鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 林伯江 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 050902214 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：

2、 水利水電(1)班 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 許文達(dá) </p><p>　　二○一二年一月十二日</p><p>　　目 錄</p><p>　　1. 課程設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　2. 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求3</p&g

3、t;<p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容4</p><p>　　3.1樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸4</p><p>　　3.2設(shè)計(jì)計(jì)算的主要公式說(shuō)明5</p><p>　　3.3 板的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.4 次梁板的設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.5 主梁板的設(shè)計(jì)13</p&g

4、t;<p><b>　　4.結(jié)論20</b></p><p><b>　　參考書目21</b></p><p><b>　　1. 課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)計(jì)劃中一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本

5、技能，啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)工作情況的認(rèn)識(shí)和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)具有重要作用。</p><p>　　1)．通過(guò)課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，了解水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序和內(nèi)容，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后從事實(shí)際水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作奠定初步基礎(chǔ)。</p><p>　　2)．復(fù)習(xí)鞏固加深所學(xué)的鋼筋混凝土基本構(gòu)件中受彎構(gòu)件和鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等章節(jié)的理論知識(shí)。</p><p>　　3)．掌握鋼

6、筋混凝土肋梁樓蓋的一般設(shè)計(jì)方法，諸如：</p><p>　?、龠M(jìn)一步理解單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置、荷載傳遞途徑和計(jì)算簡(jiǎn)圖；</p><p>　?、谡莆諒椥岳碚摵退苄岳碚摰脑O(shè)計(jì)方法；</p><p>　?、壅莆諆?nèi)力包絡(luò)圖和抵抗彎矩圖的繪制方法；</p><p>　　④了解構(gòu)造設(shè)計(jì)的重要性，掌握現(xiàn)澆梁板的有關(guān)構(gòu)造要求；</p>&l

7、t;p>　?、菡莆宅F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表示方法和制圖規(guī)定；</p><p>　　4)．學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)施工圖的繪制和結(jié)構(gòu)計(jì)算書的編制方法，培養(yǎng)查閱技術(shù)規(guī)范和工程手冊(cè)的能力，合理確定設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p>　　2. 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求</p><p>　　某水力發(fā)電廠副廠房樓蓋，采用鋼筋混凝土梁板，其平面尺寸如圖1所示。</p><p&

8、gt;　　圖1 水力發(fā)電廠副廠房樓蓋平面圖</p><p>　　1)．墻體厚度370mm，結(jié)構(gòu)橫向長(zhǎng)L1＝21.4m，結(jié)構(gòu)縱向長(zhǎng)L2＝27.5m，樓梯位于該層平面的外部，本設(shè)計(jì)不予考慮。樓蓋采用整體式單向板肋形結(jié)構(gòu)。板伸入墻內(nèi)120mm，次梁伸入墻內(nèi)240mm，主梁伸入墻內(nèi)370mm，柱的截面尺寸為400mm×400mm。</p><p>　　2)．作用在樓面上的活載標(biāo)準(zhǔn)值＝7

9、.0kN/m。</p><p>　　3)．該建筑位于非地震區(qū)。</p><p>　　4)．建筑物安全級(jí)別為二級(jí)。</p><p>　　5)．結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類。</p><p>　　6)．建筑材料等級(jí)：混凝土采用C25，板內(nèi)受力鋼筋與分布鋼筋、梁中架立筋、腰筋等構(gòu)造鋼筋及箍筋采用HPB235級(jí)；梁內(nèi)受力縱筋采用HRB335級(jí)鋼筋。</p

10、><p>　　7)．荷載：鋼筋混凝土現(xiàn)澆板容重為25。樓面鋪20mm厚水泥砂漿面層(容重為20)；樓蓋底采用12mm厚紙漿灰抹底（容重為16）。</p><p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</p><p>　　3.1樓面梁格布置和構(gòu)件截面尺寸</p><p>　　水電站副廠房是水電站運(yùn)行、控制、試驗(yàn)、管理和運(yùn)行人員工作、生活的房間。應(yīng)以運(yùn)行安全方

11、便、經(jīng)濟(jì)合理和施工簡(jiǎn)易為原則。布置應(yīng)較為緊湊，有利于監(jiān)視機(jī)組，同時(shí)應(yīng)考慮室內(nèi)采光和通風(fēng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SL191-2008。</p><p>　　主要按規(guī)范的6.1承載力計(jì)算的一般規(guī)定；6.2正截面受彎承載力計(jì)算；6.5斜截面受剪承載力計(jì)算；9.2混凝土的保護(hù)層；9.3鋼筋的錨固； 9.5縱向受力鋼筋的最小配筋率；10.1板；10.2梁；10.4

