(水工)钢筋混凝土课程设计(满分)

1水工钢筋混凝土结构课程设计任务书及计算书设计题目：钢筋混凝土梁板结构学院：姓名：学号：班级：指导老师：2目录一、设计任务书3二、板的设计6三、次梁设计9四、主梁设计13五、结论21六、参考文献213一、《水工钢筋混凝土结构学》课程设计任务书（一）、设计课题与目的某建筑钢筋混凝土单向板肋形楼盖设计。（1）了解单向板肋梁楼盖的荷载传递关系及其计算简图的确定；（2）通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；（3）通过主梁的计算，熟练掌握按弹性理论分析内力的方法，并熟悉内力包络图和材料图的绘制方法；（4）了解并熟悉现浇梁板的有关构造要求；（5）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的基本技能；（二）、主要内容1、设计资料：根据初步设计成果，提出设计资料及数据如下：(1)楼层平面如任务书附图1所示。墙体厚度370mm。楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑。楼盖采用整体式单向板肋形结构。(2）该建筑位于非地震区。(3)建筑物安全级别为二级。(4）结构环境类别一类。(5）建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板、C20级。钢筋：板中钢筋、梁中箍筋、构造钢筋I级，梁中受力筋II级。(6）荷载：钢筋混凝土重力密度为25kN/m3。楼面活荷载标准值：6kN/m2。楼面做法：楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面（重力密度为20kN/m3），板底及梁用15mm厚石灰砂浆抹底（重力密度为17kN/m3）(7)结构平面布置及初估尺寸：板伸入墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm；柱的截面尺寸b×h=400mm×400mm。板厚h＝______mm。（自己定）次梁：高h＝______mm，宽b＝______mm。（自己定）主梁：高h＝______mm，宽b＝______mm。（自己定）(8)采用的规范：水工混凝土结构设计规范（现在就按课本规定来做），建筑结构荷载规范。2、设计要求（1）板和次梁按考虑塑性内力重分布方法计算内力；主梁按弹性理论计算内力，并绘出弯矩包络图。（2）梁、板允许挠度、最大裂缝宽度验算从略。4（3）绘制楼盖结构施工图1．楼面结构平面布置图（标注墙、柱定位轴线编号和梁、柱定位尺寸及构件编号）．（比例1：100～1：200）；2．板模板图及配筋平面图（标注板厚、板中钢筋的直径、间距、编号及其定位尺寸）（比例1：100～1：200）；3．次梁模板及配筋图（标注次梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）（比例1：50，剖面图比例1：15～1：30）；4、梁材料图、模板图及配筋图（按同一比例绘出主梁的弯矩包罗图、抵抗弯矩图、模板图及配筋图），（标注主梁截面尺寸及几何尺寸、钢筋的直径、根数、编号及其定位尺寸）；（比例1：50，剖面图比例1：15～1：30）；5．在图中标明有关设计说明，如混凝上强度等级、钢筋的种类、混凝土保护层厚度等。（3）计算书：要求计算准确，步骤完整，内容清晰。（三）、设计进度阅读任务书和参考资料7学时布置设计3学时板的计算8学时次梁计算8学时主梁计算12学时绘制施工详图28学时整理设计计算书6学时准备及答辩8学时合计80学时（四）、设计成果要求(1)设计计算书一份。包括：计算依据的资料，计算假定、计算简图；板、次梁和主梁的计算，并附有配筋草图。(2)施工图纸一张（500mm×750mm)。包括：楼盖结构平面布置图；板的模板图、配筋图；次梁的模板图、配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图）；主梁的模板图、配筋图（纵剖面、横剖面、单根钢筋下料图；为方便设计和校核，要求画出主梁的设计弯矩图和抵抗弯矩图）；钢筋表。施工详图要求布局合理，线条粗细分明，字体工整，符号、尺寸、说明齐全。