水工钢筋混凝土课程设计报告满分

-.水工钢筋混凝土构造课程设计任务书及计算书设计题目：钢筋混凝土梁板构造学院：姓名：学号：班级：指导教师：-.可修编. -.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-.可修编. -.21一、?水工钢筋混凝土构造学?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确实定；〔2〕通过板及次梁的计算，熟练掌握考虑塑性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力的方法，并熟悉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〕掌握钢筋混凝土构造施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图的根本技能；〔二〕、主要容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构造。(2〕该建筑位于非地震区。(3)建筑物平安级别为二级。(4〕构造环境类别一类。(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。-.可修编. -.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)构造平面布置及初估尺寸：板伸入墙120mm，次梁伸入墙240mm，主梁伸入墙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：水工混凝土构造设计规〔现在就按课本规定来做〕，建筑构造荷载规。2、设计要求〔1〕板和次梁按考虑塑性力重分布方法计算力；主梁按弹性理论计算力，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。〔3〕绘制楼盖构造施工图1．楼面构造平面布置图〔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，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学时准备及辩论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〔500mm×750mm-.可修编. -.)。包括：楼盖构造平面布置图；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，线条粗细清楚，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XX：指导教师：万泉-.可修编. ..附图1特别注意：1、指导书：图书馆蒲生编著?钢筋混凝土构造?，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〕按我们水工规来进展，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！否那么不计成绩3、提交的结果：计算书和设计图纸〔绘图纸大小为A2，大约为4A4纸那么大〕。设计图纸包含容：次梁和板的配筋图；主梁的配筋图和弯矩抵抗图。专业资料 ..二、板的设计〔按考虑塑形力重分布方法计算〕正截面受弯承载力计算原那么〔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〕根本尺寸确实定〔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=120mm>≈=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：=6600/18=367;=6600/12=550取h=450主梁截面高度：=6900/10=690=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。专业资料 ..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：g+q=11.586kN/m专业资料 ..板的计算简图图1查?水工钢筋混凝土构造学〔第4版〕?〔中国水利水电〕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%。专业资料 ..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、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、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/fcbh020.0.0.0490.0.0.0.0390.=1-〔1-2αs〕0.50.0.0.0500.0.0.0.0400.0.85b0.4680.4680.4680.4680.4680.4680.4680.468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φ8150φ8150φ8200φ8200φ8150φ8150φ8200φ8200专业资料 ..实配钢筋面积(mm2)3353352512513353352512515、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图三、次梁设计〔按考虑塑形力重分布方法计算〕〔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：专业资料 ..