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
姓名: 苏瑞
学号： 2014030008 专业： 14级水利水电建筑工程(士官)
《水工钢筋砼》课程设计任务书
课程设计题目：钢筋混凝土肋形楼盖设计
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，厂房按正常运行状况设计，设计状况属持久状况，设计状况系数ψ取1.0。采用外墙及内柱承重，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。
图1 副厂房楼盖结构柱网布置图
2、设计参数
（1）楼层构造
20mm厚水泥砂浆抹面（水泥砂浆容重γ1为20kN/m3）。
钢筋混凝土结构层（钢筋混凝土容重γ3为25kN/m3）。
15mm厚混合砂浆粉底（混合砂浆容重γ2为17kN/m3）。
（2）材料
混凝土：楼面活荷载标准值q k≤6kN/m时，采用C20；q k＞6kN/m时，采用C25；
钢筋：除主梁和次梁的主筋采用HRB335钢筋外，其余均采用HPB235钢筋。
（3）设计参数
表1 柱网尺寸L1×B1及荷载楼面活荷载标准值
柱网尺寸L1×B1、柱的截面尺寸b×h = 300mm×400mm，楼面活荷载标准值q k按题号由表1给出，如表2所示。
表2 设计参数自选
二、设计内容
1、肋型结构梁格布置及构件尺寸拟定
根据设计任务书提供的设计资料及表1所填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，板的结构采用单向板结构。
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。
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、绘制构件施工图
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
学生根据学号按表1确定自己的设计参数，将设计参数填入表2并独立完成课程设计任务。
2、时间和地点安排
教学周第15周和第16周，共十天时间。具体安排如下：
1)熟悉资料1天
2)结构布置1天
3)内力计算2天
4)截面设计2天
5)施工图绘制2天
6)计算书整理2天
课程设计的地点安排在逸夫楼。
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、计算书正文的顺序装订成册。要求提交word文档打印件，排版整齐，并将电子文档按行政班级提交指导老师。
2）施工图3张
每个学生提交3张施工图（CAD绘图或手绘图），分别为板的配筋图，次梁配筋图和主梁配筋图。
4、考核方式与成绩评定
按设计成果（包括设计计算书和设计图纸）占70％、设计过程（包括出勤情况和设计
态度）占30％比例评定课程设计成绩。
四、主要参考资料
[1]李萃青, 阎超君, 赵建东. 水工钢筋混凝土结构（第二版）[M]. 北京:中国水利水电出
版社, 2006.
[2]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院. 水工混凝土结构设计规范（SL
191-2008）[S], 北京: 中国水利水电出版社, 2008.
[3]河海大学、大连理工大学等. 水工钢筋混凝土结构学（第四版）[M], 北京: 中国水利
水电出版社，2009.
[4]周氐, 章定国, 钮新强. 水工混凝土结构设计手册[M]. 北京: 中国水利水电出版社,
1998.
[5]袁锦根, 余志武. 混凝土结构设计基本原理[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2003.
[6]叶列平. 混凝土结构（上册）[M]. 清华大学出版社, 北京, 2002.
[7]朱彦鹏, 蒋丽娜, 张玉新等. 混凝土结构设计原理[M]. 重庆大学出版社, 重庆, 2002.
指导教师：何婷、吴帅兵、鄢玉英、蔡高堂、张洁、王志强、张强、罗红卫
教研室主任：蔡高堂
设计计算书
一、 题目
钢筋混凝土肋形楼盖设计
二、 设计资料
某水电站生产副厂房为3级水工建筑物，厂房按正常运行状况设计，
采用钢筋混凝土现浇单向板肋形楼盖，结构平面布置如图所示，墙体厚370mm 。楼面面层为20mm 厚水泥砂浆抹面 ，梁板底面为15mm 厚混合砂浆抹平。采用C20混凝土；梁中纵向受力钢筋为Ⅱ级，其余钢筋为Ⅰ级。试设计该楼盖（楼梯间在此平面之外，不考虑）（一类环境）。
荷载标准值 , 均布活荷载标准值：2
k m /0kN .6q ,水泥砂浆抹面：
3m /20kN ；钢筋混凝土：3m /25kN ；混合沙浆：3m /17kN
厂房肋形楼盖结构平面示意图
三、 设计内容
构件截面尺寸设计 板的设计计算
次梁的设计计算 主梁的设计计算
绘制板的配筋图、绘制次梁的配筋图、绘制主梁的配筋图。
钢筋混凝土肋形楼盖设计
一、楼面梁格布置和构件截面尺寸
板的跨度为l=2.2m,厚80mm;次梁跨度为l=6.0m;截面尺寸200mm ×450mm;主梁跨度为l=6.6m,截面尺寸300mm ×600mm ；墙体厚为：370 mm
该厂房为3级水工建筑物，基本组合，结构承载力安全系数K=1.2。
二、板的设计 1、计算简图
板为5跨连续板，结构尺寸如图所示
板的计算跨度： 边跨: ()()
m 94.116.078.12
)
(m 92.114.078.12
)
(00=+=++==+=++
=a b l l b h l l n n
取较小值，所以 m l 92.10=
中间跨: m l l c 0.20== 2、荷载计算。
取1m 板宽进行计算
恒荷载： 板自重 0.08?25?1=2.0 (KN/m) 20mm 厚抹面 0.02?20?1=0.4 (KN/m) 12mm 厚抹面 0.015?17?1=0.255 (KN/m) 标准值
g k =2.0+0.4+0.255=2.655 (KN/m)
设计值 g=G γg k =1.05?2.655=2.79 (KN/m) 活动荷载： 标准值 q k =6.0 (KN/m)
设计值
q=Q γq k =6.0?1.2=7.2 (KN/m)
考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为： g ' =g+q/2=2.79+7.2/2=6.39 (KN/m)
q '
=q/2=7.2/2=3.6 (KN/m) 3、内力计算
按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算。
查表得到：弯矩计算值为 M=20`0g l α+20`1q l α 跨中弯矩：
边跨M 1= 0.0781?6.39?1.922+0.1?3.6?1.922=3.17 (KN ·m) 中间跨M 2=0.0331?6.39?2.02+0.0787?3.6?2.02= 1.98 (KN ·m)
M 3=0.0462?6.39?2.02+0.0855?3.6?2.02= 2.41 (KN ·m) 支座弯矩：
)
·(62.3)2.26.3111.00.239.6079.0()
·(22.4])2
0.292.1(6.3119.0)20.292.1(39.6105.0[222
2m kN M m kN M C B -=??+??-=-=+??++??-= 支座边缘弯矩：
)
·(62.2)2
2
99.922.062.3(2)
·(22.3)2
299.922.022.4(200m kN V b M M m kN V b M M C C B B -=??--=-='-=??--=-='
4、配筋计算
板厚：h=80 mm ；h 0取55 mm ；混凝土C20，f c =9.6 N/mm 2；HPB235级钢筋f y =210 N/mm 2；钢筋混凝土结构承载力安全系数K=1.2 。考虑到水电站厂房发电机组对结构的动力影响，板的配筋采用弯起式。 配筋计算如下表计算。
注：中板带的中间跨及中间支座由于板四周与梁整体连接，可考虑拱的作用，故将该处弯矩减少20%，即乘以0.8系数。 5、板配筋详图
在板的配筋详图中，除按计算配置受力钢筋外，尚应设置下列要求的构造钢筋。
（1）分布钢筋：按规定选用 φ6@250
（2）板面附加钢筋：按规定选用 φ6@200，设置于墙边。
（3）主梁顶部附加钢筋：按规定选用 φ8@200，设置于主梁顶部的板面。
三、次梁设计
1、计算简图，次梁为5跨连续梁，其结构尺寸如图（a ）所示，计算简图如图（b ）所示
（a ）
（b ）
计算跨度：
边跨：
m
b l l m
l l n c 82.62
3
.053.5025.12025.17.500=+?=+===
取较小值m l 7.50= 中跨： m l l c 7.50== 2、荷载计算
恒荷载： 板传来 2.655?2.0=5.31 (KN/m) 梁自重 0.2?(0.45-0.08)?25=1.85 (KN/m) 标准值 g k =5.31+1.85=7.16 (KN/m)
设计值 g=1.05?7.16=7.52 (KN/m) 活动荷载： 标准值 q k =6.0?2.0=12 (KN/m)
设计值
q=1.2?12=14.4 (KN/m)
考虑主梁对次梁的转动约束，折算荷载为：
g ' =g+q/4=7.52+14.4×1/4=11.12 (KN/m) q '
=(3/4)q=(3/4)×14.4=10.8 (KN/m) 3、内力计算
按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到：
弯矩计算值为 M=02`0g l α+02`1q l α; 剪力计算值为 V=0`0g l β+0`1q l β （1）弯矩 跨中弯矩：
M 1=0.078?11.12?5.72+0.1?10.8?5.72=63.27 (KN ·m) M 2=0.0331?11.12?5.72+0.0787?10.8?5.72=39.57 (KN ·m) M 3=0.0462?11.12?5.72+0.0855?10.8?5.72= 46.69 (KN ·m)
支座弯矩：
M
B
=-(0.105?11.12?5.72+0.119?10.8?5.72)=-79.69 (KN·m)
M
C
=-(0.079?11.12?5.72+0.111?10.8?5.72)=-67.49 (KN·m) 支座边缘弯矩：
M'
B = M
B
-
2
b V
=-(79.69-
2
3.0
?
