水工钢筋混凝土结构课程设计

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 题班姓

号 ：426 级 ：港口航道与海岸工程07-04班 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

目 录

1课程设计任务书………………..………………………….………………………….1 2 计算书正文………………………………………………………………………………4

2.1 结构布置 ………………..…………………………………………………………. ...4 2.2初步选择板、梁的截面尺寸………………………………...…………………………4 2.3单向板的设计………………………………………...…...………………… …………4 2.3.1计算简图………………..…………………………………………………………. ….5 2.3.2荷载计算………………..…………………………………………………………. ….6 2.3.3板的内力计算………………..……………………………………………………. …..6 2.3.4板的配筋计算………………..…………………………………………………………6 2.3.5板的模板配筋………………..…………………………………………………………7 2.4次梁的设计…………………………………………………...…………………………7 2.4.1计算简图………………..…………………………………………………………. ….7 2.4.2荷载计算………………..……………………………………………………………. .8 2.4.3次梁的内力计算………………..…………………………………………………. …...8 2.4.4次梁的配筋计算 ……………..……………………………………………………….. 9 2.4.5次梁的模板配筋 ……………..…………………………………………………… …11 2.5主梁的设计…………………………………………………...……………………….12 2.5.1计算简图………………..…………………………………………………………. ...12 2.5.2荷载计算………………..…………………………………………………………. ...13 2.5.3主梁的内力计算……………..……………………………………………………. ….13 2.5.4 主梁内力包络图 ………..…………………………………………………………...17 2.5.5主梁的配筋计算………………..……………………………………………………..18 2.5.6附加钢筋计算……………..…………………………………………………………..19 2.5.7主梁的模板配筋………………..……………………………………………………...20

3 课程设计体会………………………………………………………………………….20 4 致 谢……………………………………………………………………………….……21 5参考文献…………………………………………………………………………………21 6附件………………………………………………………………………….…………....22

附件1 计算书手稿…………………………………………………….…………………22 附件2 施工图手稿…………………………………………………….…………………22

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课 程 设 计 用 纸 教师评阅： 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b✕h，楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。 250 L1 120 b×h L1 3L1 L1 250 120 L2 L2 L2 5L2 L2 L2 D C B A 1 2 3 4 5 6 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Ⅱ级钢筋外，其余均采用Ⅰ级钢筋；混 凝土强度等级为C20。 33水泥砂浆容重γ1为20kN/m；混合砂浆容重γ2为17kN/m；钢筋混凝土容重γ3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，并据此填入表1。 表1 设计自选参数 题号 426 L1✕L2 (mm✕mm) 5700✕6000 5L2✕3L1 (mm✕mm) 30000✕17100 1 b✕h (mm✕mm) 300✕400 qk （kN/m2） 6 课 程 设 计 用 纸

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。

教师评阅：

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（1:100~1:200）；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。

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4、考核方式与成绩评定

教师评阅：

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。

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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： 120250教师评阅： 4B-1B-2B-3B-2ZL-13CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1CL-1B-157001710021FB-4B-5B-6B-5ZL-1B-42501202000200060002000200020006000200020002000600030000200020002000600020002000120200020006000ABCDE图2.1 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 主梁 次梁 L(mm) 6000 5700 高度h (1/14～1/8)L (1/18～1/12)L 计算值(mm) 428～750 317～475 l40宽度b (1/3～1/2)h (1/3～1/2)h 计算值(mm) 233～350 150～225 取 值b*h(mm*mm) 350×700 220×450 板的厚度按构造要求h=80mm≧=2000/40=50mm，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80mm厚的楼板。 2.3单向板的设计 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。 4 2505700250B-1B-2B-3B-2B-11205700课 程 设 计 用 纸

2.3.1计算简图 教师评阅： a ln b ln b ln l0=ln l0=ln 图2.2 计算跨度示意图 板在墙上的支承长度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： l01lnh2a2 板：l01= ln+h/2 和 l01= ln+a/2 取小值 =2000-120-b/2+h/2=2000-120-110+40=1810mm， l01ln =2000-120-b/2+a/2=2000-120-110+60=1830mm 两式较小值为l01=1810mm 中间跨： l0ln=2000-b=2000-220=1780mm 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。 q+g=9.99kN/mB2C3CB图2.3 板的计算简图 5 课 程 设 计 用 纸