（五）、考核方式1．最终成绩分为五等：优秀、良好、中等、及格、不及格。学生姓名：指导教师：孙万泉2016年水工钢筋混凝土结构课程设计5特别注意：1、指导书：图书馆沈蒲生编著《钢筋混凝土结构》，或其他书籍。设计步骤参考指导书，但一些细节的规定（如计算跨度、分项系数取法等）按我们水工规范来进行，因为指导书中是工民建的规定。2、完成日期：第19、20周上交（地点我的办公室主B618），提问问题。必须自己亲自上交！否则不计成绩3、提交的结果：计算书和设计图纸（绘图纸大小为A2，大约为4张A4纸那么大）。设计图纸包含内容：次梁和板的配筋图；主梁的配筋图和弯矩抵抗图。附图12016年水工钢筋混凝土结构课程设计6二、板的设计（按考虑塑形内力重分布方法计算）正截面受弯承载力计算原则（1）平截面假定；（2）不考虑受压区混凝土的工作；（3）受压区混凝土的应力应变关系采用理想化的应力-应变曲线；（4）有明显屈服点的钢筋（热轧钢筋），其应力应变关系可简化为理想的弹塑形曲线。（一）基本尺寸的确定（教材237）1、板厚：按刚度要求，板厚不宜小于其跨长的1/40（连续梁）；水电站厂房板的常用厚度为120-200mm。取h=120mm40l≈402300=57.5mm；2、梁高：由构造要求，梁高与跨长的比值，次梁为1/18-1/12，主梁为1/15-1/10，梁截面宽度为高度的1/2-1/3。次梁截面高度：18l=6600/18=367;12l=6600/12=550取h=450主梁截面高度：10l=6900/10=69015l=6900/15=460取h=5503、梁宽：梁截面宽度为高度的1/2-1/3。次梁宽：b=200mm；主梁宽：b=250mm。4、板的计算跨度：①边跨：l。=ln+h/2=ln+120/2=2300-120-200/2+120/2=2140mm且满足l。=ln+a/2=2300-120-100+60=2140②中跨：l。=ln=2300−200=2100mm计算跨度差：（2140-2100）/2100=1.9%10%说明可按等跨连续板计算内力。（二）荷载计算1、荷载标准值：恒荷载：20mm厚水泥砂浆面层：0.02*20＝0.4kN/m2120mm钢筋混凝土板：0.12*25＝3kN/m215mm板底石灰砂浆：0.015*17＝0.255kN/m2gk=3.655kN/m2活荷载：q=6kN/m22、荷载设计值：由表2-5得相关系数恒荷载：g=1.2*3.655=4.386kN/m2活荷载：q=1.2*6=7.2kN/m2g+q=11.586kN/m2板的计算简图如下,取1m板作为计算单位：2016年水工钢筋混凝土结构课程设计7图1查《水工钢筋混凝土结构学（第4版）》（中国水利水电出版社）表9-2,板的弯矩系数αmb分别为：1/11（边跨跨中）；－1/11（离端第二支座）；1/16（中间跨中）；－1/14（中间支座），分别代入公式M=αmb(g+q)l。l。，计算各截面弯矩如下表所示表1、连续板各截面弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中、中间跨跨中中间支座弯矩计算系数αmb1/11-1/111/16-1/14M=αmb(g+q)L02/(kN·m)4.82-4.823.19-3.653、截面承载力计算混凝土强度等级采用C20，fc=9.6N/mm2，ft=1.10N/mm2，一级钢筋fy=210N/mm2,b=1000mm，h=120mm，取保护层厚度c=20,取a=30,h0=120-30=90mm，α1=0.85，K=1.2,ρmin=0.2%连续板各截面的配筋计算，如下表所示。中间区板带②-⑤轴线间，其各内区格板的四周与梁整体连接，故各跨跨中和中间支座考虑板的內拱作用，其计算弯矩降低20%。g+q=11.586kN/m板的计算简图2016年水工钢筋混凝土结构课程设计8表2、配筋表板带部位截面边区板带（①-②，⑤-⑥轴线间）中间区板带（②-⑤轴线间）备注边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨中中间支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨内、中间跨跨中中间支座M(kN·m）4.82-4.823.19-3.654.82-4.822.55-2.92αs=KM/fcbh020.0740.0740.0490.0560.0740.0740.0390.045=1-（1-2αs）0.50.0770.0770.0500.0580.0770.0770.0400.0460.85b0.