水工钢筋混凝土结构课程设计钢筋混凝土肋形楼盖设计.doc

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1、 2009级农业水利工程专业水工钢筋混凝土结构课程设计 专业： 09农业水利工程 姓名： 学号: 指导老师: 1 设计任务书一、 题目钢筋混凝土肋形楼盖设计二、 设计资料某水电站生产副厂房为3级水工建筑物，厂房按正常运行状况设计，采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，结构平面布置如图所示，墙体厚370mm。楼面面层为20mm厚水泥砂浆抹面 ，梁板底面为15mm厚混合砂浆抹平。采用C20混凝土；梁中纵向受力钢筋为级，其余钢筋为级。试设计该楼盖（楼梯间在此平面之外，不考虑）（一类环境）。荷载标准值 , 均布活荷载标准值： ,水泥砂浆抹面：；钢筋混凝土：；混合沙浆：三、 设计内容构件截面尺寸设计板的设计

2、计算次梁的设计计算主梁的设计计算绘制板的配筋图、绘制次梁的配筋图、绘制主梁的配筋图。 钢筋混凝土肋形楼盖设计一、楼面梁格布置和构件截面尺寸确定主梁跨度为l=6000 mm;次梁跨度为l=6000 mm;主梁面跨度内布置两根次梁;板的跨度为l=2000 mm.估计梁板截面尺寸：按高跨比条件，要求板厚h=l/40=2000/40=50; 水工建筑的楼板，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=450/3.5450/2=128225 取b=200 mm;主梁截面尺寸:h=l

3、/8l/14=6000/86000/14=750428 取h=700 mm; b=h/3.5h/2=700/3.5700/2=200350 取h=300 mm;墙体厚为：370 mm 估计柱截面为：400 mm400 mm二、板的设计1、计算简图板为6跨连续板，结构尺寸如图所示。次梁截面为200 mm450 mm; 板在墙上支承宽度为a=120 mm板的计算跨度： 边跨: l=l+(h+b)/2=1780+140=1920 mm 中间跨: l=l=2000 mm2、荷载计算：取宽度为1m的板计算 恒荷载： 板自重 0.08251=2.0 KN/m 20mm抹面 0.02201=0.4 KN/m

4、 12mm抹面 0.015171=0.255 KN/m 标准值g=2.66 KN/m 设计值 g=g=1.052.655=2.788 KN/m 活动荷载： 标准值q=6.0 KN/m 设计值q=q=6.01.2=7.2 KN/m 考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为： g=g+q/2=2.78+7.2/2=6.38 KN/m q=q/2=7.2/2=3.6 KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ；M=+ 跨中弯矩：M= 0.0786.381.921.92+0.13.61.921.92=3.16 KNm M=0.0336.38

5、2.02.0+0.0793.62.012.0= 7.62 KNm M=0.0466.382.02.0+0.0853.62.02.0= 2.40 KNm 支座弯矩：M=-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 KNmM=-0.0796.382.02.0+0.1113.62.02.0=-3.61 KNm 支座边缘弯矩：M= M-1/2Vb=4.22-1/2(2.0/29.98)0.2 =4.22-9.98=-5.76 KNm M= M-1/2Vb=-3.61-1/2(2.0/29.98)0.2

6、=-3.61-9.98=-13.59 KNm 4、截面设计板厚：h=80 mm ；h取60 mm；混凝土C,f=10 N/mm,1级钢筋f=210 N/mm,结构系数=1.2 。截面1B2C3边板带中板带边板带中板带边板带中板带弯矩计算值(N)3.1605.7607.2605.80813.59010.8722.4001.920弯矩设计值(N)2.8445.1846.5345.22712.2319.7852.1601.728=0.0950.1730.2180.1740.4080.3260.0720.0580.1000.1910.2490.1930.5700.4100.0750.059A=257.

