水工钢筋混凝土结构课程设计.doc
水工钢筋混凝土结构课程设计任务书一、结构平面布置：根据工程经验，总结出经济合理的梁、板跨度，设计时可参考下列常用数据值进行结构平面布置：主梁快读58m，次梁跨度46m，板跨1.72.5m。综合上数据网格尺寸采用2000×6000mm，主梁跨6m，次梁跨6m，板跨2m。构件的设计顺序一般是先设计板，再设计次梁，最后设计主梁。为满足构件刚度要求，常用截面尺寸为：连续板：板厚一般不宜小于板跨的1/40，取80mm。连续次梁：梁高h=(1/181/12)l，l为次梁跨度，梁高h=(166.7500)取450mm；梁宽b=(1/31/2)h=(150225)mm取200mm。连续主梁：梁高h=(1/141/10)l，l为主梁跨度，梁高h=(428.6600)mm取600mm。梁宽：b=(1/31/2)h=(200300)mm取300mm。二、板的计算板按考虑塑性变形内力重分布方法计算。取1m宽板带为计算单元，有关尺寸及计算简图如下图所示。1 荷载20mm水泥砂浆 20kN/m3×0.02=0.4kN/m215mm砂浆混凝土 17kN/m3×0.015=0.255kN/m280mm钢筋混凝土板 25kN/m3×0.08=2kN/m2恒载标准值 gk=2.655kN/m2活载标准值 pk=6kN/m2荷载设计值 q=1.2×2.655+1.3×6=10.99kN/m22 内力计算计算跨度：边跨 l1=2000-100-120-80/2=1820mm中跨 l2=2000-200mm=1800mm计算支座弯矩是一般取相邻跨度的大跨计算，以满足内力平衡要求。跨度差（1820-1800）/1820=1.1%<10%(可按等跨计算)内力计算结果列于下表中。 板得弯矩计算边跨中B支座中间跨中C支座弯矩系数1/11-1/141/16-1/16M=aql2/kN.m×10.99×1.822=3.31-×10.99×1.822 =2.60-×10.99×1.822=2.23-2.233 截面强度计算列于下表中，其中b=1000mm,h=80mm,fc=9.6N/mm2，fy=210N/mm2。 板的截面强度计算边跨中B支座 中间跨中 中间支座-轴线间-轴线间 -轴线间-轴线间M/kN.mas=Ma1fcbho2=1-s=1-0.5As=M/shofy最小配筋率配筋钢筋选配实配As/mm23.310.0960.09580.950276236.008160314.002.600.07520.07830.961214236.008160314.002.230.0650.0670.967183236.008160314.002.23×0.80.0520.0530.973145236.008160314.00-2.230.0650.0670.967183236.008160314.00-2.23×0.80.0520.0530.973145236.008160314.00三、次梁的计算次梁按考虑塑性变形内力重分布方法计算，有关尺寸及计算简图见下图。 次梁的计算简图1荷载由板传来的荷载 2.655×2=5.31kN/m次梁自重 25×20×（0.45-0.08）=1.85kN/m次梁粉刷 17×（0.45-0.08）×2×0.015=0.19kN/m恒载标准值 gk=7.35kN/m活载标准值 pk=6kN/m2×2=12 kN/m2荷载设计值 q=1.2×7.35+1.3×12=24.42kNm2 内力计算计算跨度：边跨 ln=6000-150-120=5730mm l1=5730+q/2=5730+120=5850mm<1.025ln=5873.25mm中跨 ln=6000-300=5700 l2=5700mm平均跨 l=（5700+5850)/2=5775mm(边跨较大，计算B支座弯矩用边跨)跨度差（5850-5700）/5850=2.56%<10%,故可按等跨计算。剪力计算取净跨。内力计算列于下表。次梁的弯矩计算边跨中B支座中间跨中C支座弯矩系数a1/11-1/111/16-1/16M=aql2/kN.m×5.852×24.42=75.97-×5.852×24.42=-75.97×5.72×24.42=49.59-×5.72×24.42=-49.59次梁的剪力计算边跨中B支座中间跨中C支座剪力系数0.40.60.50.5V=qln/kN0.4×24.42×5.73=75.970.6×24.42×5.73=83.960.5×24.42×5.7=69.60.5×24.42×5.7=69.63 截面强度计算次梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度为边跨： bf ,=1/3×5.85=1.95m<b+sn=1.8+0.2=2m中间跨： bf=1/3×5.7=1.9m<b+sn梁高 h=450mm ho=450-35=415mm翼缘高 hf,=80mm验算属于哪种T形截面：M=79.98kN.m<a1fc bf , hf,( ho- hf,/2)=561.6kN.m故跨中截面均按第一类T形截面计算（即受压区高度x在翼缘内）次梁正截面强度计算见下表，其中fc=9.6N/mm2，a1=1 纵向钢筋采用HRB335级钢fy=300N/mm2。次梁正截面强度计算边跨中B支座中间跨中C支座M/kN.m75.9779.9849.9549.95b或bf ,19502001900200as=Ma1fcbho2或M/1fcbho20.02350.2420.01580.150=1-0.02380.2810.01590.163s=1-0.50.9980.8590.9920.918As=M/shofy617748402434钢筋选配214 216（弯）316 114114（弯）214314实配As/mm2710756.9461461次梁斜截面强度计算见下表，其中fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2,fyv=210N/mm20.7 ftbho=0.7×1.1×200×415=63.91kN次梁斜截面强度计算A支座B支座（左）B支座（右）C支座V/kN55.9783.9669.669.60.25fcbho=199.2kN0.7 ftbho=63.91kN构造配箍截面尺寸合适，按计算配箍截面尺寸合适，按计算配箍截面尺寸合适，按计算配箍1.25 fyvhoAsv/s6150双肢41.16150双肢41.16150双肢41.16150双肢41.1Vcs=0.7 ftbho+1.25 fyvhoAsv/s63.91+41.1=105.01>V63.91+41.1=105.01>V63.91+41.1=105.01>V四、主梁计算主梁按弹性理论计算，柱作为主梁的铰支座，主梁按连续梁计算，有关尺寸及计算简图见下图。