2.3.2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 荷 载 种 类 20mm厚水泥砂浆面层 永久荷载 80mm厚现浇板自重 15mm厚板底抹灰 小 计（g） 可变荷载（q） 总荷载（g+q） 荷载标准值 （kN/m） 0.4 2 0.255 2.655 6 8.655 荷载分项系数 1.05 1.05 1.05 - 1.2 - G 教师评阅： 荷载设计值 （kN/m） 0.42 2.1 0.27 2.79 7.2 9.99 说明：1.分项系数取值依据《水工混凝土结构设计规范》，γ 2.荷载标准值的计算： 20mm厚水泥砂浆面层：20*0.02*1=0.4 kN/m 80mm厚现浇板自重： 25*0.08*1=2 kN/m 15mm厚板底抹灰: 17*0.015*1=0.255 kN/m =1.05，γQ =1.2。 2.3.3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α值按图2.4采用， 各跨中及支座截面的弯矩按式M(gq)l02计算。 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 跨 度 （m） 1.810 内力系数 α 1/11 弯矩值（kN·m） 2.98 2M(gq)l0 B支座MB 1.810 -1/11 -2.98 中间跨中M2、M3 1.780 1/16 1.98 中间支座MC 1.780 -1/14 -2.26 2.3.4板的配筋计算 板单宽b取为1000mm，一类环境保护层厚度c=20， 对于薄板 a=c+5=25mm，h0=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。 6 课 程 设 计 用 纸

表2.4 板正截面承载力计算 中间跨中M2，M3 边区格 1.98 中间区格 1.58 教师评阅： 边跨跨截 面 中M1 2.98 B支座MB 中间支座MC 边区格 —2.26 中间区格 -1.81 M（kN×m） xh0h02—2.98 2dMfcb7.25 7.25 4.70 3.72 5.40 4.28 （mm） x0.35h0=19.25满足 满足 满足 满足 满足 满足 （mm） As= fcbxfy（mm2） 331 331 215 170 φ8@250 201 247 196 选配钢筋 实配As 说明：ρminφ8@140 φ8@140 φ8@200 359 359 251 φ8@200 φ8@200 251 251 bh0=0.2%*1000*55=110mm2，实际配筋面积均满足要求。 其中：d=1.2, fc=12N/mm2, fy=210N/mm2 2.3.5板的模板配筋 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）。 计算跨度按图2.2进行计算，其中： 边跨： l01ln0.025ln=5700-120-350/2+0.025×(5700-120-350/2)=5540mm l01lna2 =5700-120-350/2+240/2=5525mm 7 课 程 设 计 用 纸

两式相比取较小值L01=5525mm 中间跨：l0ln=5700-b=5700-350=5350mm 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。 教师评阅： 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 荷载标准值 （kN/m） 5.31 2.04 0.25 7.6 12 19.6 荷载设计值 （kN/m） 5.58 2.14 0.26 7.98 14.4 22.38 G 荷 载 种 类 板传来的恒荷载 永 久 次梁自重 荷 载 次梁底及两侧的粉刷自重 小计（g） 可变荷载（q） 总荷载（g+q） 荷载分项系数 1.05 1.05 1.05 - 1.2 - 说明：1.分项系数取值依据《水工混凝土结构设计规范》，γ 2.荷载标准值的计算： 板传来的恒荷载：2.655*2=5.31 kN/m =1.05，γQ =1.2。 次梁自重： 25*0.22*（0.45-0.08）=2.04 kN/m 次梁底及两侧的粉刷自重: 17*0.015[0.22+(0.45-0.08)*2]=0.25 kN/m 可变荷载：6*2=12 2.4.3次梁的内力计算 次梁考虑塑性内力重分布，各跨中及支座截面的弯矩系数α跨中及支座截面的弯矩按式Mmp(gq)l0计算。 8 2mp值按表2.6采用，各 课 程 设 计 用 纸

