1、水工钢筋混凝土结构课程设计1目录1.课程设计的目的 032.课程设计题目描述和要求043.课程设计报告内容043.1楼面梁格布置和构件截面尺寸拟定043.2板的设计053.2.1计算简图3.2.2荷载计算3.2.3板的内力计算3.2.4板的受力钢筋计算3.2.5板的构造钢筋与板配筋详图（CAD绘图）3.3次梁的设计093.3.1计算简图3.3.2荷载计算3.3.3次梁的内力计算3.3.4次梁的正截面和斜截面承载力计算3.3.5次梁配筋详图（CAD绘图）水工钢筋混凝土结构课程设计23.4主梁的设计133.4.1计算简图3.4.2荷载计算3.4.3主梁的内力计算3.4.4主梁的正截面承载力计算3.
2、4.5主梁的斜截面承载力计算3.4.6主梁的附加吊筋(附加横向钢筋)的计算3.4.7主梁配筋详图（CAD绘图）4.结论22参考书目 23 1.课程设计目的钢筋混凝土结构课程设计是水工钢筋混凝土结构教学计划中的一个重要的实践水工钢筋混凝土结构课程设计3性教学环节，对培养和提高学生的水工结构设计基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。1）.通过课程设计训练，了解水工钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际水工结构设计工作奠定初步基础。2）.复习巩固加深所学的钢筋混凝土基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构设计等章节的理论知识。3）.掌握钢筋
3、混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如：进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图；掌握弹性理论和塑性理论的设计方法；掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法；了解构件设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求；掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定；4）.学习结构施工图的绘制和结构计算书的编制方法，培养查阅技术规范和工程手册的能力，合理确定设计参数。2.课程设计题目描述和要求某水力发电副厂房楼盖，采用钢筋混凝土梁板，其平面尺寸如图所 L2L120525025011）.墙体厚度370mm，结构横向长L121.6m，结构纵向长L228.5m，楼梯位于该层平面的外部，本设计不予考虑
4、。楼盖采用整体式单向板肋形结构。板伸入水工钢筋混凝土结构课程设计4墙内120mm，次梁伸入墙内240mm，主梁伸入墙内370mm，柱的截面尺寸为400mm400mm。2）作用在楼面上的活载标准值 6.5kN/m。kq3）.该建筑位于非地震区。4）.建筑物安全级别为二级。5）.结构环境类别为一类。6）.建筑材料等级：混凝土强度等级：梁、板C20级。钢筋级别：板中钢筋、梁中架立筋、腰筋等构造钢筋及箍筋采用级；梁内受力纵筋采用级。7）.荷载：钢筋混凝土容重为25kN/m3。楼面做法： 20mm厚水泥砂浆面层，c=20kN/m3 ；钢筋混凝土现浇板； 12mm厚纸浆灰抹底（容重为16kN/m3）。3.
5、设计报告内容3.1楼面梁格布置和构件截面尺寸主梁横向布置，次梁纵向布置。主梁拟定为三跨，次梁拟定为五跨。根据楼盖结构柱网尺寸，结构布置如图1，主梁为72003=21600mm，次梁为57005=28500mm,板伸入墙体120mm，次梁伸入墙体240mm，主梁伸入墙体370mm。图1 结构布置图水工钢筋混凝土结构课程设计5对于多跨连续次梁，高跨比为1/18-1/12，对于多跨连续主梁，高跨比为1/12-1/8，矩形截面高宽比h/b=2-3.其中高度以50mm为模数，大于800mm，则以100mm为模数。主次梁截面尺寸计算结果见表1表1主次梁截面尺寸计算构件名称 L(mm) 高度h计算值(mm)
6、 宽度b计算值(mm)取 值bh(mmmm)主梁 7200(1/121/8)L 600900(1/31/2)h 233350 300700次梁 5700(1/181/12)L 317475(1/31/2)h 150225 200450板的厚度按构造要求h=80mml/40=2400/40=60mm，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90mm厚的楼板。h=90mm3.2板的设计3.2.1 计算简图次梁截面为200450mm,板在墙上的支承长度取为120mm,则板的计算跨度为：边跨： l01=ln +a/2+b/2=2400-120-200
7、/2+120/2+200/2=2340mm且l01ln+h/2+b/2=2180+90/2+200/2=2325mm 取l01=2325mm水工钢筋混凝土结构课程设计6中间跨 由于 0.1lc=0.12400=240mmb=200mm所以 l02=ln2+b=2400mm跨度差 （2400-2325）/2325=3.2%0.1 故仅按计算跨度L0和梁净距Sn考虑。f边跨：桉计算跨度L0考虑： = L0 /3=5.55/3=1.85mfb按梁净距Sn: =b+ Sn=0.2+（2.4-0.2）=2.4mf取较小值即 =1.85mf中间跨：桉计算跨度L0考虑： =L0/3=5.4/3=1.8mfb
