水工钢筋混凝土结构课程设计

1、水工钢筋混凝土结构课程设计水工钢筋混凝土结构课程设计学生姓名：学号：专业班级:指导教师：二O一五年一月九日1. 课程设计目的3.2. 课程设计题目描述和要求3.3. 课程设计报告内容4.3.1楼面梁格布置和构件截面尺寸4.3.2板的设计5.3.3次梁的设计1.0.3.4主梁的设计1.5.4. 结论23.参考书目23.课程设计目的钢筋混凝土结构课程设计是水工钢筋混凝土结构教学计划中一个里要的实践性教学环节，对培养和提高学生的水工结构设计基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有里要作用。?通过课程设计训练，了解水工钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事

2、实际水工结构设计工作奠定初步基础。?复习巩固加深所学的钢筋混凝土基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构设计等章节的理论知识。1) ?掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；了解构造设计的里要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；.学习结构施工图的绘制和结构计算书的编制方法，培养查阅技术规范和工程手册的能力，合理确定设计参数。课程设计题目描述和要求1所示。某水力发电厂副厂房楼盖，采用钢筋混凝土梁板，其平面尺寸如图图1水

3、力发电厂副厂房楼盖平面图1）墙体厚度370mm结构横向长L1=33.6m，结构纵向长L2=27.6m，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。板伸入墙内120mm次梁伸入墙内240mn,主梁伸入墙内370mm柱的截面尺寸为400mm<400mm2)作用在楼面上的活载标准值qk=6.6kN/m。3)该建筑位于非地震区。4)建筑物安全级别为二级。5)结构环境类别为一类。6)建筑材料等级：混凝土采用C25,板内受力钢筋与分布钢筋、梁中架立筋、腰筋等构造钢筋及箍筋采用I级；梁内受力纵筋采用U级钢筋。更为21kN/m3）；楼盖底采用7）荷载：钢筋混凝土现浇板容里为25

4、kN/m123。楼面铺20mm厚水泥砂浆面层（容13mnd厚纸浆灰抹底（容里为17kN/m3）。11700700怖.b()h(?)mm，取b=300mm3232课程设计报告内容3.1楼面梁格布置和构件截面尺寸确定主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为5.6m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.3m。确定板与梁的尺寸：根据构造要求，板厚板的中间跨l=2300mm,边跨l=2300mm。h±I230057.5mm，但考虑荷载较大，取h=80mm4040次梁跨度l=5600mm,其截面高度应满足h()1-5600)mm(311467)mm，取h=450mm宽度应满足18121812b(1?

5、±巾(生？坐mm，取b=200mm3232主梁中间跨1=6900mm,边跨1=6900mm,其截面高度应满足h(_L?±)1(69006900)mm(460863)mm,取h=700mm宽度应满足158158E3ru1JL典u广.*J.CJ广3,一1-v(X1II_il一一i一(X*iLJCl如11LNrH.“,，”l、Li-=1uE,1%、!Li!'iuo4J"1r1“uS出，'41cL11d丁"i，七0LLMMAAfl5颈f%nciL6oo，52。33“匚柱的截面尺寸bxh=400mrH400mm楼盖平面结构示意图如图2所示3.2板帔

6、晋面结构示意图如图2所示该厂房为二级水工建筑物，结构安全级别为U级，结构安全系数K=1.203.2.1计算简图取1m板宽作为计算单元，板的长跨与短跨比J/H2,可按单向板设计。次梁截面尺寸bxh=200mX450mm，板在墙上的支承长度为a=120mm按弹性理论方法设计，板的计算跨度确定：边跨：In=2300-120-100=2080mmlc=2300mmIn+b/2+a/2=2260mmIn+b/2+h/2=2240mm贝U:lo=2240mm中间跨：In=2100mm板的实际荷载图如图3所示，计算简图如图4所示故lo=ln+b=2300mm设计值：活何载：g1.05gk1.052.642.