表2.6 次梁的弯矩计算表 截面位置 αmp 计算跨度l0(m) M=α 次梁各支座截面的剪力系数αvbmp边跨中M1 1/11 5.525 62.11 B支座MB -1/11 5.525 -62.11 中间跨中M3 1/16 5.350 40.04 教师评阅： (g+q)l02 (kN.m) 值按表2.7采用，剪力按式Vvb(gq)ln计算。 表2.7 次梁的剪力计算表 截面位置 αvb 净跨度ln(m) Vvb(gq)ln (kN) 边支座QA 0.45 5.405 54.43 内支座QBl 0.60 5.405 72.58 内支座QBr 0.55 5.350 65.86 2.4.4 次梁的配筋计算 2.4.4.1正截面受弯承载力计算 支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压区， 按T形截面计算，翼缘计算宽度按教材表3-3进行计算。正截面承载力计算过程可列于 表2.8。 确定bf: 按单层钢筋布置，则a=c+10，由附录4表1的c=30，得a=30+10=40mm， h0=450-a=450-40=410mm hf/h0=80/410=0.195>0.1 故仅按计算跨度L0和梁净距Sn考虑。 边跨： 桉计算跨度L0考虑：bf= L0 /3=5.525/3=1.84m 按梁净距Sn: bf=b+ Sn=0.22+(2-0.12-0.22/2)=1.99m 9 课 程 设 计 用 纸

取较小值即bf=1.84m 中间跨： 桉计算跨度L0考虑：bf=L0/3=5.35/3=1.78m 按梁净距Sn: bf=b+ Sn=0.22+(2-0.22)=2m 取较小值即bf=1.78m 判别T形截面类型: 边跨: fhhfcbfhf02)/rd=9.6*1840*80*（410-80/2）/1.2=436 kN•m>42.13 kN•m 中间跨: fbhfcfhfh02)/rd=9.6*1780*80*(410-80/2)/1.2=422 kN•m>27.16kN•m 故各跨中截面均属于属于第一类T形截面。 次梁正截面承载力计算： 表2.8 次梁正截面受弯承载力计算 截面位置 边跨中M1 B支座MB 中间跨中M2 弯矩设计值M(kN.m) 62.11 -62.11 40.04 截面类型 一类T形 矩形 一类T形 s 0.025 0.209 0．016 ξ 0．025 0.237 0．016 A2S(mm) 603 684 374 选配钢筋 316 222 216 实际配筋面积(mm2) 603 760 402 说明：ρminbh0=0.2%*220*410=180.4mm2，实际配筋面积均满足要求。 其中: ds=12sf，s=fcbh0cbh02，=1-f或fcbfh0s=yf(mm) y 10 教师评阅： 课 程 设 计 用 纸

2.4.4.2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。 斜截面承载力计算过程可列于表2.9。 表2.9次梁斜截面受弯承载力计算 截面位置 边支座QA 内支座QlB 内支座QrB 剪力设计V(kN) 54.43 72.58 65.86 rdV 65.32 87.10 79.03 0.25f0.25×9.6×220×410/1000=216.48 KN > rdVmax, cbh0 截面尺寸满足要求 0.7f0.7×1.1×220×410/1000=69.45 KN〈rdVmax tbh0 需配置弯筋 弯起钢筋 无 箍筋用量 8@200,双肢 Asv(mm2) 101 = Asv/bs 101/(220×200) ×100%=0.23%>0.15% Vcs=Vc+1.25（fyv 69.45+(1.25×210×101/200) ×410/1000=123.8 Asv/s）h0 KN VCS> rdV 满足 满足 满足 2.4.5 次梁的模板配筋 次梁的配筋图见A1图 11 教师评阅： 课 程 设 计 用 纸

2.5主梁的设计 主梁内力计算按弹性理论设计，视为铰支在柱顶上的连续梁。 教师评阅： 2.5.1计算简图 主梁板柱柱=400次梁柱=400 图2.6：主梁的有关尺寸及支承情况 主梁在墙上的支承长度a不小于370mm，现取a=370.中间支座宽度即为柱横截面高 度，即取b=400mm。计算跨度按图2.6进行计算，其中： 边跨： 取 l01ln0.05ln=6000-120-400/2+0.05(6000-120-400/2)=5964mm l01lna2=6000-120-400/2+370/2=5865mm 取两式较小值L01=5740mm 中间跨： l0lc=6000=6000mm 由于[（6000—5865）/6000] ×100%=2.25%<10% 说明可以按等跨连续梁计算内力。 主梁的计算简图见图2.7。 B586526000C36000C6000B6000图2.7 主梁的计算简图12 课 程 设 计 用 纸