8、按梁净距Sn: =b+ Sn=0.2+(2.4-0.2)=2.4mf取较小值即 =1.8mf判别T形截面类型: 水工钢筋混凝土结构课程设计12边跨:/K=11.9185090（410-90/2）/1.2=603 kNm68.705 0)2fcfhbkNm中间跨: /K=11.9180090(410-90/2)/1.2=593 kNm46.738kNm0)2fcfhb故各跨中截面均属于属于第一类T形截面。次梁正截面计算见表8表8 次梁正截面承载力计算中间跨中 中间支座M1 Mb M2 M3 Mc截面 边跨跨中 B支座 边区格 中间区格弯矩计算值 80.83 -89.78 50.29 59.2 -
9、42.06 0.026 0.269 0.017 0.020 0.126 0.027 0.321 0.017 0.020 0.135 As 799 1043 495 583 440 选配钢筋 318 322 218 216 218实配钢筋 763 1140 509 603 509说明：minbh0=0.2%200410=164mm2，实际配筋面积均满足要求。3.3.4.2 斜截面受剪承载力计算包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算剪力计算见表9表9 次梁斜截面受剪承载力计算截面位置 端支座（A）右侧离端第二支座（B）左侧离端第二支座（B）右侧中间支座（C）左侧，中间支座（c）右侧剪力计算值
10、)(kNV53.132 -77.432 70.620 -65.983 68.554 剪力设计值 63.758 92.918 84.744 79.180 82.265bhfw01.64.0 1.6 4.01.6 4.01.6 4.01.6 4.0截面尺寸验算0.25fcbh0/K 203KN63.758KN203KN92.918KN203KN84.744KN203KN84.744KN230 KN82.265KN0.7ftbh0/K 60.748KN63.758KN60.748KN92.918KN60.748KN84.744KN60.748KN79.180KN60.748KN82.265KN选用箍
11、筋（双肢） 1506（按构造要求）15061506水工钢筋混凝土结构课程设计13)(21mAnsvsv56.6 56.6 56.6 56.6 56.6配箍率 b0.19%min=0.15%0.19%min=0.15%0.19%min=0.15%0.19%min=0.15%0.19%min=0.15%Vc+Vsv=0.7ftbh0+1.25fyvAsv/sh0113.509KN63.758KN113.509KN92.918KN113.509KN84.744KN113.509KN79.180KN113.509KN82.256KN3.3.5次梁配筋详图次梁的配筋及构造如施工图所示。3.4主梁的设计3
12、.4.1计算简图图7 主梁计算简图主梁在墙上的支承长度a=370.中间支座宽度即为柱横截面高度，即取b=400mm。计算跨度计算：边跨：L01=ln+b/2+a/2=7200-120-400/2+400/2+370/2=7265mmL02=1.025ln+b/2=1.025*(7200-120-400/2)+400/2=7252mm取两式较小值L01=7252mm中间跨：由于0.05l c400mm所以水工钢筋混凝土结构课程设计14l0=ln+b=6800+400=7200mm由于（72527200）/7200 100%=0.7%0.1 因此按计算跨度l0考虑和按梁肋净距考虑边跨：l0/3=7
13、252/3=2417mmb+sn=200+(5700-300)=5600mm取较小者 bf=2417mm中间跨：l0/3=7200/3=2400mmb+sn=200+(5700-300)=5600mm取较小者 bf=2400mm判断其截面类型：取a=c+10=30+10=40 （按单层布置）h0=700-a=660mm边跨：/K=11.9241790（660-90/2）/1.2 kNm= 0)2fcfb1327kNm水工钢筋混凝土结构课程设计19大于最大弯矩值，故按第一类T型截面计算。中间跨：/K=11.9240090（660-90/2）/1.2 kNm 0)2fcfhb=1317kNm大于最
14、大弯矩值，故按第一类T型截面计算。各跨梁皆按第一类截面计算。支座截面按矩形截面计算，考虑到支座截面及边跨跨中截面弯距较大，纵筋布置两排，并放在次梁主筋下面，因此取 ;而中间跨跨mh620870中截面按单排布筋，取 .65370mh主梁正截面配筋计算过程见表13表13 主梁正截面配筋计算截面位置 边跨跨中 中间支座（B）中间跨跨中弯距计算值 )10(6NM285.84 -307.76 155.25 -58.40s=KM/( fcbh0h0) 支座s=KM/( fcbfh0h0) 跨中0.027 0.269 0.015 0.006s20.027 0.320 0.015 0.006(支座)ycsfb
