《给排水结构》单向板水池顶盖设计任务书2014

《给排水工程结构》课程设计   

一．设计资料

1、某水池的顶盖，均布活荷载标准值见表1

2、顶盖施工参考做法

（1）顶盖底面：砂浆抹面，厚20mm。

（2）板厚：根据题号条件确定。（混凝土重度25kN/m3）；

（3）池顶覆土厚为300mm，（覆土重18kN/m3）；  

3、材料：单号组：混凝土强度等级C25；梁内受力纵筋为HRB400；

双号组：混凝土强度等级C30；梁内受力纵筋为HRB335，

其他钢筋为HRB300。

二、设计要求

1.要求

运用本课程所学知识，理论联系实际，进行单向板肋梁水池顶盖结构布置，结构计算，构造措施的选用，施工图绘制等综合能力的训练。

2．设计时间：一周。

3.板、次梁及主梁均按弹性理论设计，并进行最不利内力组合，要求绘制内力叠合图和抵抗弯矩图。

4.完成板，次梁和主梁的设计计算书编写。

5.按《建筑制图标准》绘制梁格布置图，板，次梁和主梁的配筋图以及钢筋材料表，

绘制A1施工图图一张，要求图面整洁，文字清晰（工程字）。

三、参考资料

高校给排水工程专业规划教材

《给排水工程结构》（第二版）湖南大学、重庆大学、太原理工大学合编

1、《建筑结构制图标准》                      （GBT5001—2001）

2、《建筑结构荷载规范》                      （GB50009—2001）

3、《混凝土结构设计规范》                    （GB50010—2002）

                    水  池  顶  盖  设  计  条  件                   表1

现 浇 钢 筋 混 凝 土 水 池 顶 盖

课  程  设  计  指  导  

现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤：

1、结构平面布置，并初步拟定板厚和主、次梁的截面尺寸；

2、确定梁、板的计算简图；

3、梁、板的内力分析；

4、截面配筋及构造措施；

5、绘制施工图。

在单向板肋梁楼盖中，结构平面布置包括：柱网布置、梁格及板的布置。合理的柱网和梁格对楼盖的设计及其适用性、经济效果都有十分重要的意义。

一、结构布置

1. 板的跨度：一般为1.7～2.7m。由于实际上不易得到完全相同的计算跨度，故一般将边跨布置得小一些，但跨差不宜超过10﹪。

2. 柱网布置为长方形或正方形。

3. 次梁的跨度：一般以4.0～6.0m较合理，中间各跨可布置成等跨，若边跨不能与中间各跨相等，可布置得略小一些，但跨差亦不宜超过10﹪。

4. 主梁跨度：一般为5.0～8.0m。各跨度的设计与次梁相同。

5. 板、次梁、主梁截面尺寸的确定。

板：板厚（工业厂房），当时，可不进行挠度验算

次梁：、

主梁：、

二、设计内容及步骤

（一）板的设计（按弹性方法计算）

计算单元：在结构平面布置图上用阴影线画出（参见图8-3），并确定各跨计算跨度。

板为多跨连续板，凡多于五跨时，均可按五跨连续板考虑。（参见P.160）

1. 荷载计算（取1m宽板带）

永久荷载标准值

板自重：             kN/m

面层：               kN/m

平顶粉刷：           kN/m 

合计：＝        kN/m

永久荷载设计值：         kN/m

可变荷载标准值：＝                kN/m  （见表1）

可变荷载设计值：         kN/m

考虑梁板整体性对内力的影响，计算折算荷载：

，   

取1m宽板带进行计算，计算单元上的荷载为。

2. 内力计算

各跨中及支座截面的弯矩设计值可按下式计算：

式中，——连续板的弯矩计算系数，其值查附表（3-2）。

3. 配筋计算及绘制配筋图

根据各跨中及支座弯矩值可求出各截面配筋量。板可采用弯起式和分离式配筋，具体构造要求请参阅教材中的相关内容。

（二）次梁设计（按弹性方法计算）

1. 计算简图

计算单元：在结构平面布置图上用阴影线画出（参见图8-3），并确定各跨计算跨度。