2.5.2荷载计算 教师评阅： 主梁的自重和主梁底及两侧的粉刷自重为均布荷载，但此荷载值与次梁传来的集中荷 载值相比很小，为简化计算，采取就近集中的方法，把主梁自重集中到集中荷载作用点， 将主梁视为承受集中荷载的连续梁来计算。主梁承受的永久荷载包括：次梁传来的恒荷 载、主梁自重和主梁底及两侧的粉刷重量；主梁承受的可变荷载仅考虑次梁传来的可变 荷载。可按表2.10进行计算: 表2.10 主梁的荷载计算表 荷 载 种 类 次梁传来的恒荷载 永 久 主梁自重 荷 载 主梁底及两侧的粉刷 小 计（G） 可变荷载（Q） 总荷载（G+Q） 荷载标准值（kN） 43.32 10.85 0.82 54.99 68.4 123.39 荷载分项系数 1.05 1.05 1.05 - 1.2 - G 荷载设计值（kN） 45.49 11.39 0.86 57.74 82.08 139.82 说明：1.分项系数取值依据《水工混凝土结构设计规范》，γ 2.荷载标准值的计算： 次梁传来的恒荷载：7.6*5.7=43.32 kN/m =1.05，γQ =1.2。 主梁自重： 25*0.35*（0.7-0.08）*2=10.85 kN/m 主梁底及两侧的粉刷: 17*0.015*[0.35+(0.7-0.08)*2]*2=0.82 kN/m 可变荷载：12*5.7=68.4 kN/m 2.5.3主梁的内力计算 集中荷载作用下五跨连续梁的弯矩及剪力系数可由教材附录八的表格查得，各跨中 及支座截面的弯矩按式M=α1GL+α2QL；各支座截面剪力按式V=β1G+β2Q。其中，α1、 β1分别为永久荷载作用下的弯矩及剪力系数；α2、β2分别为可变荷载作用下的弯矩 及剪力系数。 按弹性理论计算内力时，需要考虑可变荷载的最不利布置方式，因此应将永久荷载 和可变荷载作用下的内力单独计算，然后对控制截面内力进行组合，计算各截面及支座 的最大内力或最小内力。 主梁各截面及支座的弯矩及剪力系数由附录八查得后，可计算出相应的弯矩及剪力， 见表10，为便于绘制主梁内力包络图，应将每种荷载作用形式下的内力图绘制出来，荷 载组合时再将每种组合方式下内力图绘制出来，合并到同一坐标系下即得内力包络图。 值得注意的是主梁的结构对称且荷载对称，只需画出一跨半的内力包络图即可。 内力组合按表2.11和表2.12进行计算 13 课 程 设 计 用 纸

表10主梁内力计算表 项次 示意图 内力计算 截面 a M(kN·m) b M1 0.1991 67.42 M2 Mb M3 0.1107 -0.2694 0.0418 0.0305 -0.2036 37.49 -93.33 14.48 10.57 -70.54 V(kN) 教师评阅： ① M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR 0.0869 30.11 0.7039 40.64 -1.272 -73.4 1.0672 61.62 -0.938 -54.2 0.9865 56.96 截面 M1 M2 Mb M3 M4 a 0.244 0.1988 -0.1347 -0.1236 -0.1373 -0.101 0.1879 M(kN·m) b 117.46 95.7 -66.34 -60.87 -67.61 -49.74 92.54 V(kN) ② Mc M5 VA VbL VBR VCL VCR 0.8386 68.83 -1.135 -93.1 -0.033 -2.73 -0.085 -6.99 0.9865 80.97 14 课 程 设 计 用 纸

M1 M2 Mb M3 M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR -0.0449 -0.0881 -0.1347 0.1654 0.1678 -0.1026 -21.61 43.38 -66.34 81.46 82.64 -50.53 教师评阅： ③ -0.101 -49.74 -0.135 -11.1 -0.137 -11.2 1.0339 84.86 -0.973 -79.9 0 0 M1 M2 Mb M3 M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR 0.1868 89.93 0.0862 41.5 -0.3063 -150.9 0.0663 32.65 0.1165 57.37 -0.056 -27.58 ④ -0.0742 -36.54 0.667 54.75 -1.308 -107 1.2515 102.7 -0.755 -62 -0.059 -4.81 M1 M2 Mb M3 M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR -0.0295 -14.2 -0.0574 -28.26 -0.0887 -43.68 0.1347 66.34 0.0604 29.75 -0.285 -140.4 ⑤ 0.0816 40.19 -0.089 -7.28 -0.091 -7.43 0.8037 65.97 -1.202 -98.6 1.2195 100.1 15 课 程 设 计 用 纸

