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1、精选优质文档-倾情为你奉上土建工程基础大作业系 别：环境与市政工程系专 业：给水排水工程姓 名：宋 严学 号：指导教师：肖晓存 分组号码： 第四组河南城建学院2012年 5 月 28 日钢筋混凝土水池顶盖设计1.1.1 设计资料某矩形水池顶盖平面尺寸为27.7m16.5m，池高4.0m，池壁厚度为200mm，允许池内设计8根钢筋混凝土柱（假定柱截面尺寸300mm300mm），顶盖平面图如图1-1所示。采用钢筋混凝土顶板，顶板与池壁的连接近似地按铰接考虑。试设计此水池顶盖。荷载及材料如下：（1）池顶覆土厚度为300mm（s=18kN/m3）；（2）池顶均布活荷载标准值为qk=5kN/m2，活荷载
2、的准永久值系数；（3）顶盖底面用20mm厚水泥砂浆抹面（）。（4）材料强度等级：混凝土强度等级C25，主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB335级，板、主次梁的箍筋采用HPB235级。图1-1 矩形水池顶盖平面1.1.2 单向板肋形梁结构设计 1. 结构布置及构件截面尺寸确定 （1）柱网尺寸确定主梁的跨度为5.5m，次梁的跨度为5.54m，即柱距为5.54m5.5m。主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为1.83m。（2） 板厚度对于有覆土的水池顶盖，板厚，且不易小于150mm，所以取板厚。 （3）次梁截面尺寸根据刚度要求，取，截面宽度，取。图1-2 楼盖结构平面布置图（4）主梁截面尺寸根据刚度要求
3、，取，截面宽度 取。水池顶盖结构平面布置如图1-2所示。2. 板的设计根据混凝土结构设计规范（GB 50010 - 2002）规定，本设计中板区格长边与短边之比为：，介于23之间，宜按双向板进行设计，但也可按沿短边方向受力的单向板计算，在沿长边方向布置足够数量的构造钢筋来处理。（1） 计算简图按弹性理论计算，取1m板宽作为设计单元，计算跨度：边跨 中跨 （2） 荷载计算恒载标准值：300mm厚覆土 150mm钢筋混凝土板 20mm水泥砂浆抹面 小计 活荷载标准值： 恒载设计值： 活载设计值： 考虑梁板整体性对内力的影响，计算折减荷载：计算单元上的荷载为：注：（）值为荷载标准值。计算简图如图1-
4、3所示。图1-3 板的计算简图（3）内力计算连续跨数实际为9跨，按5跨连续单向板进行内力计算（教材附表5-3）。跨中正弯矩： 支座弯矩： 支座边缘处的弯矩： 支座弯矩： 支座边缘处的弯矩： （4）配筋计算板厚，按给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138:2002）,板中受力钢筋的混凝土保护层厚度取30mm，故。板正截面承载力计算结果见表1-1.C25混凝土：， HPB235钢筋：板正截面承载力计算 表1-1截 面边跨跨中第一内支座第二跨中中间支座中间跨中M（kNm)5.74-5.832.97-3.8243.810.03650.0370.01890.02430.02420.0372
5、0.03770.01910.02460.0245242.42245.68124.49160.31159.66实际钢筋（mm2/m)配筋率验算（5）裂缝宽度验算第一跨跨中裂缝宽度验算：板的恒载标准值，活荷载，活荷载永久值0.15.0=0.5kN/m，则折算荷载为： 由荷载永久组合产生的跨中最大弯矩为：裂缝宽度验算所需的各项参数为： 取=0.01，取最大裂缝宽度： （满足要求）其他各支座及各跨中截面的最大裂缝宽度，经验算均未超过规范限值，验算过程从略。（6） 挠度计算 给谁排水工程水池结构的有关规范对一般贮水池顶盖构件的挠度限值没有明确的规定。在实际工程设计时，通常根据经验对梁、板的跨高比设定在一
6、定范围内即可不验算挠度。这里按混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）规定，一般楼、屋盖受弯构件的挠度限制进行验算。混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）规定，一般楼、屋盖受弯构件按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响计算的最大挠度，当M1、MM2，故第1、2跨的跨中均属于第一类T型截面。各支座边缘弯矩：B支座边缘弯， MB,e=MBV0=MB（G+Q） =313.34+（134.41+66.14）=283.26kNm专心-专注-专业 主梁弯矩计算 表1-4序号荷载简图 弯矩示意图内力组合+288.11205.20-2481.161.16-248+165.8182.96-2
