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1、水工钢筋混凝土结构课程设计设计题目：某水工建筑物楼盖结构设计类 型：钢筋混凝土单向板整浇肋形楼盖题号：121班 级：15级水利水电01班姓 名：林泽学 号：4指导教师：沈兴冈【J目录1 课程设计任务书2 计算书正文2.1 结构布置2.2 初步选择板、梁的截面尺寸2.3 单向板的设计2.3.1 计算简图2.3.2 荷载计算2.3.3 板的内力计算2.3.4 板的配筋计算2.3.5 板的模板配筋2.4 次梁的设计2.4.1 计算简图2.4.2 荷载计算2.4.3 次梁的内力计算2.4.4 次梁的配筋计算2.4.5 次梁的模板配筋2.5 主梁的设计2.5.1 计算简图2.5.2 荷载计算2.5.3
2、主梁的内力计算2.5.4 主梁内力包络图2.5.5 主梁的配筋计算2.5.6 附加钢筋计算2.5.7 主梁的模板配筋3 课程设计总结4 附件附件 1 如计算书手稿附件 2 如施工图手稿 图表等设计资料1、某水工建筑物，位于非地震区，基本荷载组合，单独设置室外 楼梯。2、现浇楼盖简支于外墙（厚度370mm及内柱（350mM 350mr）上。3、板在墙上的搁置长度为120mm次梁在墙上的搁置长度为240mm 主梁在墙上的搁置长度为370mm4、楼面活荷标准值取4kN/ m2。5、材料：梁内纵向受力钢筋采用 HRB400板内纵向受力钢筋采用HRB335其他钢筋采用HPB3006、规范采用SL191-
3、2008进行设计。7、楼面构造楼面构造3:20厚水泥沙浆（20 kN/m3）钢筋混凝土结构层（25 kN/m3）12mn厚纸筋石灰（16 kN/m3）粉底题号项目建筑物 级别结构环 境类别柱网方案构造做法砼等级楼盖3级:-类楼面构造3C25楼盖3级-类楼面构造3C25楼盖3级一类楼面构造3C25121楼盖3级:-类（6X 3）柱网尺寸自拟，但同楼面构造3C25楼盖3级一类楼面构造3C25至幺日吕fol it 应1戶卄由右毕 日|日楼盖3级:-类组贝之冋柱网尺寸应有差别且 符合模数。楼面构造3C25130楼盖3级-类楼面构造3C25楼盖3级一类楼面构造3C25楼盖3级r -类楼面构造3C25楼盖
4、3级一类楼面构造3C25参考资料1、 河海大学等四校编水工钢筋混凝土结构学（第五版）切.北京：中国水利水 电出版社，2016.2、水工混凝土结构设计规范 SL191-2008 ,中国水利水电出版社,2009.3、 SL 73.1-2013 水利水电工程制图标准 基础制图，SL 73.2-2013 水利水电工程 制图标准 水工建筑图S.北京：中国水利水电出版社出版，2013.4、 建筑结构静力计算手册编写组.建筑结构静力计算手册MD.北京：建筑工 业出版社，2005.5、沈蒲生主编.混凝土结构设计（第 4版）M.北京：高等教育出版社.6、陈礼和主编水工钢筋混凝土结构学习辅导及习题M 北京：中国水
5、利水电出版社，2009.图1楼盖结构平面布置图（单位：mm）2. 楼面梁格布置和构件截面尺寸楼面梁格布置如图1所示楼盖平面冇置图确定主梁跨度6.0m，次梁跨度为6.9m，主梁每跨跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m。估计梁板截面尺寸：按跨高比条件，要求板厚l 2300 h57.54040次梁截面尺寸:mm,对工业建筑楼板,1 118 126900690018 12要求h 80mm,取板厚h=80mm。383 575mm，取 h=500mm，b=200mm。主梁截面尺寸:l l14 86000 600014 8428 750mm，取 h=650m，b=300mm。钢筋混泥土柱截面尺寸为350mm
6、*350mm3板的设计-按考虑塑性内力重分布设计1. 荷载计算取宽为1米的板计算恒荷载：板自重20mm抹面12mm抹底0.08x 25X 1=2.0 kN/m0.02X 20x 仁0.40 kN/m0.012X 16X 1= 0.192 kN/m标准值设计值活荷载：标准值设计值 何载设计总值：gk =2.592 kN/mg= gk rG=1.2X2.592=3.11 kN/mqk =4.0x 1=4.0 kN/mq=rQ qk =1.2 x 4.0=4.80 kN/mg+q=3.11+4.80=7.91 kN/m考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为q/ =q/2+g=4.8/2+3.11= 5
