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1、 《钢筋混凝土结构》 课程设计 题 目：现浇钢筋混凝土肋梁楼盖设计 目 录 1.课程设计目的 …………………………………………………3 2.设计资料 ………………………………………………………3 3.设计内容 ………………………………………………………4 3.1确定结构布置方案 …………………………………………4 3.2板的设计 ……………………………………………………5 3.3次梁的设计 …………………………………………………7 3.4主梁的
2、设计 …………………………………………………11 4.结束语 …………………………………………………………18 一. 课程设计目的 水工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重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重要作用。 1)．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实际水工结构设计工作奠定初步基础。 2)．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
3、土梁板结构设计等章节的理论知识。 3)．掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如： ①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； ②掌握弹性理论的设计方法； ③掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法； ④了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求； ⑤掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定； 4)．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。 二、 设计资料 1、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1所示。 图1
4、水力发电厂副厂房楼盖平面图 2、楼面活载标准值q=5.5 KN/m。 3、墙体厚度370mm，结构横向长21.6m,结构纵向长28.5m,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。 4、该建筑位于非地震区。 5、建筑物安全级别为二级。 6、结构环境类别为一类。 7、建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板C25级。钢筋级别：板中钢筋、梁中钢筋、构造钢筋HPB235级，梁中受力筋HRB335级。 8、荷载：钢筋混凝土容重为25kN/m3。楼面做法： 20mm厚水泥砂浆面层，gc=20kN/m3；钢筋混凝土现浇板；12mm厚纸浆灰抹底（容重为16kN/m3）；
5、 9、板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸为400mm×400mm。 10、使用的规范：水工混凝土结构设计规范（SL 191-2008）。 三、设计内容 1、 确定结构布置方案 (1)进行柱网布置、进行主梁和次梁布置 拟定主梁的跨度为5.7m,次梁的跨度为5.4m，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为1.9m。楼盖结构的平面布置图如图2所示。 图2 楼盖结构平面布置图 （2）确定各截面的构件尺寸 截面的高度主要和构件的跨度有关，在设计中，按高跨比来初步确定梁、板的截面高度，要求板厚，
6、即，对工业建筑的楼盖板，要求，取板厚。 多跨连续次梁截面高度应满足高跨比，取。截面宽度取。 主梁截面高度应满足，取。 截面宽度取为。柱的截面尺寸。 2 、板的设计 （1）确定计算简图并进行荷载计算 板的长跨与短跨比，宜按双向板设计，在本设计中按单向板设计，但应沿长跨方向配置足够数量的构造钢筋。次梁截面为，板在墙上的支承长度为，按弹性理论方法设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定 边跨 =1900-120-100+100+60=1840 且 =1900-120-100+100+40=1820 取=1820 中间跨 ，故=1.1×(1900
7、200)=1870 板的计算简图如图3所示。 图3 板的计算简图 取1板带计算： 恒荷载: 80钢筋混凝土板 12厚纸浆灰 20厚水泥砂浆 标准值： 板的活荷载标准值: 恒荷载设计值 活荷载设计值 荷载总设计值 考虑到次梁对板的转动约束，折算荷载为 （2）内力计算 按等跨表格系数计算内力 查附录六得弯矩系数，弯矩计算值为 1. 跨中弯矩 边跨 =0.0781×6.02×1.822＋
8、0.1×3.3×1.822²=2.65 中间跨 =0.0331×6.02×1.872＋0.0787×3.3×1.872²=1.61 =0.0462×6.02×1.872＋0.0855×3.3×1.872=1.96 2. 支座弯矩 -[0.105×6.02×()2＋0.119×3.3×()2]= -3.49 -[0.079×6.02×1.872＋0.111×3.3×1.872]=-2.87 3. 支座边缘弯矩 =-[3.49－]=-2.77 =-[5.51－]=-2.13 （3）.正截面配筋计算 对四周与梁整体连接的单向板，中间跨的跨中截面及中间支座，计算弯矩可
