水工钢筋混凝土结构

1、水工钢筋混凝土结构课程设计电站厂房钢筋混凝土楼盖设计 何兴 20073210 水利07级3班一、 设计资料（1）某水电站生产副厂房为4级水工建筑物，厂房按正常运行状况设计，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，结构平面布置如图所示，墙体厚370mm。楼面面层为水磨石，梁板底面为20mm厚混合砂浆抹平。采用C25混凝土；梁中纵向受力钢筋为级，其余钢筋为级。试设计该楼盖（楼梯间在此平面之外，不考虑）。（2）荷载标准值均布活荷载标准值：水磨石：；钢筋混凝土：；混合沙浆：二楼面梁格布置和构件截面尺寸1.楼面梁格布置图如下确定主梁跨度为7.5m，次梁跨度为7.2m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.5m

2、。2.构件截面尺寸选择：（1） 板：按高跨比条件，要求板厚h,对工业建筑的楼板，要求h80mm，取板厚h=80mm。（2） 次梁：h=，取h=500mm， b=，取b=250mm。（3） 主梁：h=，取h=700mm， b=，取b=300mm。（4） 根据经验顶部承受竖向荷载的承重墙厚度不应小于无支承高度的1/25，根据工程经验取为370mm，受压构件截面尺寸一般不宜小于300mm×300mm，估计柱截面为400mm×400mm。三板的设计1.计算简图板为9跨连续板，可按五跨的等跨连续梁，板进行计算，因此此连续板按五跨考虑，结构尺寸如图（1）所示。计算简图次梁截面250mm

3、×500mm，板在墙上的支承宽度120mm。边跨跨度为mm，b=250mm0.1lc=250mm（lc板支承中心线之间的距离），取b=250mm，则中间跨跨度mm2.荷载计算取宽为1m的板带进行计算恒荷载：板自重 0.08×25×1=2.0kN/m面层水磨石 0.65×1=0.65kN/m20mm抹底 0.02×17×1=0.34kN/m标准值=2.0+0.65+0.34=2.99kN/m设计值=1.05×2.99=3.14kN/m活荷载：标准值=4.5×1=4.5kN/m设计值=1.2×4.5=5.4k

4、N/m考虑次梁对板的转动约束，折算荷载为：kN/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。查附录六得弯矩系数，弯矩计算值为。（1）跨中弯矩边跨中间跨（2）支座弯矩（3）支座边缘弯矩4.截面设计板厚h=80mm，水电站生产副厂房属于室内正常环境，查附录四表1得混凝土最小保护层厚度c=20mm，则h0=h-c=80-20=60mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，钢筋为级，fy=210 N/mm2，钢筋混凝土结构，结构系数，该副厂房为4级水工建筑物，结构安全级别为级，结构重要性系数；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。

5、设计配筋计算见表1，水电站副厂房经常承受动力荷载，因此板的配筋采用弯起式5、板配筋详图在板的配筋详图中，除按计算配置受力钢筋外，尚应设置下列构造钢筋。板配筋计算表1截面1B2C3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩值M（×106N·mm）4.254.332.542.54×0.83.433.43×0.83.133.13×0.8弯矩设计值M（×106N·mm）3.8253.8972.2861.8293.0872.4702.8172.2540.1020.1040.0610.0490.0820.0660.0750.0600.10

6、80.1100.0630.0500.0860.0680.0780.062386393225179307243279221选用钢筋（mm2）边板带8/101208/10120中板带注：中板带的重担外跨及中间支座，由于板与梁整体联结，可以考虑拱作用，故将该处弯矩减少20%，即乘以0.8系数。（1）分布钢筋：按规定选用（2）板面附加钢筋：按规定选用6200，设置于主梁顶部和墙边。（3）墙角附加钢筋：按规定选用6200，双向配置于四个墙角的板面。四、次梁设计1.计算简图次梁为5跨连续梁，其结构尺寸如图2所示，次梁在砖墙上支承宽度为370mm，主梁截面为300mm×700mm，次梁的计算简图如

7、图所示。次梁结构尺寸计算次梁的计算跨度为：b=300mm0.1×lc=0.1×7200=720mm，b=300mm，按照计算公式，取较小值。边跨：mm，取l0=7200mm，中间跨， 2.荷载计算次梁承受由板传来的均布荷载：gl1，ql1及次梁自重恒荷载：由板传来2.99×2.5=7.48kN/m次梁自重 0.20×（0.5-0.08）×25=2.1 kN/m次梁粉刷（0.5-0.08）×2×0.19=0.16 kN/m标准值 =7.48+2.1+0.16=9.74kN/m设计值=1.05×9.74=10.23kN

