水工鋼筋混凝土課程論文

1、-PAGE . z.農(nóng)業(yè)大學(xué)科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 題目名稱：水電站廠房樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)班 級(jí)：20 11 級(jí) 水利水電工程 專業(yè) 3 班姓 名： 周智錚 學(xué) 號(hào)： 201141927323 指導(dǎo)教師： 敬林 評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語： 指導(dǎo)老師簽名： 2013年1 月 5日水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、前言水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程設(shè)計(jì)是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。在專業(yè)課理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固所學(xué)課程的容，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自己動(dòng)手解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)的主要目的鞏固和運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)，通過簡(jiǎn)單工程

2、實(shí)例的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論的掌握，進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要過程、注意事項(xiàng)，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)的容和使用方法，加深學(xué)生對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目中對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要容的了解，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用本課程設(shè)計(jì)的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，為今后從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)目的1.通過本課程設(shè)計(jì)熟悉水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過程；2.通過本課程設(shè)計(jì)牢固地掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計(jì)算（受彎、受剪）的知識(shí)；3.通過本課程設(shè)計(jì)掌握鋼筋配置的一般構(gòu)造規(guī)定和規(guī)要求；4.通過本課程設(shè)計(jì)將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際計(jì)算相結(jié)合，鞏固所學(xué)知識(shí)。三、課程設(shè)計(jì)要求1.了解課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，收集有關(guān)資料、文件及相關(guān)政策、法規(guī)；2

3、.熟悉水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本理論和計(jì)算公式；3.熟悉水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)符合的構(gòu)造規(guī)定；4.通過繪制水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋圖，了解圖紙的一般格式和有關(guān)規(guī)定；5.學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下獨(dú)立按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)的全部容。四、工程背景一、設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)*正常運(yùn)行狀況下的3級(jí)水電站廠房樓蓋。墻體厚度為240mm，柱子尺寸為400mm400mm，其平面尺寸為30m12m，結(jié)構(gòu)采用整體式單向板肋形結(jié)構(gòu)。如圖所示：樓面做法：水磨石面層（自重為0.65kN/m2）；鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（混凝土容重為25kN/m3）；梁板天花為紙筋抹灰12mm（重度為16kN/m3）樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6kN/m2 。恒

4、荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.05，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2。建筑材料及等級(jí)：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20；板中鋼筋、梁中箍筋，構(gòu)造鋼筋為級(jí)；梁中受力鋼筋為級(jí)。該廠房為3級(jí)水工建筑物，結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按正常運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)狀況屬持久狀況，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)取1.0。5.結(jié)構(gòu)平面布置初始尺寸：板在墻體上的支承長(zhǎng)度為120mm，主梁和次梁在墻上的支承長(zhǎng)度為240mm。二、樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸樓面梁格布置見圖確定主梁跨度為6m，次梁跨度為6m，主梁每跨布置兩根次梁，板的跨度為2m估計(jì)梁板截面尺寸：按跨度比條件，要求板厚hL/40=2000/40=50 mm，對(duì)工業(yè)建筑的樓板，要求h80 mm，取板厚h

5、=80 mm次梁截面尺寸: h=L/18L/12=6000/186000/12=333.3500取h=500 mm又要求h/b2 取b=250 mm主梁截面尺寸: h=L/14L/8=6000/146000/8=428750 mm 取h=700 mm b=300 mm已知：承重墻厚為240 mm 柱子尺寸為400 mm400 mm三、板的設(shè)計(jì)一、計(jì)算簡(jiǎn)圖板為6跨連續(xù)板，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖（a）所示，為便于用表格計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖按5跨考慮，如圖（b）所示次梁截面為250 mm500 mm，板在墻上支承長(zhǎng)度為120 mm，板的計(jì)算跨度為：邊跨：b=250 mm0.1Lc=0.12000=200 mm

6、取L0 =1.1Ln=1.11755=1930.5 mm中間跨：L=Ln=2000mm二、荷載計(jì)算取寬為1M的板帶計(jì)算：恒荷載：板自重 25KN/M31M0.08M=2.0KN/M 水磨石抹面 0.65KN/M21M=0.65KN/M 12mm抹底 16 KN/M3 1M0.012M=0.19KN/M 標(biāo)準(zhǔn)值： gk=2.0+0.65+0.19=2.84KN/M 設(shè)計(jì)值： g=Gkgk=1.052.84=2.982KN/M活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值 qk=6KN/M31M=6KN/M 設(shè)計(jì)值 q=rQqk=1.26=6KN/M考慮次梁對(duì)板的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為： g=g+q/2=2.982+7.2/2=6

7、.582KN/M q=q/2=7.2/2=3.6KN/M三、力計(jì)算 按彈性方法計(jì)算，由于邊跨與中間跨相差不到10，可采用等跨表格計(jì)算。查附錄六表4得彎矩系數(shù)a、a1，彎矩計(jì)算值為M=agL02+ a1g L02跨中彎矩：邊 跨：M1=0.07816.581.932+0.13.61.932=3.255KN/M中間跨：M2=0.03316.5822+0.07873.622=2.0KN/M M3=0.04626.5822+0.08553.622=2.447KN/M支座彎矩：MB=-0.1056.58(2+1.93)/2)2 +0.1193.6(2+1.93)/2)2=-4.32KN/MMC=-0.0

