水工課程設(shè)計(jì)--鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　任務(wù)設(shè)計(jì)書--------------------------------1</p><p>　　計(jì)算書正文--------------------------------2</p><p>　　板的配筋圖--------------------------------3</

2、p><p>　　次梁配筋圖--------------------------------4</p><p>　　主梁配筋圖--------------------------------5《水工鋼筋砼》課程任務(wù)設(shè)計(jì)書</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)資料</b>

3、</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　某水電站副廠房屬3級(jí)水工建筑物，環(huán)境條件類別為一類，廠房按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ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)。</p><p>　　圖1副廠房樓蓋結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置圖</p>&

4、lt;p><b>　　2、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　?。?）樓層構(gòu)造</b></p><p>　　20mm厚水泥砂漿抹面（水泥砂漿容重γ1為20kN/m3）。</p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層（鋼筋混凝土容重γ3為25kN/m3）。</p><p>　　15mm厚混合砂漿

5、粉底（混合砂漿容重γ2為17kN/m3）。（2）材料</p><p>　　混凝土：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk≤6kN/m時(shí)，采用C20；qk＞6kN/m時(shí)，采用C25；</p><p>　　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。</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p

6、>　　表1 柱網(wǎng)尺寸L1×B1及荷載樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　柱網(wǎng)尺寸L1×B1、柱的截面尺寸b×h = 300mm×400mm，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk按題號(hào)由表1給出，如表2所示。</p><p><b>　　表2 設(shè)計(jì)參數(shù)自選</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)

7、容</b></p><p>　　1、肋型結(jié)構(gòu)梁格布置及構(gòu)件尺寸擬定</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的設(shè)計(jì)資料及表1所填有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)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)。</p><p><b>　　2、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)工作狀況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確

8、定計(jì)算簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行荷載計(jì)算；計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并根據(jù)需要繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。</p><p><b>　　3、截面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、經(jīng)濟(jì)、便于施工等因素進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；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(luò)圖及抵抗彎矩圖。</p><p><b>　　4、繪制構(gòu)件施工圖</b>&

9、lt;/p><p>　　繪制樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（1:100～1:200）；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。</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)分組及要求</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)分組</b></p><p>　　學(xué)生根據(jù)學(xué)號(hào)按表1確定自己的設(shè)計(jì)參數(shù)，將設(shè)計(jì)參數(shù)填入表2（題號(hào)即自己學(xué)

10、號(hào)的末兩位數(shù)字），并獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p><b>　　2、時(shí)間和地點(diǎn)安排</b></p><p>　　教學(xué)周第15周和第16周（2012.12.10～2012.12.21），共十天時(shí)間。具體安排如下：</p><p>　　熟悉資料 1天</p><p>　

11、　結(jié)構(gòu)布置 1天</p><p>　　內(nèi)力計(jì)算 2天</p><p>　　截面設(shè)計(jì) 2天</p><p>　　施工圖繪制 2天</p><p>　　計(jì)算書整

12、理 2天</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的地點(diǎn)安排在逸夫樓C402。</p><p><b>　　3、提交的文件</b></p><p><b>　　1）計(jì)算書1份</b></p><p>　　每個(gè)學(xué)生按照封面、目錄、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、計(jì)算書正文的順序裝訂成冊(cè)

13、。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(jí)提交指導(dǎo)老師。</p><p><b>　　2）施工圖3張</b></p><p>　　每個(gè)學(xué)生提交3張3號(hào)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。</p><p>　　4、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定</p><p&g

14、t;　　按設(shè)計(jì)成果（包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖紙）占70％、設(shè)計(jì)過程（包括出勤情況和設(shè)計(jì)態(tài)度）占30％比例評(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)。</p><p><b>　　四、主要參考資料</b></p><p>　　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(guó)水利水電出版社, 2006.</p><p>　　水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)

15、江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院. 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL 191-2008）[S], 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2008.</p><p>　　河海大學(xué)、大連理工大學(xué)等. 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)（第四版）[M], 北京: 中國(guó)水利水電出版社，2009.</p><p>　　周氐, 章定國(guó), 鈕新強(qiáng). 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 1998. </p>

16、;<p>　　袁錦根, 余志武. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理[M]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社, 2003.</p><p>　　葉列平. 混凝土結(jié)構(gòu)（上冊(cè)）[M]. 清華大學(xué)出版社, 北京, 2002.</p><p>　　朱彥鵬, 蔣麗娜, 張玉新等. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M]. 重慶大學(xué)出版社, 重慶, 2002.</p><p>　　指導(dǎo)教師：吳帥兵

