水工鋼筋混凝土設(shè)計計算書

1、21 水利水電工程專業(yè) 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計 指導(dǎo)老師： 專業(yè)名稱：學(xué) 號： 姓 名： 提交時間： 1 基本資料一、 題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計二、 設(shè)計資料（1） 某輕工業(yè)廠房單向板肋梁樓蓋，按正常運行狀況設(shè)計，建筑層高4.8m。結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示，墻體厚370mm。樓面面層為：底層20mm水泥砂漿找平層（標(biāo)準(zhǔn)值0.40KN/m2），面層30mm厚水泥砂漿鋪瓷質(zhì)地磚（標(biāo)準(zhǔn)值0.70KN/m2）；鋼筋混凝土梁板容重標(biāo)準(zhǔn)值為25KN/m3；梁板下抹20mm厚水泥砂漿后瓷粉罩面（標(biāo)準(zhǔn)值0.40KN/m2）。梁中縱向受力鋼筋為級，其余鋼筋為級。（2） 荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，混凝土等級

2、強(qiáng)度C30。三、 設(shè)計內(nèi)容（1） 構(gòu)件截面尺寸設(shè)計（2） 板的設(shè)計計算（3） 次梁的設(shè)計計算（4） 主梁的設(shè)計計算（5） 繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制主梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。四、 設(shè)計要求（1） 計算書應(yīng)書寫清楚，字體工整，主要計算步驟、計算公式、計算簡圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計算過程。（2） 圖紙應(yīng)整潔，線條及字體應(yīng)規(guī)范，并在規(guī)定時間內(nèi)完成。2設(shè)計指導(dǎo)書一、 目的要求本課程設(shè)計是水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的重要實踐環(huán)節(jié)之一。通過本課程設(shè)計，使學(xué)生對鋼筋混凝土樓蓋的組成、受力特點、荷載計算、內(nèi)力分析、荷載組合及板、次梁、主梁配筋設(shè)計等有較全面、清楚的了

3、解和掌握，為從事實際工程設(shè)計打下基礎(chǔ)。二、 主要設(shè)計計算步驟1 構(gòu)件截面尺寸選擇（1） 板（2） 次梁（3） 主梁2 板的設(shè)計計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算板的內(nèi)力，計算板的正截面承載力）（1） 荷載（2） 計算簡圖的確定（3） 計算板的彎矩設(shè)計值（4） 板的配筋計算3 次梁的設(shè)計計算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算次梁的內(nèi)力，計算次梁的正截面、斜截面承載力）（1） 計算荷載設(shè)計值（2） 確定次梁的計算簡圖（3） 計算內(nèi)力設(shè)計值 （彎矩設(shè)計值、剪力設(shè)計值）（4） 承載力計算1） 正截面受彎承載力計算2） 斜截面受剪承載力計算4 主梁的設(shè)計計算（主梁按彈性理論設(shè)計。承受次梁傳下的集中荷載及

4、主梁自重。為簡化計算，將主梁自重簡化為集中荷載）（1） 荷載設(shè)計值（2） 確定計算簡圖（3） 計算內(nèi)力設(shè)計值及繪制包絡(luò)圖1） 彎矩設(shè)計值2） 剪力設(shè)計值3） 彎矩和剪力包絡(luò)圖（4） 承載力計算1） 正截面受彎承載力計算2） 斜截面受剪承載力計算 5 施工圖繪制繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的彎矩、剪力包絡(luò)圖、繪制梁的抵抗彎矩圖及配筋圖。 3設(shè)計計算書 一構(gòu)件尺寸設(shè)計 1.板 根據(jù)構(gòu)造要求，板厚取. 跨度.2.次梁 次梁截面高度應(yīng)滿足. 取, , 跨度.3.主梁 主梁截面高度應(yīng)滿足. 取, , 跨度.二板的設(shè)計 該廠房為二級水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級別為二級，一級環(huán)境類別，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

5、;按正常運行狀況設(shè)計，設(shè)計狀況屬持久狀況，設(shè)計狀況系數(shù)取1.0。 承載能力極限狀態(tài)計算時的結(jié)構(gòu)系數(shù);根據(jù)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取永久荷載分項系數(shù);可變荷載分項系數(shù).板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計算 1荷載 取寬為1m的板帶計算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 20mm水泥砂漿 30mm水泥砂漿鋪瓷質(zhì)地磚 90mm鋼筋混凝土板 抹20mm厚的水泥砂漿后瓷粉罩面 1×0.4=0.4KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 總 計 考慮到次梁對板的轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為 2.計算簡圖 次梁截面為250×250mm,板在墻上的支承長度取為120mm,則板的計算跨度為： 邊跨 且 取 中間跨 跨度差