12、梁板節(jié)點(diǎn)等章節(jié)進(jìn)行布置、設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先確定主梁的跨度為7.2m，為三跨；次梁的跨度為5.5m，為五跨；主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁，即板的跨度為2.4m，為九跨。樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置圖見(jiàn)圖3.1。</p><p>　?、倏绺弑葪l件，要求板厚h≥2400/40=60mm，綜合考慮到工業(yè)建筑的樓 蓋板，要求（h≥80mm）和樓面活載影響，取板厚h=90m

13、m。</p><p>　?、诖瘟航孛娓叨葷M足，考慮到樓面活荷載比較大，取h=450mm。截面寬度取為b=200mm。</p><p>　　③主梁截面高度應(yīng)滿足，取h=750mm。截面寬度取為b=300mm。</p><p>　?、苤慕孛娉叽鏱×h=400×400 mm2</p><p>　　圖3.1 樓蓋網(wǎng)格

14、布置圖</p><p>　　3.2設(shè)計(jì)計(jì)算的主要公式說(shuō)明</p><p>　?、耪孛媸軓澯?jì)算主要公式</p><p><b>　　矩形截面計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b>

15、</p><p><b>　　必需滿足下列條件：</b></p><p><b>　　（4-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　T形截面計(jì)算公式：</b></p><p><

16、;b>　　T形梁的判別</b></p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　若（4-5）式成立，，則按寬為的矩形截面計(jì)算。</p><p>　?、菩苯孛婵辜舫休d力計(jì)算主要公式</p><p>　　當(dāng)時(shí)，必需滿足 </p><p&g

17、t;<b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　僅配置箍筋時(shí)，</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　（4-9）</b>&l

18、t;/p><p>　　不配置抗剪鋼筋的實(shí)心板，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列要求，</p><p><b>　　（4-10） </b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　為截面高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，取=800mm。</p><p><b&g

19、t;　　3.3 板的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.3.1計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　次梁截面為200×450mm,板在墻上的支承長(zhǎng)度取為120mm,則板的計(jì)算跨</p><p><b>　　為：</b></p><p>　　中跨， <

20、;/p><p>　　由于 ， </p><p>　　所以， </p><p>　　邊跨， </p><p>　　且， </p><p>　　所以， </p><p>　　跨度差 ，可按等跨連續(xù)板計(jì)算。取1m寬板帶作為計(jì)算單元

21、，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　3.3.2荷載計(jì)算</b></p><p>　　1． 荷載 取寬為1m的板帶計(jì)算</p><p><b>　　恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p&

22、gt;　　20mm的水泥沙漿面層 </p><p>　　90mm鋼筋混凝土板 </p><p>　　12mm紙漿灰 </p><p>　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 </p><p>　　樓面活載 </p><p>

23、　　恒荷載設(shè)計(jì)值 </p><p>　　活荷載設(shè)計(jì)值 </p><p>　　考慮到次梁對(duì)板的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為</p><p><b>　　3.3.3內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差，可按等跨表格系數(shù)計(jì)算內(nèi)

24、力。且大于五跨的連續(xù)梁可按五跨計(jì)算。</p><p>　　查閱《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》中第三章第二節(jié)《等截面連續(xù)梁的計(jì)算系數(shù)》得系數(shù)，彎矩計(jì)算公式為，計(jì)算結(jié)果如表3.1</p><p>　　表3.1 板各跨中各支座截面彎矩計(jì)算結(jié)果</p><p>　　支座邊緣彎矩按如下公式計(jì)算：</p><p><b&

25、gt;　　3.3.4配筋計(jì)算</b></p><p>　　板厚為混凝土,HPB235</p><p><b>　　鋼筋，。</b></p><p>　　考慮拱的作用，除邊跨和離端部第二支座外，中間各跨的跨中和支座彎矩值可減小20%。板的配筋計(jì)算如表3.2所列。</p><p>　　表3.2

26、 板的配筋計(jì)算過(guò)程</p><p>　　3.3.5板配筋詳圖</p><p>　　板中除按計(jì)算配置受力鋼筋外，尚應(yīng)根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL191-2008）設(shè)置構(gòu)造鋼筋。</p><p>　　1.分布鋼筋：中的構(gòu)造要求選用B8@200。</p><p>　　2.板面附加鋼筋：按規(guī)定選用B8@200，

27、設(shè)置于主梁頂部各墻邊。</p><p>　　3.墻角附加鋼筋：按規(guī)定選用B8@200，雙向配置于四個(gè)墻角的板面。</p><p>　　板的配筋圖見(jiàn)施工圖（見(jiàn)1號(hào)圖紙）。</p><p>　　3.4 次梁板的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　次梁共5跨