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4680.468满足As=bh0fc/fy(mm2)316.8316.8205.7238.6316.8316.8164.6189.3两者取大Asmin=0.002bh240240240240240240240240选配钢筋φ8@150φ8@150φ8@200φ8@200φ8@150φ8@150φ8@200φ8@200实配钢筋面积(mm2)3353352512513353352512515、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图2016年水工钢筋混凝土结构课程设计9三、次梁设计（按考虑塑形内力重分布方法计算）（一）荷载计算1、恒载设计值：由板传来荷载4.386*2.3=10.09kN/m次梁自重1.05*25*（0.45-0.12）*0.2=1.73kN/m梁抹灰1.05*17**0.015[（0.45-0.12）*2+0.2]=0.23kN/mg=12.05kN/m2、活荷载设计值：由板传来q=7.2×2.3=16.56kN/mg+q=12.05+16.56=28.61kN/m（二）内力计算1、计算跨度：边跨：ln=6.6-0.24-0.25/2=6.235ml0=1.025*ln=6.391mln+a/2=6.235+0.12=6.355ml。取l。=6.355m中间跨：l0=ln=6.6-0.25=6.35m跨度差（6.355-6.35）/6.35=0.08%10%说明可按等跨连续梁计算内力，2、弯矩计算其计算简图如下：图2查《水工钢筋混凝土结构学（第4版）》（中国水利水电出版社）表9-4,板的弯矩系数αvb分别为：1/11（边跨跨中）；－1/11（离端第二支座）；1/16（中间跨中）；－1/14（中间支座），分别代入公式M=αmb(g+q)l。l。，计算各截面的弯矩设计值如下表g+q=28.61kN/m2016年水工钢筋混凝土结构课程设计10表3、次梁弯矩计算截面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中、中间跨跨内中间支座弯矩计算系数αm1/11-1/111/16-1/14M=αm(g+q)L02/(kN·m)110.36-110.3672.10-82.403、剪力计算：查《水工钢筋混凝土结构学（第4版）》（中国水利水电出版社）表9-4,板的弯矩系数αvb分别为：0.45（端支座内侧）；0.6（离端第二支座外侧）；0.55（中离端第二支座内侧）；0.55（中间支座内外侧），分别代入公式M=αvb(g+q)ln，计算各截面的弯矩设计值表4、次梁剪力计算截面端支座右侧离端第二支座左侧离端第二支座右侧中间支座左侧、右侧剪力计算系数αV0.450.60.550.55V=αVb(g+q)Ln(kN)81.82109.0999.9299.92（三）截面承载力计算1、确定翼缘宽度：次梁工作时板可作为翼缘参与工作，在跨中截面翼缘受压可按梁计算，翼缘的计算宽度取下列值中的较小值环境类别一类，取c=30mm,α=c+10=40mm,跨中钢筋按一排布置h0=h-40=450-40=410mm边跨：bf‘=l0/3=6355/3=2118mmb+sn=200+(2300–100-120)=2280mmhf‘/ho=120/410=0.290.1则不需按翼緣高度考虑故取最小值bf‘=2118mm端第二跨、中间跨bf‘=l0/3=6350/3=2117mmb+sn=200+(2300-200)=2300mmhf‘/ho=120/410=0.290.1则不需按翼緣高度考虑2016年水工钢筋混凝土结构课程设计11故取最小值bf‘=2117mm2、判别T形截面类型：fcbf‘hf‘（h0-hf‘/2)=9.6×2117×120×(410-120/2)=