6、 ，可按等跨連續(xù)板計算。取1m寬板帶作為計算單元，計算簡圖如圖1所示。 圖1 板的計算簡圖 （A）板的構(gòu)造 （B）板的計算簡圖 3.內(nèi)力計算 各截面的彎距計算見表1. 表1 板的彎距計算值表 截面邊跨跨中（1）離端第二支座（B）離端第二跨跨中（2）中間跨跨中（3）中間支座（C）彎距系數(shù) 5.987-5.987 3.953 -4.518 4配筋計算 , , 。 C30混凝土， . 級鋼筋，,板的配筋計算見表2。 表2 板的配筋計算表 截面部位 邊跨跨中 B支座 中間跨中 中間C支座12，45軸線間24軸線間12，45軸線間25軸線間彎距計算值5.987 -5.987 3.953 3.162-4.

7、518 -3.614彎距設(shè)計值5.987-5.9873.9533.162-4.518-3.6140.1190.1190.079 0.0630.0900.0720.1270.1270.0820.0650.0940.075562.126562.126362.948251.488287.702331.964 分離式選配鋼筋10/12 17010/121708/10 1708170101708150實配鋼筋面積564.000564.000 379.000 296.000 462.000 335.000 彎起式選配鋼筋10/12 17010/12 1708/10 1708170101708/10 170

8、實配鋼筋面積564.000 564.000 379.000 296.000 462.000 379.000 對軸線間的板帶，其各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接，考慮到板的內(nèi)拱作用，其跨內(nèi)截面2，3和支座截面C的彎距值可折減20%，即乘以系數(shù)0.8。三次梁的設(shè)計 次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計1.荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由板傳來 次梁自重 梁底抹灰 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由板傳來 恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 總 計 考慮到主梁對次梁的轉(zhuǎn)動約束，折算荷載為 2.計算簡圖 次梁在磚墻上的支承長度為240mm,主梁截面為300×700mm.則次梁的計算跨度為：邊跨 且 取 中間跨 跨度差 ，可按等跨連續(xù)梁計

9、算。次梁的計算簡圖見圖2 圖2 次梁的計算簡圖 （A）次梁的構(gòu)造 （B）次梁的計算簡圖3.內(nèi)力計算 連續(xù)次梁各截面的彎距及剪力計算值分別見表3及表4。 表3 次梁彎距計算值表截面位置邊跨跨中(1)離端第二支座 (B) 離端第二跨跨中(2)中間跨跨中(3)中間支座(C)彎矩系數(shù)  (kN·m)93.918 -93.918 63.451 -72.515 表4 次梁剪力計算值表截面位置端支座(A)右側(cè)離端第二支座 (B)中間支座(C)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)剪力系數(shù)0.450.600.550.550.55(kN)79.164 105.552 97.959 97.959 97.959 4承

10、載力及配筋計算 正截面受彎承載力計算 進(jìn)行正截面受彎承載力計算時，跨中截面按T形截面計算。其翼緣計算寬度為： 邊跨 取較小值，即 離端第二跨，中間跨 取較小值，即 梁 高 翼緣厚 肋 寬 判別T形截面類型： 故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。 支座截面按矩形截面計算，梁寬,按單排筋考慮，即次梁正截面承載力計算及配筋過程見表5。 表5 次梁正截面承載力計算及配筋表截面位置邊跨跨中(1)離端第二支座(B)離端第二跨跨中(2)中間跨跨中(3)中間支座(C) 彎距計算值93.918 -93.918 63.451 -72.515 彎距設(shè)計值93.918-93.91863.451 -72.515 0.0

11、19 0.1460.0130.1120.019 0.1580.013 0.119(支座)(跨中)800.16875.52547.476659.41選用鋼筋318118+220 220220實際配筋面積 (mm2)763.000 882.500 628.000 628.000 計算結(jié)果表明均小于0.35，符合塑性內(nèi)力重分布的條件。斜截面受剪承載力計算 , , , . 腹筋僅配置箍筋，次梁斜截面的承載力計算及配筋過程見表6。 表6 次梁斜截面承載力計算及配筋表截面位置端支座（A）右側(cè)離端第二支座（B）左側(cè)離端第二支座（B）右側(cè)中間支座（C）左側(cè)，右側(cè)煎力計算值79.164 105.552 97.9