7、.51 kN/m q/ +g/ = q /2+5.51=2.4+5.51=7.91 kN/m2. 计算简图取1m板宽作为计算单元，板的实际结构如图所示，由图可知： 次梁 面宽为b=200mm,现浇板在墙上的支承长度为a=120mm，则按截塑性内力重分布设计，板的计算跨度为：边跨按以下二项较小值确定：h20080l01 In (2300 120)2120mm222a200120l01 ln (2300 120)2140mm222故边跨板的计算跨度取l01=2120mm中间跨：l02 = ln =2300-200=2100mm板的计算简图如下:8.1 J I f / rri111111111111
8、V3CL f210021002100I板计算的简图3. 弯矩设计值因边跨与中跨的计算跨度相差(2120-2100) /2100=5.7%小于10%，可 按等跨连续板计算由资料可查得：板的弯矩系数a M,，板的弯矩设计值计算过程见下表板的弯矩设计值计算截面位置边跨跨中中间跨跨中中间支座离端第一支座1111弯矩系数 M11111614计算跨度l(m)2.122.122.12.12MM (g q)l3.23-3.232.18-2.49(kN.m)4. 配筋计算正截面受弯承载力计算=210 N/ mm2。 对轴线间的板带，考虑起拱作用，其跨内2截面和支座C截面的弯矩设板厚 80mm, ho=80-20
9、=60mm,b=1000mm.C25混钢筋，边跨跨中离端第一支 座中间跨跨 中中间支座凝土 a1 =1.0, ffy截面位置c=11.9N/ mm2, HPB300弯矩设计值（kN m）3.23-3.232.18-2.49asM0.080.110.0530.13ai fcbh。2E 1J2 s0.080.120.054013计算配筋（mm2）AE bhai fcf | y272261.8183.6204轴线12实际配筋（mm2）8 1808 1908 2608 24067279265193209轴线26计算配筋（mm2）A E bha1 fcfy272261.8146.9163.2实际配筋（m
10、m2）8 1808 1908 2508 220279265201228配筋率验算pmin0-45ft0.45 1.25f210y0.27%P=As/bhP=As/bhP=AS/bhP=AS/bh=0.465%=0.0.441%=0.335%=0.0.38%5. 板的配筋图绘制板中除配置计算钢筋外，还应配置构造钢筋如分布钢筋和嵌入墙内的板的附加钢筋。板的配筋图如图所示。申0板的配筋图三、次梁设计-按考虑塑性内力重分布设计1. 荷载设计值：恒荷载设计值板传来的荷载：3.56X 2.3=8.19 kN/次梁自重： 0.2X( 0.5-0.08 ) x 25X 1.2=2.52 kN/m2次梁粉刷：
11、2 X 0.012 x( 0.5-0.08 )x 16X 1.2=0.194 kN/川小计g=10.914kN/ m活荷载设计值：q=4.80 x 2.3=11.04 kN/ m荷载总设计值：q+g=10.914+11.04=21.954 kN/ m2. 计算简图由次梁实际结构图可知，次梁在墙上的支承长度为a=240mm,主梁宽度为b=300mm。次梁的边跨的计算跨度按以下二项的较小值确定：l01 In -(6000 120 00) 丝05850mm2 2 2l011.025ln 1.025 (6000 120 150)5873mm故边跨板的计算跨度取l01=5850mm中间跨：l02 ln=
12、6000-300=5700mm计算简图如图所示57306000013005700300J6000次梁的实际结构图11 1 1 1 1 I 1 4 1 11 F4I U5L 1A,5730 0 5700 。,5700 5700 0,5730匚p次梁计算的简图3. 弯矩设计值和剪力设计值的计算因边跨和中间跨的计算跨度相差(5850-5700)/5700=2.6%小于10%, 可按等跨连续梁计算。 由表可分别查得弯矩系数 m和剪力系数V。次 梁的弯矩设计值和剪力设计值见表：次梁的弯矩设计值的计算截面位置边跨跨中离端第一支座中间跨跨中中间支座弯矩系数M1/11-1/111/16-1/14计算跨度l0(