2
7.5
92
.
21?)=-70.32 (KN·m)
M'
C = M
C
-
2
b V
=-(67.49-
2
3.0
?
2
7.5
92
.
21?)=-58.12 (KN·m)
（2）剪力
计算跨度取净跨度：边跨：l
0=5.53m，中间跨：l
=5.5m
V
A
=0.394?11.12?5.53+0.447?10.8?5.53=50.93 (KN)
V l
B
=-(0.606?11.12?5.5+0.62?10.8?5.5)=-73.89 (KN)
V r
B
=0.526?11.12?5.5+0.598?10.8?5.5=67.69 (KN)
V l
C
=-(0.474?11.12?5.5+0.576?10.8?5.5)= -63.20 (KN)
V r
C
=0.5?11.12?5.5+0.591?10.8?5.5=65.69 (KN)
4、配筋计算
（1）正截面计算
跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。截面高度h=450 mm 肋宽
b=200 mm,翼缘宽度按f'h=80 mm,截面有效高度
h=410 mm.
混凝土的强度等级C20，f
c =9.6 N/mm2，2
/
1.1mm
N
f
t
=；受力钢筋为
HRB335级钢筋，f
y
=300 N/mm2；结构承载力安全系数K=1.2。
跨中T形截面类型判别：
翼缘宽度b'
f =
3
l=
3
6=2 (m)
b
f =b+s
n
=0.2+1.8=2.0 (m)
所以取最小值，b 'f =2 m 则
)
(436.8003.672.1)
(568)2
80
410(6.9802000)2(1max
0m kN kN KM M m kN h h f h b f
c f f ?=?==>?=-??='-'' 所以截面属于第一类型截面。
正截面配筋计算，见下表：
（2）斜截面承载力计算： 截面尺寸验算：
)
(67.8889.732.1)(8.196)(1968004102006.925.025.00.465.1200
80410max 0KN KV KV KN N bh f b h l B c w =?==>==???=<=-= 说明截面尺寸满足要求。
)
(12.6193.502.1)(14.63)(631404102001.17.07.0min 0KN KV KV KN N bh f V A t c =?==>==???==
因此，需进行斜截面受剪承载剪力计算。
横向钢筋计算：设钢筋选用φ6@150的双肢箍筋。
配筋率 sv ρ=
bs A sv =150
2003.282??=0.19%>min ρ=0.15% 符合HPB235级钢筋配箍率的规定。 cs V =V c +V sv =0.07f c bh 0+1.25f yv
0sv
s
A h =0.07?1.1?200?410+1.25?210?150
3
.282??410 =103751 (N)=103.751 (KN)
>V max =KV l B =1.2?73.89=88.67 (KN)
满足斜截面承载力要求。 5、次梁配筋详图
次梁配筋及构造见图纸。边跨跨中截面配置3根纵向受力钢筋，其中②号钢筋设于梁角，①号钢筋在边支座附近弯起以增强斜截面的受剪承载力。支座截面抵抗负弯矩的纵向受力钢筋的截断位置参照图9-15确定，角点处钢筋截断后另设2φ12架立钢筋与之绑扎连接。
四、主梁设计 1、计算简图
主梁共3跨，梁两端搁置在砖墙上，中部由300mm ×300mm 截面的柱支撑，因梁的线刚度与柱的线刚度之比大于4，可视为中部铰支的3跨连续梁。
计算跨度 跨度：
边跨： l 0=l c =6.0 m
l 0=1.025l n +2
b
=1.025×(6.0-0.12-0.15)+2
3
.0= 6.0 m 取较小值m l 0.60=
中间跨： l 0=l c = 6.0 m 2、荷载计算
恒荷载：次梁传来的集中荷载 7.16?(6.0-0.3)=40.81 (KN) 主梁自重（化为集中荷载） 0.3?0.6?2.0?25=9 (KN) 标准值 G k =40.81+9=49.81 (KN)
设计值 G=G γG k =1.05?49.81= 52.3 (KN) 活荷载： 标准值 Q k =6.0 ?2.0?6=72 (KN) 设计值
Q=Q γQ k =1.2?72=86.4 (KN)
3、内力计算：
按弹性方法计算，由于边跨与中间跨度之间相差不到10%，可采用等跨表格计算，查表得到：
弯矩计算值为 M=01G l k +02Ql k 剪力计算值为 V=G k 3+Q k 4 （1）弯矩
跨中弯矩 M 1= (0.244×52.3+0.289×86.4)×6=226.38 (KN ·m) M 2=(0.067×52.3+0.2×86.4)×6=124.7 (KN ·m) 支座弯矩 M B =-(0.267×52.3+0.311×86.4)×6= -245 (KN ·m) 支座边缘弯矩 M 'B = M B -2
b V 0=-[245-2
3
.0?(52.3+86.4)]=-224.2 (KN ·m) （2）剪力 V A = 0.733×52.3+0.866×86.4=113.64 (KN)
V l B = -(1.267×52.3+1.311×86.4)=-179.53 (KN) V r B =1.0×52.3+1.222×86.4=157.88 (KN)
4、配筋计算
(1)纵向钢筋计算 。受力钢筋为HRB335级，y f =300N/mm 2；砼强度等级C20，
c f =9.6N/mm 2，2/1.1mm N f t =；结构承载力安全系数K=1.2。
跨中截面：按T 形截面计算，钢筋布置为一排，0h =h-45=555（mm ）
翼缘宽度：b 'f =3l =3
6=2（m ）
b f =b+s n =0.2+5.8=6.0（m ） 所以取b 'f =2 m b f
h f 'f c (h 0-
2
f h ')=2000?80?9.6?(555-
2
80
)=791（KN ·m ） >M max =KM 1=1.2?226.38=271.66（KN ·m ）
属于第一类T 形截面。
支座截面：按矩形截面进行计算，肋宽 b=300 mm ，钢筋按两排布置，则h 0=600-80=520（mm ） 主梁正截面配筋计算见下表：
注：1.s A ＞0m in
bh ρ=0.2%×300×565=339（mm 2）。
2.支座ξ=0.444＜0.85b ξ=0.85×0.55=0.4675。 （2）横向钢筋计算 截面尺寸验算：
h w /b = (520-80)/300 = 1.47 < 4.0
0.25f c b h 0=0.25?9.6?300?520=374400（N ）=374.4（KN ） >KV max =KV l B =1.2?179.53=215.436（KN ） 说明截面尺寸满足要求。
V C /d λ=0.7f c bh 0=0.7?1.1?300?520=120120（KN ）=120.12（KN ）
＜KV min =KV A =1.2?113.16=135.79（KN ） 故支座处截面需按计算配置横向钢筋。
设钢筋选用φ8@150的双肢箍筋，则 箍筋率 sv ρ=
bs A sv =150
30050.32??= 0.22%>min ρ=0.15% 符合HPB235级钢筋配箍率的规定。 V CS =V C +V SV =0.7f t bh 0+1.25f yv
0h s
A SV
=0.7?1.1?300?520+1.25?210?
