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长沙理工大学水工钢筋混凝土课程设计双向板肋

时间:2020-08-14 09:06

  1、设计资料1.1、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,厂房按正常运行状况设计。采用外 墙噢噢及内柱承重,柱网布置如图1 所示,楼盖采用钢筋混凝土现浇整体式肋形结构。 副厂房楼盖结构柱网布置图1.2、设计参数 1.2.1 楼层构造 20mm厚水泥砂浆抹面(水泥砂浆容重γ 1.2.2材料选择 混凝土:C20 或C25; 钢筋:除主梁和次梁的主筋采用HRB335 或HRB400 钢筋外,其余均采用HPB235 钢筋。 1.2.3 设计自选参数 柱网尺寸L1B1、柱的截面尺寸bh,楼面活荷载标准值q 按题号由附表给出,如表1所示。 设计自选参数题号 L1B1(mmmm) LB(mmmm) 2700014400 250400 2、结构布置2.1 结构布置原则 在肋形楼盖结构中,结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置,需注意的问题 如下: 承重墙、柱网和梁格布置应满足建筑使用要求柱网尺寸宜尽可能大,内柱在满足结构要求的情况下尽可能少设。 由于墙柱间距和柱网尺寸决定着主梁和次梁的跨度,因此,它们的间距不宜过大,根据设计经验,主梁的跨度一般为 5m~8 梁格布置力求规整,梁尽可能连续贯通,板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。在较大孔洞的四周、非轻质隔墙下和较重的设备下应设置梁,以避免楼板直接承受集中荷载。 由于板的混凝土用量占整个楼盖的50%~70%,因此,应使板厚尽可能接近构造要求的最小板厚。根据设计经验及经济效果,单向板的跨度(短向跨度)即次梁的间距一般为 m,常用跨度为1.7m~2.5m左右。双向板的跨度(短向跨度)为5m 左右。 为增强横向刚度,主梁一般沿房屋横向布置,并与柱构成平面内框架,这样可使整个结构具有较大的侧向刚度。内框架与纵向的次梁形成空间结构,因此房屋整体刚度较好。 当横向柱距大于纵向柱距较多时,也可沿纵向布置主梁。因为主梁承受的荷载较大,减小其 跨度既可减少内力,又可增加房屋净高。 单向板和双向板肋形结构的区别若板的两个方向跨度比 ,则按单向板肋形结构设计。 2.2 结构平面布置图 2.3、初步选择板、梁的截面尺寸2.3.1、板的厚度 板的尺寸除满足承载力、刚度、裂缝宽度要求外,尚应满足施工要求。 (多跨连续板);按施工要求,一般单向板的厚度为60mm~120mm,常用厚度为80mm~100mm。 双向板的厚度取 (多跨连续板);一般双向板的厚度为80mm~160mm,常用厚度为100mm~150mm。 本设计板的厚度: =5400/50=108mm,综合考虑近似取为120 mm.。 2.3.2、次梁的截面尺寸 次梁高度取 即(133.3~200),综合考虑b=200mm。2.3.3、主梁截面尺寸 主梁高度取 即(166.7~250),综合考虑b=250mm。3、双向板的设计 按弹性方法计算双向板内力。单块板的内力计算,可以根据四边支承情况及沿短向(x ,利用教材356页附录十的表格进行计算。具体计 算见教材214 3.1、板的荷载计算荷载计算先计算永久荷载,在计算可变荷载。对有厚度的构造层自重计算公式为:久荷载标 准值(kN/m)=材料容重(kN/m )构造层厚度(m)计算单元宽度(m),板的荷载计算可列表计算,见表2。 板的荷载计算表3.2、计算跨度l 的计算双向板在墙上的支承长度a 不小于120mm,中间支座宽度即为次梁和主梁的截面宽度。 计算跨度按下式进行计算。6up ,对于b大于0.1 ,对于b大于0.05 方向边跨:b=250mm, -120-250/2=4555mm;b