由板传来q=7.2×2.3=16.56kN/mg+q=12.05+16.56=28.61kN/m〔二〕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=6.355m0.1那么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=0.29>0.1那么不需按翼緣高度考虑故取最小值bf‘=2117mm2、判别T形截面类型：fcbf‘hf‘〔h0-hf‘/2)=9.6×2117×120×(410-120/2)=853.57kN·m边跨：KM=1.2×110.36=132.432中间跨：KM=1.2×72.10=86.52fcbf‘hf‘〔h0-hf‘/2)>KM故各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座截面按矩形截面计算，支座按布置一排纵筋考虑h0=h-40=450-40=410mm3、次梁正截面配筋计算如下表所示。(梁中箍筋、构造钢筋I级，梁中受力筋II级)表5、次梁正截面承载力计算〔fy=300N/mm2〕截面边跨跨离端第二支座离端第二跨跨、中间跨跨中间支座备注KM(kN·m〕1.2×110.36=132.4321.2×(-110.36)=-132.4321.2×72.10=86.521.2×(-82.40)=-98.88专业资料 ..或(kN·m〕9.6×2118×410^2=3417.99.6×200×410^2=322.7529.6×2117×410^2=3416.339.6×200×410^2=322.752αs=KM/fcbh02αs=KM/fcbf’h020.0390.4100.0250.306=1-〔1-2αs〕0.50.0400.5760.0250.3770.85b0.4680.4680.4680.468满足As=fcbh0/fyAs=fcbf’h0/fy(mm2)1111.51511.4694.4989.2Asmin=0.002bh满足选配钢筋325325322322实配钢筋面积(mm2)14731473114011404、次梁斜截面配筋计算如下表所示。表6、次梁斜截面承载力计算(fyv=210N/mm2)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、右侧备注V(kN)81.82109.0999.9299.92KV(kN)99.384130.908119.904119.9040.25fcbh0(kN)196.8>KV196.8>KV196.8>KV196.8>KV截面尺寸满足要求专业资料 ..VC=0.7ftbh0(kN)63.14ρsvmin5、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图专业资料 ..四、主梁设计〔按弹性理论计算〕〔一〕、荷载计算1、恒载设计值：由次梁传来12.05×6.6=79.53kN主梁自重〔折算为集中荷载〕1.05×25×0.25×(0.55-0.12)×6.9=19.47kN梁侧抹灰〔折算为集中荷载〕1.05×17×0.015×[〔0.55-0.12〕×2+0.25]×6.9=2.04KNG=101.04kN2、活荷载设计值：由次梁传来Q=16.56×6.6=109.296kNG+Q=210.336kN〔二〕力计算1、计算跨度：边跨：ln=6.9-0.12-0.2=6.58ml0=1.025ln=1.025×6.58=6.7445mln+a/2=6.58+0.37/2=6.765m取l0=6.7445m，中间跨：ln=6.9-0.4=6.5ml0=ln=6.5m专业资料 ..平均跨度l0=〔6.7445+6.5〕/2=6.62m(计算支座弯矩时取值〕跨度差〔6.7445-6.5〕/6.5=3.76%<10%那么可按等跨梁计算。2、截面承载力计算由于主梁线刚度较柱的线刚度大得多，故主梁可视为铰支柱顶上的连续梁，计算简图如图3所示。对于承受固定或移动集中荷载的等跨连续梁，其弯矩和剪力可利用附录8的力影响线性系数表，按以下公式计算M=αQl。(或αGl。)V=βQ〔或βG〕式中α、β----弯矩系数和剪力系数；Q、G----固定或移动的集中力；l0-计算跨度，对边跨取6.7445m，对中间跨取6.5m，对支座取6.62m。G+Q=210.336KNKN263.39263.39kN263.39kN263.39263.39kN图3α、β的取值：查附录8表2，将次梁对主梁的集中作用点近似看作3、7、10、13、17、20、23、27位点〔10、20位点对弯矩的效果为0〕，取值如下表所示：专业资料 ..表7、α取值表序号计算简图中间支座α力作用位点边跨跨α中间跨跨α〔13位点〕3710①3、7、13、17、23、270.21960.1236-0.2520.②3、7、23、270.26220.2118-0.126-0.126③13、17-0.0378-0.0882-0.1260.174④3、7、13、170.21180.0942-0.2940.069⑤3、70.24960.1824-0.168-0.105表8、β取值表序号计算简图力作用位点端支座β中间支座〔左〕β中间支座〔右〕β专业资料 ..①3、7、13、17、23、270.748-1.2520.919②3、7、23、270.874-1.1260③13、17-0.126-0.1261④3、7、13、170.706-1.2941.21-0.084-0.0840.79⑤3、70.832-1.1680.210.0.