150
3
.502??520 =211666（N ）=211.666（KN ） >KV A =K l B =1.2?179.13=215.436（KN ） >KV r B =1.2?157.88=189.456（KN ）
>KV A =1.2?113.16=135.792（KN ）
故B 支座处左边需设弯起钢筋。
第一排弯起钢筋（弯起角度α=45°）计算：
sb A =?
-45sin V KV b y cs l f =()707.030010666.211436.2153
??-=18（mm 2）
第一排弯起1φ20（314mm 2），满足要求。第一排弯起钢筋的弯起点至支座边缘的距离为：s 1+h-c -c '，s 1=100mm ＜s max ，则s 1+h-c-c '=100+600-30-30=640（mm ），该截面上剪力设计值为V 2=179.53 KN ，也应弯起1φ20（314mm 2）。
第二排弯筋弯起点至支座边缘的距离为640+250+600-30-30=1430（mm ），该处的剪力设计值V 2=179.53 KN ，应弯起第三排钢筋，考虑到第三排弯筋的位置在附加横向钢筋处，且第三排弯筋的截面面积很小，故不再弯起第三排
钢筋，而让附加横向钢筋去抵抗该剪力。
支座A及支座B右侧均不需弯起钢筋，考虑到A支座可能产生负弯矩和构造要求，也可弯起2φ20（628mm2）。
（3）附加横向钢筋
次梁传来集中力
F=G+Q=52.3+86.4=138.7（KN）
在集中荷载位置设附加吊筋，弯起角α=45°，则
A
SV =
α
sin
KF
yv
f
=
707
.0
300
10
7.
138
2.13
?
?
?=785（mm2）
选用2φ25（982mm2）。
水工钢筋混凝土结构学复习整理汇总
水工钢筋混凝土结构学复习整理 一、填空题 1、钢筋混凝土结构用钢筋要求具有较高的强度、一定的塑性、良好的可焊性能以及与混凝土之间必须有足够的粘结性。 2、钢筋按力学的基本性质来分，可分为两种类型：软钢、硬钢。硬钢强度高，但塑性差，脆性大。从加载到拉断，不像软钢那样有明显的阶段，基本上不存在屈服阶段。设计中一般以协定流限作为强度标准。 3、我国混凝土结构设计规范规定以边长为mm 150的立方体，在温度为℃320 、相对湿度不小于%90的条件下养护28天，用标准实验方法测得的具有%95保证率的立方体抗压强度标准值cuk f 作为混凝土强度等级，以符号C 表示，单位为2/mm N 。 4、混凝土双向受压时，一向抗压强度随另一向压应力增大而增大。双向受拉时的混凝土抗拉强度与单向受拉强度基本一样，一向受拉一向受压时，混凝土的抗压强度随一向的拉应力的增加而降低。 5、混凝土的变形有两类：一类是由外荷载作用而产生的受力变形；一类是由温度和干湿变化引起的体积变形。 6、混凝土在荷载长期持续作用下，应力不变，变形也会随着时间而增长，这种现象称为混凝土的徐变。 7、钢筋与混凝土之间的粘结力主要由以下三部分组成：○1水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶结力；○2混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；○3钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力。 8、影响粘结强度的因素除了钢筋的表面形状以外，还有混凝土的抗拉强度、浇筑混凝土时钢筋的位置、钢筋周围的混凝土厚度等。 9、为了保证光圆钢筋的粘结强度可靠性，规范规定绑扎骨架中的受拉光圆钢筋应在
末端做成 180弯钩。 10、接长钢筋的三种办法：绑扎搭接、焊接、机械连接 11、工程结构设计的基本目的是使结构在预定的使用期限内能满足设计所预定的各项功能要求，做到安全可靠和经济合理。 12、工程结构的功能要求主要包括三个方面：（1）安全性（2）适用性（3）耐久性 13、安全性、适用性、耐久性统称为结构的可靠性。 14、结构抗力是结构或结构构件承受荷载效应S 的能力，指的是构件截面的承载力、构件的刚度、截面的抗裂性等，常用符号R 表示。 15、根据功能要求，通常把钢筋混凝土结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。 16、荷载代表值主要有永久荷载或可变荷载的标准值，可变荷载的组合值、频遇值和准永久值等。 17、荷载标准值是指荷载在设计基准期内可能出现的最大值。荷载标准值是荷载的基本代表值，荷载的其他代表值都是以它为基础再乘以相应的系数后得出的。 18、正常使用极限状态验算时，荷载的材料强度均取用为标准值。其原因是正常使用极限状态验算时，它的可靠度水平要低一些。 19、混凝土的强度等级即是混凝土标准立方体试件用标准试验方法测得的具有95%保证李的立方体抗压强度标准值cuk f 。 20、受弯构件设计时，既要保证构件不得沿正截面发生破坏，又要保证构件不得沿斜截面发生破坏，因此要进行正截面承载力与斜截面承载力的计算。 21、梁的高度h 通常可由跨度0l 决定，简支梁的高跨比0/l h 一般为1/8—1/12。梁的高 宽比b h /一般为2—3.5。 22、厚度不大的板，其厚度约为板跨的1/12—1/35。 23、为了便于混凝土的浇捣并保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结力，梁内下部纵
混凝土课设
钢筋混凝土结构-2 课程设计 ――单层工业厂房设计 姓名： 班级： 学号： 指导教师：韩建强 日期：
混凝土结构－2课程设计任务书 工程名称：唐山xx 机械厂装配车间 1、设计资料： (1)装配车间跨度24m ，总长l02m ，柱距6m ，详细尺寸见图1、图2所示。 (2)车间内设有两台5～20t 中级工作制吊车，其轨顶设计标高10.0m 。 (3)建筑地点为唐山市郊区。 (4)车间所在场地，地面下0.8m 内为填土，填土下层3.5m 内为粉质粘土，地基承载力设计值f ＝200kN/m 2，地下水位为-4.05m ，无腐蚀性；基本风压w 0＝0.35kN/m 2；基本雪压s 0＝0.30kN/m 2。 (5)厂房中标准构件选用情况 ①屋面板采用92G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重标准值1.5kN/m 2。 ②天沟板采用92G410（三）标准图集中JGB77－1天沟板， 板重标准值2.0kN ／m 。 ③天窗架自重标准值2340kN ／榀，天窗端壁自重标准值2360kN ／每榀(包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗、电动启动机、消防栓等。) ④屋架自重标准值l00kN ／榀。 ⑤吊车梁梁高1200mm ，自重标准值为45kN ／根，轨道及零件重lkN ／m ，轨道及垫层构造高度200mm 。吊车参数：kN P k 200max,=，kN P k 50min,=， mm B 5000=，mm K 4000= 。 ⑥厂房上、下窗尺寸分别为mm 18004000?和mm 51004000?，自重为 2/5.0m kN ；墙体（含做法）自重为2/24.5m kN 。 (6)排架往及基础材料选用情况 ①柱： 混凝土采用C30；钢筋采用HRB335级钢筋；箍筋为HPB235。 ②基础：混凝土采用C20；钢筋采用HRB335级钢筋。 参考资料：混凝土结构（下册） 彭少民主编 武汉理工大学出版社 2、设计任务要求： ①、结构计算书； ②、排架柱和基础配筋图1张（2号图）
最新国家开放大学电大本科《水工钢筋混凝土结构》期末题库及答案
最新国家开放大学电大本科《水工钢筋混凝土结构》期末 题库及答案 考试说明:本人针对该科精心汇总了历年题库及答案，形成一个完整的题库，并且每年都在更新。该题库对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具，把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案，敬请查看。 《水工钢筋混凝土结构》题库及答案一 一、单项选择题(每小题2分，共20分。在所列备选项中，选1项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中) L结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率称为( )。 A(安全度 B(可靠度 C(可靠性 2(受弯构件减小裂缝宽度最有效的措施之一是( )。 A(增加截面尺寸 (提高混凝土强度等级 B C(加大受拉钢筋截面面积，减少裂缝截面的钢筋应力 3(我国《规范》采用的混凝土的设计强度是( )。 A(平均强度 B(标准强度除以安全系数K c(在一定保证率下的强度值 p4(失效概率与可靠指标的关系为( )。 ,f pA(可靠指标愈大，失效概率愈大 ,f pB(可靠指标愈小，失效概率愈小 ,f pC(可靠指标愈大，失效概率r愈小 ,f
