水工钢筋混凝土优秀课程设计.doc

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一内容钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二设计资料某多层工业建筑楼盖平面图（附图1）采取钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖1楼层平面L1=18m L2=30m 墙体厚度：370mm板搁置长度：120mm 次梁搁置长度：240mm 主梁搁置长度：240mm2.建筑在非地震区3.结构安全等级为级4.结构环境类别为一类5.建筑材料等级：混凝土：梁、板 C20钢 筋：板中钢筋、梁中箍筋、结构钢筋 级 梁中受力筋级6.荷载：钢筋混凝土重力密度： 25kN/m3水磨石面层： 0.65kN/m2石灰砂浆抹面15mm： 17kN/m3 楼面活荷载： 4kN/m2 （提议尺寸：柱=350mm350mm）三设计要求板设计：按考虑塑性内力重分布方法计算次梁设计：按考虑塑性内力重分布方法计算主梁设计：按弹性理论分析方法计算四设计结果计算书1份板平面配筋图 （百分比自拟）次梁配筋图 （百分比自拟）主梁材料图和配筋图（百分比自拟）五要求参考现行设计规范，认真、独立、按时完成六参考资料赵鲁光 主编，水工钢筋混凝土结构习题和课程设计，中国水利水电出版社，1998海河大学 等合编，水工钢筋混凝土结构学，中国水利水电出版社，1996七设计时间.5.18-.5.24一构平面部署及构件截面尺寸初估1.柱网部署：L1=mm，L2=6000mm图1 楼盖平面图Fig.1 floor system plan2各构件截面尺寸初估：板厚度按结构要求h=80mml/40=/40=50mm次梁截面高度取h=500mml/15=6000/15=400mm，截面宽度b=200mm。主梁截面梁高度取h=700mml/15=6000/15=400mm，截面宽度b=300mm。板：板厚= 80 mm次梁：梁高 h= 500 mm；梁宽 b= 200 mm主梁：梁高 h = 700 mm；梁宽 b= 300 mm 柱：bh=350mm 350mmK=1.20二板计算板按考虑塑性内力重分布方法计算。板尺寸及支承情况图所表示对于超出五跨等刚度连续板，因为中间各跨内力和第三跨内力很靠近，设计时可按五跨连续板计算，以下图1荷载计算恒载标准值： 水磨石面层：0.65 kN/m2 80mm钢筋混凝土板：250.08=2.0 kN/m2 15mm石灰砂浆抹面：170.015=0.255 kN/m2 累计：g=2.905 kN/m2 恒载设计值: 2.9051.05=3.050kN/m2活荷载标准值: 4kN/m2活荷载设计值：q=1.24=4.8kN/m2总荷载设计值：P = g + q = 3.050 + 4.8=7.850 kN/m22计算跨度板厚 h=80mm, 次梁 bh=200mm500mm边跨：L01=Ln+h/2=-120-200/2+80/2=1820mm L01= Ln+a/2=-120-200/2+120/2=1840mm选其中较小者L01=1820mm中跨：L02=Ln=-200=1800m 将计算跨度尺寸标入计算简图中3内力计算跨度差：(L01-L02)/L02=(1820-1800)/1800=1.1%10%，故按等跨连续板计算板弯矩计算：查表9-2得，计算弯矩以下表：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及中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14（kNm）2.364-2.3641.590-1.817截面承载力计算：查表：c=20mm,a=c+5=25mm,b=1000mm,h=80mm,h0=h-a=80-25=55mm, fc=9.6N/mm2 ,fy=210N/mm2,各截面承载力及其配筋计算以下表：板配筋计算板带部位边区板带中间区板带板带部位截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及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中及中间跨跨中中间支座M/kNm2.364-2.3641.590-1.8172.364-2.3641.5900.8=1.272-1.8170.8= -1.45360.0980.0980.0660.0750.0980.0980.0530.0600.1030.1030.0680.0780.1030.1030.0540.062 (mm2)258.94258.94171.01196.45258.94258.94135.82155.85选配钢筋820082006/81706/82008200820062006180实配钢筋面积（mm2）251251170196251251141157当单向连续板周围和钢筋混凝土梁整体连接时，可考虑内拱有利作用，除边跨和离端部第二支座外，中间各跨跨中和支座弯矩值可降低20%表中b最大值为0.108min=0.15%满足要求。