7、21231.13214.65230.62122.76168.47264.34268.75选用钢筋边板带8 1908 2008/10 3006/8 3008 190中板带8 2008 2008 2008 3008/10 240配筋计算如下表计算。5配筋图在板的配筋详图中除按计算配置受力钢筋外，还应配置下列要求的构造钢筋。（1）分布钢筋：按规定选用 6200（2）板面附加钢筋：按规定选用 6200，设置于主梁顶部和墙边。（3）墙角附加钢筋：按规定选用 6200，双向配置于四个墙角的板面。三、次梁设计1、计算简图次梁在砖墙上支撑为370 mm；主梁截面为：700 mm300 mm跨度： 边跨： l=

8、l+b/2+h/120=5730+300/2+120/2=5940 mm 中跨： l=l=6000 mm所以取边跨为5940 mm, 中跨为6000 mm2、荷载计算恒荷载： 由板传来 2.6552.0=5.31 KN/m 次梁自重 0.2（0.45-0.08）25=1.85 KN/m 次梁粉刷 （0.45-0.08）0.01517=0.1887 KN/m 标准值 g=5.31+1.85+0.189=7.35 KN/m 设计值 g=g=1.057.35=7.72 KN/m 活动荷载： 标准值 q=6.0 2.0=1.2 KN/m 设计值 q=q=1.21.2=14.4 KN/m 考虑主梁对次梁

9、的转动约束，折算荷载为：g=g+q/4=7.72+14.4/4=11.32 KN/m q=q3/4=14.40.75=10.8 KN/m3、内力计算 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ；M=+; ；V=+跨中弯矩：M= 0.0787.725.945.94+0.114.45.945.94=72.05 KNm M=0.0337.726.06.0+0.07914.46.06.0=50.12 KNm M=0.0467.726.06.0+0.08514.46.06.0= 56.85 KNm支座弯矩：M=-0.1057.72(6.0+5.94)/2(6.

10、0+5.94)/2+0.11914.4(6.0+5.94)/2(6.0+5.94)/2=89.96 KNmM=-0.0797.726.06.0+0.11114.46.06.0=79.50 KNm支座边缘弯矩： M= M-1/2Vb=89.96-1/2(22.126.0/2)0.3=80.00 KNm M= M-1/2Vb=79.50-1/2(22.126.0/2)0.3=69.96 KNm剪力计算 边跨：l=5730 mm 中间跨：l=5700 mmV=0.3947.725.73+0.44714.45.7=54.12 KNV=-0.6067.725.7+0.62014.45.7=-77.56

11、KN V=0.5267.725.7+0.59814.45.7=72.23 KN V=-0.4747.725.7+0.57614.45.7= -68.14 KN V=0.5007.725.7+0.59114.45.7=70.51 KN4、正截面设计（1）正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算，截面h=450 mm 肋宽b=200 mm,翼缘宽度按h=80 mm,截面有效高度取420 mm.混凝土C,f=10 N/mm；受力钢筋为ll级f=310 N/mm；结构系数=1.2。跨中T形截面类型判别：b =l/3=6000/3=2000 mm b =b+s=200+2000=2200

12、 mm 所以取b =2000 mm bhf(h- h/2)=20008010(420-80/2)=608 KNm 608 KNm1.2171.41=205.70 KNm所以截面属于第一类型截面。 配筋计算见下表：截面1B2C3弯矩计算值(N)72.058050.1269.9656.85弯矩设计值(N)64.8457245.10862.96451.165或(N)3528352.83528352.83528=或=0.0220.2450.0150.2140.0170.0220.2860.0150.2440.018A=或 A= 604774419661476选用钢筋()14/4 (616)14/5 (

13、770)14/3 (462)14/5 (770)14/3 (462)（2）斜截面承载力计算：截面尺寸验算： h=h-h=420-80=340 mm h/b=340/250=1.36V=V=0.9177.56=69.8 KN截面尺寸满足要求。 V/=0.07fbh/1.2=0.0710200420/1.2=49 KN 49 KNV=0.9154.12=48.7 KN V/0.12%满足l级钢筋配箍率的要求。 （V+V）/=(0.07fbh+1.25f)/1.2 =(0.0710200420+1.252100.38420)/1.2 =83912.5N 83.91KN V=0.9177.56=69.