A,A'5(设计双筋梁时，当求时，补充条件是( )。 ss A(用钢量最小 B(混凝土用量最小C(钢筋和混凝土用量都最小 6(在钢筋混凝土构件的挠度计算时，规范建议其刚度应取( )。 A(在同号弯矩段内取最大刚度 B(在同号弯矩段内取最小刚度 C(在同号弯矩段内取平均刚度 7(钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而( )。 A(增大 B(减小 C(不变 8(在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁，若V>0(25，可采取的解决办法有( )。 fbh/rc0d A(箍筋加密或加粗B(加大纵筋配筋率C(增大构件截面尺寸或提高混凝土强度等级 9(在小偏心受拉构件设计中，计算出的钢筋用量为( )。 A( B( C(。 A,A'A,A'A,A'SSSSSS 10(大偏心受压柱，如果分别作用两组荷载，已知、，若M、N作用时柱将破坏，M,MN,Nl11212那么M、N作用时( ) 22 A(柱破坏 B(柱有可能破坏 c:柱不破坏’ 二、是非题(每小题2分。共20分。你认为正确的在题干后括号内划“,,”。反之划“×”) 1(当，应采取的措施是增大截面尺寸。( ) rV,0.25fbhdc0 2(钢材的拉、压性能基本上是相同的。但是，考虑到受压时容易压屈，所以钢筋的抗压设计强度最 2多取为400N,mm。( )
水利水电工程水工钢结构课程设计
露顶式平面钢闸门设计 2007101316 王亮春 一、设计资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：14.00m； 设计水头： 6.00m； 结构材料：Q235； 焊条：E43； 止水橡胶：侧止水用P 形橡皮，底止水用条形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS —2; 混凝土强度等级：C20 二、闸门的结构形式及布置 1、闸门尺寸的确定（图1） 闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.3m，故闸门高度为9+0.3=9.3 米 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距即为孔口净宽：L1 14 m 闸门的计算跨度：L L0 2 d 14 2 0.3 14.6 m 2、主梁的形式 本闸门为中等跨度，为了便于制造和维护决定采用实腹式组合梁 3、主梁的布置 闸门高跨比L / H 1.5 采用双主梁，为使两个主梁在设计水位时所受的水压力相等， 两个主梁的位置应对称于水压力的作用线y H / 3 3 m （图2），并要求下悬臂 a 0.12 H 和a 0.4 m 。 4、梁格的布置和形式 梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见详图 2 5、连接系的布置和形式 1）横向连接系，根据主梁的跨度决定布置 3 道横隔板，其间距为横隔板兼作竖直次梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内采用斜杆式桁架。 6、边梁和行走支承 1
变量采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。 三、面板设计 根据SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 1、估算面板厚度 假定梁格布置尺寸如上图所示。面板厚度按式（7--3）计算： t a 0.9 k p a kp 当b / a 3 时，a 1.5 ，则t a 0.068 a kp 0.9 1.5 160 kp 当b / a 3 时，a 1.4 ，则t a 0.07 a kp 0.9 1.4 160 现列表（如下）计算： 表1 注1、面板边长a、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为260mm（详见于后）； 2
水工钢筋混凝土结构A 及答案
注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。 东北农业大学成人教育学院考试题签 水工钢筋混凝土结构（A） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、钢筋冷拉后（）并没有提高，只提高（）。 2、钢筋的粘结力（）( )、( ) 三部分组成。 3、钢筋混凝土梁的钢筋骨架中( )和 ( )统称为腹筋，配置腹筋的目的是为了保证梁的( )承载力。 4、钢筋混凝土受弯构件的( )计算是为了保证构件安全工作，而对构件进行( ) 是为了保证构件预期的( )和 ( ) 。 5、区别大、小偏心受压的关键是远离轴向压力一侧的钢筋先( )，还是靠近轴心压力一侧的混凝土先被压碎，先( )者为大偏心受压，先( )者为小偏心受压。 6、在偏心受压构件两侧配置( )的钢筋，称为对称配筋。对称配筋虽然要( )一些钢筋，但构造( )，施工( )。特别是构件在不同的荷载组合下，同一截面可能承受( )的正负弯矩时，更应该采用对称配筋。 二、选择题(把正确答案填在括号内，每题2分，共20分) 1、可利用多次重复加载卸载后应力应变关系趋于直线的性质来求弹性模量，既加载至( )后下载至零，重复加载卸载5次，应力应变曲线渐趋稳定并接近于一条直线，该直线的正切即为混凝土的弹性模量。 (A) 0.4f c (B) 0.3f c (C) 0.43f c (D) 0.5f c 2、混凝土应力越大，徐变越大,当应力( )时，徐变与应力成正比，称为线性徐变。 (A) cσ<0.5 f c (B) cσ≤ (0.5 ~ 0.8) f c (B) cσ≤ (0.6 ~ 0.65) f c (C) cσ≤ (0.55 ~ 0.65) f c 3、混凝土保护层厚度是指( )。 (A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离 (B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离 (C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离 4、下列不属于影响混凝土立方体抗压强度的因素的是( )。 (A) 试验方法 (B) 试验气温 (C) 试件尺寸 (D) 混凝土的龄期 5、下列( )项破坏形态不会发生在梁的剪弯区段。 (A) 偏压破坏 (B) 斜压破坏 (C) 剪压破坏 (D) 斜拉破坏 6、弹性方法设计的连续梁、板各跨跨度不等，但相邻两跨计算跨度相差＜10%，仍作为等跨计算，这时，当计算支座截面弯矩时，则应按( )计算。
水工钢结构潜孔式平面钢闸门设计与拦污栅设计
目录 一．小型潜孔式平面钢闸门 1、设计资料及有关规定 (2) 2、闸门结构的形式及布置 (2) 3、面板设计 (3) 4、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (4) 5、主梁设计 (6) 6、横隔板设计 (9) 7、纵向连接系 (10) 8、边梁设计 (11) 9、行走支承设计 (12) 10、轨道设计 (13) 11、止水布置方式 (14) 12、埋固构件 (14) 13、闸门启闭力 (14) 14、闸门的启闭机械 (16) 二．固定式平面拦污栅 1、基本资料 (19) 2、拦污栅的结构布置 (19) 3、栅面结构 (19) 4、梁格设计 (20)
