2022年钢筋混凝土水池顶盖设计例题 .pdf

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1、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25.0m 18.0m，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，活荷载的准永久值系数1. 0q；（3）顶盖底面用 20mm 厚水泥砂浆抹面（320kN/m ） 。（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HRB3

2、35 级，板、主次梁的箍筋采用HPB235 级。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6.0m，次梁的跨度为5.0m，即柱距为 5.0m 6.0m。主梁每跨内布置两根次梁，板的跨度为2.0m。（2）板厚度 h对于有覆土的水池顶盖，板厚mm802000251251lh，且不易小于 100mm，所以取板厚mm100h。（3）次梁截面尺寸hb根 据 刚 度 要 求 ，mm67.41678.2775000121181121181lh， 取mm450h，截面宽度hb2131，取mm200b。（4）主梁截面尺寸hb根据刚度要求，mm600400600

3、0101151101151llh， 取mm600h，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - - 截面宽度,3121hb取mm250b。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：5. 20.20.5，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

4、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mm20002/2002/20020020002/2/1hblln中跨mm200020020020002blln（2）荷载计算恒载标准值kg：300mm 厚覆土2k N / m4 .5183.0100mm 钢筋混凝土板2k N / m5.2251.0200mm 水泥砂浆抹面2k N / m4 .02002.0小计2k N / m30.8kg活荷载标准值kq：2k N / m0 .5kq恒载设计值 g ：2k N / m96. 93 .82.12 .1kgg活载设计值 q：2k N / m5 .60.53. 13. 1kqq考虑梁板整

5、体性对内力的影响，计算折减荷载：22kN/m8.10253.821kN/m21.1325 .696.921qggqggkk22kN/m5.22521kN/m25.325 .621kkqqqq计算单元上的荷载为：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - kN/m5.2qkN/m25.3kN/m8.10gkN/m21.13kkqg、注： （ ）值为荷载标准值。计算简图如图 1-3 所示。（3）内力计算连续跨数实际为9 跨，按

6、 5 跨连续单向板进行内力计算（教材附表5-3） 。跨中正弯矩：mkN42.50. 225.31 .021.13078. 01 .0078. 0221max, 1lqgMmkN77.20.225. 3079.021.13033.0079.0033.0222max,2lqgMmkN54.30 .225. 3085.021.13046.0085.0046. 0222max, 3lqgMB支座弯矩：221m a x,B21 1 9. 01 0 5.0llqgMmkN10.70.225.3119.021.13105. 02B支座边缘处的弯矩：2222m a xB,0maxB,eB,blqgMbVMMm

7、kN45.522. 020.25 .696.910.7C支座弯矩：22m a xC,111,0079. 0lqgMmkN62.50.225.3111. 021.13079.02C支座边缘处的弯矩：2222m a xC,0maxC,eC,blqgMbVMMmkN97.322. 020.25 .696.962.5（4）配筋计算板 厚mm100h， 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m m ,35smm65351000h。板正截面承载力计算结

8、果见表1-1. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - C25 混凝土：2tk2t2cN/mm87.1N/mm27. 1,N/mm9 .11fff，24cN/mm108. 2EHPB235 钢筋：25s2yyN/mm101 .2,N/mm210Eff（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kN/m30.8kg，活荷载kN/m0.5kq，活荷载永久值kqqqq0.1 5.0=0.5kN/m，则折算荷载为：

9、k N / m55.825.03.821qkkqggk N / m25.025.021qqq由荷载永久组合产生的跨中最大弯矩为：mkN77.20 .225. 01.055. 8078.01 .0078. 0221qk1qlqgM裂缝宽度验算所需的各项参数为：260s1qsqkN/mm18.1076545787. 01077.20.87hAM,01.000914.010010005.0457testeAA取te=0.01 4 .002.00.118.10701.078.165. 01 .165. 01. 12sqtetkf，取4 .0最大裂缝宽度：vdcW1tessqmax111. 05.1E8

10、 .10 .10111.08011.0305 .1101.218.1074.08.150. 2 5 m mmm049.0（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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - - - - 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定范围内即可不验算挠度。这里

11、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l 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=MBV02b=MB（G+Q）2b=309.69+（117.6+65.0）23 .0=282.3kNm （5）斜截面承载力计算Hw=hhf，=600100=500mm，0.2250500bhw0.01 =1.12sqtetk65.0f=1.1836.00.113.

12、175025.078.165.00.4 最大裂缝宽度：maxW=）（1tessq1d11.05c. 18.1E=0 .1)01)(025.02011.03551.101.213.175836.08 .15（=0.176mm0.01 1.11. 165f.02sqtetk849.00.158.1370335.078.165.00.4 7mm.2320325325144u4ds）（A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：）（1tessqmax1d11.05c.18.1EW=0

13、.1010335.07.2311.04.55.1102.1137.58849.08 .15）（=0.159mm0.01 0 1 8.05 3 02 0 01 8 8 4bh0sA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 20 页 - - - - - - - - - 1 .11.165f.0sktetk925.00 .265025.078.165.00.4 65.1530200100250)-(2000)-(0fbhhbbff则第一跨正弯矩区段的短期刚度为：65.1

14、5.31018.0108 .2101 .262 .0925.015. 15301884101 .25 .3162.015. 1h452520ss1fEAEB3101034.8Nmm2考虑长期作用影响的刚度为：1s1k11q1k11-BMMMB）（= 131310837.410034.817.2301-214,15217.230）（Nmm2B 支座负弯矩区段的刚度计算：相应于 M1k的荷载便准组合引起的B 支座负弯矩为：lQMkB)1 3 3.0- ( 0 . 2 7 6 Gkk=（0.26798+0.13350）6.0=196.9kNm 支座边缘处的负弯矩为：2b)Q - (G2-qk0qe,

15、BqqBqBMbVMM，=161.0+（98+5.0）23.0=145.55kNm 计算短期刚度所需的参数：135.83510241587. 01055.145h87. 060ske,skAMB，N/mm2 0.0097100250-20006002505.02415teste）（AA0.01，取01.0te0189.05102502415bh0sA1 .11.165f.0sktetk248.083,13501.078.165.00.4，取4.0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

16、 - 第 19 页，共 20 页 - - - - - - - - - 则 B 支座负弯矩区段的短期刚度为：0189,0108. 2101. 262 .0.4015. 10512145101 .25 .3162.015. 1h452520ss1。fEAEB=8.731013Nmm2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：BsBkBqBkB1-2. 1BMMMB）（=13131007.41073.89.196)122 .1(0.1619.196Nmm2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：

17、1333133313113110837.41006000)10(50716.210837. 41006000)10(98.0883.1100716.2100883. 1BlQBlGfkk=14.30mm20060002001l=30mm（符合要求）（8）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=1.291.75+1.350=175.1kN 考虑此集中荷载全部由吊筋承受，所需的吊筋截面面积为：8.412707.03002101.17545sin23sbyfFAmm2吊筋选配 2 18（sbA =509mm2）（9）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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 20 页 - - - - - - - - -