水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設計模板.doc

1 課程設計任務書一、 設計資料1、設計條件某水電站副廠房屬3級水工建筑物，環(huán)境條件類別為一類，采用外墻及內(nèi)柱承重，柱網(wǎng)布置如圖1所示，柱的截面尺寸bh，樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式肋形結(jié)構(gòu)。L15L2L2L2250250ABCD164532120bhL1L2L21203L1L1L2圖1副廠房結(jié)構(gòu)平面布置圖2、設計參數(shù)廠房按正常運行狀況設計；樓面面層用20mm厚水磨石，板底及梁用20mm厚混合砂漿粉底；鋼筋除縱向受力鋼筋采用HRB335，其余采用HPB235；混凝土強度等級為C25。水磨石容重1為0.65N/m2；混合砂漿容重2為17kN/m3；鋼筋混凝土容重3為25kN/m3；樓面活荷載標準值qk及其余設計參數(shù)按學號給出，見表2，并據(jù)此填入表1。表1 設計自選參數(shù)題號L1L2(mmmm)5L23L1(mmmm)bh(mmmm)qk（kN/m2）42660006300315001800035035072 計算書正文2.1 結(jié)構(gòu)布置根據(jù)樓蓋結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸，進行結(jié)構(gòu)布置，如圖2.1所示：2.2初步選擇板、梁的截面尺寸主、次梁的截面尺寸計算如下表所示：表2.1 次、主梁的截面尺寸構(gòu)件名稱L(mm)高度h計算值(mm)寬度b計算值(mm)取 值b*h(mm*mm)主梁6300(1/151/10)L420630(1/31/2)h167250250500次梁6000(1/181/12)L333500(1/31/2)h150225220450板的厚度按構(gòu)造要求h=100mm=2100/40=52.5mm，樓板厚度不少于60mm，密肋板厚度不少于50mm，工業(yè)建筑板厚度不少于70，本設計樓板可選用100mm厚的樓板。2.3單向板的設計 按照塑性內(nèi)力重分布理論進行計算板的內(nèi)力，對多跨連續(xù)板沿板的長邊方向取1米寬的板帶作為板的計算單元。2.3.1計算簡圖l0=lnl0=lnblnlnlnab板：l01= ln+h/2 和 l01= ln+a/2 取小值圖2.2 計算跨度示意圖板在墻上的支承長度a不小于120mm，取a=120mm；中間支座寬度即為次梁寬度:b=220mm；板厚：h=100mm。計算跨度按圖2.3進行計算，其中邊跨：=2100-120-b/2+h/2=2100-120-110+50=1920mm， =2100-120-b/2+a/2=2100-120-110+60=1930mm 兩式較小值為l01=1920mm中間跨：=2100-b=2100-220=1880mm由于（1920-1880）/1880 100%=2.13%5%，故可按等跨連續(xù)板計算內(nèi)力；且多于五跨連續(xù)板按五跨計算內(nèi)力，小于五跨或等于五跨的連續(xù)板按實際跨數(shù)計算內(nèi)力。按圖2.1布置板其跨度多于五跨，故按五跨計算內(nèi)力，其計算簡圖見圖2.3。2.3.2荷載計算板的荷載計算可列表計算，見下表2.2荷 載 種 類荷載標準值（kN/m）荷載分項系數(shù)荷載設計值（kN/m）永久荷載20mm厚水磨石面層0.651.050.68100mm厚現(xiàn)澆板自重2.51.052.6320mm厚板底抹灰0.341.050.36小 計（g）3.49-3.67可變荷載（q）71.28.4總荷載（g+q）10.49-12.07表2.2 板的荷載計算表說明：1.分項系數(shù)取值依據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，G =1.05，Q =1.2。 2.荷載標準值的計算： 20mm厚水磨石面層：0.65*1=0.65kN/m 100mm厚現(xiàn)澆板自重： 25*0.1*1=2.5kN/m 20mm厚板底抹灰: 17*0.02*1=0.34N/m2.3.3板的內(nèi)力計算板考慮塑性內(nèi)力重分布后，各跨中及支座截面的彎矩系數(shù)值按圖2.4采用，各跨中及支座截面的彎矩按式計算。圖2.4單向板內(nèi)力系數(shù)板一般均能滿足斜截面抗剪承載力要求，所以只進行正截面承載力計算。計算B支座負彎矩時，計算跨度取相鄰兩跨的較大值。板的彎矩計算見表2.3：表2.3 板的彎矩計算表截 面邊跨中M1B支座MB中間跨中M2、M3中間支座MC跨 度 （m）1.9201.9201.8801.880內(nèi)力系數(shù) 1/11-1/111/16-1/14 彎矩值（kNm）2.98-2.981.98-2.262.3.4板的配筋計算板單寬b取為1000mm，一類環(huán)境保護層厚度c=20，對于薄板 a=c+5=25mm，h0=h-a=100-25=75mm。各截面配筋計算過程見下表，中間區(qū)格中間板的四周與梁整體連接，由于拱效應，彎矩有所降低，故M2、M3及MC應降低20%，計算結(jié)果可以填在表2.4內(nèi)。