7、77kN/m标准值：q6.616.6k/mkN设计值：q1.20qk1.206.67.92kN/m总计：gq2.77.9210.69kN/m标准值:0.42.02.64kN/m0.221g图4板的计算简图322荷载计算X21X1=0.42kN/mx17X1=0.221kN/mx25X1=2.0kN/m恒荷载：20mm厚水泥砂浆面层0.0213mm厚纸浆灰0.01380mn钢冈筋混凝土板0.08折算荷载为ggq2.777926.73kN/m22q1q7.923.96kN/m22图3板的实际荷载图3.2.3内力计算23002240按弹性方法计算：2.6%；由于边跨与中间跨相差不到10%2300可采

8、用等跨表格系数计算内力。查教材附录6得弯矩系数、！，弯矩计算值为Mgl4。跨中弯矩一跨中最大弯矩：活载作用在1,3,1跨中时M1gi0心1。2=0.07816.732.242.24+0.100x3.96x2.24x2.24=4.62knm二跨中的最大弯矩：活载作用在2,2跨中'2'2M2g101ql0=0.0331x6.73x2.3x2.3+0.0787x3.96x2.3x2.3=2.83knm三跨中最大弯矩：活载作用在1,3,1跨中时：'2'2M3g101q10=0.0462x6.73x2.3x2.3+0.0855x3.96x2.3x2.3=3.44knm支座

9、弯矩MBg弋1qi:=-0.105x6.73x(23224)2-0.119X3.96X2-6.07knm2mcgi021qi2=-0.079x6.73x2.3x2.3-0.111x3.96x2.3x2.3=5.14knm支座边缘处弯矩MBMBO.5V0b=6.O7-1/2xO.2xO.5x2.24x(3.96+2.73)=4.84knmMcMc0.5V°b=7.21-1/2x0.2x0.5x2.3x(3.96+2.73)=3.91knm3.2.4配筋计算混凝土保护层厚度c=20mm一类环境)，a=c+5=20+5=25mm板厚h80mm,板截面有效高度h。ha802555mm,b10

10、00mm,混凝土C25,fc11.9N/mm2HPB235级钢筋，fy210N/mm2,结构安全系数K1.20。考虑到板的内拱作用，其跨内截面2、3和支座截面C的弯矩值可折减20%,即乘以系数0.8。配筋计算见表1,板的配筋采用弯起式。表1板的正截面配筋计算表茶1-1换旺理幅？耳去12L士雨=3IFF址j沁犒摘U1624.842.&SJ1u2.谢3.913.1293.442.7521anrkrai)X154d_1610.094Clcis0.13C0,104Cl115O.dMn0116S0.1770.0990.079(X140(L1100,12E0,O9?=1-i=g=ry-是fiaAs

11、昂fi亍5kJ&hzi.552Z4543T314sal胡D-i-尺411/?MiA|-0002Y1000Y55110ftiiiiijniF.fi43/1Iff:3UAE/L.QL3I413/1Ml30<PEU1JD43£13(1EMGM晋5+?5331ST325构造钢筋在板的配筋图中，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：考虑到现浇板中存在温度、收缩应力，造成开裂现象严里，新规范中分布钢筋数虽有所提高，分布钢筋与受力钢筋截面面积之比不小于15%，同时满足分布钢筋截面面积不小丁板截面面积0.15%(As0.15%1000h)的规定，且不少于6250As0

12、.15%1000h0.15%100080120mm2,按规定选用？8200(As=251mm2)即采用直径为8mnt勺HPB235级钢筋，间距为200mm分布钢筋长度为5600mm总根数为828根。板边构造钢筋：因为现浇混凝土板周边嵌固在砌体墙中，其上部与板边垂直的构造钢筋伸入板内的长度，从墙边算起不小丁板短边计算跨度的1/7,即lo/7=350mm直径不宜小于8mm间距不宜大于200mm按规定选用8200As=251mm2),设置于板边。即选用直径为8mm勺HPB235级钢筋，间距为200mm每根长度为440mm两边锚固长度各为70mnp总长为580mm总根数为321根。垂直于主梁的上部构造