12、59 97.959 剪力設(shè)計值79.164105.55297.95997.959截面尺寸驗算1.48 4.01.48 4.01.48 4.0 選用箍筋（雙肢）（按構(gòu)造要求）56.656.656.6配箍率 四主梁的設(shè)計（主梁按彈性理論設(shè)計）1.荷載恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由次梁傳來 主梁自重(化為集中荷載) 梁底抹灰 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由次梁傳來 恒荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 總 計 2.計算簡圖 主梁端部支承在磚墻上，支承長度取為370mm;中間支承在柱上，鋼筋混凝土柱截面尺寸為350mm×350mm.因梁的線剛度比柱的線剛度大得多，可視為中部鉸支的三跨連續(xù)梁。 計算跨度： b=300<0.0

13、5×8100=405所以取. 可按等跨連續(xù)梁計算。主梁的計算簡圖見圖3。 圖3 主梁的計算簡圖 （A）主梁的構(gòu)造 （B）主梁的計算簡圖3.內(nèi)力計算及包絡(luò)圖. 內(nèi)力計算采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)行，跨中和支座截面最大彎距及剪力按下式計算。 不同荷載組合下各截面的彎距及剪力計算結(jié)果見表7和表8。 表7 主梁彎距計算表（kN/m）項次 荷載簡圖邊跨跨中支座B中間跨跨中支座CABCDG1a2b181.349115.201-198.44349.79749.797-198.443ABCDQ1a2b250.289 211.317 -115.185 -115.185 -115.185 -115.1

14、85 ABCDQ1a2b-38.106 -77.079 -115.185 173.210 173.210 -115.185 ABCDQ1a2b198.326 108.257 -269.342 83.141 147.229 -77.079 ABCDQ1a2b-25.982 -51.097 -77.079 147.229 83.141 -269.342 ABCDQ1a2b237.298 186.201 -154.157 -103.926 -51.963 38.106 組合次項 +431.638 326.518 -313.628 -65.388 -65.388 -313.628 +143.243 3

15、8.122 -313.628 223.007 223.007 -313.628 +379.675 223.458 -467.785 132.938 197.025 -275.522 +155.367 64.104 -275.522 197.025 132.938 -467.785 +418.647 301.402 -352.600 -54.130 -2.167 -160.337 表8 主梁剪力計算表（kN） 項次 荷載簡圖端支座A中間支座B中間支座CABCDG1a2b67258-116.25691.757-91.757116.256ABCDQ1a2b92.593 -121.247 0.000

16、0.000 121.247 ABCDQ1a2b-14.220 -14.220 106.920 -106.920 14.220 ABCDQ1a2b73.668 -140.172 130.656 -83.184 9.516 ABCDQ1a2b9.516 -9.516 -83.184 130.656 140.172 ABCDQ1a2b87.888 -125.952 23.736 23.736 -4.704 組合次項 +159.851 -237.504 91.757 -91.757 237.504 +53.038 -130.477 198.677 -198.677 130.477 +140.926 -

17、256.428 222.413 -174.941 125.772 +67.258 -125.772 8.573 38.899 256.428 +155.146 -242.208 115.493 -68.021 111.552 將以上表中最不利內(nèi)力組合下的彎距圖及剪力圖分別疊畫在同一坐標(biāo)圖上，畫其外包線即得到主梁的彎距包絡(luò)圖即剪力包絡(luò)圖，見圖4。 圖4 主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖 （A）彎矩包絡(luò)圖 （B）剪力包絡(luò)圖4.承載力計算正截面受彎承載力計算 跨內(nèi)按T形截面計算，其翼緣計算寬度為： 邊跨 取較小值，即 離端第二跨，中間跨 取較小值，即 梁 高 翼緣厚 肋 寬 判別T形截面類型： 故各跨跨中截面均屬于

18、第一類T形截面。 支座截面按矩形截面計算，考慮到支座截面及邊跨跨中截面彎距較大，縱筋布置兩排，并放在次梁主筋下面，因此取;而中間跨跨中截面按單排布筋，取B支座邊緣的彎距值： 主梁正截面配筋計算過程見表9。 表9 主梁正截面承載力計算表 截面位置邊跨跨中中間支座（B） 中間跨跨中彎距計算值431.638 -433.017 223.007 -65.388 彎距設(shè)計值431.638 -433.017 223.007 -65.388 0.031 0.2940.016 0.005 0.032 0.3530.016 0.005 (支座)(跨中)2718.1443041.624 1359.072 424.71選用鋼筋222+425525+220222+220220實際配筋面積 (mm2)2724.003082.00 1388.00 628.00 斜截面受剪承載力計算, 端支座取, B支座負(fù)筋為雙排，且布置在次梁負(fù)筋下部，故取h0=700-65=635mm,，.主梁斜截面的配筋計