9、减少20%，其它截面不予降低。板配筋计算过程见表1，板的配筋采用弯起式。 表1 2 Mc M3 M1 MBr 边板带 中板带 边板带 中板带 边板带 中板带 弯距计算值() 2.65 -3.49 1.61 1.28 -2.13 -1.70 1.96 1.57 0.088 0.116 0.054 0.043 0.071 0.057 0.065 0.052 0.093 0.124 0.055 0.044 0.074 0.058 0.068 0.054 满足 满足 满足 满足 满足
10、 满足 满足 满足 289 386 171 136 229 182 211 167 选配钢筋(mm2) 8/10@200 (322) 10@200 (393) 8/10@ 200 (322) 8@200 (251) 8@200 (251) 8@200 (251) 8@200 (251) 8@200 (251) 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 板中除按计算配置受力钢筋外，尚应设置下列构造钢筋。 1.分布钢筋：按规定选用φ8＠200。 2.板面附加钢筋：按规定选用φ8＠200，设置于主梁顶部和墙边。
11、3.墙角附加钢筋：按规定选用φ8＠200，双向配置于四个墙角的板面。 板配筋详图见施工图 3.次梁的设计 （1）确定计算简图并进行荷载计算 次梁为四跨连续梁，次梁在砖墙上的支承长度为a=240mm,次梁截面为200mm×400mm.则次梁的计算跨度为： 边跨 且 取 中间跨时， 取 跨度差，可按等跨连续梁计算。 次梁的计算简图见图4 图4 荷载计算 恒荷载： 由板传来 次梁自重 梁底抹灰 标
12、准值： 恒荷载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 考虑到主梁对次梁的转动约束，折算荷载为 (2)内力计算（弯矩和剪力计算） 按弹性理论，采用等跨表格计算，查附录六得弯矩系数和，由此按下列公式计算： 弯矩计算值为 剪力计算值为 弯矩： = 支座弯矩 支座弯矩 支座边缘弯矩 剪力： 计算跨度取净跨度：边跨 ，中间跨 (3)正截面配筋计算 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
13、计算。其翼缘计算宽度为： 边跨 取较小值，即 中间跨 取较小值，即 梁高 翼缘厚 肋 宽 判别T形截面类型： 故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。 受力钢筋HRB335级次梁正截面承载力计算及
14、配筋过程见表3。 表3 1 B 2 C 47.93 56.33 30.40 42.79 57.52 67.59 36.48 51.35 ho 360 360 360 360 b或bf' 1670 200 1700 200 0.022 0.219 0.014 0.166 0.023 0.251 0.014 0.183 满足 满足 满足 满足 (支座) (跨中) 539 715 340 523 选配钢筋 2φ16+1φ14 (556) 2φ16+2φ14 (710) 3φ12
15、339） 2φ14+2φ12 (534) 满足 满足 满足 满足 (4)斜截面受剪承载力计算 , , , ， 腹筋仅配置箍筋，次梁斜截面的承载力计算及配筋过程见表4。 表4 次梁斜截面承载力计算及配筋表 截面位置 （A）右侧 （B）左侧 （B） 右侧 （C） 左侧 （C） 右侧 剪力计算值 51.53 59.97 55.58 51.32 51.32 剪力设计值 61.84 71.97 66.69 61.59 61.59 2
16、14.2 214.2 214.2 214.2 214.2 102 102 102 102 102 选用箍筋（直径） 101 101 101 101 101 — 1713 5083 — — 实际箍筋间距() 200 200 200 200 200 是否满足 满足 满足 满足 满足 满足 114.95 114.95 114.95 114.95 114.95 — — — — — 是否需第二弯起钢筋 否 否 否 否 否 (5
17、)次梁配筋详图 次梁的配筋及构造如施工图所示。跨中受力钢筋按构造要求选用3根，其中，两根设于梁角兼作架立筋，一根在支座附近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有关规定处理。角点处钢筋截断后另设架立筋与之绑扎连接。 4. 主梁的设计 (1)确定计算简图 主梁端部支承在砖墙上，支承长度取为370mm;中间支承在柱上,柱截面尺寸为400mm×400mm. 因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于4，可视为中部铰支的五跨连续梁。 计算跨度： 边跨 且 取较小值 中间跨 当时
18、 取. 跨度差 ，可按等跨连续梁计算。 主梁的计算简图见图5。 图5 荷载计算 恒载： 由次梁传来 主梁自重(化为集中荷载) 主梁粉刷 恒载标准值： 恒荷载设计值 活载： 由次梁传来 活荷载设计值 总
19、计 （2）内力计算 内力计算采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨中和支座截面最大弯距及剪力按下式计算。弯矩计算值为 剪力计算值为 内力计算见表5: 表5 主梁内力计算表 序号 荷载简图 计算截面的弯矩值 (1) 1 2 B 3 4 C 5 61.94 37.58 -73.08 20.69 26.45 -55.79 32.22 (2) 106.22 89.26 -50.88 -47.28 -43.67 -40.07 85.54 (3) -
20、17.81 -35.63 -53.43 76.81 81.43 -39.56 -39.56 (4) 83.57 43.94 -118.85 38.97 71.31 -22.04 -29.44 (5) -11.75 -23.51 -35.26 64.92 39.50 -111.55 44.26 最不利内力设计值见表6 表6 最不利内力设计值 1 2 B 最不利弯矩设计值 Mmax=(1)+(2)=168.62 Mmax=(1)+(2)=126.84 Mmax=(