  KV214.2

  KV 214.2

  KV 214.2

  KV 214.2

  0.05 中间跨:b=400mm, -b=4800-400=4400mm;12 b

  0.05 中间跨:b=400mm, 边跨与中间跨计算跨度相差若不超过10%,可按等跨连续梁计算内力。可按等跨连续 梁计算内力;多于五跨连续梁按五跨计算内力;小于或等于五跨的连续梁按实际跨数计算内 5.2、荷载设计值主梁承受的永久荷载包括:板传来的恒荷载、次梁传来的恒荷载(若主梁跨间未布置次 梁,则无此项)、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包括板传来的 可变荷载、次梁传来的可变荷载(若主梁跨间未布置次梁,则无此项)。 由于板传给主梁的荷载沿跨度方向为三角形分布,次梁传给主梁的为集中荷载,而主梁 的自重和主梁底及两侧的粉刷自重为均布荷载。为简化计算,通常将三角形分布或梯形分布的 荷载,以及集中荷载按教材429 页附录十一等效为均布荷载计算主梁的内力。将三角形荷载 折算成能产生相等支座弯矩的等效均布荷载 。主梁荷载计算可按表11 进行计 算。因按弹性理论计算,需要进行活荷载的最不利布置。 5.3、弯矩设计值和剪力设计值的计算 均布荷载作用下的三跨连续梁的弯矩及剪力系数可由教材附录六的表2 查得。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。 各支座截面的弯矩按式M=α 分别为可变荷载作用下的弯矩及剪力系数。见表12。 13 表11 主梁的荷载计算表 表12 主梁内力最不利布置方式及内力计算表 示意图弯矩计算 剪力计算 截面 0.08025.26 0.40025.57 -0.100-31.58 -0.600-38.36 0.0257.61 0.50031.39 0.10132.18 0.45029.03 -0.050-15.93 -0.550-35.48 -0.050-15.37 荷载标准值(kN/mm) 荷载分 项系数 荷载设计值 (kN/mm) 板传来的恒荷载3.6554.8=17.54 1.05 18.42 板传来的等效均布恒荷载 17.545/8=10.96 1.05 11.51 次梁传来的恒荷载 主梁自重25(0.5-0.12)0.25=2.375 1.05 2.49 主梁底及两侧的粉刷自重 17【(0.5-0.12)2+0.25】 0.015=0.26 1.05 0.27 板传来的活荷载44.8=19.2 1.2 23.04 板传来的等效均布或荷载 5/844.8=12 1.2 14.4 次梁传来的活荷载 14.4总荷载(g+q) 25.6 28.6714 -0.025-7.97 -0.050-3.23 -0.050-15.93 -0.050-3.23 0.07523.05 0.50031.68 0.07323.26 0.38324.71 -0.117-37.28 -0.617-39.80 0.05416.60 0.58336.94 表13 主梁弯矩组合 57.44-47.51 -7.76 17.29-47.51 30.66 48.52-68.86 24.21 57.44-47.51 30.66 17.29-68.86 -7.76 15 表14 主梁剪力组合 54.6-73.84 31.39 22.34-41.59 63.07 50.28-78.16 68.33 max组合 max54.6 -41.59 68.33 min组合 min22.34 -78.16 31.39 5.4、承载力计算 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 形截面计算,翼缘计算宽度按教材70页表3-3 进行计算。正截面承载力计算过程可列于 表15。 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16。 16 表15 主梁正截面受弯承载力计算 截面位置 弯矩设计值M(kN.m) 57.44 -60.82 30.66 -7.76 截面类型 第一类T 矩形第一类T 0.0170.116 0.009 0.015 0.0170.124 0.009 0.015 496566 263 230 选配钢筋 14+116 14+116 14实际配筋面积 (mm 509556 308 308 表16 主梁斜截面受弯承载力计算 截面位置 边支座Q 剪力设计值V(kN)54.3 -78.16 68.33 0.25f 342.125

  KV342.125

  KV 342.125

  KV 0.07f 102.235

  KV102.235

  KV 102.235

  KV 弯起钢筋 8@20017 二课程设计体会 本次水工钢筋混凝土结构学的课程设计体会有如下几点: 话说知识的积累是很重要的,同时灵活地运用知识是我们积累知识的目的。在此次课程设计中,我明显感到自身专业知识的匮乏。原因有很多,但我认为最重要的有两点。第 一是:上课没有认真听老师讲解,下课没有巩固所学内容;第二是:工程设计的经验少。 从中可以得出,往后我要在这两个方面上多下功夫,完善自身的专业知识框架。 一份耕耘,一份收获。靠自己是最实在的,也许自己做的永远不是最好的,但可以越来越好。 本次课程设计最辛苦的部分是施工图的绘制,由于没有学习CAD,所以施工图只能手画。画了两张2 号的图,一共画了两天。画的过程很慢,同时也很辛苦。也许在别人眼里画 得不是很好,但是在我心里这是我的心血。我努力了,即使不是很成功,但是苦并快乐 我最想说的是,我这一辈子都忘不了这一次课程设计,虽然教训很多,但是收获依然很多。在哪里摔倒就要在哪里爬起来,很感谢老师的悉心教导,老师你辛苦了! 三致谢 在短短的一个多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,我要感谢杨春侠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我这次课程设计胜利的完 四参考文献[1]《水工钢筋混凝土结构设计规范》(DL/T5057-2009),北京:中国水利水电出版社,2009 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 五附件(附件1:计算书手写稿,附件2:施工图的手绘草图) 如下所示: 附于档案袋中。