表2.4 板正截面承載力計算截 面邊跨跨中B支座中間跨中，中間支座邊區(qū)格中間區(qū)格邊區(qū)格中間區(qū)格M（kNm）2.982.981.981.582.26-1.81（mm）7.257.254.703.725.404.28=19.25（mm）滿足滿足滿足滿足滿足滿足= （）331331215170247196選配鋼筋814081408200825082008200實配359359251201251251說明：minbh0=0.2%*1000*75=110mm2，實際配筋面積均滿足要求。其中：=1.15, =11.9N/, =210N/2.3.5板的模板配筋板的配筋一般采用分離式，板的配筋圖見A1圖。2.4次梁的設計次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布進行設計2.4.1計算簡圖次梁在墻上的支承長度a不小于240mm，現(xiàn)取a=240；中間支座寬度即為主梁寬度（b=250）。計算跨度按圖2.2進行計算，其中：邊跨：=6300-120-250/2+0.025(6300-120-250/2)=5540mm =6300-120-250/2+240/2=5525mm兩式相比取較小值L01=5525mm中間跨：=6000-b=6000-250=5750mm由于(5525-5350)/5350 100%=3.27%0.1 故僅按計算跨度L0和梁凈距Sn考慮。邊跨：桉計算跨度L0考慮：= L0 /3=5.525/3=1.84m 按梁凈距Sn: =b+ Sn=0.22+(2-0.12-0.22/2)=1.99m 取較小值即=1.84m中間跨：桉計算跨度L0考慮：=L0/3=5.35/3=1.78m 按梁凈距Sn: =b+ Sn=0.22+(2-0.22)=2m 取較小值即=1.78m判別T形截面類型: 邊跨:/rd=11.9*1840*80*（410-80/2）/1.2=436 kNm42.13 kNm 中間跨: /rd=11.9*1780*80*(410-80/2)/1.2=422 kNm27.16kNm故各跨中截面均屬于屬于第一類T形截面。次梁正截面承載力計算： 表2.8 次梁正截面受彎承載力計算截面位置邊跨中M1B支座MB中間跨中M2彎矩設計值M(kN.m)截面類型一類T形矩形一類T形AS(mm2)選配鋼筋316222216實際配筋面積(mm2)603760402說明：minbh0=0.2%*220*410=180.4mm2，實際配筋面積均滿足要求。其中: =，=1-，=或=(mm)2.4.4.2斜截面受剪承載力計算包括復核截面尺寸、腹筋計算和最小配箍率驗算。斜截面承載力計算過程可列于表2.9。表2.9次梁斜截面受彎承載力計算截面位置邊支座QA內(nèi)支座QBl內(nèi)支座QBr剪力設計V(kN)54.4372.5865.86rdV65.3287.1079.030.25fcbh00.259.6220410/1000=216.48 KN rdVmax,截面尺寸滿足要求0.7ftbh00.71.1220410/1000=69.45 KNrdVmax需配置彎筋彎起鋼筋無箍筋用量200,雙肢Asv(mm2)101= Asv/bs101/(220200) 100%=0.23%0.15%Vcs=Vc+1.25（fyv Asv/s）h069.45+(1.25210101/200) 410/1000=123.8 KNVCS rdV滿足滿足滿足2.4.5 次梁的模板配筋次梁的配筋圖見A1圖2.5主梁的設計主梁內(nèi)力計算按彈性理論設計，視為鉸支在柱頂上的連續(xù)梁。2.5.1計算簡圖 圖2.6：主梁的有關尺寸及支承情況主梁在墻上的支承長度a不小于370mm，現(xiàn)取a=370.中間支座寬度即為柱橫截面高度，即取b=400mm。計算跨度按圖2.6進行計算，其中：邊跨：取 =6000-120-400/2+0.05(6000-120-400/2)=5964mm=6000-120-400/2+370/2=5865mm 取兩式較小值L01=5740mm中間跨：=6000=6000mm由于（60005865）/6000 100%=2.25% rdVmax=201.08 kN 截面尺寸滿足要求0.7ftbh00.71.1350620/1000=167.09 KNrdVmax=201.08 kN 需配置彎筋彎起鋼筋無箍筋用量150,雙肢Asv(mm2)101= Asv/bs101/(350150) 100%=0.19%0.15%Vcs=Vc+1.25（fyv Asv/s）h0201.08+(1.25210101/150) 620/1000=310.67KNVCS rdV滿足滿足滿足滿足滿足2.5.6附加鋼筋計算主、次梁交接處附加橫向鋼筋計算。在主梁與次梁交接處，主梁的腹筋承受由次梁傳來的集中荷載作用，為防止在主梁的中下部出現(xiàn)裂縫破壞，故在此交接處設置附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋），現(xiàn)在此處設置箍筋。(a) 主梁與次梁交接處斜向裂縫 (b)吊筋形式 (c) 箍筋形式圖2.8 主梁與次梁交接處箍筋和吊筋形式考慮到主梁與次梁交接處的破壞面大體如圖8(b)和(c)虛線所示，故附加橫向鋼筋應布置在S=2h1+3b的范圍內(nèi)，其數(shù)量按下式計算：式中：F 次梁傳給主梁的集中荷載設計值（應扣除主梁自重）； fyv 附加橫向鋼筋的抗拉強度設計值； 附加橫向鋼筋與梁軸線的夾角，一般取=45；因為：S=2h1+3b=2（700-450）+3220=1160mm。故附加鋼筋應布置在116