二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与
砌体结构设计
2011-06-17
二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计二跨等截面连续梁水工钢筋混凝土与砌体结构设计
水工钢筋混凝土与砌体结构
设计说明书
2009-2010学年第二学期
专业班级：水土保持与荒漠化防治2007级
姓名：吕正宽
学号：20070753022
设计日期：2010年6月25日~6月26日
一、课程设计说明书的目的及意义
在已学习《水工钢筋混凝土结构学》课程后，掌握了梁和板结构的基本知识，具备结构分析能力，能初步进行结构设计，而梁和板结构是水工钢筋混凝土结构的重点，而结构布置,荷载计算，内力分析，截面计算，施工图绘制是结构设计的基本程序，设计中要掌握受弯构件正截面和斜截面承载力计算。
通过本设计使自己对所学课程内容的加深理解，并利用所学知识解决实际问题；培养正确的设计观点，熟悉肋形楼盖的结构布置要点，设计方法和一定的计算、设计能力，使其掌握单向板肋形楼盖的设计方法和步骤；理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念，培养自身对设计说明书表达设计意图的能力，进一步掌握结构施工图的绘制方法。
通过水工钢筋混凝土与砌体结构的课程设计，能培养和检测学者在水工钢筋混凝土结构方面的基础理论知识和应用设计能力有利于基础知识的理解，掌握水工钢筋混凝土结构的设计理论和计算原理与公式的应用，为从事水工钢筋混凝土结构的设计打下牢固的基础。
二、设计资料
(1)材料
水电站厂房肋形楼盖平面尺寸为22.5cm×18cm，板及梁结构布置时采用经济跨度，板跨度为2.5m，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为7.5m，板上活荷载标准值为(4+0.1)kN/m2，板厚80mm，板上有20mm水泥砂浆粉刷，次梁截面为20cm×50cm，主梁截面为30cm×70cm，采用C20混凝土，钢筋采用Ⅰ级钢筋，建筑物安全级别为四级。
板结构平面布置及构件尺寸如下图：
C20混凝土
Ⅰ级钢筋
钢筋混凝土重力密度
(2)荷载标准值：
板上活载标准值：
板跨度为2.5m，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为7.5m，因此，按单向板肋梁楼盖设计。
建筑物安全级别为四级，则该厂房为III级安全级别，,分项系数
=1.2 20mm水泥砂浆粉刷，永久荷载标准值为：20×0.02=0.40 80mm钢筋混凝土板永久荷载标准值：0.08×25=2.0
(3)楼盖的布置
主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，次梁跨度为6.0m，主梁跨度为
7.5m，主梁每跨内布置两根次梁，故板的跨度为2.5m，按照高厚比条件，要求连续单向板厚=2500/40=62.5mm,对于工业建筑的楼面而言，板厚度不应小于80mm，故取板厚h=80mm。
主梁：
高度h=70cm=700mm
宽b=30cm=300mm
次梁：
高度h=50cm=500mm
宽b=20cm=200mm
二、受力分析与简化图
(一)板的设计计算
板的计算跨度，在设计中一般按下列原则取用：
边跨：(1-1)
中间跨：(1-2)
式中-板的计算跨度；
-板的净跨；
a-板的支承长度
h-板的厚度
作用在板上的荷载有恒载和活荷载，恒载有板的结构自重、粉刷层的重量等，活荷载是指楼(屋)面使用活载。均取1m宽的板带计算。
板的计算简图：
板为多跨连续板，对于跨数超过五跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按五跨等跨度连续板计算。
1.荷载计算。板的恒载标准值：20mm水泥砂浆面层
80mm钢筋混凝土板
板的恒荷载小计
取恒荷载分项系数,恒荷载设计值
而本设计中楼面活荷载标准值
该值大于4，故取活荷载分项系数=1.3，则：
板的活荷载设计值
板荷载总设计值
2.计算简图
现浇板在墙上的支承长度取240mm，而次梁截面宽度，板按塑性内力重分布进行设计，则计算跨度为：
边跨
取。
中间跨，跨度相差小于10﹪，按等跨连续板进行计算。取1m宽板带为计算单元，，计算简图如下图：
3.板的弯矩设计值
用塑性内力重分布理论计算，则有α系数如下：
支承情况截面位置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A 1B 2C 3梁板搁支在墙上0 1/11两跨连续：-1/10
三跨以上连续：-1/11 1/16-1/14 1/16板与梁整浇连接-1/16 1/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/16 1/14弯矩设计值，故
边跨跨中
中间跨跨中
4.板的配筋计算
由板厚，则。采用C20混凝土：，取，钢筋采用Ⅰ级钢筋，。板的配筋计算如下：
边跨跨中弯矩设计值：
同理
第一内支座弯矩设计值：
中间跨跨中：
其以上计算及配筋列下表如下：
板的配筋计算四、次梁的设计计算
次梁按考虑内力重分布方法进行计算，按照从属面积的有关规定的，不考虑活荷载的折减。次梁通常采用塑性理论计算。可以将主梁看成次梁的铰支座，次梁简化为多跨连续梁来分析。次梁的截面尺寸宜符合表1-1的要求。
次梁的计算跨度，在设计中一般按下列原则取用：
边跨：
中间跨：
式中-次梁的计算跨度；
-次梁的净跨；
a-次梁的支承长度
1.荷载设计值
(1)次梁的恒荷载设计值：
由已选定的次梁面尺寸b和h，可得：
次梁自重
次梁粉刷
板传下来的恒荷
次梁恒荷载小计
活荷载设计值
荷载总设计值
(2)次梁的计算简图
次梁在墙上的支承长度取240mm，主梁截面尺寸，则次梁的计算跨度为：边跨
中间跨
各跨跨度相差小于10﹪，则按等跨连续梁计算。次梁的计算简图如下：
(3)内力计算
次梁通常按考虑塑性内力重分布计算，其弯矩和剪力按下列公式计算：式中α、β-分别为弯矩系数和剪力系数
g、q-次梁的均布恒载及活载。
以上公式也适用于计算跨度相差小于10%的不等跨连续梁，支座截面的弯矩可取相邻两跨的较大值计算。
①弯矩设计值：
边跨跨中
第一内支座
中间跨跨中
②剪力设计值
根据各支座处剪力系数，有：
边支座
第一内支座左
第一支座右
(4)承载力计算
1)正截面承载力计算
在正截面受弯承载力计算时，次梁跨内截面按T形截面计算，其受压翼缘计算宽度应取和中较小值，故取
，支座截面按矩形截面计算。
次梁截面为，跨中截面和支座截面均按一排钢筋布置。故为第一类T形截面。
边跨跨中受弯承载力计算：
第一内支座受弯承载力计算：
中间跨跨中：
次梁正截面的承载力计算及配筋如下表：2)斜截面承载力计算
①截面尺寸验算
因次梁截面h/b=50/20 4,故,则因
故截面尺寸满足要求。