13、m)l01 =5.85l01=5.85l02 =5.7l02=5.72MM (g q)l。2kN /m68.3-68.344.6-50.9次梁的剪力设计值的计算截面位置边支座（左）离端第一支座（右）离端第一支座中间支座剪力系数 V0.450.60.550.55净跨度lnln1=5.73ln1 =5.73ln2 =5.7ln2 =5.7v V（g q）lnkN /m256.6175.4868.8368.834.配筋计算正截面抗弯承载力计算 次梁跨中正弯矩按T形截面进行承载力计算，其翼缘宽度取下面二项的较小值：Ibf =lo/3=5730/3=1910mmIb f =b+Sn=200+2000=2
14、200mmI故取 bf = 1910mmc25混凝土ai=1.0, fc=11.9 N/ mm2, ft=1.27 N/ mm2;纵向钢筋采用 HRB335,fy=300 N/ mm2 ,箍筋采用 HPB300, fyv=210 N/ mm2 ,ho=500-35=465mm。判别 跨中截面属于哪一支座截面按矩形截面计算，正截面承载力计算过程列于表。次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值（kN m）68.3-68.344.6-50.9Mas2a1 fcbh0.0140.1290.0080.096E 1 J1 2 s0.0140.1230.0080.092选配钢筋计算配筋（mm2）A E
15、 bha1fc Asfy0.11.9/300=4930.123 465 20011.9/300=453.70.11.9/300=2810.9/300=339实际配筋（mm2）218218214216As=509509As=308As=402次梁配筋图如图所示，其中次梁纵筋锚固长度确定：伸入墙支座时，梁顶面纵筋的锚固长度按下式确定：l=la =a fy d/ft=0.14 X 300 x 22/1.27=727.6,取 750mm.伸入墙支座时，梁底面纵筋的锚固长度按确定： l=12d=12 18=216mm取 250mm.梁底面纵筋伸入中间支座的长度应满足l12d=12 22=264mm,取3
16、00mm.纵筋的截断点距支座的距离：l=l n/5+20d=6022/5+20x22=1644.4mm,取 1650mm.他 165016501650b I bll kl kF k h 1120600k h kh6300jf Jla6000冷H80II次梁的配筋图四、主梁设计主梁内力按弹性理论设计1.荷载设计值次梁传来的荷载：10.914X 6.0=65.484kN主梁自重(含粉刷)：(0.65-0.08 ) X 0.3 X 2.3 X 25+2 X(0.65-0.08 ) X 0.0120 X 17X2.3 X 1.2 =12.44kN恒荷载设计值：G=65.484+12.44=77.92k
17、N活荷载设计值：Q=10.465 X 6.0=62.79 kNQ+G=62.79+77.92=140.71kN2.计算简图主梁的实际结构如图所示，主梁端部支承在墙上的支承长度 a=370mm中间支承在400mrX 400mn的混凝土柱上，其计算跨度按以下方 法确定：边跨：101二 In+a/2+b/2=(6000-200-120)+350/2+350/2=6930mm 101=1.025In+b/2=(600-200-120)+200=6944.5mm故l01 取 6930mm中跨 l02=6900mm计算简图如图所示。20C=62. 79kN6900主梁的实际结构3506900G=77. 9
18、2kN2503. 、内力设计值计算及包络图绘制因跨度相差不超过10%，可按等跨连续梁计算。 弯矩值计算：弯矩：m kiGl k2Qi，式中ki和k2由附表1查得主梁的弯矩设计值计算（kN m）项次荷载简图kMbkM2kMe弯矩图示意图0.244-0.26740.067-0.26741恒载131.75-143.7636.02-143.762活载3活载4活载5活载HDB c T0.289-0.133-0.133O.M-0.臧125.75-0.044-19.150.22999.65-0.089/-12.90-57.87-0.133-57.87-0.311-134.74-0.089-38.56-57.