主梁的计算简图1 荷载由次梁传来 7.35kN/m×6m=44.10kN主梁自重 25kN/m3×2×0.3×0.52=7.8kN主梁粉刷 17 kN/m3×2×0.52×0.015=0.53kN恒载标准值 Gk=52.43kN活载标准值 Pk=12×6=72恒载设计值 G=1.2×52.43=62.92kN活载设计值 P=1.3×72=93.6kN2 内力计算计算跨度：边跨 ln=6000-250-200=5550mm l1=5550+360/2+400/2=5830mm<1.025×5560+b/2=5899mm中间跨 l2=6000mm跨度差小于10%，故内力均可采用等跨连续梁表格计算。为简化计算，跨度均采用6000mm。各种荷载下的弯矩值、剪力值及不利组合列于下表。项次 荷载简图 弯矩值/kN.m剪力值/kN.m边跨中A支座中间跨中A支座B支座KM1KMaKMBKM2KMbK1VAK1VB左K1VB右0.24492.1-58.64-0.267-100.80.06725.290.06725.290.73346.12-1.267-79.721.062.920.289162.3-137.41-0.133-74.69-74.69-74.690.86681.06-1.134-106.1400-24.9-49.8-0.133-74.690.2112.30.2112.3-0.133-12.45-0.133-12.451.093.60.229167.92-70.76-0.311-174.7-72.360.17095.470.68964.49-1.311-122.71.222114.4-166.7-33.32-0.089-49.980.1795.47-72.36-0.089-8.33-0.089-8.330.77872.82内力不利组合+254.41196.05-175.5-49.4-49.4127.18-185.8662.92+67.215.84-175.5137.61137.6133.67-92.17156.52+260.03129.24-275.597.65120.76110.61-202.43177.3+75.5125.32150.78120.7697.6537.79-88.05135.74各种荷载下的弯矩M/kN.m 剪力V/kNa弯矩包络图(kN.m);b剪力包络图（kN）3 主梁截面强度计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度为边跨：bi=5840/3=1947mm<b+sn=6300mm中跨：bi=6000/3=2000mm<b+sn高h=600mm，跨中考虑一排布筋，ho=600-40=560mm。翼缘高hf,=80mm。跨中最大弯矩 Mmax=260.3kN.m< a1fc bf , hf,( ho- hf,/2)=9.6×2000×80×(560-40)=798.72×106kN.m故跨中均按第一类T形截面计算。支座截面按弯矩截面计算，b=300mm,h=600mm,考虑两排布筋，ho=600-80=520mm。中间跨中计算负弯矩钢筋取ho=600-55=545mm。主梁正截面强度计算、斜截面强度计算见下表。主梁正截面强度计算边跨中B支座中间跨中C支座M/kN.m260.3275.46-0.5×0.4×177.3=240137.61-49.4b或bf ,19473002000300ho/mm560520560545as=Ma1fcbho2或M/1fcbho20.04430.3080.04160.0577=1-0.0450.3810.04250.0595s=1-0.50.9770.810.9790.970As=M/shofy15841900828311 钢筋选配222225218222(左弯)222(右弯)216218222实配As/mm217402029910760主梁斜截面强度计算A支座B支座（左）B支座（右）V/kN127.18202.43177.3ho/mm5605205200.25fcbho=403.2kN0.7 ftbho=129.36kN构造配箍截面尺寸合适，按计算配箍截面尺寸合适，按计算配箍Vcs=0.7 ftbho+1.25 fyvhoAsv/s8200双肢8200双肢120.12+1.25×210×2×50.3×520/200=189kN<Vb左8200双肢189kN>Vb右Vb=0.8fyAsbsina/kNVu=Vcs+Vb/kN-弯122 Asb=380mm20.8×380×300×0.707=183.2183.2+189=372.2>Vb左-关于主梁配筋图的几点说明1 在考虑纵筋切断时，切断点应伸过充分利用点(1.2la+ho),la=adfy/ft=38.2d。如切断钢筋为18，则1.2+=1.2×38.2×18+520=1345.12mm，取1350mm。2 箍筋尺寸一般注内皮尺寸，也即相当于纵筋外皮间的距离。3 在A支座上部，应有不小于1/4跨中钢筋面积的钢筋伸入支座并满足la的要求，这里考虑号筋112和号筋122。对12，la=38.2×12=458.4mm，伸到梁内还要向下弯458.4-340=118.4mm。对22，同理向下弯500mm。4 下部钢筋伸入支座的长度应满足las的要求。对25筋las=12×25=300mm。对22筋，同理深入支座长度等于270mm。5 附加横向吊筋计算：Asd=F/(2fysin45o)=(44.1×1.2+93.6) ×103/(2×300×0.707)=345mm选216 实配Asb=402mm