一、设计资料及有关规定 1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门 2、孔口尺寸（宽×高）：7.0m ×4.0m 3、上游水位：64m 4、下游水位：0m 5、闸底高程：0m 6、启闭方式：电动固定式启闭机 7、材料： 钢结构：Q235-A.F 焊条：E43型 行走支承：采用滚轮支承 止水橡皮：侧止水和顶止水用P 型橡皮，底止水用条型橡皮 8、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。 9、规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》 二、闸门结构的形式及布置 1、闸门尺寸的确定 闸门高度：4.2m 闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m 闸门计算跨度：7+2×0.22=7.44 m 设计水头：64m 2、主梁的数目及形式 主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=7m,闸门高度H=4m,L ≥1.5H 。所以闸门采用2根主梁。本闸门决定采用实腹式组合梁。 3、主梁的布置 本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。设计时按最下 面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。 64 4
水工钢筋混凝土结构习题集2-2
第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 一、思考题 1．钢筋混凝土无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态有何变化?其应力重分布表现在哪些方面? 2．钢筋混凝土无腹筋梁的斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种?它们的破坏原因和破坏过程有何不同?在设计中采用什么措施加以防止? 3．何谓剪跨比?它对无腹筋梁斜截面承载力及斜截面破坏形态有何影响?对有腹筋梁的斜截面破坏形态影响怎样? 4．钢筋混凝土梁的斜截面承载力的计算公式是建立在哪种破坏形态之下的?如何避免其他斜截面破坏形态的发生？ 5．影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?这些因素对斜截面承载力有什么影响？ 6．何谓配箍率?箍筋在钢筋混凝土受弯构件中的作用是什么？箍筋配箍率有无限制? 7．梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件？为什么要有这样的限制? 8．在进行梁的斜截面受剪承载力计算时，其截面位置是怎样确定的? 9．什么是梁的抵抗弯矩图？它与设计弯矩图是什么关系？抵抗弯矩图是怎样画出的(以伸臂梁为例)? 10.请解释什么是梁的斜截面受弯承载力?在什么情况下才考虑梁的斜截面受弯承载力问题?梁的斜截面受弯承栽力是怎样保证的? 11. 纵向受拉钢筋的弯起、截断和锚固应满足哪些要求? 12. 当梁中配有计算所需要的受压钢筋时，其箍筋设置应注意哪些问题?为什么? 13. 试述受弯构件斜截面受剪承载力的计算步骤，并写出有关的计算公式。 14．画出图4-1所示钢筋混凝土梁裂缝出现的大致位置和方向。 图4-1 二、选择题
1．无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，这三种破坏的性质( )。 (A)都属于脆性破坏 (B)都属于塑性破坏 (C)剪压破坏属于塑性破坏，斜拉和斜压破坏属于脆性破坏 (D)剪压和斜压破坏属于塑性破坏，斜拉破坏属于脆性破坏 2．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。对同样的构件就其受剪承载力而言( )。 (A)斜拉破坏＞剪压破坏＞斜压破坏 (B)斜拉破坏＜剪压破坏＜斜压破坏 (C)斜压破坏＞剪压破坏＞斜拉破坏 (D)剪压破坏＝斜压破坏＞斜拉破坏 3．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对于一般梁（0.4/≤b h w ），若d c bh f V γ/25.00>，可采取的解决办法有( )。 (A)箍筋加密或加粗 (B)增大构件截面尺寸 (C)加大纵筋配筋率 (D)提高混凝土强度等级 4．当0.4/≤b h w 时，对一般梁截面尺寸符合d c bh f V γ/25.00>是为了（ ）。 (A)防止发生斜压破坏 (B)防止发生剪压破坏 (C)避免构件在使用阶段过早地出现斜裂缝 (D)避免构件在使用阶段斜裂缝开展过大 5．纵筋弯起时弯起点必须设在该钢筋的充分利用点以外不小于0.5h 0的地方，这一要求是为了保证( )。 (A)正截面抗弯强度 (B)斜截面抗剪强度 (C)斜截面抗弯强度 (D)钢筋的锚固要求 6．承受均布荷载的钢筋混凝土悬臂梁，可能发生弯剪裂缝的是( )。
钢筋混凝土课程设计心得体会
钢筋混凝土课程设计心得体会 《钢筋混凝土结构》课程设计是在学完钢筋混凝土结构基本原理的基础上进行的，《钢筋混凝土结构基本原理》这门课主要是讲解受弯构件(梁、板)、受压构件(柱子)、受扭构件在荷载作用下承载能力极限状态和正常使用极限状态的配筋计算，计算结果要满足《混凝土结构设计规范》的要求。而这次课程设计我是从以下几个方面进行的： 一.题目的选取： 在平时的教学和作业中，要求学生熟练掌握了各种构件的配筋与计算，并且能进行配筋验算(配筋满足适筋梁的要求，不能是超筋梁和少筋梁的配置)，而课程设计是理论与实践相结合的一个重要环节，一方面要基于课本，另一方面又要高于课本，根据我们专业的特点，我没有选取简单的构件设计，也没有选取复杂的高层或复杂体系的设计，而是选取了一种简单的结构体系——钢筋混凝土多层框架结构的设计。 二.设计的思路与要求： 软件编程综合实习已经告一段落，但在实习中我们收获颇多。这是我们完成的第一个数据库系统，也是到目前为止最为完善的系统。这一过程，我们掌握到了软件开发的一系列步骤，这能应用到今后的工作生活中去。我相信能给我们带来很大的帮助! 要求学生根据设计任务书，查阅《混凝土结构规范》、《荷载规范》计算结构上所施加的荷载;然后根据任务书要求进行内力计算以及配筋计算，同时用PKPM软件进行内力分析和同时自动生成配筋图;最后对手算和软件计算进行比较和调整。要求学生上交：结构设计计算书一份：要求有封皮、目录、详细的计算内容;并在计算书里绘出相应的结构施工图。 紧张而又辛苦的几周的课程设计终于结束了。当我们快要成为下达给我们“四工位专用机床”的任务的时候，想想老师最初给我们说的课程设计，因为开始的大意吧，没能在第一时间开始运做，所以使得我们在这最后的几周里真的是逼着，压着，强迫着才弄完，当然，完成后的喜悦那是没得说的，尽管这样的设计使的我们烦恼着、无奈着，但只要经过了过程，我们就能得到自己所需的，所以还是能够尽心尽力的完成的，尽管那路途是那样的曲折! 设计的目的旨在让学生掌握荷载的计算过程、内力的计算方法和配筋计算过程，另一方面通过对PKPM软件的学习，能熟练地掌握结构的建模和分析，更重要的是掌握有软件进行设计的过程，分析完以后要把配筋图转到cad上，进行图形的摘取。 医疗机构是卫生系统的主要窗口，也是社会的重要窗口。医德、医风的好坏是社会风气好坏的反映，也是全民族整体道德素质的重要表现。因为医疗行为关系到人的健康与生命，所以，医德、医风一直受到社会各界、舆论的经常关注和很高的要求，常常形成一时
水工钢结构钢闸门课程设计样本
水工钢结构钢闸门 课程设计
水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书 一、设计资料及有关规定： 闸门形式：潜孔式平面钢闸门 孔口净宽：10m 孔口净高：13m 上游水位：73m 下游水位：0.1m 闸底高程：0m 启闭方式：电动固定式启闭机 启闭机械：液压式启闭机 材料：钢材：Q235-A.F； 焊条：E43型； 行走支承：采用滚轮支承； 止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。 制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足III级焊缝质量检验标准 规范：《水利水电工程刚闸门设计规范 SL 1974- 》 混凝土强度等级：C30
