水工钢筋混凝土结构课程设计

水工钢筋混凝土结构课程设计计算书设计题目：某水电站副厂房楼盖结构设计题目类型：钢筋混凝土单向板肋形结构题号：426班级：港口航道与海岸工程07-04班姓名：李春雷学号：200712020426指导教师：彭艺斌王中强童光明日期：2010年6月25日2目录1课程设计任务书………………..………………………….………………………….12计算书正文………………………………………………………………………………42.1结构布置………………..…………………………………………………………....42.2初步选择板、梁的截面尺寸………………………………...…………………………42.3单向板的设计………………………………………...…...……………………………42.3.1计算简图………………..………………………………………………………….….52.3.2荷载计算………………..………………………………………………………….….62.3.3板的内力计算………………..…………………………………………………….…..62.3.4板的配筋计算………………..…………………………………………………………62.3.5板的模板配筋………………..…………………………………………………………72.4次梁的设计…………………………………………………...…………………………72.4.1计算简图………………..………………………………………………………….….72.4.2荷载计算………………..……………………………………………………………..82.4.3次梁的内力计算………………..………………………………………………….…...82.4.4次梁的配筋计算……………..………………………………………………………..92.4.5次梁的模板配筋……………..………………………………………………………112.5主梁的设计…………………………………………………...……………………….122.5.1计算简图………………..…………………………………………………………....122.5.2荷载计算………………..…………………………………………………………....132.5.3主梁的内力计算……………..…………………………………………………….….132.5.4主梁内力包络图………..…………………………………………………………...172.5.5主梁的配筋计算………………..……………………………………………………..182.5.6附加钢筋计算……………..…………………………………………………………..192.5.7主梁的模板配筋………………..……………………………………………………...203课程设计体会………………………………………………………………………….204致谢……………………………………………………………………………….……215参考文献…………………………………………………………………………………216附件………………………………………………………………………….…………....22附件1计算书手稿…………………………………………………….…………………22附件2施工图手稿…………………………………………………….…………………22课程设计用纸1教师评阅：1课程设计任务书一、设计资料1、设计条件某水电站副厂房属3级水工建筑物，环境条件类别为一类，采用外墙及内柱承重，柱网布置如图1所示，柱的截面尺寸b✕h，楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。图1副厂房结构平面布置图2、设计参数厂房按正常运行状况设计；楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，板底及梁用15mm厚混合砂浆粉底；钢筋除主梁和次梁的主筋采用Ⅱ级钢筋外，其余均采用Ⅰ级钢筋；混凝土强度等级为C20。水泥砂浆容重γ1为20kN/m3；混合砂浆容重γ2为17kN/m3；钢筋混凝土容重γ3为25kN/m3；楼面活荷载标准值qk及其余设计参数按学号给出，见表2，并据此填入表1。表1设计自选参数题号L1✕L2(mm✕mm)5L2✕3L1(mm✕mm)b✕h(mm✕mm)qk（kN/m2）4265700✕600030000✕17100300✕4006L2L1L13L1120L2L1L2L2b×h1205L2250250ABCD164532L2课程设计用纸2教师评阅：二、设计内容1、结构布置根据设计任务书提供的设计资料及表1所给有关设计参数进行结构布置；选定材料并拟定构件截面尺寸。2、结构内力计算根据结构工作状况及结构特点，确定计算简图，并进行荷载计算；计算结构内力，并根据需要绘制内力包络图。单向板肋形结构的板和次梁按塑性理论计算、主梁按弹性理论计算，双向板肋形结构的板、次梁和主梁均按弹性理论计算。3、截面设计考虑结构设计的安全、经济、便于施工等因素进行截面设计；合理选择受力钢筋，并按要求配置构造钢筋；绘制主梁内力包络图及抵抗弯矩图。4、绘制施工图绘制楼盖结构平面布置图（1:100~1:200）；绘制板、次梁和主梁模板配筋图，根据需要绘制钢筋材料表或钢筋抽样图。三、课程设计分组及要求1、设计分组指导老师按行政班分组指导；学生按表1根据学号确定自己的设计题号及设计参数，并独立完成课程设计任务。2、时间安排1)收集资料1天2)结构布置1天3)内力计算3天4)截面设计1天5)施工图绘制2天6)计算书整理、修改施工图1天7)分组答辩1天3、提交的文件1）计算书1份每个学生按照封面、目录、课程设计任务书、计算书正文、课程设计体会、计算书手写草稿（附件1）、施工图的手绘草图（附件2）的顺序装订成册。除附件外，其余部分要求提交word文档打印件，并将电子文档按行政班级提交指导老师。2）施工图1-2张每个学生提交1-2张2号施工图（CAD绘图）。注：所有材料装入长沙理工大学专用资料袋。