13、钢筋。直径不宜小于8mm间距不大于200mm单位长度内的总截面面积不宜小丁板中单位宽度上受力钢筋截面面积的1/3。该钢筋伸入板内的长度，从梁边算起不小丁板短边计算跨度的1/4，即1。/4=600mm取8200As251mm2。每根长度为1500mm总根数为677根。IfL-,Jhaa.ud1hdbaabiA_FI>*ah3.2.6板配筋详图极的配箭图（1：50）钢筋表十谭号鹭图直径(mm)长雯(nm)口一ft数总长(mlKi(池)3严站1030-1h1033026074?46223)04102ZOO2W芹353Z2QC46Z2003O0>2BGO113口11Wf1O7O少工一n_1

14、0363D63D23T31A47)1070,H(83650tec337r1J81500677low4013360083360013552?20574WS440a7Z25Z1<JO图5板的配筋图3.3次梁的设计3.3.1计算简图次梁为五跨连续梁，其实际荷载图如图6所示。次梁在砖墙上的支承长度为240mm主梁截面为bxh=300mM700mm则次梁的计算跨度为:边跨|c5600mmIn56001201505230mmlo=ln+b/2+a/2=5450mm中间跨IoInIoIo取Io1.025In1-5585mm56003005300mmInb5600mm1.05In5565mm5565mm

15、Io5450mm即边跨计算跨度与跨中计算跨度相同，梁按照连续梁计算计算简图见图7所示。图6次梁的实际荷载图图7次梁的计算简图3.3.2荷载计算恒荷载2.642.36.07kN/m由板传来til®0.20(0.450.08)251.85kN/m(0.450.08!20.02210.0130.2170.3&N/m标准值:6.0850.368.28kN/m设计值:1.05gk1.058.288.69kN/m活何载标准值:6.62.15.18kN/m设计值:1.203qk1.2015.1818.22kN/m总计:q8.6918.2226.91kN/m考虑到主梁对次梁的转动约束，折算荷

16、载为gg8.69182213.25kN/mq3q-18.2213.67kN/m443.3.3内力计算按弹性计算，采用等跨表格计算；查附录6得弯矩系数、i和、由此按下列公式计算:弯矩计算值M剪力计算值V立1)弯矩跨中弯矩边跨M1=g'|02=71.34KNm中间跨mg'lo25=5652=46.58KNmm3g'l021ql02lo'21qlo1ql0=0.0781X12.94X5.452+0.100X13.67X5.4521q02=0.0331X12.94X5.5652+0.0787X13.67XIl'2'2gl01q'l02=0.046

17、2X12.94X5.5652+0.0855X13.67X5.5652=54.71KNm支座弯矩Mbg'l021q'l02=(-0.105X13.25-0.119X13.67)X5.552=-92.96KNm'2'2Me=g'l021q'l02=-0.079X13.25X5.5652-0.111X13.67X5.5652=-79.41KNm支座边缘弯矩_1MBMB0.5V0b74.83kNmMc'Mc0.5V0b(79.411/20.374.9)ln68.17kNm(2剪力计算跨度取净跨度：边跨5330mm，中间跨ln5300mmVaVb1

18、0.39413.255.330.44713.67(0.60613.255.330.62013.675.33)5.3360.39KN87.97KNVBrVc10.52613.255.30.59813.67(0.47413.255.30.57613.675.3)5.3080.26KN75.02KNVer0.50013.255.30.59113.675.377.93KN3.3.4配筋计算(1)正截面受弯承载力计算进行正截面受弯承载力计算时，跨中截面按T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。截面h450mm，肋宽b200mm，翼缘厚度hf80mm。截面有效高度：取a=40mm,h°450404

19、10mm.。由于支座处弯矩较大，采用双筋配置，跨中采用单筋配置。混凝土C25,fc11.9N/mm2；受力钢筋HRB335级，fy300N/mm2;结构安全系数K1.20。跨中T形截面类型判别翼缘计算宽度±1。3取bf1318556555mm1855mmbSn2500mmh则fcb小(h。_L)11.9185580(41080)2653.4kN/mKMmax1.2071.3485.6kN/m跨中截面属于第一类T形截面。即各跨跨中截面均属于第一类T形截面。次梁的正截面配筋见表2。次梁的斜截面配筋见表3。表2次梁的正截面配筋截面1B支座2C支座3弯矩设计值M(kN.m)71.3474.8