二、闸门结构的形式及布置 （一）闸门尺寸的确定（图 1示） 1 闸门孔口尺寸： 孔口净跨：10m 孔口净高：13m 闸门高度: 13.2m 闸门宽度: 10.4m 荷载跨度: 13.2m 计算跨度: 10.4m 2 计算水头:73m （二）主梁的布置 1.主梁的数目及形式 主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=10m,闸门高度h=13m,L 中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 2.主梁的布置 本闸门为高水头的深孔闸门，孔口尺寸较小，门顶与门底的水压强度差值相对较小。因此，主梁的位置按等间距来布置。设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。 3.梁格的布置及形式 梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示 三、面板设计 根据《钢闸门设计规范SDJ—78（试行）》关于面板的设计，先估算面 1 设计资料 (1)楼盖面层做法：20mm 厚水泥砂浆面层；钢筋混凝土现浇板；板底采用20mm 厚混合砂浆天棚抹灰。 (2)材料：混凝土强度等级C30；主梁及次梁受力筋采用HRB335级钢筋，板内及梁内的其它钢筋采用HPB235级钢筋。环境类别为一类。 楼面活荷载:活荷载标准值7.0kN/m2； 楼面面层：水泥砂浆容重3m /kN 20=γ ； 钢筋混凝土容重：3 m /kN 25=γ； 混合砂浆容重：3m /kN 17=γ； 荷载分项系数：恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.3。 2 楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为7.2m ，次梁的跨度为6.96m ，主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.4m ，l02/l01=7.2/2.4=3,因此按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h ≧2400/40=50mm ，对工业建筑的楼盖板，要求h ≧80mm ，取板厚h=80mm 。 次梁截面高度应满足h=l0/18~l0/12=6960/18~6960/12=387~580mm 。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm 。截面宽度取为b=200mm 。 主梁截面高度应满足h=l0/15~l0/10=7200/15~7200/10=400~600mm 。取h=700mm 。截面宽度取为b=300mm 。 楼盖结构平面布置图见图1 图1 楼盖结构平面布置图 3 板的设计 (1)荷载 板的永久荷载标准值 20mm厚水泥砂浆面层0.02m*20kN/m3=0.40kN/m2 80mm厚钢筋混凝土板0.08m*25kN/m3=2.00kN/m2 20mm厚混合砂浆天棚抹灰0.02m*17kN/m3=0.34kN/m2 小计 2.74kN/m2 板的可变荷载标准值7.00kN/m2 永久荷载分项系数取1.2；因楼面可变荷载标准值大于4.0km/m2,所以可变荷载分项系数应取1.3。于是板的 永久荷载设计值g=2.74*1.2=3.29kN/m2 可变荷载设计值q=7.00*1.3=9.10kN/m2 荷载总设计值g+q=12.388kN/m2近似取为g+q=13.0kN/m2 (2)计算简图 次梁截面为200mm*500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度： 边跨l0=ln+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm＜1.025*ln=2275.5mm，取l0=2220mm 中间跨l0=ln=2400-200=2200mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元，计算简图见图2 (3)弯矩设计值 由表可查得，板的弯矩系数αm分别为：边跨中，1/11；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，1/14。 M1=-MB=(g+q)l012/11=13.0*2.222/11=5.82kN?m MC=-(g+q)l012/14=-13.0*2.22/14=-4.49kN?m M2=(g+q)l012/16=13.0*1.802/16=3.93kN?m 这是对端区格单向板而言，对于中间区格单向板，其MC和M2应乘以0.8，分别为 MC=0.8*(-4.49)=-3.59kN?m；M2=0.8*3.39=3.15kN?m (4)正截面受弯承载力计算 综合练习题一 一．填空题 1．T截面连续梁在负弯矩段，由于翼缘处在受拉区，应按________截面计算；在正弯矩段，按________截面计算。 2．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用________和________。 3．预应力和非预应力混凝土轴心受拉构件,在裂缝即将出现时，它们的相同之处是混凝土的应力达到__________，不同处是预应力构件混凝土的应力经历了从受_______到受_______的变化过程，而非预应力构件混凝土的应力是从_________变化到________。可见二者的抗裂能力是___________构件的大。 二．单选题 1．梁的受剪承载力公式是根据何破坏形态建立的（） （A）剪压破坏（B）斜压破坏（C）斜拉破坏2．在正常使用极限状态计算中，短期组合时的内力值(N s、M s）是指由各荷载标准值所产生的荷载效应总和（）。 (A）乘以结构重要性系数γ0后的值 (B）乘以结构重要性系数γ0和设计状况系数ψ后的值 （C）乘以设计状况系数ψ后的值 3．试决定下面属于大偏心受压时的最不利内力组合（） （A）N max，M max （B）N max，M min （C）N min，M max 4．混凝土割线模量E cˊ与弹性模量E c的关系式E cˊ=νE c中的ν值当应力增高处于弹塑性阶段时（） （A）ν＞1 （B）ν＝1 （C）ν＜1 5．进行变形和裂缝宽度验算时（） （A）荷载用设计值，材料强度用标准值 （B）荷载和材料强度都用标准值 （C）荷载和材料强度都用设计值 6．剪力和扭矩共同作用下的构件承载力计算，《规范》在处理剪、扭相关作用时（）。（A）不考虑二者之间的相关性（B）混凝土和钢筋的承载力都考虑剪扭相关作用（C）混凝土的承载力考虑剪扭相关作用，而钢筋的承载力不考虑剪扭相关性 7．大偏心受拉构件设计时，若已知A's，计算出ξ＞ξb，则表明（）（A）A's过多（B）A's过少（C）A s过少 8．均布荷载作用下的弯、剪、扭复合受力构件，当满足（）时，可忽略扭矩的影响。 （A）γd T≤0.175f t W t（B）γd T≤0.35f t W t （C）γd V≤0.035f c bh0 9．在下列减小受弯构件挠度的措施中错误的是（） （A）提高混凝土强度（B）增大截面高度（C）增大构件跨度 10.所谓一般要求不出现裂缝的预应力混凝土轴心受拉和受弯构件，在荷载作用下（） （A）允许存在拉应力（B）不允许存在拉应力（C）拉应力为零 目录 一.课程设计任务与要求 (1) 二．设计资料 (1) 三．闸门结构形式及布置 (1) 四、面板设计 (2) 五、水平次梁，顶梁和底梁地设计 (3) 六、主梁设计 (5) 七、横隔板设计 (10) 八、边梁设计 (11) 九、行走支承设计 (12) 十、胶木滑块轨道设计 (12) 十一、闸门启闭力和吊座验算 (13) 水工钢结构钢闸门课程设计计算书 一.课程设计任务与要求 1、《钢结构》课程设计的任务为某节制闸工作闸门的设计。 2、要求根据钢闸门设计规范与要求，设计出合理、可行的平面定轮钢闸门。 二．设计资料 某供水工程，工程等级为1等1级，其某段渠道上设有节制闸。节制闸工作闸门操作要求为动水启闭，采用平面定轮钢闸门。本闸门结构设计按SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行。基本资料如下： 孔口尺寸：6.0m×6.0m(宽×高)； 底槛高程：23.0m； 正常高水位：35.0m； 设计水头：12.0m； 门叶结构材料：Q235A。 三．闸门结构形式及布置 1.闸门尺寸的确定 闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.5m，故闸门高度H=6+0.5=6.5m 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=6.1m 闸门计算跨度：L=L0+2d=6+2×0.2=6.4m 闸门尺寸图见附图1 2.