故各截面均应按计算配置腹筋。
②配箍计算
采用6双肢筋，且不考虑弯起钢筋抗剪，由公式可计算出箍筋简距：
实配箍筋在配筋计算值基础上增加20%或箍筋间距减小20%，现调整箍筋间距，最后取箍筋间距：。
五、主梁的设计计算
主梁的荷载包括次梁传来的集中荷载、主梁自重及直接作用在主梁上的荷载。主梁按弹性理论设计，承受次梁传下的集中荷载及主梁自重,计算次梁传来的荷载时，一般不考虑次梁的连续性，即主梁两侧各有半跨次梁荷载传给主梁。为了简化计算，可将主梁自重折算为集中荷载。
1.荷载设计值
主梁自重
主梁粉刷
次梁传来恒荷载
主梁恒荷载设计值小计
活荷载设计值
2.计算简图
主梁载墙上的支承长度为240mm,柱子截面为：
则主梁的计算跨度为：
边跨
中间跨
按跨度的等跨连续梁计算。主梁的计算图如下：
3.内力计算(参数查表得出)
1)弯矩设计值
2)剪力设计值
3)承载力计算
主梁采用C20混凝土，，，纵向受力钢筋采用Ⅰ级钢筋，；箍筋也采用Ⅰ级箍筋，。
①正截面受弯承载力计算
跨中截面按T形截面计算，其受压翼缘宽度按规范要求为及中较小值，故
支座截面按矩形截面计算，截面尺寸为，；支座截面按两排钢筋布置，故；跨内截面均按一排钢筋布置，故；支座边弯矩设计值可取支座中心线组合值：
主梁正截面受弯承载力计算见下表：
截面边跨跨中1第一内支座B中间跨跨中2弯矩设计值M(kN·m)401.42-434.51 219.62或0.028 0.071 0.018 0.028 0.0171 0.018或单位1165.33 292 749.14选用钢筋()3 22 214 222实际配筋面积As 1140 308 760②斜截面受剪承载力计算
a.截面尺寸验算
故截面尺寸满足要求。
b构造配箍计算
故各截面均按计算配置腹筋。
c.箍筋计算
A支座：
已知，，取，采用8@200双肢箍筋，则有：
仅配置箍筋已满足抗剪要求。
B支座左侧截面：已知，，取，采用8@200双肢箍筋，则有：
仅配置箍筋不能满足抗剪要求，还需配置弯起钢筋，弯起钢筋所需面积计算如下：
B支座右侧截面。已知,,取，采用8@200双肢箍筋，则有：
仅配置箍筋不能满足抗剪要求，还需配置弯起钢筋，弯起钢筋所需面积计算如下：
主梁斜截面承载力计算：
六、结论
通过本次课程设计，我设计了水电站厂房肋形楼盖板，其中包括以下内容：
1、结构平面布置图：主梁、次梁及板的布置
2、板的强度计算(按塑性内力重分布计算)
3、次梁强度计算(按塑性内力重分布计算)
4、主梁强度计算(按弹性理论计算)
5、绘制结构图
(1)、结构平面布置图
(2)、板的配筋图
(3)、次梁的配筋图
(4)、主梁的配筋图及弯图
历史上的今天：
德国作曲家浅谈德国音乐与意大利音乐2011-06-17
120342121498
简答题 1、角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请 简述其原因？ 答案：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度l w,他们应该满足下列构造要求。 (1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度l w,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸h f≧1.5max t,其中tmax较厚焊件厚度；若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性； （3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度l w,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度l w,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。 3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容？ 答案：①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。 4、图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图 中的序号所对应的构件名称？ 答案：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁； 5、在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特 点？ 答案：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承载特性，（2）结构类型及重要性，（3）连接的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。 6、加劲肋在钢梁设计中的作用是什么？有哪些类型？在钢梁 设计中必要时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度？ 答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋和纵向加劲肋； 因为钢结构设计中要求采用薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。7、翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例，阐述等稳定原 则在钢结构设计中的具体应用。 答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近相等，这也是等稳定原则的体现。 8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的作用是什么？ 答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；保证结构安装时的稳定与方便。 9、简述钢材的一次单项拉伸试验中，随着荷载的增加，钢的工 作大致可以分为哪几个阶段？在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标？ 答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。10、普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？ 答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。11、整体稳定临界应力受哪几个因素的影响？如何提高和保 证钢梁的整体稳定性？ 答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的宽度。 