课程设计用纸3教师评阅：4、考核方式与成绩评定按设计成果（包括设计计算书和设计图纸）占70％、设计过程（包括设计态度和创新精神）占10％、设计答辩（回答问题情况）占20％的比例以“优秀、良好、中等、及格和不及格”五个等级评定课程设计成绩。课程设计用纸4教师评阅：2计算书正文2.1结构布置根据楼盖结构柱网尺寸，进行结构布置，如图2.1所示：B-1B-2B-4B-5B-1B-2B-3B-2B-1B-4B-5B-6B-1B-2B-3ZL-1ZL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-13000060006000600060006000200020002000200020002000200020002000200020002000200020002000250120120250ABCDEF171005700570057002501202501201234图2.1结构平面布置图2.2初步选择板、梁的截面尺寸主、次梁的截面尺寸计算如下表所示：表2.1次、主梁的截面尺寸构件名称L(mm)高度h计算值(mm)宽度b计算值(mm)取值b*h(mm*mm)主梁6000(1/14～1/8)L428～750(1/3～1/2)h233～350350×700次梁5700(1/18～1/12)L317～475(1/3～1/2)h150～225220×450板的厚度按构造要求h=80mm≧40l=2000/40=50mm，楼板厚度不少于60mm，密肋板厚度不少于50mm，工业建筑板厚度不少于70，本设计楼板可选用80mm厚的楼板。2.3单向板的设计按照塑性内力重分布理论进行计算板的内力，对多跨连续板沿板的长边方向取1米宽的板带作为板的计算单元。课程设计用纸5教师评阅：2.3.1计算简图图2.2计算跨度示意图板在墙上的支承长度a不小于120mm，取a=120mm；中间支座宽度即为次梁宽度:b=220mm；板厚：h=80mm。计算跨度按图2.3进行计算，其中，边跨：201hlln=2000-120-b/2+h/2=2000-120-110+40=1810mm，201alln=2000-120-b/2+a/2=2000-120-110+60=1830mm两式较小值为l01=1810mm中间跨：nll0=2000-b=2000-220=1780mm由于[（1810-1780）/1780]×100%=0.1.7%〈10%，故可按等跨连续板计算内力；且多于五跨连续板按五跨计算内力，小于五跨或等于五跨的连续板按实际跨数计算内力。按图2.1布置板其跨度多于五跨，故按五跨计算内力，其计算简图见图2.3。BC3C2B图2.3板的计算简图q+g=9.99kN/mlnlnlnbbal0=lnl0=ln板：l01=ln+h/2和l01=ln+a/2取小值课程设计用纸6教师评阅：2.3.2荷载计算板的荷载计算可列表计算，见下表2.2表2.2板的荷载计算表说明：1.分项系数取值依据《水工混凝土结构设计规范》，γG=1.05，γQ=1.2。2.荷载标准值的计算：20mm厚水泥砂浆面层：20*0.02*1=0.4kN/m80mm厚现浇板自重：25*0.08*1=2kN/m15mm厚板底抹灰:17*0.015*1=0.255kN/m2.3.3板的内力计算板考虑塑性内力重分布后，各跨中及支座截面的弯矩系数α值按图2.4采用，各跨中及支座截面的弯矩按式20)(lqgM计算。图2.4单向板内力系数板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求，所以只进行正截面承载力计算。计算B支座负弯矩时，计算跨度取相邻两跨的较大值。板的弯矩计算见表2.3：表2.3板的弯矩计算表截面边跨中M1B支座MB中间跨中M2、M3中间支座MC跨度（m）1.8101.8101.7801.780内力系数α1/11-1/111/16-1/14弯矩值（kN·m）20)(lqgM2.98-2.981.98-2.262.3.4板的配筋计算板单宽b取为1000mm，一类环境保护层厚度c=20，对于薄板a=c+5=25mm，h0=h-a=80-25=55mm。各截面配筋计算过程见下表，中间区格中间板的四周与梁整体连接，由于拱效应，弯矩有所降低，故M2、M3及MC应降低20%，计算结果可以填在表2.4内。荷载种类荷载标准值（kN/m）荷载分项系数荷载设计值（kN/m）永久荷载20mm厚水泥砂浆面层0.41.050.4280mm厚现浇板自重21.052.115mm厚板底抹灰0.2551.050.27小计（g）2.655-2.79可变荷载（q）61.27.2总荷载（g+q）8.655-9.99课程设计用纸7教师评阅：表2.4板正截面承载力计算截面边跨跨中1MB支座BM中间跨中2M，3M中间支座CM边区格中间区格边区格中间区格M（kN×m）2.98—2.981.981.58—2.26-1.812002dcMxhhfb（mm）7.257.254.703.725.404.2800.35xh=19.25（mm）满足满足满足满足满足满足sA=cyfbxf（2mm）331331215170247196选配钢筋φ8@140φ8@140φ8@200φ8@250φ8@200φ8@200实配sA359359251201251251说明：ρminbh0=0.2%*1000*55=110mm2，实际配筋面积均满足要求。其中：d=1.2,fc=12N/2mm,fy=210N/2mm2.3.5板的模板配筋板的配筋一般采用分离式，板的配筋图见A1图。2.4次梁的设计次梁按考虑塑性内力重分布进行设计2.4.1计算简图次梁在墙上的支承长度a不小于240mm，现取a=240；中间支座宽度即为主梁宽度（b=400）。计算跨度按图2.2进行计算，其中：边跨：010.025nnlll=5700-120-350/2+0.025×(5700-120-350/2)=5540mm201alln=5700-120-350/2+240/2=5525mm课程设计用纸8教师评阅：两式相比取较小值L