17、、鄢玉英、蔡高堂、張潔、王志強(qiáng)、張強(qiáng)、羅紅衛(wèi)</p><p><b>　　教研室主任：蔡高堂</b></p><p><b>　　計(jì)算書正文</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　某水電站副廠房屬3級(jí)水工建筑物，環(huán)境條件類別為一類，廠房按

18、正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)ψ取1.0。</p><p>　　20mm厚水泥砂漿抹面 （水泥砂漿容重為20kN/m3）。</p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層 （鋼筋混凝土容重為25kN/m3）。</p><p>　　15mm厚混合砂漿粉底 （混合砂漿容重為17kN/m3）。</p><

19、p>　　混凝土：樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=4kN/m時(shí)，采用C20；</p><p>　　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。 </p><p>　　柱網(wǎng)尺寸：L1×B1=6000mm×6600mm</p><p>　　柱的截面尺寸：b×h=300mm×400mm</p>

20、<p><b>　　結(jié)構(gòu)布置 </b></p><p>　　樓蓋采用單向板肋形樓蓋方案，梁板結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸見圖1</p><p>　　三.初擬構(gòu)件尺寸及確定系數(shù)</p><p>　　板的跨度為2.2m，厚80mm；次梁的跨度為6.6m，截面尺寸為200mm×450mm；主梁的跨度為6.0mm，截面尺寸為300mm

21、15;600mm；承重墻線厚為240mm，軸線厚為370mm.</p><p><b>　　四.板的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　板按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，取每m寬板帶為計(jì)算單元，有關(guān)尺寸及計(jì)算簡(jiǎn)圖2</p><p><b>　　板的

22、計(jì)算跨度： </b></p><p>　　邊跨: l=l+(h+b)/2=1.98+（0.08+0.2）/2=2.12m</p><p>　　l=l+(b+a)/2=1.98+（0.2+0.12）/2=2.14m </p><p>　　取最小值，l=2.12m <

23、;/p><p>　　中間跨: l=l=2.2m</p><p><b>　　2、荷載計(jì)算：</b></p><p>　　取寬度為1m的板計(jì)算</p><p>　　恒荷載： 板自重 0.08251=2.0 KN/m</p><p>　　20mm抹面 0.02201=0.4 KN/m&

24、lt;/p><p>　　15mm抹面 0.015171=0.255 KN/m</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值g=2.655 KN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值 g=g=1.052.655=2.79 KN/m</p><p>　　活動(dòng)荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值q=4.0 KN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值q=q=4

25、.01.2=4.8 KN/m</p><p>　　考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為：</p><p>　　g=g+q/2=2.79+4.8/2=5.19KN/m </p><p>　　q=q/2=4.8/2=2.4 KN/m</p><p><b>　　3、內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>

26、;　　按彈性方法計(jì)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(jì)算，查表得到： ；M=+</p><p><b>　　跨中彎矩：</b></p><p>　　M= 0.07815.192.122.12+0.12.42.122.12=2.9 KNm M=0.03315.192.2

27、2.2+0.07872.42.22.2=1.75 KNm M=0.04625.192.22.2+0.08552.42.22.2=2.15 KNm</p><p><b>　　支座彎矩：</b></p><p>　　M=-[0.1055.19(2.12+2.2)/2(2.12+2.2)/2+0.1192.4(2.12+ 2.2)/2(

28、2.12+2.2)/2]=-3.87 KNm</p><p>　　M=-[0.0795.192.22.2+0.1112.42.22.2]=-3.27 KNm</p><p><b>　　支座邊緣彎矩：</b></p><p>　　M= M-1/2Vb=-[3.87-0.2/2(2.0/29.99)]=-2.87KNm</p>&l

29、t;p>　　M= M-1/2Vb=-[3.27-0.2/2(2.0/29.99)]=-2.27 KNm </p><p><b>　　4、截面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　板厚：h=80 mm ；h取55 mm；混凝土C,f=9.6 N/mm,1級(jí)鋼筋f=210 N/mm,結(jié)構(gòu)系數(shù)k=1.2 。</p><p>　　配筋計(jì)算如下表計(jì)算

30、。</p><p><b>　　5配筋圖</b></p><p>　　在板的配筋詳圖3中除按計(jì)算配置受力鋼筋外，還應(yīng)配置下列要求的構(gòu)造鋼筋。</p><p>　　（1）分布鋼筋：按規(guī)定選用 6@250</p><p>　?。?）板面附加鋼筋：按規(guī)定選用 6@200，設(shè)置于墻邊。</p><p>　

31、?。?）主梁頂部附加鋼筋：按規(guī)定選用 8@200，配置于主梁頂部的板面。</p><p><b>　　三、次梁設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、計(jì)算簡(jiǎn)圖4</b></p><p>　　次梁在磚墻上支撐為370 mm；主梁截面為：300mm600 mm</p><p><b>　

32、　計(jì)算跨度： </b></p><p>　　邊跨： l=l=6.0m </p><p>　　l=1.025 l+b/2=1.0255.73+0.3/2=6.02 m</p><p>　　中跨： l=l=6.0 m</p><p>　　所以取邊跨為6000 mm, 中跨為6000 mm</p><p>

33、;　　荷載計(jì)算,。計(jì)算單元見圖5</p><p>　　恒荷載： 由板傳來 2.6552.0=5.31 KN/m</p><p>　　次梁自重 0.2（0.45-0.08）25=1.85 KN/m</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值 g=7.16 KN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值 g=g=1.057.