12、简述平面闸门结构布置主要有哪些内容？ 答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联接形式，边梁的布置。 13、钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些？ 答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结构；6、海工钢结构 14、为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键？最小梁高 和经济梁高根据什么条件和要求确定的？ 答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20%，单不得校友最小梁高。 15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤？ 答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假定长细比；根据假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h；试选翼缘厚
钢结构设计规GB50017-2003 第一章总则 第1.0.1条为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规。 第1.0.2条本规适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。 第1.0.3条本规的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》(CBJ68-84)）制订的。 第1.0.4条设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量，符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。 第1.0.5条在钢结构设计图纸和钢材订货文件中，应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等）、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别（焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规》）。 第1.0.6条对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规的要求。 第二章材料 第2.0.1条承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。 第2.0.2条下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢: 一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。 二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。 注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋的结构可按该规定值提高10℃采用。 第2.0.3条承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。承重结构的钢材，必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。对于重级工作制和吊车起重量等于或大于50ｔ的中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。但当冬季计算温度等于或低于－20℃时，对于3号钢尚应具有－20℃冲击韧性的合格保证；对于16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq钢尚应具有－40℃冲击韧性的合格保证。对于重级工作制的非焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,必要时亦应具有冲击韧性的合格保证。 第 2.0.4条钢铸件应采用现行标准《一般工程用铸造碳钢》中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500或ZG310-570号钢。 第2.0.5条钢结构的连接材料应符合下列要求: 一、手工焊接采用的焊条，应符合现行标准《碳钢焊条》或《低合金钢焊条》的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。对重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，宜采用低氢型焊条。
井字梁结构设计中的几个 常见问题 摘要：由于钢筋混凝土井字梁能给建筑提供较大空间，所以井字梁结构在建筑中被广泛应用，本文从井字梁设计中的构造、设计原则、截面确定、结构布置、配筋等几个方面进行了阐述。 关键词：井字梁双向受力结构布置 0 引言 由于井字梁在横纵两个方向都有较大的刚度，适用于使用上要求有较大空间的建筑，如民用房屋的门厅、餐厅、会议室和展览大厅等。所以井字梁结构体系以其受力和布置方式的合理性，得到了广泛的应用，现介绍几种井字梁结构在设计中几个问题，供大家参考。 1 井字梁结构的特点： 1.1 钢筋混凝土井字梁是从双向板演变而来的一种结
构形式。当其跨度增加时，板厚相应也随之加大。但是，由于板厚而自重加大，而板下部受拉区域的混凝土往往被拉裂不能参见工作。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双向梁为井字梁。 1.2 能形成规则的梁格，顶棚较美观。常用的梁格布置形式有：正交正放、正交斜放、斜交斜放等。 1.3 比一般梁板结构具有较大跨高比，较适用于受层高限制且要求大跨度的建筑。 2 井字梁结构的设计原则 2.1 当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。 2.2 井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控