8、796.5822 +0.1113.622=-3.677KN/M支座邊緣彎矩 V0 =g+q=6.582+3.6=10.182KN/MMB =MB-1/2 V0 b=-4.21-1/2110.1820.25=-2.937KN/MMC =MC-1/2 V0 b=-3.59-1/2110.1820.25=-2.317KN/M四、截面設(shè)計(jì) 板厚為80mm，h0取60mm，混凝土為C20，fc=10N/mm2，級(jí)鋼筋：fy=210N/mm2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)rd=1.2，配筋計(jì)算表見表一，考慮水電站廠房發(fā)電機(jī)組對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響，板的配筋采用彎起式。表一 板的配筋計(jì)算表截面邊跨B中間跨中2C中間跨

9、中3邊板帶中板帶邊板帶中板帶邊板帶中板帶彎矩計(jì)算值106Nmm）3.2552.9372.00.82.02.3170.82.3172.4470.82.447彎矩設(shè)計(jì)值3.2552.9372.01.62.3171.8532.4471.957as =rdM/fcbh020.10850.0980.0670.0530.0770.0620.0820.065=1-1-2 as0.1150.1030.0690.0540.0800.0640.0850.067As= fcbh0 / fy329295197157230182243193選用鋼筋（mm2）邊板帶8/10180（358）8/10180（358）8180

10、（279）8180（279）8180（279）中板帶10200（393）8/10200（322）8200（251）8200（251）8200（251）注：中板帶的中間跨及中間支座，由于板四周與梁整體連結(jié)，可考慮拱作用，故該處彎矩減少20，即乘以系數(shù)0.8四、主梁設(shè)計(jì)一、計(jì)算簡(jiǎn)圖 主梁共兩跨，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，梁兩端支承在墻上，支承長(zhǎng)度為240mm，中間支承在400mm400mm的柱上，因梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4，可視為中部餃支的兩跨連續(xù)梁，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。 計(jì)算跨度 L0=Lc=6000-120+240/2=6000 mmL0=1.025Ln+0.5b=1.025（6000-120

11、-1/2400）+0.5400=6022 mm取較小值L0=6000mm二、荷載計(jì)算： 為簡(jiǎn)化計(jì)算，將主梁2.0m長(zhǎng)的自重亦按集中荷載考慮恒荷載：次梁傳來的集中荷載：8.132KN/M6.0M=48.792KN主梁自重：25KN/M3(0.7-0.08)M0.3M2M=11.16M主梁粉刷：16KN/M32M(0.7-0.08)M0.012M=0.238KN標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=48.792+11.16+0.238=60.19KN設(shè)計(jì)值：G=rGGk=1.0560.19=63.2KN活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值：QK=6KN/M22.0M6.0M=72KN設(shè)計(jì)值: Q=rQQk=1.272=86.4KN三、力計(jì)算：

12、 按彈性方法計(jì)算，查附錄得彎矩和剪力系數(shù) 彎矩計(jì)算值為：M=GL0 +1QL0 剪力設(shè)計(jì)值為：V=G+1Q 荷載作用點(diǎn)及最不利位置如圖所示 1、彎矩計(jì)算： 跨中彎矩：M1=(0.22263.2+0.07886.4)=228.3KNM 支座彎矩：MB=-(0.33363.2+0.33386.4) 6.0=-298.50KN 支座邊緣彎矩：MBL=MB-1/2V0b=-298.5-1/2(63.2+86.4) 0.4=-218.02KNM 2、剪力計(jì)算： VA=0.66763.2+0.83386.4=114.12KN VBL=-(1.33363.2+1.33386.4)=-199.4KN四、截面設(shè)

13、計(jì)： 1、正截面承載力計(jì)算：受力鋼筋為級(jí)鋼筋，fy=310N/mm2，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,fc=10N/mm2，結(jié)構(gòu)系數(shù)rd =1.2.跨中按T形截面計(jì)算，鋼筋按一排布置。h0=h-a=700-35=665mm。翼緣寬度：bf=l0/3=6000/3=2000 mm bf=b+sn=2000 mm 取bf=2000 mm fc bfhf（h0-hf/2）=20008010（665-40）=1000KN rd Mma*=rd M1=1.2228.3=273.96KNM 屬于第一類T形截面。 支座按矩形截面計(jì)算，肋寬b=300 mm，鋼筋按兩排布置，則 h0=h-a=700-80=620 mm

14、主梁正截面配筋計(jì)算表見表 主梁正截面配筋計(jì)算截面1B彎矩計(jì)算值M(106Nmm)228.3218.02彎矩設(shè)計(jì)值Mr0(106Nmm)228.3218.02bh02fc 或bfh02fc (106Nmm)76881153.2s=rd r0M/bh0fc或s=rd r0M/bfh0fc0.0220.140=1-1-2 as0.0220.152As= fcbh0 / fy 或As= fcbfh0 / fy889.8913.4選用鋼筋4 18(1018)4 18(1018)注：支座=0.152b=0.544；minbh0 =Asmin =0.15300665=299 mm 2 2、斜截面承載力計(jì)算：