主梁的数目及形式 主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=6.4，闸门高度H=6.5，L 现浇钢筋混凝土楼盖课程设计指导书 学生姓名： 专业学号： 指导教师： 电话号码： 九江学院土木与城市建设学院 结构工程教研室 2012年04月 钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计任务书 一、设计题目 某多层工业建筑楼盖平面图如图1所示，L1、L2尺寸见表1，环境类别为一类，楼梯采用室外悬挑楼梯。楼面均布可变荷载标准值如表2所示，楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。 图1 楼盖平面图 表1 楼盖柱网l 1、l 2 取值（mm） 表2 楼面均布可变荷载标准值（kN/m 2） 二、设计资料 1、生产车间的四周外墙均为承重砖墙，纵横墙墙厚均为370mm ，采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑。车间内设钢筋混凝土柱，其截面尺寸为350mm×350mm 。 2、材料：混凝土采用C30或C35；主梁及次梁受力筋用HRB335或HRB400级钢筋，板内及梁内的其它钢筋采用HPB300级。 3、楼面面层：水磨石地面20.65/kN m ；楼盖自重：钢筋混凝土自重标准值 325/kN m γ= 三、设计内容 1、按指定的设计号进行设计，提交纸质稿计算书。 2、结构平面布置图：柱网、主梁、次梁及板的布置 3、板的强度计算（按塑性内力重分布计算） 4、次梁强度计算（按塑性内力重分布计算） 5、主梁强度计算（按弹性理论计算） 6、用2号图纸2～3张绘制楼盖结构施工图： ①结构平面布置图（1：200） ②板的配筋图（1：50） ③次梁的配筋图（1：50；1：25） ④主梁的配筋图（1：40；1：20）及材料抵抗弯矩图； 四、具体要求 1、计算书要求采用A4纸书写或打印，严禁部分书写部分打印。 2、计算字迹要求工整，条理清楚，页码齐全，表格规范并编写表格序号，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入（否则判为不及格），并尽量利用表格编制计算过程。 3、图面应整洁，布置应匀称，字体和线型应符合制图标准（否则判为不及格）。 4、提交全部成果时请在计算书第一页页眉上注明专业、姓名、学号、手机号等，图纸按照标准格式折叠。 五、参考文献 1、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2006），中国建筑工业出版社 2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），中国建筑工业出版社 3、《混凝土结构》（上册、中册）（第四版），东南大学、天津大学、同济大学 合编，中国建筑工业出版社 4、《混凝土结构及砌体结构》（上册）（第二版），滕智明、朱金铨，中国建 筑工业出版社 第一章 钢筋混凝土结构的材料 [思考题1-1] 钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的什么性能? [思考题1-2] 检验钢筋的质量有哪几项要求? [思考题1-3] 混凝土的强度等级的怎样确定的？有什么用途？《规范》中混凝土强度等级是如何划分的？ [思考题1-4] 混凝土的立方体抗压强度cu f 是如何测定的?它的标准值的用途是什么?试件尺寸的大小为何影响混凝土的立方体抗压强度? [思考题1-5] 混凝土在单向压应力及剪应力共同作用下，混凝土的抗剪强度是如何变化？ [思考题1-6] 什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土结构有哪些影响？ [思考题1-7] 什么是混凝土的收缩? 如何减少混凝土收缩? [思考题1-8] 在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现? [思考题1-9] 保证钢筋在混凝土中不被拔出，应使钢筋在混凝土中有足够的锚固长度a l ，锚固长度a l 是如何确定? [思考题1-10] 光面钢筋与变形钢筋粘结机理有何不同？变形钢筋的粘结破坏形式怎样？ [思考题1-11] 加大保护层厚度和增加横向配筋来提高粘结强度为什么有上限？ [思考题1-12] 影响粘结强度的主要因素有哪些？《规范》在保证粘结强度方面有哪些构造措施？ 第二章 钢筋混凝土结构设计计算原则 [思考题2-1]结构的极限状态的定义? [思考题2-2] 以概率论为基础的极限状态设计法的基本思路?目前国际上以概率论为基础的设计方法分为哪三个水准?我国《水工混凝土设计规范》(DL/T5057—2009)采用了哪一水准的设计方法？ [思考题2-3] 失效概率的物理意义? 失效概率与可靠概率之间有何关系? [思考题2-4] 结构在设计基准期内安全、可靠、经济合理。则失效概率与允许失效概率或可靠指标与目标可靠指标之间应符合什么条件? [思考题2-5] 水工建筑物的级别和水工建筑物的结构安全级别与结构重要性系数有什么关系？ [思考题2-6] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-7] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-8] 什么是材料强度的标准值?它们的保证率是多少？ [思考题2-9] 简述水工混凝土结构设计规范的主要特点?在设计表达式中采用了哪些系数来保 结构的可靠度? [习题2-1] 已知一轴心受拉构件，轴向拉力N 的平均值为122kN ，标准差为8kN ；截面承载能力R 的平均值为175kN ，标准差为14.5kN(荷载效应N 和结构抗力R 均为正态分布)。试求该轴心受拉构件的可靠度指标。若构件属延性破坏，结构安全级别为Ⅰ级，该构件是否安全可靠。 [习题2-2] 某水闸工作桥桥面由永久荷载标准值引起的桥面板跨中截面弯矩M Gk ＝13.23kNm ；活荷载标准值引起的弯矩M Qk ＝3.8kNm ；HRB335安全级别。试求桥面板跨中截面弯矩设计值。 露顶式平面钢闸门设计 1、设计资料 1.1闸门形式：露顶式平面钢闸门。 1.2设计水头：6.00m 。 1.3孔口净宽：9.00m 。 1.4结构材料：碳素钢Q235B-F 。 1.5焊条：E43型手工焊。 1.6止水橡皮：侧止水用P 型橡皮，底止水用条形橡皮。 1.7行走支承：采用胶木滑道，压合木为MCS-2。 1.8启闭方式：电动固定式启闭机。 1.9制造条件：金属结构制造，手工电弧焊，焊缝满足III 级质量检验标准。 1.10执行规：《水利水电工程钢闸门设计规》(SL74-95) 2、闸门结构的形式及布置 2.1 闸门尺寸的确定(图1)。 (1)闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度=6.0+0.2=6.2（m ）； (2)闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=9(m); (3)闸门的计算跨度：L=L0+2×0.2=9.0+0.4=9.4(m); 2.2主梁的形式 主梁的形式根据水头合跨度大小而定，本闸门属中等跨度为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 2.3 主梁的布置 根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁在设计水位时所承受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线y =H/3=2.0(m)（图1）,并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4m,上悬臂、c ≤0.45H,今取，a=0.7m ≈0.12H=0.67（m ） 则主梁间距：)(6.2)(22m a y b =-= 则H m a b H c 45.0)(7.27.06.262==--=--=（满足要求） 2.4 梁格的布置和形式 梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间应上疏下密，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁布置的具 1.