制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁，形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。 2.3 梁格间距的确定一般是根据建筑上的要求和具体的结构平面尺寸确定，通常取跨度的1/12~1/6，且一般不宜超过4m，同时还应综合考虑刚度和经济指标要求。 2.4 与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑，必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求。梁截面尺寸不够时，梁高不变，可适当加大梁宽。 2.5 井字梁最大扭矩的位置，一般情况下四角处梁端扭矩较大，其范围约为跨度的1/4～1/5。建议在此范围内适当加强抗扭措施。 3 井字梁截面尺寸的确定 3.1 一般的混凝土框架梁截面宽度不宜小于200mm，由于井字梁结构纵横方向梁能起到侧面相互约束作用，使得梁截面宽度较小时，也不会发生侧向失稳破坏。因此井字梁截
板式楼梯计算实例 "OU 1OT 用U ----------------------------------------- ------------------------------------- r
58C 11X300=3500 1800 - 240 1------------ ：——：——：------------- 7 5800 B2J有承就戕碱板式儀粕桝f 【例题2.1《楼梯、阳台和雨篷设计》37页，PDF版47页】图 2.1为某实验楼楼梯的平面图和剖面图。采用现浇板式楼梯，混凝土强度等级为 C25, f c -11.9N/mm2, f t -1.27N/mm2钢筋直径d> 12mm9寸采用HRB40（级钢筋，f y =360N/mm2; d< 10mrtJ寸采用HPB300级钢筋，f y =270N / mm2,楼梯活荷载为 3.5KN/m2。 楼梯的结构布置如图 2.8所示。斜板两端与平台梁和楼梯梁整 结，平台板一端与平台梁整结，平台板一端与平台梁整结，另一端则与窗过梁整结，平台梁两端都搁置在楼梯间的侧墙上。
580 11X3003300 1800 120 d 1——11 ---------------------------------------------------------- p *--------------------------------- 屮 5800 02.8 试对此现浇板式楼梯进行结构设计。 解： 1)斜板TB1设计 除底层第一跑楼梯的斜板外，其余斜板均相同，而第一跑楼梯斜板的下端为混凝土基础，可按净跨计算。这里只对标准段斜板TB1进行设计。 对斜板TB1取1m宽作为其计算单元。 (1) 确定斜板厚度t 斜板的水平投影净长为I in=3300mm 斜板的斜向净长为 -= ------------ = 3691mm cosa 300 / J150+002
水工钢结构平面钢闸门设计计算书 一、设计资料及有关规定: 1?闸门形式：潜孔式平面钢闸门。 2. 孔的性质：深孔形式。 3. 材料：钢材：Q235 焊条：E43;手工电焊；普通方法检查。 止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。 行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MC—2。砼强度等级：C20b 启闭机械：卷扬式启闭机。 4. 规范：水利水电工程刚闸门设计规范(SL74-95)，中国水利水电出版社1998.8 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(L) : 3.50m。孔口净高：3.50m。 闸门高度(H) : 3.66m。闸门宽度：4.20m。 2. 计算水头：50.00m。 (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=3.50m,闸门高度h=3.66m,L 三、面板设计 根据《钢闸门设计规范 SD — 78 (试行)》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以 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图2所示。面板厚度按下式计算 匸9 ?OF ：］ 现列表1计算如下: 表1 根据上表计算，选用面板厚度。 2.面板与梁格的连接计算 已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力c max=[c ]=160N/mn n ,则 p=0.07 x 14x 面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力： 3 VS 790 10 1000 14 272 T = =— 21。 2 3776770000 面板与主梁连接的焊缝厚度： h f . P 2 T 2 /0.7 [ t w ] 398/0.7 113 5mm ， 面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度 h f 6mm 。 四、水平次梁，顶梁和底梁地设计 1. 荷载与内力地验算 水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可 按下式计算，即 a 上 a 下 现列表2计算如下: 表2 当 b/a < 3 时，a=1.65,则 t=a kp =0.065 a% kp 0.9 1.65 160 当 b/a >3 时，a=1.55,则 t=a kp 0.9 1.55 160 =0.067 a., kp 398N / mm, 《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计 一、设计资料 某水库溢洪道工作闸门，孔口净宽8.0m，设计水头H=5m，采用直升式露顶平面钢闸门，门顶超高取0.2m，试设计闸门门叶结构、门槽埋件、选择启闭机设备。 闸门门叶采用Q235镇静钢，焊条E43 。侧止水选用P60A型，底止水选用I110—16型。行走支承（学号为单号者，采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2。学号为双号者，采用滚轮支承）。闸墩混凝土强度等级C20。依照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74—95设计。 二、设计内容及步骤 1、闸门结构的形式及布置 整个设计过程的关键，应综合考虑各方面因素。内容包括：闸门尺寸确定，门叶上需要的各种构件、数目及所在位置，梁格的形式及连接方式，联结系的布置和形式及边梁与行走支承。首先确定主梁形式、数目、位置，然后确定水平次梁及竖直次梁的形式、数目和位置。 2、面板设计 在满足强度要求的基础上，设计出一经济合理的面板厚度。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。 3、水平次梁、顶梁和底梁设计 水平次梁采用不等肢角钢（单学号），槽钢（双学号）。顶、底梁 宜采用槽钢。