2. 荷载计算

永久荷载标准值

由板传来永久荷载标准值：           kN/m

次梁自重：                         kN/m 

合计：           ＝              kN/m

永久荷载设计值：          kN/m

可变荷载标准值：

＝由板传来可变荷载标准值×次梁间距＝           kN/m

可变荷载设计值：         kN/m

考虑主梁扭转刚度的影响，调整后的折算荷载为：

，  

3. 内力计算

（1）各跨中及支座截面的弯矩设计值可按下式计算：

式中，——连续板的弯矩计算系数，其值查附表（3-2）。

（2）各支座边缘的剪力设计值可按下式计算：

式中，——连续板的弯矩计算系数，其值查附表（3-2）。

4. 配筋计算及绘制配筋图

根据各跨中及支座弯矩值可求出各截面纵向钢筋；根据各支座剪力可求出梁所需的横向配筋。需注意的是：次梁跨中截面为T形截面，支座截面为矩形截面（b×hc）。

次梁不设弯起钢筋，其具体构造要求请参阅教材中的相关内容。

（三）主梁设计（按弹性方法计算）

1. 计算简图

计算单元：在结构平面布置图上用阴影线画出，并确定各跨计算跨度。

主梁线刚度较钢筋混凝土柱大得多，故主梁的中间支座可按铰支座考虑，其计算跨度：

中跨：；边跨：取与二者中的小者。

2. 荷载计算

为简化起见，主梁自重可以按集中荷载考虑。

永久荷载标准值

次梁传来永久荷载标准值：           kN

主梁自重：                         kN 

合计：           ＝              kN

永久荷载设计值：        kN

可变荷载标准值：

＝次梁承受的可变荷载标准值×主梁间距＝           kN

可变荷载设计值：         kN

3. 内力计算

以书上三跨连续梁为例，进行荷载布置，求出：

（1）A支座的最不利剪力值及①跨跨中的最大弯矩值。

(2) 求出②跨跨中的最大弯矩值。

(3) 求出第二支座的最大负弯矩及该支座的最大剪力值。

将上面三种荷载作用下的弯矩图、剪力图以同一比例分别叠绘在同一基线上，即可得到主梁的弯矩包络图与剪力包络图。根据弯矩包络图可以作出材料的抵抗弯矩图。

4. 配筋计算及绘制配筋图

根据主梁弯矩包络图各跨中与支座的弯矩值，可求得各截面的纵向受力筋；按照剪力包络图中的剪力值，可求出主梁所需要的配箍量及弯起筋数量。主梁的构造要求请参阅教材中的相关内容。

（四）、绘图要求

1. 图纸幅面规格：一张A1图

2. 图  签

3. 字体及图线

图纸上所有字体必须书写端正、排列整齐、笔划清晰，中文书写时应采用国家公布实施的简化汉字并宜用仿宋字体。所有图纸、图例及尺寸注法均应符合制图标准。

4. 钢筋明细表

(1)对有弯钩的纵向钢筋在计算钢筋长度时，需加上弯钩长度；每两个半园弯钩的长度值按下表确定。

5. 图面比例

(1)板平面配筋图    1:50

(2)梁立面配筋图    1:40～1:50

(3)梁剖面配筋图    1:20～1:25

(4)结构平面布置图  1:100

(4)承载力计算

    1)正截面受弯承载力

    正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，

翼缘宽度取  bf＝l／3＝4500/3=1500mm；

又          bf ＝ b＋sn＝200＋2000＝2200＞1500mm

故取小者         bf＝1500mm。

除B支座截面纵向钢筋按两排布置外，其余截面均布置一排。

C20混凝土；αl＝1，fC＝9.6kN/mm2，ft =1.1 kN/mm2。

纵筋采用HRB400，fy =360 kN/mm2，箍筋采用HRB235，fyv =210 kN/mm2

判别各跨中T形截面的类型：取 ho＝h－as＝400－35＝365mm

故跨内各截面均属于第一类T形截面。正截面承载力计算过程列于下表。

粱   的   配   筋  表