14、80 KN四、主梁设计1、计算简图次梁在砖墙上支撑为370mm；主梁截面为：700mm300mm跨度： 边跨： l=l=6000-0.12+0.37/2=6065 mm l=1.025l+b/2=5822+0.5400= 6022 mm 中跨： l=l= 6000 mm所以取边跨为6022 mm,中跨为6000 mm2、荷载计算为简化计算，将主梁2.0 m长的自重按集中荷载考虑。恒荷载： 次梁自重 7.356=44.1 KN/m主梁自重 （0.7-0.08）0.3225=9.3 KN/m 主梁粉刷 （0.7-0.08）0.015172=0.362 KN/m 标准值 g=44.1+9.3+0.3

15、62=53.762 KN/m 设计值 g=g=1.0553.762 = 56.45KN/m 活动荷载： 标准值 q=6.0 2.06.0=72 KN/m 设计值q=q=1.272=86.4 KN/m3、内力计算： 按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到： ； M=+; ； V=+计算结果如下表：荷载图跨内最大弯矩支座弯矩剪力MMMMVVVV0.2440.067-0.2670.2670.733-1.2671.000-1.0001.267-0.7330.2890.133-0.1330.866-1.134001.134-0.8660.200-0.1330.

16、133-0.133-0.1331.000-1.0000.1330.1330.2290.170-0.311-0.0890.689-1.3111.222-0.7780.0890.0890.2740.1780.0440.822-1.1780.2220.222-0.044-0.04418323-909041-72-56-4156722150-6969-6975-980-70983-23-69-6969-11-11-86118611411988-162-4660-113-67810685143-932371-10219-419-4得到： 跨中最大弯矩 M= 233 KNm 支座最大弯矩 M=252 KN

17、m 支座边缘弯矩 M= M-1/2Vb=252-1/2(56.45+86.4)0.4 =223.43 KNm 剪力计算 V= 41+75=116 KN V= -72-113= -185 KN V=72+98=169 KN4、截面设计(1)正截面承载力计算 跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算，截面h=700 mm, h=700-35=665 mm, 肋宽b=300 mm,翼缘宽度按h=80 mm,截面有效高度取665 mm.混凝土C,f=10 N/mm；受力钢筋为ll级f=310 N/mm；结构系数=1.2。 跨中T形截面类型判别：b =l/3=6000/3=2000 mm b =b+s=3

18、00+2000=2300 mm 所以取b =2000 mm bhf(h- h/2)=20008010(665-80/2)=1000 KNm 1000 KNm1.2223=267.6 KNm 属于第一类T形截面。 支座按矩形截面计算，肋宽 b=300 mm,钢筋按两排布置，则 h=700-75=625 mm主梁正截面的配筋计算见下表：截面MMMM弯矩计算值(N)233127223130弯矩设计值(N)210114201117或(N)8845884511721172=或=0.0280.0160.2060.1200.0290.0160.2330.128A=或 A= 12396711407774选用钢

19、筋()20/2+22/2(1388)2/22(760)20/2+22/2(1388)22/2(760) ( A)（2）斜截面承载力计算：截面尺寸验算： h=h-h=625-80=545 mm h/b = 545/300 = 1.81 V=V=0.91185=166.5 KN截面尺寸满足要求。 V/=0.07fbh/1.2=0.0710300625/1.2=109.38 KN 109.38 KNV=0.91116=104.4 KN V/0.12%满足l级钢筋配箍率的要求。 （V+V）/=(0.07fbh+1.25f)/1.2 =(0.0710300625+1.252100.502625)/1.2 =178062.5 N 178 KNV=0.91116=104.4 KN 178 KNV=0.91169=152 KN 178 KNV=0.91185=166 KN