7、48123.4123.4-248+266.08161.88-313.3485.22112.38-231.85+171.1393.97-231.85112.3885.22-313.34最不利内力组合项次+165.8782.96-313.341.161.16-313.34组合项次+288.11205.20-231.85123.4123.41-231.85主梁剪力值计算 表1-5序号荷载简图弯矩示意图52.98733.089.35267.0-3.170267.1-41.13400.129.57866.086.8134.0-00.73134.1-57.45689.057.20311.0-71.8631
8、1.1-82.80222.168.14222.046.51778.-089.5089.0-89.5089.0-89.5089.0-46.51778.046.-4.68751778.068.14222.0内力组合+155.8-44.84-245.3134.4100注：跨中剪力值由静力平衡确定+144.09-56.46-257.01215.2314.6851.46+92.63-41.78-176.19185.87-5.4614.68最不利内力组合项次+155.8-56.46-257.01215.2314.6814.68图1-8 主梁弯矩包络图和剪力包络图（a） 弯矩包络图；（b）剪力包络图主梁正截
9、面承载力计算过程见表1-6。主梁正截面承力计算 表1-6截面1B2弯矩（kNm)288.11-283.26123.14530510555截面类型第一类T形矩形第一类T形0.36610.04660.01820.97610.75870.99081856.382440.19746.45实际钢筋配筋率验算（5） 斜截面承载力计算Hw=hhf，=600150=450mm，V379.31V379.31V0.7 (kN)117.79V113.35V113.35（6）裂缝宽度验算 主梁的恒载标准值Gk=112.01kN, 活载标准值Qk=50.88kN 活载准永久值Qq=q Qk=0.150.88=5.09k
10、N 1)第一跨裂缝宽度验算 由荷载永久组合引起的跨中最大弯矩为： M1q=（0.244Gk +0.289Qq）l1 =（0.244112.01+0.2895.09）5.5=159.85kN则，sq=184.01N/=0.01=1.1=1.10.4最大裂缝宽度：= = =0.188mm0.010.4主梁支座负弯矩钢筋的保护层厚度c应为板保护层厚度30mm加板内弯矩钢筋直径8mm再加次梁负弯矩直径16mm，即c=30+8+16=54mm最大裂缝宽度： = =0.158mm0.01 0.4 则第一跨正弯矩区段的短期刚度为： Nmm2考虑长期作用影响的刚度为： = Nmm2B支座负弯矩区段的刚度计算：
11、相应于M1k的荷载标准组合引起的B支座负弯矩为： =（0.267112.01+0.13350.88）5.5=203.54Nm支座边缘处的负弯矩为： =203.54+（112.01+50.88）=179.11kNm相应于M1q的荷载永久组合引起的B支座负弯矩为： =（0.267112.01+0.1335.09）5.5=169.74Nm支座边缘处的负弯矩为： =169.74+（112.01+5.09）=152.18kNm计算短期刚度所需的参数：N/mm20.01，取0.4，取则B支座负弯矩区段的短期刚度为： =1.831014Nmm2对于翼缘位于受拉区的倒T形截面，荷载长期作用影响系数应增大20%，则考虑长期作用影响的刚度为： =Nmm2可见，0.5B1BB2B1,按规范可取整垮刚度B1为计算挠度，则第一跨的跨中挠度验算： =12.25mm=27.5mm（符合要求）5） 主梁的附加钢筋计算由次梁传给主梁的全部集中荷载设计值为： F=1.2106.81+1.350.88=194.32kN考虑此集中荷载全部由吊筋承受，所需的吊筋截面面积为： mm2吊筋选配218（=509mm2）6） 主梁的配筋图主梁纵向钢筋的弯起和切断根据弯矩图来确定，主梁配筋如图1-9所示图1-9 主梁配筋图