-0.21表9、主梁弯矩计算〔kN·m〕序号计算简图边跨跨3边跨跨7中间支座10中间跨跨13αM1/(KN·m)αM1/(KN·m)αMB〔MC〕/(KN·αM2/(KN·m)专业资料 ..m)〔1〕0.2196149.650.123684.23-0.252-168.560.31.52〔2〕0.2622193.280.2118156.13-0.126-91.17-0.126-89.51〔3〕-0.0378-27.86-0.0882-65.02-0.126-91.170.174123.61〔4〕0.2118156.130.094269.44-0.294-212.720.06949.02〔5〕0.24961840.1824134.46-0.168-106.07-0.105-74.59荷载组合〔1〕+〔2〕342.93240.36-259.73-57.99〔1〕+〔3〕121.7919.21-259.73155.13〔1〕+〔4〕305.78153.67-381.2880.54〔1〕+〔5〕333.65218.69-274.63-43.07最不利组合〔1〕+〔2〕Mmax=342.93〔1〕+〔3〕〔1〕+〔2〕Mmax=240.36〔1〕+〔2〕Mmax=-259.73〔1〕+〔4〕〔1〕+〔3〕Mmax=155.13〔1〕+〔2〕专业资料 ..Mmin=121.79〔1〕+〔3〕Mmin=19.21Mmin=-381.28Mmin=-57.99表10、主梁剪力计算〔kN·m〕序号计算简图端支座中间支座〔左〕中间支座〔右〕βV1(kN〕βV2L(kN〕βV2R(kN〕(1)0.74875.58-1.252-126.500.91992.86(2)0.87495.52-1.126-123.0700(3)-0.126-13.77-0.126-13.771.000109.296(4)0.70677.16-1.294-141.431.21132.25(5)0.83290.93-1.-129.63-0.2122.950.4.59荷载组合(1)+(2)161.1-249.5792.86(1)+(3)61.81-140.27202.156(1)+(4)152.74-267.93225.11专业资料 ..(1)+(5)166.51-256.13115.81-121.91最不利组合(1)+(5)Vmax=166.51(1)+(4)Vmin=-267.93(1)+(4)Vmax=225.113、T形截面判定边跨跨中布置两排钢筋，取h0=550-65=485mm，支座截面按矩形截面计算，取h0=550-85=465mm〔因支座弯矩较大考虑布置两排纵筋，并布置在次梁主筋下面〕；中间跨跨中下部按一排纵筋考虑h0=550-40=510mm、上部按一排筋考虑h0=550-60=490mm〔因有次梁主筋〕。梁受力主筋采用HRB335钢(fy=300N／m2)(1)主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：·边跨：bf‘=l0/3=6744.5/3=2248mmb+sn=250+(6900–200-120)=6830mmhf‘/ho=120/485=0.25>0.1那么不需按翼緣高度考虑取最小值bf‘=2248mm中间跨:bf‘=l0/3=6500/3=2167mmb+sn=250+(6900-400)=6750mmhf‘/ho=120/510=0.24>0.1那么不需按翼緣高度考虑取最小值bf‘=2167mm，(2)判别T形截面类型：fcbf‘hf‘〔h0-hf‘/2)=9.6×2167×120×(485-120/2)=1060.96kN·m>KM1=1.2×293.27=351.924kN·m>KM2=1.2×155.13=.156kN·m专业资料 ..故属于第一类T形截面。主筋正截面及斜截面承载力计算如下表所示。4、配筋计算〔1〕纵筋计算表11、主梁正截面承载力计算截面边跨跨3边跨跨中间支座10中间跨跨13M(kN·m〕342.93240.36-381.28155.13-57.99V0b/2(kN·m〕53.986Mb=M-V0b/2(kN·m〕-327.294αs=KM/fcbh02〔αs=KM/fcbf‘h02〕0.0.0.7570.0340.014=1-〔1-2αs〕0.50.0.0.0.014As=fcbh0/fyAs=fcbf’h0/fy(mm2)2965.562058.451237.8475.7Asmin=0.002bh275275275275选配钢筋625625325218(通长)实配钢筋面积(mm2)294529451473628专业资料 ..对于中间支座αs>αsbS=0.358〔查教材表3-1〕所以要配双筋截面：计算受压钢筋截面面积：取a‘=40mmAs‘=(KM-αsbSfcbh02)/[fy‘(h0-a‘)=(1.2×327.294-0.358×9.6×250×465×465)/[300×(465-40)]=1623.312mm2计算受拉钢筋截面面积：As=(fcbh0α1b+fy‘As‘)/fy=(9.6×250×465×0.85×0.468+300×1623.312)/300=3103.128mm2由此，计算得总用钢量As‘+As=4726.44mm2受压钢筋选用425〔As‘=1964mm2〕；受拉钢筋选用725〔As=3436mm2〕〔2〕箍筋计算表12、主梁斜截面承载力计算截面端支座V1中间支座〔左〕VBl中间支座〔右〕VBr备注V(kN〕166.51-267.93225.110.25fcbh0(kN)279>V279>V279>V验算截面尺寸0.7ftbh0(kN)89.5KV1=199.812KNKV1=199.812KN按计算不需要配置弯起钢筋，考虑到端支座可能产生负弯矩，仍弯起1255、裂缝开展宽度及变形验算从略6、绘制配筋草图五、结论专业资料 ..回忆起此课程设计，真的是令我收获很多。由于平时只学习书本上的理论知识，因此课程设计是培养我们大学生运用所学知识解决实际问题能力的绝佳途径，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。钢筋混凝土是是一门很实用很重要的专业课，这次单向板肋梁楼盖课程设计，对我来说是影响深远，我真的学到很多很多的的东西，对板、梁的承载力、配筋计算有了更系统的掌握，是继结课考试复习之后对钢混知识更加系统、全面的复习回忆。通过这次课程设计使我深深地明白自己的知识面还是太窄，在结课考试复习中有明显的缺乏之处，对自己所学的东西研究的不够深入，相关知识不能灵活运用，因此在设计的过程中遇到不少问题，需要经常查阅课本，向同学请教。但这也激起了我深入研究的兴趣，将来我一定要改变自己的学习思路和方法，多将自己的理论知识用于实践，并且将自己的理论知识学习的更加扎实。六、参考文献1．?水工钢筋混凝土构造学〔第4版〕?中国水利水电专业资料