三次梁计算次梁按塑性内力重分布方法计算，相关尺寸及计算简图图所表示。相关尺寸计算简图1荷载计算恒定荷载载设计值 板传输荷载：3.0502=6.100 kN/m次梁自重：1.05250.2（0.50-0.08）=2.205kN/m次梁（两侧和底部）抹灰： 1.05170.015（0.50-0.08）2+170.0150.2=0.27846 kN/m累计：g=8.58346kN/m活荷载设计值由板传来荷载：q=4.82=9.6 kN/m 总荷载设计值：p = g + q =8.58346+9.6=18.18346 kN/m2计算跨度边跨：Ln=6000-240-300/2=5610mmL01= Ln1.025=56101.025=5750 mm L01=Ln+a/2=5610+240/2=5730 mm故取较小者L01=5730mm中跨：L02=6000-300=5700 mm将计算跨度尺寸标入计算简图中3内力计算跨度差：（5730-5700）/5700=0.52%10%,按等跨连续梁计算。（1）. 次梁弯矩计算：查表9-2得，计算弯矩以下表：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及中间跨跨中中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/14（kNm）54.274-54.27436.923-42.199（2）.次梁简力计算表：查表9-4得，计算剪力以下表：次梁剪力计算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、右侧剪力计算系数0.450.60.550.55（kN）45.90461.20657.00557.0053.配筋计算（1）.次梁正截面抗弯计算：跨中截面按T形截面计算hf=80 mm，h=500 mm，c=30 mm，a=30+10=40 mm，h0=500-40=460 mm，fc=9.6N/mm2，fy=300N/mm2翼缘宽度边跨：bf=L01/3=5730/3=1910 mmb+Sn=200+1780=1980 mm选择其中较小者：bf=1910 mm中跨：bf=L02/3=5700/3=1900 mm KMmax，故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。次梁正截面承载力计算见下表：次梁正截面承载力计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中及中间跨跨中中间支座M/kNm54.274-54.27436.923-42.199b或bf191020019002000.0160.1540.0110.1250.0160.1690.0120.134 (mm2)458.29496.40322.93393.21选配钢筋31425210+2142541025210+21225实际钢筋面积（mm2）461463314383其中=x/h0均小于0.35，符合塑性内力重分布条件表中所选最小配筋面积As=308mm;验算最小配筋率 =As/(bh0)=0.33% min=0.20%满足要求。（2）架立钢筋配置因为梁跨l=6m，所以d不宜小于10mm，考虑经济取最小钢筋直径d=10mm（3）. 次梁斜截面承载力计算：fc=9.6N/mm2，ft=1.10N/mm,fyv =210N/mm不管是第一类T形截面还是矩形截面：V184V184V184V(kN)59.033V59.033V59.033V配筋方法结构配筋计算配箍筋结构配筋结构配筋选择箍筋双肢箍筋6双肢箍筋6双肢箍筋6双肢箍筋6Asv (mm2)57575757实际钢筋间距s(mm)300200300300因为h=500mm,查表4-1知结构配筋时s=300mm;由计算确定箍筋时=0.0216选双肢箍筋，因为梁h=500mm,箍筋选6，即Asv =57mms=2639mm300mm，取s=200mmmin=0.125%满足要求。四.主梁设计主梁按按弹性理论计算，相关尺寸及计算简图图所表示。1 荷载计算集中恒载设计值：次梁传输荷载：G=8.583466=51.501 kN次梁传来活载：Q=9.66=57.6 kN均布荷载设计值：主梁自重: 1.05250.3（0.7-0.08）=4.883 kN/m主梁（两侧和底部）抹灰: 1.05170.015（0.70-0.08）2+170.0150.3=0.412 kN/m累计：g=5.295 kN/m2.计算跨度：因为b=350 mmmm边跨：ln1=6000-240-350/2=5585mm l01=1.05 ln1 =5864mm中跨：ln2 =6000-350=5650 mml02=1.05 ln2 =5933 mm将计算跨度尺寸标入计算简图中3.