在计算出各构件的内力后，选择各梁的截面，考虑利用部分面板抗弯，将所选截面适当缩小。之后，进行强度、刚度验算。 4、主梁设计 采用焊接组合截面，面板兼作主梁上翼缘的有效宽度按教材（7—11）式确定。内容包括：截面选择、（梁高改变）、翼缘焊缝、腹板局部稳定验算、面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力验算。 W=1.4--2.5的要求，可不改变梁高。 若主梁高度满足门槽宽深比 D 5、竖直次梁及横向联结系设计 横向联结系采用横隔板，并兼作竖直次梁。按构造要求确定其尺寸，即截面高度、腹板厚度与主梁相同，横隔板可不设上翼缘，其下翼缘用宽度100~200mm厚度10~12mm的扁钢做成。因横隔板截面尺寸大应力很小，可不进行强度验算。 6、纵向联结系设计 闸门自重G按教材附录十一附式（1）计算。纵向斜杆采用等肢单角钢其截面尺寸主要按刚度条件要求进行选择。 7、边梁设计 截面型式采用单腹式（适用滑动支承），双腹式（适用滚动支承），尺寸按构造要求确定，即截面高度与主梁端部高度相同，腹板厚度与主梁腹板厚度相。对单腹式边梁，为了便于安装胶木滑快，下翼缘宽度不宜小于300mm。对双腹式边梁，为便于腹板焊接其两腹板间距为300~400mm。边梁需验算的危险截面为与主梁连接处，即求出该截面的弯矩、剪力、轴力，按拉弯构件验算截面的强度以及抗剪强度 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 钢结构规范及图集 【国家标准】 1、GB-50017-2003《钢结构设计规范》 2、GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范》 3、GB-50205-2001《钢结构结构施工质量验收规范》 4、GB50191-93构筑物抗震设计规范》 5、GBJ135-90高耸结构设计规范》 6、GB500046《工业建筑防腐蚀设计规范》 7、GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》 8、GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》 9、GB-50009-2001《建筑结构荷载规范》 10、GBT-50105-2001《建筑结构制图标准》 11、GB-50045-95《高层民用建筑设计防火规范》(2001年修订版) 12、GB-50187-93 《工业企业总平面设计规范》 【行业标准】 1、JGJ138-2001/J130-2001型钢混凝土组合结构技术规程 2、JGJ7-1991网架结构设计与施工规程 3、JGJ61-2003/J258-2003网壳结构技术规程 4、JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程(正修订) 5、JGJ82-91钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 6、JGJ81-2002/J218-2002建筑钢结构焊接技术规程 7、DL/T5085-1999钢－混凝土组合结构设计规程 8、JCJ01-89钢管混凝土结构设计与施工规程 9、YB9238-92钢－混凝土组合楼盖结构设计与施工规程 10、YB9082-1997钢骨混凝土结构技术规程11、YBJ216-88压型金属钢板设计施工规程(正修订)12、YB/T9256-96钢结构、管道涂装技术规程13、YB9081-97冶金建筑抗震设计规范14、CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程15、CECS77：96钢结构加固技术规范16、YB9257-96钢结构检测评定及加固技术规范17、CECS28：90钢管混凝土结构设计与施工规程18、YB9254-1995钢结构制作安装施工规程19、CECS159：2004矩形钢管混凝土结构技术规程20、CECS24:90钢结构防火涂料应用技术规范21、CECS158：2004索膜结构技术规程22、CECS23:90钢货架结构设计规范23、CECS78:96塔桅钢结构施工及验收规程24、CECS167:2004拱形波纹钢屋盖结构技术规程25、JGJ85-92预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程26、CECS多、高层建筑钢－混凝土混合结构设计规程27、CECS热轧H型钢构件技术规程28、CECS钢结构住宅建筑设计技术规程29、CECS建筑拱形钢结构技术规程30、CECS钢龙骨结构技术规程31、CECS 轻型房屋钢结构技术规程32、CECS冷弯型钢受力蒙皮结构技术规程33、CECS混凝土钢管叠合柱技术规程34、CECS钢管结构技术规程35、CECS预应力钢结构技术规程36、CECS 建筑用铸钢节点技术规程37、CECS钢结构抗火设计规程 【地方标准】1、DB29-57-2003/J10297-2003天津市钢结构住宅设计规程2、DBJ13-51-2003/J10279-2003钢管混凝土结构技术规程（福建省）3、DBJ13-61-2004/J10429-2004钢－混凝土混合结构技术规程（福建省）4、DG/T08-008-2000/J10041-2000建筑钢结构防火技术规程（上海市）5、DBJ08-68-97轻型钢结构设计规程（上海市）6、DBJ01-616-2004/J10411-2004建筑防火涂料（板）工程设计、施工与验收规程（北京市）7、DBJ08-32-92高层建筑钢结构设计暂行规定（上 井字梁的计算及施工图处理 1、井字梁与柱子采取“避”的方式，调整井字梁间距以避开柱位；避免在井字梁与柱子相连处井字梁的支座配筋计算结果容易出现的超限情况；减少梁柱节点在荷载作用下，由于两者刚度相差悬殊而成为受力薄弱点以致首先破坏，由于井字梁避开了柱位，靠近柱位的区格板需另作加强处理。 2、井字梁与柱子采取“抗”的方法，把与柱子相连的井字梁设计成大井字梁，其余小井字梁套在其中，形成大小井字梁相嵌的结构形式，使楼面荷载从小井字梁传递至大井字梁，再到柱子。 3、井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖的短向跨度和计算荷载大小外，还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影响。 4、由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在3m以内。 5、井字梁一般可按简支端计算。 6、当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。 7、钢筋混凝土井字梁是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。