21、1)+(4)=-191.93 Mmin=(1)+(3)=44.132 Mmin=(1)+(3)=1.95 Mmin=(1)+(5)=-108.34 3 4 C 5 Mmax=(1)+(3)=97.50 Mmax=(1)+(3)=107.88 Mmax=(1)+(5)=-167.34 Mmax=(1)+(2)=117.76 Mmin=(1)+(2)=-26.59 Mmin=(1)+(2)=-17.22 Mmin=(1)+(4)=-77.83 Mmin=(1)+(4)=2.78 将以上表中最不利内力组合下的弯距图分别叠画在同一坐标图上，画其外包线 即得
22、到主梁的弯距包络图(图6)。 图6 弯矩包络图 剪力计算见表7： 表7 支座剪力计算 序号 荷载简图 支座剪力值(KN) (1) 34.05 -60.83 50.55 -44.34 47.44 (2) 58.39 -77.04 1.94 1.94 67.72 (3) -9.79 -9.79 70.21 -65.22 0.00 (4) 45.94 -89.49 85.11 -50.32 -3.99 (5) -6.46 -
23、6.46 54.01 -81.43 84.00 最不利剪力设计值见表8 表8 最不利剪力设计值 最不利剪力设计值 Vmax=(1)+(2)=92.44 Vmax=(1)+(4)=-150.32 Vmax=(1)+(4)=135.66 Vmax=(1)+(5)=-125.77 Vmax=(1)+(5)=131.44 Vmin=(1)+(3)=24.26 Vmin=(1)+(5)=-67.29 Vmin=(1)+(2)=52.49 Vmin=(1)+(2)=-42.40 Vmin=(1)+(4)=43.45 将以
24、上表中最不利内力组合下的剪力图分别叠画在同一坐标图上， 画外包线 即得到主梁的剪力包络图(图7)。 图7 3.正截面配筋计算 跨内按T形截面计算，其翼缘计算宽度为： 边跨 取较小值，即 离端第二跨，中间跨 取较小值，即 梁 高 ， 翼缘厚
25、 肋 宽 判别T形截面类型： 故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。 梁截面的有效高度的确定： 由于在支座截面有次梁钢筋的存在，导致主梁承受负弯矩的纵筋位置下移， 梁的有效高度减少，所以在计算主梁支座截面负钢筋时，截面有效高度：一排钢 筋,； 中间跨跨中截面按单排布筋，取 主梁正截面配筋计算过程见表8。 表8 1 2 B 3 4 C 5 弯距计算值 168.62 126.84 191.93 97.50 107
26、88 167.34 117.76 弯距设计值 202.34 152.21 230.32 117.00 129.46 200.81 141.31 1819 1819 300 1855 1855 300 1855 ho 660 660 640 660 660 640 660 0.021 0.016 0.158 0.012 0.013 0.137 0.015 0.022 0.016 0.147 0.012 0.014 0.129 0.015 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足
27、 (支座) (跨中) 1033 775 1118 595 658 983 719 选用钢筋 4φ18 (1017) 3φ18 (763) 2φ20+2φ18 (1137) 3φ16 (603) 2φ16+ 1φ18 (657) 3φ20 (942) 3φ18 (763) 满足 满足 满足 满足 满足 满足 满足 4.斜截面配筋计算 , 端支座取, B支座负筋为单排，且布置在次梁负筋下部，故取，，. 主梁斜截面的配筋计算过程见表9。 A Bl Br Cl Cr 剪力计算值 92.44 150.32
28、 135.66 125.77 131.44 剪力设计值 110.928 180.384 162.792 150.924 157.728 ho 660 640 640 640 640 0.25fcbho 589.05 571.2 571.2 571.2 571.2 Vc=0.7ftbho 176.02 170.68 170.68 170.68 170.68 选用箍筋（直径） φ8 φ8 φ8 φ8 φ8 100.6 100.6 100.6 100.6 100.6 - 1743 - - - 实配箍筋间距(
29、) 200 200 200 200 200 263 255 255 255 255 是否满足 满足 满足 满足 满足 满足 5、主梁吊筋计算 次梁传给主梁的集中力设计值为： 则 所以取吊筋为1φ22，=760，满足要求 6、绘制施工图（见附图） 7、结束语 本次课程设计的题目是“现浇钢筋混凝土肋梁楼盖设计”，是在给定的板尺寸情况下，利用板的设计、次梁设计、主梁设计原理，完成配筋计算及校核，并绘制施工图。 在这次设计过程中，用到了大量的符号和标注，如果不辩认清楚，特别容易出错，在板、次梁、主梁的荷载计算中，需
30、正确划分好受力区域，在配筋计算中，计算内容复杂，可运用电脑Excel程序编制。在进行五跨连续主梁弯矩图绘制时，由于无系数表查找，采用理正结构工具箱完成。 这次课设入手较难，计算过程相对简单，配筋及绘图复杂。但是只要从课本基本理论出发，不急不躁，细心认真，都能处理得当。遇到不解的问题时，要学会问同学和老师，避免牵一发而动全身的情况发生。 水工钢筋混凝土结构课程设计是教学计划中一个重要的实践教学环节，通过此次这一次的课程设计，使我对钢筋混凝土课程知识有了更深一步的了解，学会了灵活运用课本知识和原理，将其应用于实践中。同时，在课程设计过程中，需要不断查找相关规范，使我能够熟练掌握各种规范表的作用。
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