(水工)钢筋混凝土课程设计(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： 目 录1、 设计任务书 3 2、 板的设计 63、 次梁设计 94、 主梁设计 135、 结论 216、 参考文献 21一、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

2、钢筋混凝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）、 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）荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m3 。 楼面活荷载标准值：6kN /m2。 楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆

3、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bh= 400 mm400 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

4、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

5、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）、 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 750mm)。包括：楼盖结构平面布置图；板的模板图、配筋图；次梁的模板图、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

6、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）、 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 42016年水工钢筋混凝土结构课程设计附图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。必须自己亲自上交！否则不计成绩3、 提交的结果：计算书

7、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=120mm=57.5mm；2、梁高：由构造要求，梁高与跨长的比值，次

8、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： =6600/18=367; =6600/12=550 取h=450主梁截面高度：=6900/10=690 =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：l。=ln+h/2=ln+120/2=2300-120-200/2+120/2=2140mm 且满足 l。=ln+a/2=2300-120-100+60=2140中跨：l。=ln=2300200=2100mm计算跨度差：（214

9、0-2100）/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*170.255 kN/m2gk= 3.655kN/m2活荷载： q=6kN /m22、荷载设计值：由表2-5得相关系数 恒荷载：g=1.2*3.655=4.386 kN/m2 活荷载：q=1.2*6=7.2 kN/m2 g+q=11.586 kN/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 图1查

10、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mb分别为：1/11（边跨跨中）；1/11（离端第二支座）；1/16（中间跨中）；1/14（中间支座），分别代入公式 M=mb(g+q)l。l。，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mb1/11-1/111/16-1/14M=mb(g+q)L02/(kNm)4.82-4.823.19-3.653、截面承载力计算混凝土强度等级采用C20，fc = 9.6 N/mm2 ，ft= 1.10 N/mm2 ，一级钢筋fy=210N/mm2, b =

11、 1000mm，h = 120mm，取保护层厚度c=20,取a=30,h0 = 120 - 30 = 90mm，1 = 0.85，K=1.2,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(kNm）4.82-4.823.19-3.654.82-4.822.55-2.92s=KM/fcbh020.0

12、740.0740.0490.0560.0740.0740.0390.045=1-（1-2s）0.50.0770.0770.0500.0580.0770.0770.0400.0460.85b0.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4680.468满足As=bh0fc/fy(mm2)316.8316.8205.7238.6316.8316.8164.6189.3两者取大Asmin=0.002bh240240240240240240240240选配钢筋81508150 8200 8200 8150 8150 8200 8200实配钢筋面积(mm2)33533525125133

13、5335251251 5、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 1.05 * 17 * 0.015（0.45 - 0.12）* 2+0.2= 0.23kN/m g = 12.05kN/m2、活荷载设计值：由板传来 q = 7.2 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：ln =

14、 6.6- 0.24 - 0.25/2 = 6.235ml0 = 1.025*ln = 6.391mln+a/2=6.235+0.12=6.355m l。取 l。=6.355m中间跨：l0 = ln= 6.6 - 0.25 = 6.35m跨度差（6.355 - 6.35）/ 6.35 = 0.08% 0.1 则不需按翼緣高度考虑故取最小值bf= 2118mm端第二跨、中间跨bf= l0/3 = 6350/3 = 2117mm b + sn = 200 + (2300 - 200) = 2300mmhf/ho=120/410=0.29 0.1 则不需按翼緣高度考虑故取最小值bf= 2117mm2

15、、判别T形截面类型：fcbfhf（h0-hf/2)= 9.6 2117 120 (410 - 120/2)= 853.57kNm 边跨 ：KM=1.2110.36=132.432中间跨：KM=1.272.10=86.52fcbfhf（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二支座离端第二跨跨内、中间跨跨内中间支座备注KM(kNm

16、）1.2110.36=132.4321.2(-110.36)=-132.4321.272.10=86.521.2(-82.40)=-98.88或(kNm）9.621184102=3417.99.62004102=322.7529.621174102=3416.339.62004102=322.752s=KM/fcbh02s=KM/fcbfh020.0390.4100.0250.306=1-（1-2s）0.50.0400.5760.0250.3770.85b0.4680.4680.4680.468满足As=fcbh0/fy As=fcbfh0/fy(mm2)1111.51511.4694.498

17、9.2Asmin=0.002bh180180180180满足选配钢筋325325322322实配钢筋面积(mm2)1473147311401140 4、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(fyv=210N/mm2)截面端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座左侧、右侧备注V(kN) 81.82109.0999.9299.92KV(kN)99.384130.908119.904119.9040.25fcbh0(kN)196.8KV196.8KV196.8KV196.8KV截面尺寸满足要求VC=0.7ftbh0(kN)63.14KV63.14KV63.14KV63.

18、14svmin5、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 6.6 = 79.53 kN主梁自重（折算为集中荷载）1.05 25 0.25 (0.55 - 0.12) 6.9 = 19.47 kN梁侧抹灰（折算为集中荷载）1.05170.015（0.55-0.12）2 + 0.256.9=2.04 KNG = 101.04kN2、活荷载设计值： 由次梁传来 Q = 16.56 6.6 = 109.296 kNG + Q = 210.336 kN（二）内力计算1、计算跨度：边跨：ln = 6.9 - 0.12

19、- 0.2 = 6.58ml0 = 1.025ln = 1.025 6.58 = 6.7445 m ln+a/2=6.58 + 0.37/2 = 6.765 m取l0 = 6.7445m， 中间跨：ln = 6.9 - 0.4 = 6.5ml0 = ln = 6.5m平均跨度l0 = （6.7445 + 6.5）/ 2 = 6.62m(计算支座弯矩时取值）跨度差（6.7445 - 6.5）/ 6. 5 = 3.76% 0.1 则不需按翼緣高度考虑 取最小值bf= 2248mm中间跨:bf= l0/3 = 6500/3 = 2167mm b + sn = 250 + (6900 - 400) =

20、 6750mmhf/ho=120/510=0.24 0.1 则不需按翼緣高度考虑 取最小值bf= 2167mm， (2) 判别T形截面类型：fcbfhf（h0-hf/2)= 9.6 2167 120 (485 - 120/2)= 1060.96 kNm KM1=1.2293.27=351.924 kNm KM2=1.2155.13=186.156 kNm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3边跨跨内中间支座10中间跨跨内13M(kNm）342.93240.36-381.28155.13-57.99V0b

21、/2(kNm）53.986Mb=M-V0b/2(kNm）-327.294s=KM/fcbh02（s=KM/fcbfh02）0.0810.0570.7570.0340.014=1-（1-2s）0.50.0850.0590.0350.014As=fcbh0/fy As=fcbfh0/fy(mm2)2965.562058.451237.8475.7Asmin=0.002bh275275275275选配钢筋625625325218(通长)实配钢筋面积(mm2)294529451473628 对于中间支座 s 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 As = (KM - sbSfcbh02)/ fy (h0 - a ) = (1.2327.294 - 0.3589.6250465465)/300(465 - 40) = 1623.312 mm2计算受拉钢筋截面面积：As = (fcbh01b + fy As)/fy = (9.62504650.850.468 + 3001623.312)/300 = 3103.128