双向板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用，受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。 8、井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件：井字梁四边均为简支。当只有主梁支承时，主梁应有一定的刚度，以保证其绝对不变形。 9、井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。 10、两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0~2.0 。实际设计中应尽量使a/b在1.0~1.5之间为宜，最好按井字梁计算图表中的比值来确定，应综合考虑建筑和结构受力的要求,一般取值在1 2～3ｍ较为经济,但不宜超过3.5ｍ。 11、两个方向井字梁的高度h应相等，可根据楼盖荷载的大小，取h=L2/20,但最小h不得小于短跨跨度1/30. 12、梁宽=取梁高1/3（h较小时）1/4（h较大时），但梁宽不宜小于120mm。 13、井字梁的挠度f一般要求f≤1/250，要求较高时f≤1/400。 14、井字梁的楼板井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑井字梁的变形，即假定双向板支承在不动支座上。双向板的最小板厚为80mm，且应大于等于板较小边长的1/40。 15、井字梁的配筋井字梁的配筋和一般梁的配筋基本上要求相同。但在设计中必须注意以下几点： a.在两个方向梁交点的格点处，短跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋应放在长跨度方向梁下面的纵向受拉钢筋的下面，这与双向板的配筋方向相同。 b.在两个方向梁交点的格点处不能看成是梁的一般支座，而是梁的弹性支座，梁只有在两端 3.4 梁式楼梯设计计算例题 3.4.1 设计资料 某现浇梁式楼梯结构布置图如图3-22 所示，楼梯踏步尺寸150mm ×300mm 。 楼梯采用C25混凝土（2/9.11mm N f c =， 2/27.1mm N f t =）。梁采用HRB335钢筋 （2/300mm N f y =），其余钢筋采用 HPB300钢筋（2/270mm N f y =）。楼梯 上的均布荷载标准值2/5.3m kN q k =。试 图3-22 楼梯结构布置图 设计该楼梯。 3.4.2 踏步板设计 （1）确定踏步板板底底板的厚度 底板取mm 40=δ，踏步高度mm c 150= 894.0335 300300150300 cos 22==+=α 踏步板厚取 mm c h 120894 .0402150cos 2=+=+=αδ 梯段斜梁尺寸取mm mm h b 300150?=?。 踏步板计算跨度 m b l l n 6.115.045.10=+=+= （2) 荷载计算 恒荷载 20mm 厚水泥砂浆面层m kN /18.02002.0)5.13.0(=??+ 踏步板自重 m kN /9.0253.012.0=?? 板底抹灰 m kN /114.0894.0/3.002.017=?? 恒荷载标准值 m kN /194.1114.09.018.0=++ 恒荷载设计值 m kN /433.1194.12.1=? 活荷载 活荷载标准值 m kN /05.13.05.3=? 活荷载设计值 m kN /47.105.14.1=? 荷载总计 荷载设计值 m kN q g p /903.247.1433.1=+=+= （3）内力计算 跨中弯矩 m kN pl M ?=??== 743.06.1903.210 1101220 （4）配筋计算 板保护层厚度15mm ,有效高度mm h 100201200=-=。 021.0100 3009.110.110743.026 201=????==bh f M c s αα 则 614.0021.002.0211211=<=?--=--=b s ξαξ 270 100021.03009.110.10 1????==y c s f h b f A ξα28.27mm = %2.0%212.0%270/27.145%/45>=?=y t f f 因此踏步板最小配筋率为%212.0。 此时2min 3.7612030000212.0mm A s =??= m i n s s A A <，取m in s s A A =，踏步 板应按构造配筋。选配每踏步2 8（223.76101mm mm A s >=），且满 足踏步板配筋不少于2 6的构造 要求。 另外，踏步内斜板分布钢筋选用 8@250。 踏步板的配筋见图3-23。 图3-23 踏步板配筋 3.4.3 梯段斜梁设计 （1）梯段斜梁计算参数 板倾斜角5.0300/150tan ==α， 6.26=α，894.0cos =α，m l n 9.3= 6 金属结构设计 6.3 金属结构设计计算 6.3.1 设计资料 （1）闸门型式：露顶式平面钢闸门 （2）孔口尺寸（宽×高）：6m ×3m （3）设计水头:3.16m （4）结构材料：Q235钢 （5）焊条：E43 （6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2 （8）混凝土强度等级：C25 （9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95） 6.3.2 闸门结构的形式及布置 6.3.2.1 闸门尺寸的确定 1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。 2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6.0m 3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=6.3m 6.3.2.2静水总压力 闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示，其计算公式为： 2 29.8344.1/2 2gh P kN m ρ?= == 图6.1 闸门静水总压力计算简图 P 6.3.2.3 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，本设计中主梁采用实腹式组合梁。 6.3.2.4主梁的布置 根据主梁的高跨比，决定采用双主梁。两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c 小于0.45H ，且不宜大于3.6m ，底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。