二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计.docx

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二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计

二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计

2011-06-17

二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计

水工钢筋混凝土与砌体结构

设计说明书

2009-2010学年第二学期

专业班级：

水土保持与荒漠化防治2007级

姓名：

吕正宽

学号：

20070753022

设计日期：

2010年6月25日~6月26日

一、课程设计说明书的目的及意义

在已学习《水工钢筋混凝土结构学》课程后，掌握了梁和板结构的基本知识，具备结构分析能力，能初步进行结构设计，而梁和板结构是水工钢筋混凝土结构的重点，而结构布置,荷载计算，内力分析，截面计算，施工图绘制是结构设计的基本程序，设计中要掌握受弯构件正截面和斜截面承载力计算。

通过本设计使自己对所学课程内容的加深理解，并利用所学知识解决实际问题；培养正确的设计观点，熟悉肋形楼盖的结构布置要点，设计方法和一定的计算、设计能力，使其掌握单向板肋形楼盖的设计方法和步骤；理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念，培养自身对设计说明书表达设计意图的能力，进一步掌握结构施工图的绘制方法。

通过水工钢筋混凝土与砌体结构的课程设计，能培养和检测学者在水工钢筋混凝土结构方面的基础理论知识和应用设计能力有利于基础知识的理解，掌握水工钢筋混凝土结构的设计理论和计算原理与公式的应用，为从事水工钢筋混凝土结构的设计打下牢固的基础。

二、设计资料

（1）材料

水电站厂房肋形楼盖平面尺寸为22.5cm×18cm，板及梁结构布置时采用经济跨度，板跨度为2.5m，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为7.5m，板上活荷载标准值为（4+0.1）kN/m2，板厚80mm，板上有20mm水泥砂浆粉刷，次梁截面为20cm×50cm，主梁截面为30cm×70cm，采用C20混凝土，钢筋采用Ⅰ级钢筋，建筑物安全级别为四级。

板结构平面布置及构件尺寸如下图：

C20混凝土

Ⅰ级钢筋

钢筋混凝土重力密度

（2）荷载标准值：

板上活载标准值：

板跨度为2.5m，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为7.5m，因此，按单向板肋梁楼盖设计。

建筑物安全级别为四级，则该厂房为III级安全级别，,分项系数

=1.220mm水泥砂浆粉刷，永久荷载标准值为：

20×0.02=0.4080mm钢筋混凝土板永久荷载标准值：

0.08×25=2.0

（3）楼盖的布置

主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为7.5m，主梁每跨内布置两根次梁，故板的跨度为2.5m，按照高厚比条件，要求连续单向板厚=2500/40=62.5mm,对于工业建筑的楼面而言，板厚度不应小于80mm，故取板厚h=80mm。

