1、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
2、.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
3、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 bh,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级钢筋外,其余均采用级钢筋;混凝土强度等级为 C20。水泥砂浆容重 1 为 20kN/m3;混合砂浆容重 2 为 17kN/m3;钢筋混凝土容重 3 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
4、据此填入表 1。表 1 设计自选参数题号L1 L2(mmmm)5L2 3L1(mmmm)b h(mm mm)qk(kN/m 2)426 57006000 3000017100 300400 6L2L1L1 3L1120L2L1L2 L2bh120 5L2250250ABCD1 64 532L2 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
5、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(1:1001:200) ;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
6、 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
7、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-12B-45B-12 B-3B-21456B-12B-3ZL-1ZL-1CLCL-C1LC1-LC3060606606022225 50ACDEF17075702234图 .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(m
8、m*mm)主梁 6000 (1/141/8)L428750 (1/31/2)h233350 350700次梁 5700 (1/181/12)L317475 (1/31/2)h150225 220450板的厚度按构造要求 h=80mm =2000/40=50mm,楼板厚度不少于 60mm,密肋40l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 课 程 设 计 用 纸5教师评阅: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。2.3.1 计算简图图 2.2 计算跨度示意图板在墙上
9、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:=2000-120-b/2+h/2=2000-120-110+40=1810mm, 201hln=2000-120-b/2+a/2=2000-120-110+60=1830mm 01aln两式较小值为 l01=1810mm中间跨:=2000-b=2000-220=1780mmnl0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
10、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。ln ln lnbbal0=ln l0=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:BC32B图 . 板 的 计 算 简 图q+g=9kN/m2.3.2 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 , G =1.05, Q =1.2。2.荷载标准值的计算:20mm 厚水泥砂浆面层:20*0.02*1=0.4 kN/m80mm厚 现 浇 板 自 重 : 25*0.
11、08*1=2 kN/m15mm厚 板 底 抹 灰 : 17*0.015*1=0.255 kN/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 值按图 2.4 采用,各跨中及支座截面的弯矩按式 计算。20)(lqgM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 M1 B 支座 MB 中间跨中 M2、 M3 中间支座 MC跨 度 1.810 1.810 1.780 1.780荷 载 种 类 荷载标准值 (k
12、N/m) 荷载分项系数 荷载设计值 (kN/m)20mm厚 水 泥 砂 浆 面 层 0.4 1.05 0.4280mm厚 现 浇 板 自 重 2 1.05 2.1永 久 荷 载15mm厚 板 底 抹 灰 0.255 1.05 0.27小 计(g) 2.655 - 2.79可变荷载(q) 6 1.2 7.2总荷载(g+q) 8.655 - 9.99课 程 设 计 用 纸7教师评阅:(m)内力系数 1/11 -1/11 1/16 -1/14弯矩值(kNm) 20)(lqgM2.98 -2.98 1.98 -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
13、,对于薄板 a=c+5=25mm,h 0=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。表 2.4 板正截面承载力计算中间跨中 ,2M3中间支座 CM截 面边跨跨中 1MB 支座边区格 中间区格 边区格 中间区 格M(kNm) 2.98 2.98 1.98 1.58 2.26 -1.8120dcxhfb(mm)7.25 7.25 4.70 3.72 5.40 4.28=19.25(m0.35xhm)满足 满足 满足 满足 满足 满足= ( )sAcyfb
14、x2331 331 215 170 247 196选配钢筋 8140 8140 8200 8250 8200 8200实配 s359 359 251 201 251 251说明: minbh0=0.2%*1000*55=110mm2,实际配筋面积均满足要求。其中: =1.2, =12N/ , =210N/dfcmfy2m2.3.5 板的模板配筋课 程 设 计 用 纸8教师评阅: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)
15、 。计算跨度按图 2.2 进行计算,其中:边跨:=5700-120-350/2+0.025(5700-120-350/2)=5540mm 01.25nnll=5700-120-350/2+240/2=5525mma两式相比取较小值 L01=5525mm中间跨: =5700-b=5700-350=5350mmnl0由于(5525-5350)/5350 100%=3.27%10% ,,故可按等跨连续梁计算内力。次梁的计算简图见下图 2.5。g+q=22.38 kN.m图 2.5 次梁的计算简图2.4.2 荷载计算按考虑内力重分布设计,根据厂房的实际情况,楼盖的次梁和主梁的活荷载一律不考虑梁从属面积的荷载折减。永久荷载包括:板传来的恒荷载、次梁自重和次梁底及两侧的粉刷重量;可变荷载仅考虑板传来的楼面活荷载,可按表 5 进行计算。表 2.5 次梁的荷载计算表