内力计算：因为主梁线刚度较柱线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上连续梁。（1）.集中荷载作用下内力计算：计利用附录8可计算出在集中荷载作用下各跨10等分点截面上最大和最小弯矩值及支座截面最大和最小剪力值，其计算公式为：；边跨：kNm kNm中跨：kNm kNm支座：kNm kNm系数可依据荷载作用图式，由附录8查得，然后叠加求出荷载作用点处内力值，因为力作用在三分点处，查附录8利用利用内插法得系数叠加以下表：序号系数系数所要计算弯矩截面支座截面剪力3.356.7B13.315A支座B支座左侧B支座右侧 10.2223 0.1986 0.1329 -0.2628 0.0462 0.0672 0.7372 -1.2628 1.0000 20.2656 0.2643 0.2210 -0.1314 -0.1314 -0.1314 0.8686 -1.1314 0.0000 3-0.0434 -0.0657 -0.0880 -0.1314 0.1776 0.1986 -0.1314 -0.1314 1.0000 40.2078 0.1767 0.1036 -0.3066 0.0747 0.1329 0.6934 -1.3066 1.2190 依据以上系数数据可求出多种集中荷载作用图式下每个截面内力值，组合后就可得出各截面最不利内力值，在集中荷载作用下内力计算结果列入下表：（2）.均布荷载作用下内力计算：在均布荷载作用下做大弯矩值和最小弯矩值及支座截面最大最小剪力值，可利用附录9和附录6表格计算计算公式：； 边跨：kNm kN中跨：kNm kN支座：kNm kN均布荷载作用下弯矩计算以下表：截面系数弯矩值（kNm）3.30.077 14.02 50.075 13.66 6.70.043 7.83 B-0.100 -18.42 13.30.0100 1.87 150.025 4.67 均布荷载作用下剪力计算以下表：项次荷载简图剪力（kN）VAVB左侧VB右侧111.90 -17.74 14.96 （3）.最不利内力组合各个截面最不利内力， 是由集中荷载和均布荷载产生最不利内力相叠加后而得，计算结果以下表：依据上表弯矩包络图见下图：剪力包络图可依据上表最大剪力设计值，按作用对应荷载简支梁求出各截面剪力设计值而绘得，见下图：4.配筋计算：（1）.正截面抗弯承载力计算：hf=80 mm，h=700 mm，c=30 mm，a=30+10=40 mm，h0=700-40=660 mm ,fc=9.6N/mm2，fy=300N/mm2跨中截面按T形梁计算,翼板宽度为:边跨：bf= l01/3= 5864/3=1955mmb+Sn=350+(6000-240-350/2)=5935mm选择其中较小者：bf=1955mm中跨：bf=l02/3=5933/3=1978mm KMmax，故主梁跨中截面均按第一类T形截面计算，支座处按矩形截面计算。因为梁和支座整体连接,所以支座B计算弯矩为:kNm主梁正截面承载力计算见下表：主梁正截面承载计算截面边跨跨中中间支座中间跨跨中KM/kNm205.032219.876111.684b或bf（mm）195530019780.0250.1750.0140.0250.1940.014（mm）1048.841229.84567.92选配钢筋216+2 20254202551225实际钢筋面积(mm2)10301256565表中b最大值为0.194min=0.25%满足要求。（2）架立钢筋配置因为梁跨l=6m，所以d不宜小于10mm，考虑经济取最小钢筋直径d=10mm（3）箍筋及其拉筋配置hw=660-80=580mm450mm，为了预防因为温度变形及混凝土收缩等原因使梁中不产生竖向裂缝在梁两侧应沿高度设置纵向结构钢筋，称为“腰筋”每侧纵向结构钢筋截面面积不应小于腹板截面面积bhw0.1%（0.1%bhw=174mm），且其间距不宜大于200mm，故每侧部署两根12腰筋，其面积为226.2mm。(4).主梁斜截面承载力计算：fc=9.6N/mm2，ft=1.10N/mm,fyv =210N/mm不管是第一类T形截面还是矩形截面：V396V396V(kN)127.05V127.05V127.05V185.38V185.38V 实际钢筋面积(mm2)157157157因为h=700mm,查表4-1知结构配筋时s=350mm;因为验算最小配筋率 =As/(bs)=157/（300350）=0.149%min=0.15%不满足要求，故s=300mm，满足要求。支座B左侧由计算确定箍筋时=0.215选双肢箍筋，因为梁h=700mm,箍筋选8，即Asv =101mms=730mm250mm，取s=200mm250mm，取s=200mmmin=0.15%满足要求。五配筋图（1）.板配筋图（2）、次梁配筋图（3）.主梁配筋图钢筋型式图