矩形截面简支梁（1）判别单双筋：假设单筋：sb c s bh f KM αα>=2 0为双筋，) (020a h f bh f KM A y c sb s '-'-='α，）（00)21(h h x f bx f A f A s y c s y s αξ-==+''=，总钢筋用量：）（'+s s A A 。（2）计算箍筋数量：0h h w =，4≤b h w ，025.0bh f KV c ≤（截面尺寸满足要求），KV bh f V c c <=07.0(需要按计算确定配筋)，0 07.0h f bh f KV S A yv t sv -=，取S=200mm max S ≤=200mm ，求出sv A 。（3）已配置3根：sb c s y s bh f a h A f KM αα<'-''-=2 00) (（'s A 满足要求），a h h x s '>-==22100）（αξ（满足），y s y c s f A f bx f A ''+= 2.矩形截面偏心受压（1）计算纵向受力钢筋：计算内力值Ｍ，Ｎ，计算η， 80>h h （应考虑纵向弯曲影响），3000h N M >=λ，1,15,1，15.02011=<=>=ζζζh l KN A f c ，212000 )(14001 1ζζηh h h λ+=，判别大小偏心，003.0h >λη，按大偏心计算，计算s s A A 、'，2000min 0200)(%2.00) (,2bh f a h A f KN bh A a h f bh f KN A a h c s y s s y c sb s '-''-==='<'-'-='-+=λλλλαραη，，，y s y c s b s b f KN A f bx f A a h x -''+= '>=<--=，，22110ξζαξ（２）已配有２根， y s y c s b s c s y s f KN A f bx f A a h x bh f a h A f KN -''+='>=<--='-''-= ，，，2211)(0200ξζαξαλ ３．对称配筋a h h -=0，计算η，判别大小偏心，按大偏心计算，计算' s A 、s A ，55.00=<= b c bh f KN ζξ，a h x '>=20ξ，)5.01(ζζα-=s ，a h -+=20λλη，%2.0) (0min 020=>'-'-=='bh a h f bh f KN A A y c s s s ραλ。 水工钢结构课程设计 题目：露顶式平面钢闸门设计 专业：水利水电工程 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 二〇年月日 2.2 设计资料 闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：0.00m ； 设计水头：4.40m ； 结构材料：Q244钢； 焊条：E44； 止水橡皮：侧止水用p 形橡皮； 行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20。 2.2 闸门结构的形式及布置 （2）闸门尺寸的确定（图2） 2）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m ，故闸门高度=4.4+0.2=4.7m ； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：m L 91=； 4）闸门计算跨度：m d L L 40.92.02920 =?+=+= ； （2）主梁的形式。主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 （4）主梁的布置。根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。为使两个主梁设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称于水压力合力的作用线m H y 83.13/==（图2）并要求下悬臂a ≥0.22H 和a ≥0.4m 、上悬臂c ≤0.44H 且不大于4.6m ，今取 0.650.120.66 a H m =≈= 主梁间距 22() 2.35 b y a m =-= 则2 5.5 2.350.65 2.50.45 c H b a H =--=--=≈(满足要求) （4）梁格的布置和形式。梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支撑。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如图2所示。 图2. 梁格布置尺寸图 （4）连接系的布置和形式。 2）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置4道横隔板，其间距为2.44m，横隔板兼做竖直梁。 2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，采用斜杠式桁架。 水泥混凝土路面设计 1标准轴载交通量分析 高速公路设计基准期为30 年，安全等级为一级，我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN 的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ —100。凡前、后轴载大于40KN （单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为： 16 1 ( )100 n i s i i i p N N α== ∑ 式中： s N — 100KN 的单轴—双轮组标准轴数的通行次数； i P — 各类轴—轮型；级轴载的总重（KN ）； n — 轴型和轴载级位数； i N —各类轴—轮型i 级轴载的通行次i α—轴—轮型系数。 则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:r r g 365]1)g 1[(η ??-+= t s e N N 式中： e N — 标准轴载累计当量作用次数(日)； t — 设计基准年限； r g — 交通量年平均增长率，由材料知，r g =0.05； η — 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下（表1-2），取0.20。 表1-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数 公路等级 纵缝边缘处 高速公路、一级公路、收费站 0.17～0.22 二级及二级以下公路 行车道宽>7m 0.34～0.39 0.54～0.62 行车道宽≤7m 161 ()100n i s i i i p N N α==∑=511.835 r r g 365]1)g 1[(η ??-+= t s e N N =e N 248× 104 因为交通量100×104＜248×104＜2000×104次，故可知交通属于重交通等级。 2拟定路面结构 由上述及表16-20知相应于安全等级一级的变异水平的等级为低级，根据高速公路重交通等级和低级变异水平等级查表16-17得初拟普通混凝土面层厚度大于240mm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽4m ，长4.5m ，拟定各结构层厚：普通混凝土面层厚为250mm ；基层选用水泥稳定粒料，厚为180mm ；二级自然区划及规范知垫层为150mm 的天然砂砾，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa ，路基回弹模量为30Mpa ；低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量去600Mpa ；水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa 。 （表2-1） 表2-1 层位 基（垫）层材料名称 厚度(cm) 回弹模量(MPa) 1 水泥稳定粒料 18 1300 2 天然砂砾 15 150 3 土基 - 30 2 2 2122 2121h h E h E h E x ++==222 215.018.015.060018.01300+?+?混凝土课程设计
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