水钢筋混凝土课设

1、水工钢筋混凝土结构课程设计指导1.设计资料某水电站生产副厂房为3级水工建筑物，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖 ，结构布置如图9-16所示。楼盖设计条件如下：(1) 厂房按正常运行状况设计；(2) 楼面均布活荷载标准值为6kN/m 2;楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面(比重为20kN/m 3),板底及梁用15mm厚混 合砂浆粉底(比重为17kN/m 3 )；(4)混凝土强度等级 C20 ;主梁和次梁的主筋采用n级钢筋，其余均采用I级钢筋。图916厂房楼盖结构平面布置图2. 初拟构件尺寸及确定系数板的跨度为2.0m，厚80mm ；次梁的跨度为6.0m，截面尺寸为200 X450mm ;主梁的跨度

2、为6.0m ,截面尺寸为300 X600mm ;承重墙A、D轴线厚为240mm , 1、6轴线厚为370mm。该厂房为3级水工建筑物，查表可知结构安全级别为n级，结构重要性系数为y = 1.0,设计状况属持久状况，设计状况系数 w取为1.0。3. 板的设计(1) 计算简图。板为9跨连续板，其结构尺寸见图9-17 (a),为了便于用表格计算，计算简图按5跨考虑，如图9-17(b)所示。(a)川M川川川川川川川川jwnn鸟区龙丛工丄1920I2000I2000I2000I1920(b)图917板的计算简图计算跨度：l0 =ln - b =1.78 008 02 1.92m取较小值,所以l0=1.9

3、2m边跨2 22210 =ln+旦=.78 十02 十012 = .94m2 2 2 2 “中间跨l0 =lc=2.0m(2) 荷载计算。取1m板宽进行计算恒荷载：板自重20mm厚抹面15mm厚抹底标准值设计值活荷载：标准值设计值考虑到次梁对板的转动约束0.08 X1 X25=2.0kN/m0.02 X1 X20=0.4kN/m0.015 X1 x17=0.255kN/m gk=2.655kN/mg= YGg k=1.05 X2.655=2.79kN/mqk=6.0 x仁6.0kN/mq= YQq k=1.2 X6.0=7.2kN/m,折算荷载为g = g+ q/2=2.79+7.2 x1/2

4、=6.39kN/mq = q/2=7.2 xi/2=3.6kN/m查附录五，弯矩计算值为M =k!glo k2q'lo(3) 内力计算。按弹性体系进行计算，由于边跨与中间跨的跨度相差不到10% ,可采用 等跨表格计算。跨中弯矩：边跨中间跨1=0.0781 X6.39 X1.922+0.1 X3.6 X1.922M2=0.0331 X6.39 X22+0.0787 X3.6X22M3=0.0462 X6.39 X22+0.0855 X3.6X22支座弯矩：Mb0.105 6.391.92 2.0 ,：；0.119 3.621.92 2.0-Mc-0.079 6.39 220.111 3.

5、6 22-支座边缘弯矩Mb=mb-2v4220.29.99 22 2二b(0.29.99X2皿兮0“3.62 盲 2-262kN.mMe(4) 配筋计算。板厚为80mm厚，ho取为60mm ,混凝土 C20,查表fc=9.6N/mm 2I级钢筋，fy=210N/mm 2;钢筋混凝土结构，结构系数Yd= 1.2。配筋计算见表9 1。K 二 d 0'-；表9 1板配筋计算表截面1B2C3弯矩计算值M(x106N.mm )3.173.221.982.622.41弯矩设计值Y屮M (X106N.mm )3.173.221.982.622.41KM s _2fcbho0.1060.1070.06

6、60.0870.08©=1 -2as0.1120.1130.0680.0910.083As =如°fy320323194260237选用钢筋(mm2)©8150(335)©8 150(335)©6140(202)0 8190(265)©6120(236)(5) 板配筋详图。在板的配筋详图(图9-23 )中，除按计算配置受力钢筋外，尚应设 置下列构造钢筋： 分布钢筋：按规定选用6200 ; 板面附加钢筋：按规定选 飞 200 ,设置于主梁顶部和墙边; 墙角附加钢筋：按规定选''6200 ,双向配置于四个墙角的板面。(1)

7、计算简图。次梁为5跨连续梁，其结构尺寸见图9 - 18 (a),计算简图见图9-18(b)。6000 |" 6000(a)川川川川川|川川川川川川川TWl6000L 6000(b)"XL777777777777_ L 60006000_ |计算跨度：边跨图9- 18次梁计算简图10 二lc 二6.0m“十幼号".。25 573学金珈取较小值则|0 =6.0m中间跨 Ig =lc =6.0m(2)荷载计算。计算单元见图9-19。怛荷载:板传来2.655 X2=5.31kN/m梁自重0.2 X(0.45 0.08 ) X25=1.85kN/m标准值gk=7.16kN/

