1、 課程名稱:水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計姓名 : 劉鵬學號: 2011011181專業(yè)班級:水利水電建筑工程(二班水工鋼筋砼課程設(shè)計任務書課程設(shè)計題目:鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計一、設(shè)計資料1、設(shè)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,廠房按正常運行狀況設(shè)計,設(shè)計狀況屬持久狀況,設(shè)計狀況系數(shù)取1.0。采用外墻及內(nèi)柱承重,柱網(wǎng)布置如圖1所示,樓蓋采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆整體式肋形結(jié)構(gòu)。 圖1副廠房樓蓋結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置圖2、設(shè)計參數(shù)(1樓層構(gòu)造20mm厚水泥砂漿抹面(水泥砂漿容重1為20kN/m3。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層(鋼筋混凝土容重3為25kN/m3。15mm厚混合砂漿粉底(混合砂漿容重2為17k

2、N/m3。(2材料混凝土:樓面活荷載標準值q k6kN/m時,采用C20;q k>6kN/m時,采用C25;鋼筋:除主梁和次梁的主筋采用HRB335鋼筋外,其余均采用HPB235鋼筋。(3設(shè)計參數(shù)表1 柱網(wǎng)尺寸L1×B1及荷載樓面活荷載標準值 柱網(wǎng)尺寸L1×B1、柱的截面尺寸b×h = 300mm×400mm,樓面活荷載標準值q k按題號由表1給出,如表2所示。表2 設(shè)計參數(shù)自選 二、設(shè)計內(nèi)容1、肋型結(jié)構(gòu)梁格布置及構(gòu)件尺寸擬定根據(jù)設(shè)計任務書提供的設(shè)計資料及表1所填有關(guān)設(shè)計參數(shù)進行結(jié)構(gòu)布置;選定材料并擬定構(gòu)件截面尺寸,板的結(jié)構(gòu)采用單向板結(jié)構(gòu)。2、結(jié)構(gòu)

3、內(nèi)力計算根據(jù)結(jié)構(gòu)工作狀況及結(jié)構(gòu)特點,確定計算簡圖,并進行荷載計算;計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力,并根據(jù)需要繪制內(nèi)力包絡圖。3、截面設(shè)計考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、經(jīng)濟、便于施工等因素進行截面設(shè)計;合理選擇受力鋼筋,并按要求配置構(gòu)造鋼筋;繪制主梁內(nèi)力包絡圖及抵抗彎矩圖。4、繪制構(gòu)件施工圖繪制樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖(1:1001:200;繪制板、次梁和主梁模板配筋圖,根據(jù)需要繪制鋼筋材料表或鋼筋抽樣圖。三、課程設(shè)計分組及要求1、設(shè)計分組學生根據(jù)學號按表1確定自己的設(shè)計參數(shù),將設(shè)計參數(shù)填入表2(題號即自己學號的末兩位數(shù)字,并獨立完成課程設(shè)計任務。2、時間和地點安排1熟悉資料1天2結(jié)構(gòu)布置1天3內(nèi)力計算2天4截面設(shè)計2天5施工圖

4、繪制2天6計算書整理2天課程設(shè)計的地點安排在逸夫樓C402。3、提交的文件1計算書1份每個學生按照封面、目錄、課程設(shè)計任務書、計算書正文的順序裝訂成冊。要求提交word文檔打印件,排版整齊,并將電子文檔按行政班級提交指導老師。2施工圖3張每個學生提交3張3號施工圖(CAD繪圖或手繪圖,分別為板的配筋圖(必須采用分離式配筋,次梁配筋圖和主梁配筋圖。4、考核方式與成績評定按設(shè)計成果(包括設(shè)計計算書和設(shè)計圖紙占70%、設(shè)計過程(包括出勤情況和設(shè)計態(tài)度占30%比例評定課程設(shè)計成績。四、主要參考資料1李萃青, 閻超君, 趙建東. 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(第二版M. 北京:中國水利水電出版社, 2006.2水

5、利部長江水利委員會長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院. 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(SL191-2008S, 北京: 中國水利水電出版社, 2008.3河海大學、大連理工大學等. 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(第四版M, 北京: 中國水利水電出版社,2009.4周氐, 章定國, 鈕新強. 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊M. 北京: 中國水利水電出版社,1998.5袁錦根, 余志武. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理M. 北京: 中國鐵道出版社, 2003.6葉列平. 混凝土結(jié)構(gòu)(上冊M. 清華大學出版社, 北京, 2002.7朱彥鵬, 蔣麗娜, 張玉新等. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理M. 重慶大學出版社, 重慶, 2002.指導教師:吳帥兵、