28、，截面尺寸，跨度5500mm，支承長(zhǎng)度300mm，次梁伸入墻體。主梁截面為300×750mm則次梁的計(jì)算跨為：</p><p>　　中跨， </p><p>　　且， </p><p>　　所以， </p><p>　　邊跨， </p><p>　　跨

29、度差，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　3.4.2荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　1、恒載</b></p><p><b>　　由板傳來(lái) </b>&l

30、t;/p><p><b>　　次梁自重 </b></p><p><b>　　次梁粉刷 </b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值 </p><p>　　設(shè)計(jì)值 </p><p><b>　　2、活載</b></p&g

31、t;<p>　　樓面活載 </p><p>　　設(shè)計(jì)值 </p><p>　　考慮到主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，折算荷載為：</p><p><b>　　3.4.3內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　由于邊跨與中跨計(jì)算跨度相差為0.73%<10%，故采用等跨計(jì)算。為了使計(jì)算結(jié)果更精

32、確些，在求支座負(fù)彎矩時(shí)，計(jì)算跨度取相鄰兩跨計(jì)算跨度的平均值；求跨中彎矩時(shí)，則取該跨的計(jì)算跨度。</p><p>　　彎矩計(jì)算公式計(jì)算過(guò)程如下表3.3</p><p>　　表3.3 次梁各截面彎矩計(jì)算過(guò)程</p><p>　　支座邊緣彎矩計(jì)算如下</p><p>　　剪力計(jì)算過(guò)程如下表3.4</p&g

33、t;<p>　　表3.4 次梁各截面剪力計(jì)算過(guò)程</p><p><b>　　3.4.4配筋計(jì)算</b></p><p>　　正截面受彎承載力計(jì)算</p><p>　　對(duì)于現(xiàn)澆整體式樓蓋，板和次梁、主梁均整體澆筑在一起，所以次梁和主梁在進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)都屬于T形截面梁。在各跨跨中截面，梁受正

34、彎矩作用，板位于截面受壓區(qū)，故應(yīng)按T形截面計(jì)算承載力；對(duì)于各支座截面，因?yàn)槎汲惺茇?fù)彎矩作用，板位于截面受拉區(qū)，受拉開(kāi)裂退出工作，應(yīng)按矩形截面計(jì)算。</p><p>　　次梁截面尺寸，翼緣厚度，截面有效高度，混凝土采用C25，，受力鋼筋采用HRB335，，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。</p><p>　　跨中T型截面類型判別：</p><p><b>　　邊跨跨中：<

35、;/b></p><p><b>　　中跨跨中：</b></p><p><b>　　取較小值進(jìn)行判別：</b></p><p>　　由此判斷邊跨，中跨的跨中截面均屬于第一類T型截面</p><p>　　表3.3 次梁的正截面配筋抗彎計(jì)算過(guò)

36、程</p><p>　　斜截面受剪承載力計(jì)算</p><p><b>　　，，,,</b></p><p>　　次梁斜截面配筋計(jì)算如下表3.4：</p><p>　　表3.4 次梁的斜截面抗剪配筋計(jì)算過(guò)程 </p>&

37、lt;p>　　3.3.5次梁配筋詳圖</p><p>　　次梁的配筋及構(gòu)造要求如施工圖（見(jiàn)1號(hào)圖紙）所示。</p><p>　　3.5 主梁板的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.5.1計(jì)算簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　主梁端部支承在磚墻上，主梁跨度為7.2m，截面尺寸，支承長(zhǎng)度為370mm,中間支承在柱上，

38、鋼筋混凝土柱截面尺寸為400mm×400mm。</p><p>　　主梁和柱的線剛度計(jì)算如下：</p><p><b>　　主梁的線剛度：</b></p><p>　　水電站副廠房單層高度取4.5m。</p><p><b>　　柱子的線剛度：</b></p><p&g

39、t;　　，可忽略柱對(duì)主梁彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)的約束，簡(jiǎn)化成鉸支座，主梁按三跨連續(xù)梁模型計(jì)算內(nèi)力。</p><p><b>　　主梁的跨度計(jì)算：</b></p><p><b>　　邊跨： </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　

40、中跨： </b></p><p>　　結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)略見(jiàn)圖3.4。</p><p>　　圖3.4 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　3.5.2荷載計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算主梁荷載時(shí)，由于主梁主要承擔(dān)次梁傳來(lái)的集中荷載和主梁的自重。一般主梁

41、自重較次梁傳來(lái)的荷載小的多，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將其折算成集中荷載一并計(jì)算，并且這樣處理也偏于安全。</p><p><b>　　1、恒載</b></p><p>　　次梁傳來(lái)的集中荷載：</p><p>　　主梁自重： </p><p>　　主梁粉刷： </p><p&

42、gt;　　標(biāo)準(zhǔn)值： </p><p>　　設(shè)計(jì)值： </p><p><b>　　2、活載</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)值： </p><p>　　設(shè)計(jì)值： </p><p><b>　　3.5.