故主梁的布置如图6.2所示 图6.2 主梁及梁格布置图 6.3.2.5 梁格的布置和形式 梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图6.2所示。 6.3.3 面板设计 根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 初选面板厚度。面板厚度计算公式为： δ当b/a ＞3时，α=1.4；当b/a ≤3时，α=1.5。 列表进行计算，见表6.1： 《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）中是根据结构的重要性结构的重要性结构的重要性结构的重要性、荷载特性荷载特性荷载特性荷载特性、焊缝形式焊缝形式焊缝形式焊缝形式、工作环境以及应力状态作环境以及应力状态作环境以及应力状态作环境以及应力状态等情况，按四条原则分别选用不同的质量等级，一共有三个等级。四条原则如下： 1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为: 1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受限时应为二级; 2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2 不需要汁算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应护焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3 重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊 缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4 不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为: 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级; 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 对应的就是《钢结构工程施工质量验收规范》和《JGJ 81-2002建筑钢结构焊接技术规程》中所要求的焊缝要达到的质量要求（包括外观和无损探伤等）。 《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的焊缝质量分类是在对焊缝进行射对焊缝进行射对焊缝进行射对焊缝进行射线照相时线照相时线照相时线照相时，根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊缝缺陷的性质和数量根据焊 缝缺陷的性质和数量,将该焊缝的质量分为四级： （1）Ⅰ级焊缝：内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣. （2）Ⅱ级焊缝：内应无裂纹、未熔合和未焊透. （3）Ⅲ级焊缝：内应无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透.不 加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按表10条状夹渣长度的Ⅲ级 评定. （4）焊缝缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级. 对于《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）所提到的三个级别焊缝，在对一级和二级焊缝进行无损探伤时，对于一级焊缝要达到《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅱ级以上，对于二级焊缝要达到《GB/T3323-2005 金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅲ级以上。关于焊缝等级的定义的部分要求见《钢结构设计规范》GB50017-2003的第7章连接计算。7.1焊缝连接7.1.1 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级： 1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：1） 梁式楼梯计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、工程名称: LT-1 二、示意图 三、基本资料 1．依据规范： 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2012） 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010） 2．几何参数： 楼梯类型：梁式楼梯（__╱ 型）支座条件：两端固定 斜梯段水平长度： L1 = 1400 mm 下平台长度： L3 = 1220 mm 梯段净跨： L n = L1＋L3 = 1400＋1220 = 2620 mm 楼梯高度：H = 960mm 楼梯宽度：W = 1800 mm 梯板厚：t = 100 mm 楼梯级数：n = 6(阶) 踏步宽度： b = 280 mm 踏步高度：h = 160 mm 上平台楼梯梁宽度: b1 = 400 mm 下平台楼梯梁宽度: b2 = 400 mm 楼梯梁高度：h3 = 450 mm 楼梯梁宽度： b3 = 200 mm 水平段楼板厚度： h4 = 100 mm 3．荷载标准值： 可变荷载：q = 3.50kN/m2面层荷载：q m = 1.50kN/m2 栏杆荷载：q f = 1.00kN/m 永久荷载分项系数: γG = 1.20 可变荷载分项系数: γQ = 1.40 准永久值系数: ψq = 0.50 4．材料信息： 混凝土强度等级: C30 f c = 14.30 N/mm2 f tk = 2.01 N/mm2f t = 1.43 N/mm2 梯梁纵筋强度等级: HRB400 E S = 200000 N/mm2 f y = 360.0 N/mm2 受拉区纵向钢筋类别：带肋钢筋 其余钢筋选用HPB300钢f yv = 270.0 N/mm2 保护层厚度: c = 30 mm 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述（中英文）： 水工钢结构设计是港航专业的主要专业基础课之一，也是水利工程、海洋工程、海岸工程等水利类专业的学科基础课。钢结构是当前和今后工程领域重点推广和发展的结构形式，采用钢材制作而成的结构重量轻、结构简洁、预制安装方便，是水利工程、建筑工程、海洋工程、船舶工程的主要结构形式之一。