6、鄢玉英、蔡高堂、張潔、王志強、張強、羅紅衛(wèi)教研室主任:蔡高堂1設(shè)計任務書一、 題目鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計二、 設(shè)計資料某水電站生產(chǎn)副廠房為3級水工建筑物,廠房按正常運行狀況設(shè)計,采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋,結(jié)構(gòu)平面布置如圖所示,墻體厚370mm 。樓面面層為20mm 厚水泥砂漿抹面 ,梁板底面為15mm 厚混合砂漿抹平。采用C20混凝土;梁中縱向受力鋼筋為級,其余鋼筋為級。試設(shè)計該樓蓋(樓梯間在此平面之外,不考慮(一類環(huán)境。荷載標準值 , 均布活荷載標準值:2k m /0kN .6q ,水泥砂漿抹面:3m /20kN ;鋼筋混凝土:3m /25kN ;混合沙漿:3m /17kN 廠房肋形

7、樓蓋結(jié)構(gòu)平面示意圖三、 設(shè)計內(nèi)容構(gòu)件截面尺寸設(shè)計 板的設(shè)計計算 次梁的設(shè)計計算主梁的設(shè)計計算繪制板的配筋圖、繪制次梁的配筋圖、繪制主梁的配筋圖。鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計一、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸確定主梁跨度為l=6000 mm;次梁跨度為l=6000 mm;主梁面跨度內(nèi)布置兩根次梁;板的跨度為l=2000 mm.估計梁板截面尺寸:按高跨比條件,要求板厚h>=l/40=2000/40=50; 水工建筑的樓板,要求h>=80 mm,所以取板厚h=80 mm.次梁截面尺寸:h=l/18l/12=6000/186000/12=333500 取h=450 mm;b=h/3.5h/2=450

8、/3.5450/2=128225 取b=200 mm;主梁截面尺寸:h=l/8l/14=6000/86000/14=750428 取h=700 mm;b=h/3.5h/2=700/3.5700/2=200350 取h=300 mm;墻體厚為:370 mm 估計柱截面為:400 mm 400 mm二、板的設(shè)計1、計算簡圖 板為6跨連續(xù)板,結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。次梁截面為200 mm 450 mm; 板在墻上支承寬度為a=120 mm 板的計算跨度: 邊跨: l o =l n +(h+b/2=1780+140=1920 mm 中間跨: l o =l c =2000 mm 2、荷載計算: 取寬度為1m

9、的板計算恒荷載: 板自重 0.08251=2.0 KN/m 20mm 抹面 0.02201=0.4 KN/m 12mm 抹面 0.015171=0.255 KN/m 標準值g k =2.66 KN/m設(shè)計值 g=G g k =1.052.655=2.788 KN/m 活動荷載: 標準值 q k =6.0 KN/m設(shè)計值q=Q q k =6.01.2=7.2 KN/m考慮主梁對次梁的轉(zhuǎn)動約束,折算荷載為: g =g+q/2=2.78+7.2/2=6.38 KN/mq =q/2=7.2/2=3.6 KN/m3、內(nèi)力計算按彈性方法計算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%,可采用等跨表格計算,查表得

10、到:0 1 ;M=020g l +021q l 跨中彎矩:M 1= 0.0786.381.921.92+0.13.61.921.92=3.16 KN mM 2=0.0336.382.02.0+0.0793.62.012.0= 7.62 KN m M 3=0.0466.382.02.0+0.0853.62.02.0= 2.40 KN m 支座彎矩:M B =-0.1056.38(2.0+1.92/2(2.0+1.92/2+0.1193.6(2.0+1.92/2(2.0+1.92/2=4.22 KN mM C =-0.0796.382.02.0+0.1113.62.02.0=-3.61 KN m

11、支座邊緣彎矩:M 'B = M B -1/2V 0b=4.22-1/2(2.0/29.980.2 =4.22-9.98=-5.76 KN mM 'C = M C -1/2V 0b=-3.61-1/2(2.0/29.980.2=-3.61-9.98=-13.59 KN m 4、截面設(shè)計板厚:h=80 mm ;h 0取60 mm ;混凝土C 20,f c =10 N/mm 2,1級鋼筋f y =210 N/mm 2,結(jié)構(gòu)系數(shù)d =1.2 。配筋計算如下表計算。 5配筋圖在板的配筋詳圖中除按計算配置受力鋼筋外,還應配置下列要求的構(gòu)造鋼筋。(1分布鋼筋:按規(guī)定選用6200(2板面附加鋼