43、3內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　邊跨同中跨的跨度差為顯然小于10%，故可故采用等跨進(jìn)行計(jì)算。彎矩，剪力。彎矩和剪力的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3.5</p><p>　　表3.5 主梁內(nèi)力計(jì)算表</p><p>　　各種荷載載組合下的彎矩情況見(jiàn)下表3.6</p><p>　　表3.6

44、 主梁彎矩組合</p><p>　　表3.7 主梁剪力組合</p><p>　　將以上表中最不利內(nèi)力組合下的彎距圖及剪力圖分別疊畫在同一坐標(biāo)圖上，畫其外包線即得到主梁的彎距包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖，見(jiàn)圖3.5。</p><p>　　圖3.5（a） 主梁彎矩包絡(luò)圖</p><

45、;p>　　圖3.5（b） 主梁剪力包絡(luò)圖</p><p>　　3.5.4正截面承載力計(jì)算</p><p>　　跨中按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度為：</p><p>　　邊跨 </p><p><b>　　取小值，即</b></p><p><b>　　中間跨

46、</b></p><p><b>　　取小值，即</b></p><p>　　梁高翼緣厚，肋寬。判別T形截面類型：</p><p>　　故各跨跨中截面均屬于第一類T形截面。</p><p>　　支座截面按矩形截面計(jì)算，彎矩適中鋼筋排布為單層，由于鋼筋排布于次縱筋之下，因此取 。B支座邊緣彎矩值計(jì)算如下：<

47、;/p><p>　　主梁的配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表3.8。</p><p>　　表3.8 主梁的配筋計(jì)算</p><p>　　3.5.5斜截面承載力計(jì)算</p><p>　　b=300mm, 端支座取 B支座負(fù)筋布置在次梁負(fù)筋之下，故取,主梁斜截面的配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3.9。</p><p&g

48、t;　　表3.9 主梁斜截面的配筋計(jì)算</p><p>　　3.5.6主梁吊筋的計(jì)算</p><p>　　次梁傳給主梁的集中力設(shè)計(jì)值為：</p><p><b>　　，則，</b></p><p>　　所以吊筋為2B18，滿足要求。</p><p>　　3.4.7主

49、梁配筋詳圖</p><p>　　主梁的配筋詳圖、主梁的配筋及構(gòu)造配筋見(jiàn)施工圖（2號(hào)圖紙）。縱向鋼筋的截?cái)辔恢?，根?jù)彎矩和剪力包絡(luò)圖來(lái)確定。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　結(jié)束了水能課程設(shè)計(jì)我馬不停蹄地開(kāi)始了鋼筋混凝土的課設(shè)，第一天來(lái)我就做完了計(jì)劃兩天的任務(wù)（板的計(jì)算），頗為得意。兩天后，在我即將開(kāi)始計(jì)算主梁，

50、我遇到了第一個(gè)問(wèn)題，我將板的計(jì)算中“取b=1m板寬計(jì)算”中的這個(gè)“b=1m”方向理解為是同板跨同方向的了，我決定重新算起。其實(shí)我十分清楚我完全沒(méi)有必要重算，因?yàn)橹拔沂且徊揭徊桨茨０遄龅模０宀粫?huì)犯這樣的錯(cuò)誤。</p><p>　　我決定重算是因?yàn)槲也幌Ｍ约菏且粋€(gè)不經(jīng)思考就接受的人，我應(yīng)該去看看規(guī)范，看看課本，慢慢地學(xué)習(xí)，認(rèn)真地思考，本著腳踏實(shí)地原則，寫自己懂得東西，繪有根據(jù)的線條。這樣做的代價(jià)是昂貴的，我前后

51、返工了三四次，板和次梁 都是自己畫完圖后，發(fā)現(xiàn)鋼筋選配不合理而重新進(jìn)行選配計(jì)算的。看著越多同學(xué)都已經(jīng)回家了，我也有些著急。但還是我相信兩周的時(shí)間是足夠讓我完成一份令自己滿意的課程設(shè)計(jì)的。</p><p>　　總之，這四周來(lái)，是我入學(xué)以來(lái)最累的（有一次竟然腰酸得直起來(lái)就痛），同時(shí)也是我這兩年半以來(lái)過(guò)得最充實(shí)的時(shí)光。這樣日子雖累不苦，長(zhǎng)而有律。</p><p><b>　　參考書目：

52、</b></p><p>　　1．河海大學(xué)等四校合編．水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)(第四版) ．北京：中國(guó)水利水電出版社，2009</p><p>　　2．水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL191-2008）．北京：中國(guó)水利水電出版社，2009</p><p>　　3．《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》編寫組．建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社</p>