课程的主要内容包括材料选择、连接设计、基本构件设计、水工钢结构应用设计等四大部分，其中应用设计包括实际港口与海岸工程经常遇到的钢桁架、钢引桥、钢闸门等设计内容。通过本课程学习使学生熟悉钢结构材料特性和连接技术对结构性能、安全与施工的影响规律，掌握水工钢结构基本构件强度、刚度和稳定性计算原理，掌握常用水工钢结构的基本设计方法。 Design of Hydraulic Steel Structures is a basic professional course for undergraduates majoring in Port, Waterway and Coastal Engineering, as well as a basic course for other hydraulic engineering, ocean engineering, etc. Steel structures are widely used and one of the most promising structural forms in the current and future engineering fields. This course includes the material selection, connection design, components design, and application design. The application design includes steel trusses, steel access bridges, and steel gates, which are widely used in port and coastal engineering. Students are expected to be familiar with the influence of material properties and connection technology on steel structural performance, safety and construction, master the calculation principles of strength, stiffness and stability of basic hydraulic steel structures, and the basic design methods of common hydraulic steel structures. 1. 板式楼梯 例8-1某公共建筑现浇板式楼梯，楼梯结构平面布置见图(8-6)。层高3.6m ，踏步尺寸150×300mm 。采用混凝土强度等级C25，钢筋为HPB235 和 HRB335。楼梯上均布活荷载标准值=3.5kN ／m 2，试设计此楼梯。 1. 楼梯板计算 板倾斜度,5.0300150==αtg 894.0cos =α 设板厚h=120mm ；约为板斜长的1／30。 取lm 宽板带计算 (1) 荷载计算 图8-6 例8-1的楼梯结构平面 荷载分项系数2.1=G γ4 .1=Q γ 基本组合的总荷载设计值m kN p /82.124.15.32.16.6=?+?= 表8-1梯段板的荷载 (2) 截面设计 板水平计算跨度 m l n 3.3 = 弯矩设计值 m kN pl M n ? = ? ? = =96 . 13 3.3 82 . 12 10 1 10 1 2 2 mm h100 20 120 = - = 117 .0 100 1000 9. 11 10 96 . 13 2 6 2 1 = ? ? ? = = bh f M c sα α 614 .0 124 .0 117 .0 2 1 1 2 1 1= < = ? - - = - - = b s ξ α ξ 2 1703 210 124 .0 100 1000 9. 11 mm f bh f A y c s = ? ? ? = = ξ α % 27 .0 210 27 .1 45 .0 45 .0 % 59 .0 120 1000 703 min 1 = = = > = ? = = y t s f f bh A ρ ρ 选配?10@110mm, A s=714mm2 分布筋?8，每级踏步下一根，梯段板配筋见图(8-7)。 表8-2平台板的荷载 2. 平台板计算 设平台板厚h=70mm, 取lm宽板带计算。 (1) 荷载计算 总荷载设计值 m kN p/ 19 .8 5.3 4.1 74 .2 2.1= ? + ? = (2) 截面设计 板的计算跨度 m l76 .1 2/ 12 .0 2/2.0 8.1 = + - = 弯矩设计值 mm h50 20 70 = - = m kN pl M? = ? ? = =54 .2 76 .1 19 .8 10 1 10 1 2 2 解：由表3-1查得175=w t f N/mm 2，计算长度500=w l mm 对接直焊缝的承载力为[] w t w w w f t l N = =500×20×175=1750 N/mm 2 若采用斜焊缝则，由表2-4查得205=t f N/mm 2 对接斜焊缝的承载力为 []t w w f lt N = =500×20×205=2050 N/mm 2 此时斜焊缝的 []7 .585175 202050 =?= = w t w w w f t N l mm 按规范规定采用1.5:1可达到等强度要求，不必进行验算。 解：（1）计算外力 对接截面承受剪力V ﹦F ﹦180 KN 弯矩M ﹦180×200﹦36×106 N ?mm （2）计算截面几何特征值 ()1010 300?-=w A =2900 mm 2 ())()22 1502112902109910190-??? ?? ? ? -??+ ＋10790900 4104.4899?===a w w a y W mm 3 461026.2352111092.47?=-?==b w w b y I W mm 3 461005.575 10991092.47?=--?==yc I W w w c mm 3 （3）计算内力 查表3-1得185=w t f N/mm 2，215=w c f N/mm 2，125=w v f N/mm 2， 38 .74104.4810364 6=??= = w a w a W M σN/mm 2≤ 185=w t f N/mm 2 77 .1541026.2310364 6 =??= = w b w b W M σN/mm 2≤ 215=w c f N/mm 2水工钢结构课设说明书
水工钢结构课程设计
钢结构规范及图集
井字梁设计
梁式楼梯设计计算例题
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
钢结构设计规范
梁式楼梯计算书(示例)
27-水工钢结构设计课程大纲2020
板式和梁式楼梯手算及实例
水工钢结构习题
相关主题
文本预览