12、筋:按規(guī)定選用6200,設(shè)置于主梁頂部和墻邊。(3墻角附加鋼筋:按規(guī)定選用6200,雙向配置于四個墻角的板面。三、次梁設(shè)計1、計算簡圖 次梁在磚墻上支撐為370 mm ;主梁截面為:700 mm 300 mm 跨度: 邊跨: l 0=l n +b/2+h/120=5730+300/2+120/2=5940 mm 中跨: l 0=l c =6000 mm 所以取邊跨為5940 mm, 中跨為6000 mm 2、荷載計算恒荷載: 由板傳來 2.6552.0=5.31 KN/m次梁自重 0.2(0.45-0.0825=1.85 KN/m 次梁粉刷 (0.45-0.080.01517=0.1887 K

13、N/m 標準值 g k =5.31+1.85+0.189=7.35 KN/m設(shè)計值 g=G g k =1.057.35=7.72 KN/m 活動荷載: 標準值 q k =6.0 2.0=1.2 KN/m設(shè)計值q=Q q k =1.21.2=14.4 KN/m考慮主梁對次梁的轉(zhuǎn)動約束,折算荷載為:g =g+q/4=7.72+14.4/4=11.32 KN/m q =q 3/4=14.40.75=10.8 KN/m 3、內(nèi)力計算按彈性方法計算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%,可采用等跨表格計算,查表得到:0 1;M=020g l +021q l ; 0 1;V=00g l +01q l 跨中

14、彎矩:M 1= 0.0787.725.945.94+0.114.45.945.94=72.05 KN m M2=0.0337.726.06.0+0.07914.46.06.0=50.12 KN mM 3=0.0467.726.06.0+0.08514.46.06.0= 56.85 KN m 支座彎矩:M B =-0.1057.72(6.0+5.94/2(6.0+5.94/2+0.11914.4(6.0+5.94/2(6.0+5.94/2=89.96 KN mM C =-0.0797.726.06.0+0.11114.46.06.0=79.50 KN m 支座邊緣彎矩:M 'B = M

15、B -1/2V 0b=89.96-1/2(22.126.0/20.3=80.00 KN mM 'C = M C -1/2V 0b=79.50-1/2(22.126.0/20.3=69.96 KN m剪力計算邊跨:l n =5730 mm 中間跨:l n =5700 mmV A =0.3947.725.73+0.44714.45.7=54.12 KN V L B =-0.6067.725.7+0.62014.45.7=-77.56 KN V R B =0.5267.725.7+0.59814.45.7=72.23 KNV L C =-0.4747.725.7+0.57614.45.7=

16、-68.14 KN V R C =0.5007.725.7+0.59114.45.7=70.51 KN4、正截面設(shè)計(1正截面承載力計算跨中按T 形截面計算,支座按矩形截面計算,截面h=450 mm 肋寬b=200mm,翼緣寬度按h 'f =80 mm,截面有效高度取420 mm.混凝土C 20,f c =10 N/mm 2;受力鋼筋為ll 級f y =310 N/mm 2;結(jié)構(gòu)系數(shù)d =1.2。 跨中T 形截面類型判別:b 'f =l/3=6000/3=2000 mmb f =b+s n =200+2000=2200 mm 所以取b 'f =2000 mm b f h

17、 f 'f (2斜截面承載力計算: 截面尺寸驗算:h w =h 0-h f =420-80=340 mmh w /b=340/250=1.36<4.0(0.25f c b h 01/d =(0.2510200420/1.2=175 KN175 KN>V man =0V L B =0.9177.56=69.8 KN 截面尺寸滿足要求。V C /d =0.07f c bh 0/1.2=0.0710200420/1.2=49 KN49 KN>0V A =0.9154.12=48.7 KNV C /d <0V L C =0.91.068.14=61.33 KN除支座A

18、外其它截面需要進行截面壽承載剪力的計算。 橫向鋼筋計算:設(shè)鋼筋選用6150的雙支筋; 箍筋率: sv =bsA sv= 56.52/(200150=0.1884%>0.12% 滿足l 級鋼筋配箍率的要求。(V C +V SV /d =(0.07f c bh 0+1.25f yv0h sA SV/1.2 =(0.0710200420+1.252100.38420/1.2 =83912.5N83.91KN >V max =0.9177.56=69.80 KN四、主梁設(shè)計 1、計算簡圖 次梁在磚墻上支撐為370mm ;主梁截面為:700mm 300mm 跨度:邊跨: l 0=l c =6