19、620.20086.650.09641.590.1743.33组合项次Mmin(kN m)组合项次-32.05+Mmax(kN m)275.5-278.5+-96.43-21.6129.98-57.872： 嗽14-134.74-0.133 -57.87-38.56-0.089.,.-278.5+-96.43、剪力设计值：剪力:V ksG K4Q，式中系数k3，k4,由附录仲查到，不同截面的剪力值经过计算 如表所示。主梁的剪力计算（kN）项次荷载简图kVAkVBlkHP F3 上丸亠空E丄& 0.733-1.2671.00恒载ABD57.12-98.7277.92叩Q卄0.866-1.1340
20、0】4 21 Jl活载ABcH54.38-71.200a! !jJ Lu 丨&0.689-1.3111.222活载ABcU43.26-82.3272.73.屮 1 Q| IQ】ajJI 丄-0.089-0.0890.788活载ADCU-5.59-5.5948.85组合项次+Vmax(kN)111.5-76.79150.65组合项次+Vmin(kN)37.67-181.0448.85矩、剪力包络图绘制4. 配筋计算承载力计算C25混凝土，ai=1.0, fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27 N/ mm2 ;纵向钢筋 HRB335，其中 fy =300 N/ mm2，箍筋采用 HPB30
21、0 , fyv=210 N/ mm2 .正截面受弯承载力计算及纵筋的计算跨中正弯矩按T形截面计算，因hf /ho 80/615 0.130 0.10翼缘计算宽度按 lo/3=6.3/3=2.1m 和 b+Sn=0.3+6.3-0.3=6.3m,中较小 值确定，取b=2100mmE支座处的弯矩设计值：。Mb= Mmax-Vob/2=-413.5+232.4x0.4/2=-370.02 KN m判别跨中截面属于哪一类 T形截面afcb hf(ho-hf/2)=1.0x11.9x2000x80x(615-40)=1094.8KN.mM1 M2 .属于第一类T形截面.正截面受弯承载力的计算过程如下：主
22、梁正截面受弯承载力及配筋计算截面1B2弯矩设计值(kN.m)275.5-278.5129.98-21.62a s=M/ a 1fcbh00.0270.2060.0130.0161J12 s0.0270.5180.2060.5180.0130.5180.0160.518选配钢筋计算配筋（mm2）As= E bh0 a 1fc/fy1383.21705.21665.98117.096实际配筋(mm2)520620318218As=1383.20As=1705.21As=665.98As=254.55、两侧附加横向钢筋的计算：由次梁传递给主梁的全部集中荷载设计值为：F=1.2x57.64+1.3x1
23、0x2x6.3=232.97kN所需主梁内支撑次梁处附加吊筋面积为：As二F/2fysina=232970/（2x300xsin45 ）=549.2 mm2选用 220 （As=628）5主梁正截面抗弯承载力图（材料图）、纵筋的弯起和截断 按比列绘出主梁的弯矩包络图 按同样比列绘出主梁的抗弯承载力图（材料图），并满足以下 构造要求：弯起钢筋之间的间距不超过箍筋的最大容许间距Smax；钢筋的弯起点距充分利用点的距离应大于等于ho/2。按课本所述的方法绘材料图，并用每根钢筋的正截面抗弯承载力 直线与弯矩包络图的交点，确定钢筋的理论截断点 （即按正截面抗弯承 载力计算不需要该钢筋的截面）。当Vc 0
24、.7ftbh0时，且其实际截断点到理论截断点的距离不应小于 等于h。或20d,钢筋的实际截断点到充分利用点的距离应大于等于 1.21ho 。若按以上方法确定的实际截断点仍位于负弯矩的受拉区，其实际截断点到理论截断点的距离不应小于等于 1.3ho或20d。钢筋的实际截断 点到充分利用点的距离应大于等于1-21 17ho。主梁纵筋的伸入墙中的锚固长度的确定：梁顶面纵筋的锚固长度：l=la =a fy d/ft=0.14X 300x 22/1.27 取 880mm.梁底面纵筋的锚固长度：12d=12 22=264mm,取300mm检查正截面抗弯承载力图是否包住弯矩包络图和是否满足构造要求。主梁的材料图和实际配筋图如图所示 J”1h!I 2盘&1QC乳I6000加會： r” rw主梁林料图及配筋图w10-10