M1 M2 Mb M3 M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR -0.0439 -21.13 -0.0861 -42.4 -0.1316 -64.81 0.1634 80.47 0.1606 79.09 -0.1148 -56.54 教师评阅： ⑥ -0.0937 -46.14 -0.132 -10.8 -0.134 -11 1.0185 83.6 -0.987 -81 -0.059 -4.81 M1 M2 Mb M3 M4 Mc M5 Va VbL VBR VCL VCR 0.2399 115.49 0.1907 91.8 -0.147 -72.39 -0.1154 -56.83 -0.1087 -57.53 -0.0537 -26.45 ⑦ 0.159 78.3 0.8263 67.82 -1.147 -94.2 0.0946 7.76 0.0946 7.76 0.7536 61.86 表2.11 主梁弯矩组合 项次 ①+② M1 M2 MB M3 -46.39 95.94 47.13 80.82 94.95 -42.35 ①+③ 95.94 ①+② -46.39 M4 -57.04 93.21 67.94 40.32 89.66 -46.96 ①+③ 93.21 ①+② -57.04 Mc -120.28 -121.07 -98.12 -210.90 -127.08 -96.99 ①+⑦ -96.99 ①+⑤ -210.90 M5 122.65 -19.63 -6.43 70.30 -16.29 108.41 ①+② 122.65 ①+③ -19.63 184.88 133.19 -159.67 ①+③ 45.81 -5.89 -159.67 ①+④ 157.35 78.99 -244.18 ①+⑤ ①+⑥ 53.22 46.29 9.23 -137.01 -4.91 -158.14 ①+⑦ 182.91 129.29 -165.72 Mmax组合 Mmax Mmin组合 Mmin ①+② ①+② ①+⑤ 184.88 133.19 -137.01 ①+③ 45.81 ①+③ ①+④ -5.89 -244.18 16 课 程 设 计 用 纸

表2.12主梁剪力组合 项次 ①+② ①+③ ①+④ ①+⑤ ①+⑥ ①+⑦ Vmax组合 Vmax Vmin组合 Vmin VA 109.47 29.58 95.39 33.36 29.82 108.46 ①+② 109.47 ①+③ 29.82 VBl -166.56 -84.64 -180.81 -80.85 -84.39 -167.57 ①+⑦ 33.97 ①+⑦ -180.81 VBr 58.89 146.48 164.34 127.59 145.22 69.38 ①+④ 164.34 ①+③ -18.23 VCl -61.16 -134.02 -116.16 -152.81 -135.17 -46.41 ①+⑦ -46.41 ①+⑥ -135.17 VCr 137.93 56.96 52.15 157.06 52.15 118.82 ①+⑤ 157.06 ①+③ -22.89 教师评阅： 2.5.4主梁的内力包络图 弯矩包络图: 剪力包络图: 109.4777.1529.8244.6733.975.844.0718.2346.4122.89164.34157.06135.17180.81单位：kN 17 课 程 设 计 用 纸

2.5.5主梁的配筋计算 2.5.5.1正截面受弯承载力计算 支座承受负弯矩，翼缘位于受拉区，按矩形截面进行设计；而跨中翼缘位于受压 区，按T形截面计算，翼缘计算宽度按教材表3-3进行计算。正截面承载力计算过程 可列于表2.13。 对于主梁，进行便安全设计 跨中按T形截面进行计算，其翼缘宽度为：bf=l/3=6000/3=2000mm 判断其截面类型：取a=c+10=30+10=40 （按单层布置） h0=700-a=660mm hf2教师评阅： fcbfhfh0)/rd=9.6*2000*80*（660-80/2）/1.2 kN·m =793.6kN·m 大于最大弯矩值，故按第一类T型截面计算。 支座处按矩形截面计算，因其受力较大，按双层布置钢筋，据课本P249取有效高 度h0=700-80=620mm 表2.13截面受弯承载力计算 截面位置 弯矩设计值M(kN.m) 截面类型 αS 边跨中M1 184.88 一类T形 0.027 0.027 1140 B支座MB -244.18 矩形 0.227 0.261 1812 中间跨中M3 95.94 一类T形 0.014 0.014 591 C支座MC 中间跨M5 -210.90 矩形 0.196 0.220 1528 122.65 一类T形 0.018 0.018 760 ξ AS(mm2) 选配钢筋 实际配筋面积(mm) 说明：ρmin2322 620 220 628 618 222 760 1140 1884 1527 bh0=0.2%*220*410=180.4mm2，实际配筋面积均满足要求。 其中: s=dfcbh02，=1-12s，s=fcbh0fy或s=fcbfh0fy(mm) 对于矩形：b=250mm，h0=620mm 对于T形：bf=2000mm： h0=660mm 2.5.5.2斜截面受剪承载力计算 18 课 程 设 计 用 纸