8、/m活荷载：标准值=4.5×2.5=11.25kN/m 设计值=1.2×11.25=13.5kN/m考虑次梁对板的转动约束，折算荷载为：kN/m3.内力计算按弹性力学计算，采用等跨表格计算。查附录六可得内力系数，由此按下列公式计算：弯矩设计值：，剪力设计值V=（1） 弯矩 跨中弯矩边跨：边跨中间跨 支座弯矩 支座边缘弯矩（2） 剪力计算跨度取净跨度：边跨ln=6865mm，中间跨ln=6900mm。4.截面设计（1）正截面承载力计算：由于板与次梁、主梁整体连接，在梁的截面计算时，应视板为梁的翼缘，在正截面承载力计算时，梁中正弯矩区段翼缘板处于受压区，按T型截面计算；在支座负

9、弯矩区段则因翼缘板处于受拉区，应该按照矩形截面计算。截面h=500mm，肋宽b=200mm，翼缘厚度=80mm，截面有效高度取h0=465mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，梁中纵向受力钢筋为级， fy=310 N/mm2，钢筋混凝土结构，结构系数，该副厂房为4级水工建筑物，结构安全级别为级，结构重要性系数；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。跨中T型截面类型判别：翼缘宽度：按计算跨度l0考虑，翼缘宽度，按梁肋净距ln考虑，翼缘宽度，取较小值，则属于第一类截面。正截面配筋计算表如表2 正截面配筋计算表如表2截面1B2C3弯矩值M（×106N

10、3;mm）107.18165.3764.65113.9877.46弯矩设计值M（×106N·mm）96.46148.8358.19102.5869.716486.75540.566486.75540.566486.75或0.0180.3300.0110.2230.0130.0180.4170.0110.2560.0138101564495960585选用钢筋（mm2）注：2、斜截面承载力计算截面尺寸验算：则截面尺寸满足要求。因此，除A支座外，其他支座需要进行斜截面受剪承载力计算。横向钢筋计算：初选双肢箍筋150。查表4-2，Smax =200mm，S =150mm<2

11、00mm，满足要求。除纵向钢筋而外，其他钢筋采用级钢筋，根据最小配箍率要求，对于级钢筋，当时箍筋的配箍率，满足级箍筋配箍率要求规定。五、主梁设计1.计算简图主梁共3跨，其结构尺寸如图3，梁两端支承在墙上，支承长度为370mm，中间支承在400mm×400mm的柱上，因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于4，可视为中部铰支的三跨连续梁，计算简图如图所示。 主梁结构尺寸计算跨度：b=400mm0.1×lc=0.1×7500=750mm，b=400mm边跨：，取较小值。取l0=7560mm，中间跨， 2.荷载计算根据水工钢筋混凝土结构P255页，主梁承受由次梁传来的集中荷载G

12、=gl1l2，Q=q l1l2及主梁自重，主梁自重比次梁传来的荷载小得多，因此折算成集中荷载与G、Q一并计算。为简化计算，将主梁2.5m长的自重按集中荷载考虑。恒荷载：由次梁传来的集中荷载 9.74×7.2=70.13kN/m主梁自重 0.30×（0.7-0.08）×2.5×25=11.63kN/m主梁粉刷（0.7-0.08）×2×2.5×0.19=0.59kN/m标准值 =70.13+11.63+0.59=82.35kN/m，设计值=1.05×82.35=86.47kN/m活荷载：标准值=4.5×2.5

13、×7.2=81kN/m 设计值=1.2×81=97.2kN/m对于主梁，不需折算荷载。3.内力计算按弹性方法计算，查附录表八可得弯矩和剪力系数。弯矩计算值及剪力计算值为荷载作用点及最不利位置如图所示。（1）弯矩计算 跨中弯矩边跨： 中间跨： 支座弯矩 支座边缘弯矩（3） 剪力计算（1）正截面承载力计算：由于板与次梁、主梁整体连接，在梁的截面计算时，应视板为梁的翼缘，在正截面承载力计算时，梁中正弯矩区段翼缘板处于受压区，按T型截面计算；在支座负弯矩区段则因翼缘板处于受拉区，应该按照矩形截面计算。截面h=700mm，肋宽b=300mm，翼缘厚度=80mm，截面有效高度取h0=h

14、-35=700-35=665mm，采用C25混凝土，fc=12.5N/mm2，梁中纵向受力钢筋为级， fy=310 N/mm2，钢筋混凝土结构，结构系数，该副厂房为4级水工建筑物，结构安全级别为级，结构重要性系数；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。跨中T型截面类型判别：翼缘宽度：按计算跨度l0考虑，翼缘宽度，按梁肋净距ln考虑，翼缘宽度，取较小值，则属于第一类T型截面。支座按矩形截面计算，肋宽b=300mm，钢筋按两排布置，则h0=h-80=700-80=620mm正截面配筋计算表如表3正截面配筋计算表如表3截面1B2C弯矩值M（×106N·mm）353.52387.69181.68284.97弯矩设计值M（×106N·mm）318.17348.92163.5256.47138201442138201442或0.0280.2900.0140.2130.0280.3520.0140.242187726409391815选用钢筋（mm2）425(1964)注：，支座2、斜截面承载力计算截面尺寸验算：则截面尺寸满足要求。因此，除支座A外，其他支座需要进行斜截面受剪承载力计算。横向钢筋计算：初选双肢箍筋150。查表4-2，Smax =250mm，S