34、16=7.52 KN/m 活動(dòng)荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值 q=4.0 2.2=8.8 KN/m</p><p>　　設(shè)計(jì)值 q=q=1.28.8=10.6KN/m</p><p>　　考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為：</p><p>　　g=g+q/4=7.52+10.6/4=10.17 KN/m </p><p

35、>　　q=q3/4=10.60.75=7.95KN/m</p><p><b>　　3、內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　按彈性方法計(jì)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(jì)算，查表得到：</p><p>　??；M=+; ；V=+</p><p><b>　　跨中彎矩：&l

36、t;/b></p><p>　　M= 0.07810.1766+0.17.9566=57.2 KNm M=0.033110.1766+0.07877.9566=34.6 KNm M=0.046210.1766+0.08557.9566= 41.4 KNm</p><p><b>　　支座彎矩：<

37、/b></p><p>　　M=-(0.10510.1766+0.1197.9566)= -72.5KNm</p><p>　　M=-0.07910.1766+0.1117.9566=-60.7 KNm</p><p><b>　　支座邊緣彎矩：</b></p><p>　　M= M-1/2Vb=-[72.5-0.

38、3/2(18.126/2)]=-64.35 KNm</p><p>　　M= M-1/2Vb=-[60.7-0.3/2(18.126/2)]= -52.55KNm</p><p><b>　　剪力計(jì)算</b></p><p>　　邊跨：l=5730 mm 中間跨：l=5700 mm</p><p>　　V=0.

39、39410.175.73+0.4477.955.73=43.32 KN</p><p>　　V=-[0.60610.175.7+0.6207.955.7]=-63.22 KN</p><p>　　V=0.52610.175.7+0.5987.955.7=57.6KN</p><p>　　V=-[0.47410.175.7+0.5767.955.7]= -53.58K

40、N</p><p>　　V=0.50010.175.7+0.5917.955.7=55.77 KN</p><p><b>　　4、正截面設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）正截面承載力計(jì)算 </p><p>　　跨中按T形截面計(jì)算，支座按矩形截面計(jì)算，截面h=450 mm 肋寬b=200 mm,翼緣寬度按h=80

41、mm,截面有效高度取410 mm.混凝土C,f=9.6N/mm；受力鋼筋為ll級(jí)f=300 N/mm；結(jié)構(gòu)系數(shù)=1.2。</p><p>　　跨中T形截面類型判別：</p><p>　　b =l/3=6000/3=2000 mm</p><p>　　b =b+s=200+1800=2000 mm </p><p>　　所以取b =20

42、00 mm</p><p>　　bhf(h- h/2)=2000809.6(410-80/2)=568 KNm</p><p>　　>kM=1.257.2=68.64 KNm</p><p>　　所以截面屬于第一類型截面。 </p><p><b>　　配筋計(jì)算見下表：</b></p><

43、p>　?。?）斜截面承載力計(jì)算：</p><p><b>　　截面尺寸驗(yàn)算：</b></p><p>　　h=h-h=410-80=330mm</p><p>　　h/b=330/200=1.65<4.0</p><p>　　0.25fb h=0.259.6200410= 196800N</p>

44、<p>　　196.8 KN>kV=kV=1.263.22=75.86 KN</p><p><b>　　截面尺寸滿足要求。</b></p><p>　　V=0.7ftbh=0.71.1 200410=63140N=63.14 KN</p><p>　　<KVmin=KVA=1.243.32=51.98 KN</p

45、><p>　　除支座A外其它截面需要進(jìn)行截面壽承載剪力的計(jì)算。</p><p>　　橫向鋼筋計(jì)算：設(shè)鋼筋選用6@150的雙支筋；</p><p><b>　　箍筋率:</b></p><p>　　== 228.3/(200150)=0.19%>0.15%</p><p>　　滿足l級(jí)鋼筋配箍率的

46、要求。</p><p>　　V+V=0.07fbh+1.25f</p><p>　　=0.71.1200410+1.25210410(228.3/150)</p><p>　　=103751N=103.751KN</p><p>　　103.751KN >KV=75.86KN</p><p><b>　