主梁：

高度h=70cm=700mm

宽b=30cm=300mm

次梁：

高度h=50cm=500mm

宽b=20cm=200mm

二、受力分析与简化图

（一）板的设计计算

板的计算跨度，在设计中一般按下列原则取用：

边跨：

（1-1）

中间跨：

（1-2）

式中-板的计算跨度；

-板的净跨；

a-板的支承长度

h-板的厚度

作用在板上的荷载有恒载和活荷载，恒载有板的结构自重、粉刷层的重量等，活荷载是指楼（屋）面使用活载。

均取1m宽的板带计算。

板的计算简图：

板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。

1.荷载计算。

板的恒载标准值：

20mm水泥砂浆面层

80mm钢筋混凝土板

板的恒荷载小计

取恒荷载分项系数,恒荷载设计值

而本设计中楼面活荷载标准值

该值大于4，故取活荷载分项系数=1.3，则：

板的活荷载设计值

板荷载总设计值

2.计算简图

现浇板在墙上的支承长度取240mm，而次梁截面宽度，板按塑性内力重分布进行设计，则计算跨度为：

边跨

取。

中间跨，跨度相差小于10﹪，按等跨连续板进行计算。

取1m宽板带为计算单元，，计算简图如下图：

3.板的弯矩设计值

用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下：

支承情况截面位置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：

-1/10

三跨以上连续：

-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14弯矩设计值，故

边跨跨中

中间跨跨中

4.板的配筋计算

由板厚，则。

采用C20混凝土：

，取，钢筋采用Ⅰ级钢筋，。

板的配筋计算如下：

边跨跨中弯矩设计值：

同理

第一内支座弯矩设计值：

中间跨跨中：

其以上计算及配筋列下表如下：

板的配筋计算四、次梁的设计计算

次梁按考虑内力重分布方法进行计算，按照从属面积的有关规定的，不考虑活荷载的折减。

次梁通常采用塑性理论计算。

可以将主梁看成次梁的铰支座，次梁简化为多跨连续梁来分析。

次梁的截面尺寸宜符合表1-1的要求。

次梁的计算跨度，在设计中一般按下列原则取用：

边跨：

中间跨：

式中-次梁的计算跨度；

-次梁的净跨；

a-次梁的支承长度

1.荷载设计值

（1）次梁的恒荷载设计值：

由已选定的次梁面尺寸b和h，可得：

次梁自重

次梁粉刷

板传下来的恒荷

次梁恒荷载小计

活荷载设计值

荷载总设计值

（2）次梁的计算简图

次梁在墙上的支承长度取240mm，主梁截面尺寸，则次梁的计算跨度为：

边跨

中间跨

各跨跨度相差小于10﹪，则按等跨连续梁计算。

次梁的计算简图如下：

（3）内力计算

次梁通常按考虑塑性内力重分布计算，其弯矩和剪力按下列公式计算：

式中α、β-分别为弯矩系数和剪力系数

g、q-次梁的均布恒载及活载。

以上公式也适用于计算跨度相差小于10%的不等跨连续梁，支座截面的弯矩可取相邻两跨的较大值计算。

①弯矩设计值：

边跨跨中

第一内支座

中间跨跨中

②剪力设计值

根据各支座处剪力系数，有：

边支座

第一内支座左

第一支座右

（4）承载力计算

1）正截面承载力计算

在正截面受弯承载力计算时，次梁跨内截面按T形截面计算，其受压翼缘计算宽度应取和中较小值，故取

，支座截面按矩形截面计算。

次梁截面为，跨中截面和支座截面均按一排钢筋布置。

故为第一类T形截面。

边跨跨中受弯承载力计算：

第一内支座受弯承载力计算：

中间跨跨中：

次梁正截面的承载力计算及配筋如下表：

2）斜截面承载力计算

①截面尺寸验算

因次梁截面h/b=50/204,故,则因

故截面尺寸满足要求。

故各截面均应按计算配置腹筋。

②配箍计算

采用6双肢筋，且不考虑弯起钢筋抗剪，由公式可计算出箍筋简距：

实配箍筋在配筋计算值基础上增加20%或箍筋间距减小20%，现调整箍筋间距，最后取箍筋间距：

。

五、主梁的设计计算

主梁的荷载包括次梁传来的集中荷载、主梁自重及直接作用在主梁上的荷载。

主梁按弹性理论设计，承受次梁传下的集中荷载及主梁自重,计算次梁传来的荷载时，一般不考虑次梁的连续性，即主梁两侧各有半跨次梁荷载传给主梁。

为了简化计算，可将主梁自重折算为集中荷载。

1.荷载设计值

主梁自重

主梁粉刷

次梁传来恒荷载

主梁恒荷载设计值小计

活荷载设计值

2.计算简图

主梁载墙上的支承长度为240mm,柱子截面为：

则主梁的计算跨度为：

边跨

中间跨

按跨度的等跨连续梁计算。

主梁的计算图如下：

3.内力计算（参数查表得出）

1）弯矩设计值

2）剪力设计值

3）承载力计算

主梁采用C20混凝土，，，纵向受力钢筋采用Ⅰ级钢筋，；箍筋也采用Ⅰ级箍筋，。

①正截面受弯承载力计算

跨中截面按T形截面计算，其受压翼缘宽度按规范要求为及中较小值，故

支座截面按矩形截面计算，截面尺寸为，；支座截面按两排钢筋布置，故；跨内截面均按一排钢筋布置，故；支座边弯矩设计值可取支座中心线组合值：

主梁正截面受弯承载力计算见下表：

截面边跨跨中1第一内支座B中间跨跨中2弯矩设计值M（kN·m）401.42-434.51219.62或0.0280.0710.0180.0280.01710.018或单位1165.33292749.14选用钢筋（）322214222实际配筋面积As1140308760②斜截面受剪承载力计算

a.截面尺寸验算

故截面尺寸满足要求。

b构造配箍计算

故各截面均按计算配置腹筋。

c.箍筋计算

A支座：

已知，，取，采用8@200双肢箍筋，则有：

仅配置箍筋已满足抗剪要求。

B支座左侧截面：

已知，，取，采用8@200双肢箍筋，则有：

仅配置箍筋不能满足抗剪要求，还需配置弯起钢筋，弯起钢筋所需面积计算如下：

B支座右侧截面。

已知,,取，采用8@200双肢箍筋，则有：

仅配置箍筋不能满足抗剪要求，还需配置弯起钢筋，弯起钢筋所需面积计算如下：

主梁斜截面承载力计算：

六、结论

通过本次课程设计，我设计了水电站厂房肋形楼盖板，其中包括以下内容：

1、结构平面布置图：

主梁、次梁及板的布置

2、板的强度计算（按塑性内力重分布计算）

3、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算）

4、主梁强度计算（按弹性理论计算）

5、绘制结构图

（1）、结构平面布置图

（2）、板的配筋图

（3）、次梁的配筋图

（4）、主梁的配筋图及弯图

历史上的今天：

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