8、m设计值g= Ygk=1.05 X7.16=7.52kN/m活何载：标准值qk=6.0 X2.0=12kN/m设计值q= Yqk=1.2 X12.0=14.4kN/m2000om川川川II川图919荷载计算单元nu5考虑到主梁对次梁的转动约束，折算荷载为：g = g + q/4=7.52+14.4 x1/4=11.12kN/mq =(3/4) q=3/4 X14.4=10.8kN/m(3) 内力计算。查附表 ：弯矩计算值为M =k1g 'l o ' k2q'l 0剪力计算值为V =k3g'l0 ' k4q'l0弯矩：跨中弯矩M1 =0.078 1

9、1.12 62 0.1 10.8 62 =70.1kN .m22M 2 =0.033111.126- 0.078710.86=43.85kN .m22M3 支座弯矩Mb=-(0.105 11.12 62 0.119 10.8 6?) =-88.3kN .m2 2Me =-(0.079 11.12 60.111 10.8 6 )二 支座边缘弯矩Mb =Mb _Bv。- - 88.3-03 21.92 6 ；-2 I 22 丿b0.321.92 6M e = M eV。二74.7864.92kN .m2( 2 2 丿剪力：计算跨度取净跨度：边跨lo=5.73m ,中间跨 lo=5.7mVA =0.

10、394 11.12 5.73 0.447 10.8 5.73=52.77kNVB =-0.606 11.12 5.7 0.62 10.8 5.7 =6.58kNVB =0.526 11.12 5.7 0.598 10.8 5.7 =70.15kNV；0.474 11.12 5.7 0.576 10.8 5.7 - -49.65kNVe =0.5 11.12 5.70.591 10.8 5.7 =68.07kN(4) 配筋计算。正截面计算。跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。截面高度h=450mm ，肋宽b=200mm ，翼缘高度hf =80mm，截面有效高度ho=415mm混凝土的强度等级

11、C20, fc=9.6N/mm 2;受力钢筋为n级钢筋，fy=300N/mm 2;结构系数y=1.2。跨中T形截面类型判别：'_丄 _6 _:翼缘宽度bf =3 =3 =2m取较小值，b'f =2mbf =b 州=0.2 +1.8 =2.0m，hfZ80b hf fc h0 -一 =2000 汉 80 汉 10 汉 415-竺=600kN.m a M max = KM 1 = 84.12kN.m f I 2丿I 2丿属于第一类T形截面。正截面配筋计算见表 9 2。表9-2正截面配筋计算表截面1B2C3弯矩计算值M (X106N.mm )70.178.4443.8564.9251

12、.74弯矩设计值Y屮M (X106N.mm )70.178.4443.8564.9251.74bh02fc或 bfh02fc(X106N.mm )344534434453443445T側或讥脚 fcbh。2sfcbfh?0.0250.2850.0150.2260.0180.0250.3280.0150.2600.018fMfAs =斷0亠或代上'f h厶 fyfy643873402696482选用钢筋(mm2)3© 18(763)3$ 18+1 0 14(917)3 © 14(461)1 ©18+3 $ 14 (716)2$ 18+1 0 14(663)斜

13、截面承载力计算截面尺寸验算hw 415 _80b 一 200= 1.675 :：: 4.01 1K 0.25fcbh0 二石0.25 10 200 415-172917N : 172.92kNVmax = 0vB =76.58kN说明截面尺寸满足要求0.7 1.1 200 4151.21 1疋十匸Mftbh。-53258N =53.26kN:Vmin =68.07kN对于第一跨梁按剪力76.58kN计算，对于第二跨梁按剪力70.15kN计算,对于第三跨梁按剪力 68.07kN计算，因此，需进行斜截面受剪承载力计算横向钢筋计算：设箍筋选用'-6 150双肢箍筋配箍率svAsv2 28.3

14、 =0.19% . rmin =0.15%bs 200 150符合I级钢筋配箍率的规定。1 1 1KVK 乂 =120.7ftbh。1.25fyvAvh。s 丿1.20.7 1.1 200 415 1.25 210 2 28.3 415150= 87512N =87.51kN>Vmax 二V = 76.58kN满足斜截面承载力要求。全次梁箍筋选用6 150双肢箍筋。(5) 次梁配筋详图。次梁的配筋及构造见图 9-24。跨中纵向受力钢筋按构造要求选用3根，其中2根设于梁角兼作架立钢筋，1根在支座弯起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图9- 14确定，角点处