19、000-0.12+0.37/2=6065 mm l 0=1.025l c +b/2=5822+0.5400= 6022 mm 中跨: l 0=l c = 6000 mm 所以取邊跨為6022 mm,中跨為6000 mm 2、荷載計算為簡化計算,將主梁2.0 m 長的自重按集中荷載考慮。 恒荷載: 次梁自重 7.356=44.1 KN/m主梁自重 (0.7-0.080.3225=9.3 KN/m主梁粉刷 (0.7-0.080.015172=0.362 KN/m 標準值 g k =44.1+9.3+0.362=53.762 KN/m 設(shè)計值 g=G gk=1.0553.762 = 56.45KN/

20、m活動荷載: 標準值 q k =6.0 2.06.0=72 KN/m設(shè)計值q=Q q k =1.272=86.4 KN/m3、內(nèi)力計算:按彈性方法計算,由于邊跨與中間跨度之間相差不到10%,可采用等跨表格計算,查表得到:0 1 ; M=00G l +01Q l ; 0 1 ; V=G 0+Q 1 計算結(jié)果如下表:荷載圖 跨內(nèi)最大彎矩 支座彎矩 MB -0.267 0.133 -0.133 -0.311 0.178 -90 69 -69 -162 93 MC 0.267 -0.133 0.133 -0.089 0.044 90 -69 69 -46 23 VA 0.733 0.866 -0.13

21、3 0.689 0.822 41 75 -11 60 71 VB -1.267 1.000 剪力 VC -1.000 1.267 0 1.134 -1.000 0.133 -0.778 0.089 0.222 -0.044 -56 72 0 98 -86 11 -67 8 19 -4 M1 0.244 0.289 0.229 0.274 1 2 3 4 5 83 150 -23 119 143 M2 0.067 0.200 0.170 23 -69 -69 88 - VD -0.733 -0.866 0.133 0.089 -0.044 -41 -7 11 8 -4 -1.134 0 -0.1

22、33 1.000 -1.311 1.222 -1.178 0.222 -72 56 -98 0 -11 86 -113 106 -102 19 得到： 跨中最大彎矩 M= 233 KN · m 支座最大彎矩 M=252 KN · m 支座邊緣彎矩 M 'B = M B -1/2V 0 b=252-1/2 ´ (56.45+86.4 ´ 0.4 =223.43 KN · m 剪力計算 V A = 41+75=116 KN V B = -72-113= -185 KN V C =72+98=169 KN 4、截面設(shè)計 (1正截面承載力計算

23、跨 中 按 T 形 截 面 計 算 ， 支 座 按 矩 形 截 面 計 算 ， 截 面 h=700 mm, h 0 =700-35=665 mm, 肋寬 b=300 mm,翼緣寬度按 h 'f =80 mm,截面有效高度取 665 mm.混凝土 C 20 ,f c =10 N/mm 2 ；受力鋼筋為 ll 級 f y =310 N/mm 2 ；結(jié)構(gòu)系 數(shù) g d =1.2。 跨中 T 形截面類型判別： b 'f =l/3=6000/3=2000 mm 所以取 b 'f =2000 mm b 'f h ' f f c (h 0 - h 'f /2=

24、2000 ´ 80 ´ 10 ´ (665-80/2=1000 KN · m 1000 KN · m>1.2 ´ 223=267.6 KN · m 屬于第一類 T 形截面。 支 座 按 矩 形 截 面 計 算 ， 肋 寬 b=300 mm, 鋼 筋 按 兩 排 布 置 ， 則 h 0 =700-75=625 mm 主梁正截面的配筋計算見下表： 截面 M1 M2 MB MC b 'f =b+s n =300+2000=2300 mm 彎矩計算值( ´ 10 6 N 6 · mm ·

25、mm N 233 127 223 130 彎矩設(shè)計值( ´ 10 N 6 210 8845 114 8845 201 1172 117 1172 2 2 bh0 f c 或 b 'f h0 f c ( ´ 10 · mm as = g d g 0jM f c bh 2 0 或 as = g d g 0jM f c b 'f h02 0.028 0.029 0.016 0.016 0.206 0.233 0.120 0.128 x = 1 - 1 - 2a s AS = xbh0 fc 或 fy AS = xb 'f h0 2 fc fy 1239 671 1407 774 選用鋼筋( mm f 20/2+ f 22/2 (1388 f 2/22 (760 f 20/2+ f 22/2 (1388 f 22/2 (760 ( x < xb = 0.544 A min = 299.25mm2 （2）斜截面承載力計算： 截面尺寸驗算： h w