15、 截面尺寸驗(yàn)算：hw/b=（620-80）/300=1.8Vma*=r0VBL =1.0 1.0199.4=199.4KN 故截面尺寸符合要求。1/rd Vc=1/rd (0.07 fcbh0)= 1/1.2(0.0710300620)=108500KN=108.2KNr0VA =11114.12=114.12KNr0VbL =11199.4=199.4KN故支座A、B均需按計(jì)算配置橫向鋼筋。設(shè)箍筋選用6150雙肢筋 配筋率SV=ASV/bs=228.3/300100=0.126SV MIN =0.12 滿足要求1/rd（Vc+Vsv）=1/1.2（0.07fcbh0+1.25fyvAsvh0

16、/s）=1/1.2（0.0710300620+1.25210228.3620/150）=159675N=159.68KN r0VA=114.12KN r0VBL=199.4KN 滿足要求 次梁兩側(cè)附加橫向鋼筋計(jì)算： 次梁傳來集中力F=r0(G+Q)=1.01.0(63.2+86.4)=149.6KN 在梁集中荷載位置附加吊筋，彎起角=450 則 ASV= rd F/（2fyvsin）=1.2149.61000/23100.707=409.4 mm 2 選216，實(shí)配ASV=402 mm 2也可在次梁兩側(cè)設(shè)置附加箍筋。箍筋采用級(jí)鋼筋（fyv=210N/mm2），直徑為8（n=2，ASV1=50.

17、3 mm 2）則： m= rd F/（nASV1fyv）=1.21.42105/250.3210在次梁兩側(cè)各附加四道雙肢8箍筋。五、次梁設(shè)計(jì)一、計(jì)算簡(jiǎn)圖 次梁為5跨連續(xù)梁，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖（c）所示，次梁在磚墻上的支承寬度為240mm，主梁截面為300mm700mm，次梁的跨長(zhǎng)如圖（d）所示。 取計(jì)算跨度為：邊跨：l0=ln=6000mm l0 =1.025ln+0.5b=1.025(6000-120-150)+0.5300=6023.25 取lo=5400mm 中間跨 lo=lc=5400mm二、荷載計(jì)算恒荷載：由板傳來：2.842=5.68KN/M 次梁自重：25（0.45-0.08）0.2

18、5=2.31KN/M 次梁粉刷：16（0.45-0.08）1.0122=0.142KN/M 標(biāo)準(zhǔn)值：gk=8.132KN/M 設(shè)計(jì)值：g=rGgk=1.058.132=8.538KN/M活荷載：標(biāo)準(zhǔn)值：qk=6.02=12KN/M 設(shè)計(jì)值：q=rQqk=1.212=14.4KN/M考慮主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為： g=g+q/4=8.538+14.4/4=12.138KN/M q=3q/4=314.4/4=10.8KN/M三、力計(jì)算 按彈性體系計(jì)算，采用等跨度表格計(jì)算，查附錄表 彎矩計(jì)算值:M=a gl2+ a1 ql2 剪力計(jì)算值：V=gl2+ 1 ql2 彎矩：V0=12.138+1

19、0.8=22.938KN跨中彎矩：M1=0.078112.13862+0.110.862=73.0KN/M M2=0.033112.13862+0.078710.862=45.06KN/M M3=0.046212.13862+0.085510.862=53.43KN/M支座彎矩：MB=-(0.10512.13862+0.11910.862)=-92.14KN/M MC=-(0.07912.13862+0.11110.862)=-77.67KN/M支座邊緣彎矩：MB =MB-V0b=-92.14-1/2(6/222.938) 0.3=-81.81KN/M MC =MC -V0 b=-77.67-

20、1/2(6/222.938) 0.3=-67.34KN/M剪力計(jì)算跨度 取凈跨度：邊跨ln=5730mm中間跨ln=5700mmVA=0.39412.1385.73+0.44710.85.73=55.06KM/MVBL=-(0.60612.1385.73+0.62010.85.73)=-80.51KN/MVBR=0.52612.1385.7+0.59810.85.7=73.20KN/MVCL=-(0.4712.1385.7+0.57610.85.7)=-68.25KN/MVCR=0.50012.1385.7+0.59110.85.7=70.97KN/M四、截面設(shè)計(jì)正截面承載力計(jì)算：跨中按T形截面計(jì)算。截面高h(yuǎn)=450mm，肋寬b=250 mm，翼緣厚度hf=80 mm，截面有效高度取415 mm。混凝土等級(jí)為C20，fc=10N/ mm2，受力鋼筋級(jí)fy=310N/ mm2，結(jié)構(gòu)系數(shù)rd=1.20跨中T形截面類型判別：bf=l/3=6000/3=2000 mm 翼緣寬度bf=b+Sn=2400 mm 取較小值bf=2000 mmbf hffc （h0-hf/2）=20008010（415-80/2）=600KNrd Mma*=1.273.0=8