15、钢筋截断后另设 2二12架立钢筋与之绑扎连接。(1) 计算简图。主梁共3跨，其结构尺寸见图9-20(a)。梁两端搁置在砖墙上，中部由300 X300mm截面的柱支承，因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于5 ,可视为中部铰支的3跨连续梁，计算简图见图9 - 20 (b)。1板次梁主梁丿dUU /U上-柱子23705580L 300L60001计算跨度：边跨图9-20主梁计算简图1010=lc =6.0m=1.025ln b20 3、=1.0256.0 0.12 0.156.0m取较小值l0 -6.0m中间跨 I。c =6.0m(2) 荷载计算。恒荷载:次梁传来的集中荷载7.16 6.0-0.3 =4

16、0.81kN主梁自重(化为集中荷载)0.3 X0.6 X2.0 X25=9 kN标准值Gk=49.81kN设计值G= YGk=1.05X49.8仁52.3kN活何载：标准值Qk=6.0 X2.0 X6=72kN设计值Q= YQk=1.2X72=86.4kN(3) 内力计算。查附表弯矩计算值为M rkjGI。k2Ql0剪力计算值为V =k3G - k4Q荷载作用点及最不利位置见图9-21 o(c)图9-21主梁荷载最不利位置 弯矩：跨中弯矩Mi= (0.244 X52.3 + 0.289 X86.4)XM2= (0.067 X52.3 + 0.2 X86.4 )X支座弯矩Mb= (0.267 X

17、52.3 + 0.311 X86.4)X6= 245kN.m支座边缘弯矩M B = M B - bV0 - - 245 - 0352.3 86.4- 22 剪力：Va=0.733 X52.3 + 0.866 X86.4=113.16kNVb(1.267 X52.3 + 1.311 X86.4)=-179.53kNVBr=1.0 X52.3 + 1.222 X86.4=157.88kN主梁的内力包络图如图9-22所示。(4) 配筋计算。纵向钢筋：受力钢筋为n级，fy=300N/mm 2,混凝土强度等级 C20 , fc=9.6N/mm 2,结构系数y=1.2。跨中：按T形截面计算，钢筋布置为一排

18、，h°= h-35=565mm翼缘宽度：bA¥2m取较小值，bf =2mbf b sn 0.3 5.7 = 6.0mh'ffch°= 2000汉 80 汉 9.6 汇< 2丿bfhf8080 =806kN-Mmax =KM1 属于第一类T形截面。 支座：按矩形截面进行计算，肋宽b=300mm,钢筋按两排布置，则h°=h-80=520mm 主梁正截面配筋计算见表 9-3 。表9-3主梁正截面配筋计算截面1B2弯矩计算值M (x106N.mm )226.38224.2124.7弯矩设计值 p屮M (x106N.mm )226.38224.212

19、4.7bh02fc或 b'h02fc ( x106N.mm )63858116385KM 亠KMa s =t 或 s = ' 2fcbhoU。0.0430.3320.0230.0440.4200.023A。=也九f-或 A。=也'h°学yy16042114838选用钢筋(mm2)4 025(1964)3 022+2 ©25(2122)3 025(1473)注：a：As> pmin bho=O.15% X300 X565=254mmb：支座0.420 V H)=0.544横向钢筋计算截面尺寸验算：hw/b=(520-80)/300=1.47V 4

20、.0110.25fcbh00.25 9.6 300 520K1.2二312000N 二 312kNVmax 二 V； =179.53kN说明截面尺寸满足要求11 1Vc0.7 仙0.7 1.1 300 520K1.21.2-100100N =100.1kN:Vmin =VA =113.16kN故支座处截面需按计算配置横向钢筋设箍筋选用 8 170双肢箍筋配箍率%v2 50.3300 170-0.22% min-0.12%符合I级钢筋配箍率的规定O.7ftbh01.25 f1.2lAsv ,yv h0s111VcsVcVsv11.2KK0.7 1.1 300 520 1.25 2102 50.3

21、 520170丿= 16741N =167.41kN :：: VmaVBB =179.53kNrVBr =157.88kN Va =113.16kN故B支座处左边需设弯起钢筋第一排弯起钢筋(弯起角度a= 45°)计算:KVB M fy si n4502=72.3mm1.2 (179.53-167.41) 103310x0.707第一排弯起 V 25( 491mm 2),满足要求。第一排弯起钢筋起弯点离支座的距离为：S1 + h a a ,s1 =100mm v smax ,贝V S1+ h a a = 100 + 600 80 35 = 585mm ,该截面 上剪力设计值为 V2 = 179.53kN ,也应弯起125 (491mm 2)。第二排钢筋起弯点处