47、　5.次梁配筋詳圖6</b></p><p><b>　　四、主梁設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、計(jì)算簡(jiǎn)圖7</b></p><p>　　次梁在磚墻上支撐為370mm；主梁截面為：300mm600mm</p><p><b>　　跨度：</b><

48、/p><p>　　邊跨： l=l= 6.6m </p><p>　　l=1.025ln+b/2=1.025(6.6-0.12-0.15)+0.3/2= 6.64m</p><p>　　取較小值l=6.6m</p><p>　　中跨： l=l= 6.6 m</p><p>　　所以取邊跨為6600 mm,中跨為6000 m

49、m</p><p><b>　　2、荷載計(jì)算</b></p><p>　　為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁2.2m長(zhǎng)的自重按集中荷載考慮。</p><p>　　恒荷載：次梁傳來的荷載 7.16(6-0.3)=40.81 KN</p><p>　　主梁自重 0.60.32.225=9.9KN</p><

50、;p>　　標(biāo)準(zhǔn)值 g=50.71 KN</p><p>　　設(shè)計(jì)值 g=g=1.0550.71 = 53.2KN 活動(dòng)荷載： 標(biāo)準(zhǔn)值 q=6.0 2.24=52.8 KN </p><p>　　設(shè)計(jì)值 q=q=1.252.8=63.36KN</p><p><b>　　

51、3、內(nèi)力計(jì)算：</b></p><p>　　按彈性方法計(jì)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(jì)算，查表得到：</p><p>　　彎矩計(jì)算值 M=+; </p><p>　　剪力計(jì)算值 V=+</p><p>　　荷載作用點(diǎn)最不利位置見圖8</p><p>　　跨中彎矩

52、 M1=(0.24453.2+0.28963.36)6.6=206.53 KNm</p><p>　　M2=(0.06753.2+0.20063.36)6.6=107.16 KNm</p><p>　　支座彎矩 MB=-(0.26753.2+0.31186.4)6.6=-224 KNm</p><p>　　支座邊緣彎矩 M= M-1/2Vb</

53、p><p>　　=-[224-0.4/2(53.2+63.36)</p><p>　　=200.7 KNm</p><p>　　剪力計(jì)算 V=0.73353.2 +0.86663.36= 93.86 KN</p><p>　　V= -(1.26753.2+1.31163.36)= - 150.47 KN </p><p&g

54、t;　　V=1.053.2+1.22263.36=130.62 KN</p><p>　　主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖見圖9</p><p><b>　　4、配筋計(jì)算</b></p><p>　　(1)縱向鋼筋計(jì)算。受力鋼筋為HRB335，f=300 N/mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，f=9.6N/mm，ft=1.1N/mm;結(jié)構(gòu)承載力安全系數(shù)K=1.2.&

55、lt;/p><p>　　跨中按T形截面計(jì)算，鋼筋布置一排，h=600-45=555 mm,</p><p>　　翼緣寬度： b =l/3=6.6/3=2.2 m</p><p>　　b =b+Sn=0.2+6.0=6.2 m</p><p>　　取較小值，b =2.2m</p><p>　　則 bhf(h- h/2)

56、=2000809.6(555-80/2)=870 KNm</p><p>　　>Mmax=KM1=1.2206.53=247.84 Nm</p><p>　　屬于第一類T形截面。</p><p>　　支座按矩形截面計(jì)算，肋寬 b=300 mm,鋼筋按兩排布置，則 h=600-80=520mm</p><p>　　主梁正截面的配筋

57、計(jì)算見下表：</p><p>　　（2）橫向鋼筋計(jì)算：</p><p><b>　　截面尺寸驗(yàn)算：</b></p><p>　　h=h-h=520-80=440 mm</p><p>　　h/b = 440/300 = 1.47 < 4.0</p><p>　　0.25fb h=0.259.

58、6300520=374.4 KN</p><p>　　>kV=kV=1.2150.47=180.56 KN</p><p><b>　　截面尺寸滿足要求。</b></p><p>　　V=0.07fbh=0.71.1300520=120.12 KN</p><p>　　<KVmin = kV=1.293.86

59、=112.63 KN</p><p>　　故支座處截面需按計(jì)算配置橫向鋼筋。</p><p>　　設(shè)鋼筋選用8@200的雙支筋；</p><p>　　箍筋率 ==（250.3）/(300200) = 0.16%>0.15%</p><p>　　滿足l級(jí)鋼筋配箍率的要求。</p><p>　　V+V=0.07f

60、bh+1.25f</p><p>　　=0.71.1300520+1.25210（250.3）/200520 </p><p>　　=1887795 N=188.779 KN</p><p>　　>KVmax=1.2150.47=180.564 KN</p><p>　　故B支座處無需設(shè)彎起鋼筋。</p><p&