15、hA0(跨中)yfcs 1725 2361 950 380选用钢筋 522 622 322 122实际配筋面积 (mm2) 1900 2281 1140 380说明：minbh0=0.2%300665=390mm2，实际配筋面积均满足要求。3.4.5斜截面承载力计算, 端支座取 , B支座负筋为双排，mb30mh65370且布置在次梁负筋下部，故取h0=700-80=620mm，.主梁斜截面的配筋计算过程见表14。表14 主梁斜截面承载力计算表端支座（A） 离端第二支座（B）截面位置右侧 左侧 右侧剪力计算值 )(kNV118.382 188.095 165.369水工钢筋混凝土结构课程设计2
16、0bhfw01.924.0 1.774.0 0.471截面尺寸验算0.25fcbh0/k 494.594KN118.382KN461.125KN188.095KN461.125KN165.369KN0.7ftbh0/K 147.796KN118.382KN147.796KN188.095147.796KN165.369选用箍筋（双肢） 208208208)(21mAnsvsv6.13.56.16.1配箍率 b0.17%0.15% 0.17%0.15% 0.17%0.15%V=0.7ftbh0+1.25*fyvASV/s*h0247.217KN1.2*188.095=225.714KN247.2
17、17KN1.2*165.369=198.443KNASB=KV-(VC+VSV)/fysin45_ _ _选配弯起钢筋 _ _实配弯起面积（mm2） _ _3.4.6主梁吊筋计算在主梁与次梁交接处，主梁的腹筋承受由次梁传来的集中荷载作用，为防止在主梁的中下部出现裂缝破坏，故在此交接处设置附加横向钢筋（箍筋或吊筋），现在此处设置吊筋。图10主梁与次梁交接处箍筋和吊筋形式(a) 主梁与次梁交接处斜向裂缝 (b)吊筋形式 (c) 箍筋形式水工钢筋混凝土结构课程设计21考虑到主梁与次梁交接处的破坏面大体如图8(b)和(c)虚线所示，故附加横向钢筋应布置在S=2h 1+3b的范围内，其数量按下式计算：s
18、insvyKFAf式中：F 次梁传给主梁的集中荷载设计值；fyv 附加横向钢筋的抗拉强度设计值； 附加横向钢筋与梁轴线的夹角，取=45；因为：S=2h 1+3b=2（700-450）+3200=1100mm故附加钢筋应布置在1100mm的范围内。选8的吊筋。对于箍筋：Asv=2A sb=250.3=100.6mm2Asb为附加箍筋的截面积附加箍筋的排数。则由公式得：mKF/(f yvsina)=1.2135.0171000/(221050.31.414)=5.4在s范围内可布置6排，故实配面积为6100.6=603.6mm 2故可配6排8的吊筋。3.4.7主梁配筋详图主梁配筋详图、主梁的配筋及
19、构造见施工图所示。纵向受力钢筋的弯起和截断位置，根据弯矩和剪力包络图及材料图形来确定。4.结论此次课程设计为单向板肋形结构的设计，通过水工钢筋混凝土结构学的学习，进一步加深对理论的认识和理论在工程中的运用，同时，也培养我的综合运用知识的能力和动手的能力。而且在我遇到问题时，也积极与大家进行了探讨，这也增加了我的团队意识。通过这一个学期的理论课程学习，我们开始接触水工钢筋混凝土结构的课程设计。万事开头难，课程设计开始时，没有头绪，不知如何下手，后来，在老师的建议下我认真的看了一遍教材，并借阅了水工混凝土结构设计规范手册，对知识系统而全面进行了疏理，遇到难处先是自己考虑琢磨，如果实在不会了再向老师
20、同学请教，最后我不光更加熟悉的掌握了课本上的基本理论，还理解了平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的思路。在做课程设计的过程中，我不光学会了如何去设计钢筋混凝土结构，更让我有机会对自己的知识进行了综合的运用。例如它让我更加熟悉CAD和水工钢筋混凝土结构课程设计22WORD文件的操作，对水工钢筋混凝土构件的设计有了进一步形象的认识，从中也发现和解决了一些自己理论知识中的不足之处。本次设计使我对钢筋混凝土构件受力计算,正截面与斜截面承载力计算认识更加深刻,对实际配筋中的一些问题有所思考,从中收益匪浅。在设计过程中遇到的一些具体问题是不通过实际设计计算是不可能被发现的
21、，通过楼盖板的设计让我发现并解决了一些自己不曾注意的很多细小而重要的问题。我们这次课程设计分为三个阶段，第一个阶段是结构的计算，要手写，计算过程比较复杂，经常遇到困难，就查找书本或是根据规范来计算 ；第二个 阶段是计算书电子版的编辑工作，这个过程主要是根据结构计算手稿来输入的，比较简单；第三个阶段是CAD的绘图工作，这个阶段既要熟悉CAD工程制图，又要看得懂钢筋包络图，绘制出这样的 一张图需要一两天的时间。总体而言，忙碌了两个星期的课程设计，不仅巩固了所学的水工钢筋混凝土结构学的理论知识，还提高了我的综合设计能力，而且也熟练了CAD及Word等应用程序提高了工作的效率。 参考书目：【1】河海大学等四校合编水工钢筋混凝土结构学(第四版) 北京：中国水利水电出版社，2009【2】水工混凝土结构设计规范（SL191-2008）北京：中国水利水电出版社，2009【3】建筑结构静力计算手册编写组建筑结构静力计算手册北京：中国建筑工业出版社【4】周氏水工混凝土结构设计手册北京：中国水利水电出版社【5】徐占发土建专业实训指导与示例(课程设计 毕业设计 毕业论文写作) 北京：中国建材工业出版社，P6675【6】周俐俐土木工程专业 钢筋混凝土及砌体结构课程设计指南北京：中国水利水电出版社【7】孙香红，李红实用混凝土结构设计：课程设计及框架结构设计实例
