面端支座V中间支座(左)Vbi中间支座(右)VBr备注V(kN)166.51-267.93225.110.25f cbh0(kN)279>V279>V279>V验算截面尺寸0.7f tbh°(kN)89.5<V89.5<V89.5<V验算是否需计算选用箍筋© 8© 8© 8双肢箍筋Asv=nAsv1 (mi2)101101101n=