包括复核截面尺寸、腹筋计算和最小配箍率验算。斜截面承载力计算过程 见表2.14 表2.14截面受弯承载力计算 截面位置 剪力设计V(kN) rdV 0.25fcbh0 0.7ftbh0 弯起钢筋 箍筋用量 Asv(mm2) = Asv/bs 教师评阅： 边支座QA 109.47 130.36 支座QB -167.57 -201.08 l支座QB 164.34 197.21 r支座QCl 支座QCr -135.17 -162.20 157.06 188.47 0.25×9.6×350×620=520.8kN> rdVmax=201.08 kN 截面尺寸满足要求 0.7×1.1×350×620/1000=167.09 KN〈rdVmax=201.08 kN 需配置弯筋 无 8@150,双肢 101 101/(350×150) ×100%=0.19%>0.15% 201.08+(1.25×210×101/150) ×620/1000=310.67KN 满足 满足 满足 满足 满足 Vcs=Vc+1.25（fyv Asv/s）h0 VCS> rdV 2.5.6附加钢筋计算 主、次梁交接处附加横向钢筋计算。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），现在此处设置箍筋。 (a) 主梁与次梁交接处斜向裂缝 (b)吊筋形式 (c) 箍筋形式 图2.8 主梁与次梁交接处箍筋和吊筋形式 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=2h1+3b的范围内，其数量按下式计算： 19 课 程 设 计 用 纸

AsvdF2fyvsin 教师评阅：

式中：F —— 次梁传给主梁的集中荷载设计值（应扣除主梁自重）；

fyv—— 附加横向钢筋的抗拉强度设计值；

α—— 附加横向钢筋与梁轴线的夹角，一般取α=45°；

因为：S=2h1+3b=2×（700-450）+3×220=1160mm

故附加钢筋应布置在1160mm的范围内。 选Ф8的双肢箍筋

对于箍筋：Asv=mnAsv1 ，

Asv1为一肢附加箍筋的截面积，n为同一截面内附加箍筋的肢数，m为在长度s范围内 附加箍筋的排数。则由公式得：m>rdF/(nfyvAs)=1.2*(45.49+82.08)*1000/(2*210*50.5)=7.2 在s范围内可布置8排，故实配面积为8*101=808mm2>516mm2 故可配每侧附加4排Ф8@150的箍筋。

2.5.7主梁的模板配筋

次梁的配筋图见A1图。

3课程设计体会

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WORD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，通过楼盖板的设计让我发现 20

课 程 设 计 用 纸

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 教师评阅： 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。

4致谢

在短短的两个星期的课程设计过程中，我得到了不少的帮助。首先我要感谢长沙理 工大学三年多来的培养与教育。同时，我要感谢彭艺斌及王中强老师的耐心且细心的解 答，在我们遇到困难的时候帮我们解决问题，同时也要感谢同学们的帮助使我这次课程 设计胜利的完成。

5参考文献

1.《水工钢筋混凝土结构学》 中国水利水电出版社 2009年

2.《水工混凝土结构设计》规范（DL/T5057-1996）中国水利水电出版社 1996 年

3.《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997） 中国水电出版社 1998年 4.《水电站厂房设计规范》（SL266-2001） 中国水利水电出版社 2001年 5.《混凝土结构》东南大学、天津大学、同济大学 中国建筑工业出版社 2005年 6.《混凝土结构与砌体结构》 罗福午 方鄂华 叶知满 中国建筑工业出版社 2003年 7.《建筑工程课程设计指南》 沈蒲生 高等教育出版社 2005年

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