20、346.968.1755.15截面类型第一类T形矩形第一类T形矩形第一类T形a或a'4040404040h0410410410410410b或b'f185520018552001855KMS2fcbh0或Smax0.0230.2240.0150.2040.01812as0.0230.2580.0150.2310.018As704838461752543选用钢筋14+3e164入161()14+2e114+3e161e14+2e1616实际配筋面积（mr）i757804556757556（2）斜截面受剪承载力计算2b200mm,h°410mm,fc11.9N/mmfyv

21、210N/mm2,仇1.27N/mm2腹筋配置箍筋。次梁斜截面的配筋见表3表3次梁的斜截面配筋表截面A支座B支座B支座C支座（左）C支座剪力计算值V（kN）60.3987.97VR/80.2675.021妇)77.93剪力设计值KV（kN）72.47105.5696.3190.0293.52ho(mm)4104104104104100.25fcbh0(kN)243.95243.95243.95243.95243.95V0.7ftbh)(kN)72.9072.9072.9072.9072.90选用箍筋（直径）888881.25fyvAsvhos(mm)KV0.7ftbh。333464635527

22、实配箍筋间距（mm）200200200200200是否满足015%是是是是是Vcs0.7ftbh)1.25fyvAvhbs(KN127.25127.25127.25127.25127.25是否需第二弯起钢筋否否否否否3.3.5次梁配筋详图次梁的配筋图及次梁配筋详图见图8-1和图8-2?2*16WIG？出1斤<S>11L4&14>14劭l*lt日寸氧2UJEtl次粱配筋图（1-50:1AI£日亦113iaier钟巧/i0l2'W-4>ioUU1"1-1图8-1次梁的配筋图次梁配筋详（1:25）图8-2次梁的配筋图3.4主梁的设计341计

23、算简图主梁端部支承在砖墙上，支承长度取为370mm中间支承在柱上，钢筋混凝土柱截面尺寸为400mm<400mm因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于3,可视为中部皎支的四跨连续梁。主梁的实际荷载图见图9所示计算跨度：a=370mm边跨lc=6900mm40016900126580mm2,ab37040011n65806963mm2222b4001o1.02511.026906945mm22取较小值106945mm中跨1n69004006500mm101nb6900mmb400mm0.051c0.056900345mm,贝Uc101.051n1.0565006825mm取106825mm跨度差汽

24、8器1.7%1。%,可按等跨连续梁计算。主梁的计算简图见图10所示。主梁的实际荷载图图9主梁的计算简图图10342荷载计算恒荷载由次梁传来的集中荷载主梁白里(化为集中荷载)主梁底及两侧粉荷载0.02(0.7220.08)2.321标准值：设计值：活荷载标准值:设计值:3.4.3内力计算及包络图内力计算采用等跨连续梁的内力系数表进行,下式计算：弯矩计算值为M1GI0剪力计算值为ViG主梁的内力计算8.285.646.37kN0.3(0.700.08)2.32510.7kN0.0130.3171.35kNGk46.3710.71.3558.42kNG1.05Gk1.0558.4261.34kNQ6

25、.62.35.685kNQ1.20Qk1.285跨中和支座截面最大弯距及剪力按2QI02Q刊下乍齐01Mil'.HV10.226Jrt.nAftOJA?dO.lfra011$HIJOBE-13211J4.HB0J2I545喏nI沙01037170C£11小JCb0曲1HW_®_I:-0?(,C('IHt'iDefr10?(I*13o阳St411:mtiA4IrS4话脚?14D033-IM.S5河5onHQ的ODDdOS;1W77a.oo1母？WJHtfTA&母.(Sa-C.06I-45J4朋E-66.72asiE.E2g|75121.E5Ct

26、-1J9-12138bQ111T7J7万台L19121翩eC.2S4-IK.1I/MDE割42i?3amM_QL芒!1时I.WDMM刚-w:皿dCiC-?:r1D.2121M.77AE0.S45M.1CaBE231S1BJ1.15S-11711B出4flfS5BE0.1DT10.&L2过4141每110710.flb如CE伽日|rfnc.曲对芒-IJI74.3J530.1H11S.KL32140.1(13717CEE-匚删D点幻二茁一50.11(14J0d0.225160.101.就34.00AET.141-14J?a_XJto-4T.J0匪_11AB"00竿LLLBC-14

27、.0.2MJC.41惜rfn_n-人1!b心3曰CE111LZ.0.0414.McnItrr4.90-0.111一切】D&1411lies百U:射?加(741D0U5100.4:/JI-I5_Mo_16147,血阈表5主梁的弯矩组合组合A-C1A+DA-EA+FJ组合1r-v>MWK373CM1-dA-F11145:155小血il4FB22J.WJ18.IS-1?.<?-23U1223.ltZ地11iss.rA'-D105J:155.414323FT.ffiA4Tl7.0251.80A-Hb-3W1K128124.50-1W20177ZF20177-11JJA-E匚

28、?LT,JO-IP.?eso.jfl-llltH-147J?A-D-230.3-JU.aEA-Ei2D1.7G112$12_L18L2!-JflWA-Bti201.78-UJ5A-CAP7.ffi49231皿1053AEIF49.JAr?D21.1?-231?-1?4734113223.A-E-54S.1A-D$55223.881561U5J5229.55AF4S5ABd0.<H302SLKjr262.14A-F3056165.01A-B主梁的剪力组合主梁页力组合(EN)组合A+BA-CA+DA-EA-FVtta止Voas131.9211J.7734.82130.?l)2A.92A-B1

29、31.92A-f29.SA-196.76-21191W86-1ST.98-94.76A-C-214.期A+D-8186V73L16ME卫1150.8879.18175.16PA-C198.21A+B7165V?-El,.E2-13U47-177,80TE5。-153.524D-17",EQA-E-45.50153.5245.50LT7.80130.ar51.52A+Dirr.aoA+C45.50-175,15-79.13-150.88-isa.2i-73.16A-ET涓*21A-F-Y2+65VcL94.76lAT.938i86214.91196.76PA-E214.91A+D89.

30、86VeL-29.92-:30AD-34.82-113.77431.32A-F-1S.MA+B-29.32图11-1将以上表中最不利内力组合下的弯距图及剪力图分别叠画在同一坐标图上,画其外包线即得到主梁的弯距包络图，见图11-1及剪力包络图，图11-2主梁弯矩包络图图11-2344正截面承载力计算305.64305.64图11-1图11-2主梁的剪力包络图SO.C57£14.S1177.80进行正截面承载力计算时，跨中截面按T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。主梁截a=80mm,az面h=700mm肋宽b=300mm翼缘厚度h'f80mm。考虑到支座截面跨中截面弯矩较大，纵

31、筋布置两排且经计算需要配双筋即=40mm其他截面采用单层钢筋排布a=40mm截面有效高度:支座：h0ha70080620mm.跨中：h0ha70040660mm.混凝土C25,fc11.9N/mm2；受力钢筋HRB335级，fy300N/mm2；结构安全系数K1.20。支座边缘的弯距值：因为l01.05lnMB(MBmax0.025lnV0)315kNmMC(MCmax0.025lnV。)247.5kNm跨内按T形截面计算，其翼缘计算宽度为:bf±1133bfbSn300(5600300)5600mm取较小值，即bf2300mm梁高h700mm,he70040660mm.翼缘厚hf80mm.肋宽b300mm经计算各跨均满足第一类T形截面的条件，所以各跨跨中截面均属于第一类形截面。主梁的正截面配筋图见表12表12主梁的正截面配筋王梁的正麓曲承载力计算边垮城中中间支座4刮跨跨t中且吏座MnaxMEM2naxHC戡曲类型第一类彩粱矩形第一类T形架拒形弯距计算值A/(x10cJVmm)305,G-t315+00201,77旅匚50奋EHi#,l值Zltf(Kio1>p.mm)3E6.7737B.00242.12297.00b或hf*(nn)2315300227E300hQfifib620B60620JLW叭=FV=Vpg6D310,2T50,021Q.2L&