西南交通大学钢筋混凝土伸臂梁课程设计92#题.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流西南交通大学钢筋混凝土伸臂梁课程设计92#题【精品文档】第 9 页钢筋混凝土伸臂梁设计姓 名：XXX学 号：XXX班 级：XXX指导老师：XXX设计时间：XXX目 录1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书（编写：潘家鼎 2013.10.26）一、 设计题目：某钢筋混凝土伸臂梁设计二、 基本要求本设计为钢筋混凝土矩形截面伸臂梁设计。学生应在指导教师的指导下，在规定的时间内，综合应用所学理论和专业知识，贯彻理论联系实际的原则，独立、认真地完成所给钢筋混凝土矩形截面伸臂梁的设计。三、 设计资料某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示。图1 梁的跨度、支撑及荷载图中：l1梁的简支跨计算跨度； l2梁的外伸跨计算跨度； q1k简支跨活荷载标准值； q2k外伸跨活荷载标准值； gk=g1k+g2k梁的永久荷载标准值。 g1k梁上及楼面传来的梁的永久荷载标准值（未包括梁自重）。 g2k梁的自重荷载标准值。该构件处于正常坏境（环境类别为一类），安全等级为二级，梁上承受的永久荷载标准值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。设计中建议采用HRB500级别的纵向受力钢筋，HPB300级别的箍筋，梁的混凝土和截面尺寸可按题目分配表采用。四、 设计内容1 根据结构设计方法的有关规定，计算梁的内力（M、V），并作出梁的内力图及内力包络图。2 进行梁的正截面抗弯承载力计算，并选配纵向受力钢筋。3 进行梁的斜截面抗剪承载力计算，选配箍筋和弯起钢筋。4 作梁的材料抵抗弯矩图（作为配筋图的一部分），并根据此图确定梁的纵向受力钢筋的弯起与截断位置。5 根据有关正常使用要求，进行梁的裂缝宽度及挠度验算；6 根据梁的有关构造要求，作梁的配筋详图，并列出钢筋统计表。梁的配筋注意满足混规9.2.1、9.2.2、9.2.3、9.2.4、9.2.6、9.2.7、9.2.8、9.2.9和9.2.10等条款的要求。五、 设计要求1 完成设计计算书一册，计算书应包含设计任务书，设计计算过程。计算书统一采用A4白纸纸张打印，要求内容完整，计算结果正确，叙述简洁，字迹清楚，图文并茂，并有必要的计算过程。2 绘制3图幅的梁抵抗弯矩图和配筋图一张，比例自拟。图纸应内容齐全，尺寸无误，标注规范，字迹工整，布局合理，线条清晰，线型适当。3 完成时间：17周周五之前上交。六、 参考文献：1 建筑结构可靠度设计统一标准GB5006820012 混凝土结构设计规范GB5001020103 混凝土结构设计原理教材注：相比所学教材的规范版本，本设计所采用的主要规范（见上，请各位同学到网上下载电子版规范）为规范的新版本，设计中应注意在材料等级、计算公式、构造要求等方面均有一定的差别。七、 题目分组本设计按梁的几何尺寸、荷载大小和材料强度等参数进行分组，每位同学根据自己在教学班的序号，采用相应号码的题号及设计参数设计：注：指导教师可根据需要，调整各题号的设计参数。查表得设计参数如下：序号可变荷载标准值简支跨度悬臂跨度截面尺寸混凝土等级q1k(kN/m)q2k(kN/m)l1(m)l2(m)bxh(mm×mm)92455062300×650C352、 设计资料某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示。图1 梁的跨度、支撑及荷载图中：l1梁的简支跨计算跨度6m； l2梁的外伸跨计算跨度2m； q1k简支跨活荷载标准值45kN/m； q2k外伸跨活荷载标准值50kN/m； gk=g1k+g2k梁的永久荷载标准值。 g1k梁上及楼面传来的梁的永久荷载标准值（未包括梁自重）。 g2k梁的自重荷载标准值。该构件处于正常坏境（环境类别为一类），安全等级为二级，梁上承受的永久荷载标准值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。采用HRB500级别的纵向受力钢筋，HPB300级别的箍筋，梁的混凝土为C35，截面尺寸为300×650mm。3、内力计算3.1设计荷载值梁的自重荷载标准值：g2k=0.3×0.65×25=4.875kN/m 梁的自重荷载设计值：g2=1.2×4.875=5.85kN/m梁的永久荷设计值： g=1.2×21+5.85=31.05kN/m简支梁跨中活荷载： q1=1.4×45=63kN/m外伸跨活荷载设计值：q2=1.4×50=70kN/m由于悬臂部分的荷载对跨中弯矩的作用是有利的，出于安全的考虑，在计算跨中最大弯矩时，对悬臂部分的梁的永久荷载设计值取： g'=1.0×4.875+1.0×21=25.875kN/m3.2组合工况 荷载效应计算时，应注意伸臂端上的荷载对跨中正弯矩是有利的，故永久荷载（恒载）设计值作用于梁上的位置虽然是固定的，均为满跨布置，但应区分下列三种情况： 恒载作用情况之一(如图下图)：简支跨和外伸跨均作用最大值。图2.2.1 恒载作用情况之二(如图下图)：简支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。图2.2.2 恒载作用情况之三(如图下图)：简支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。图2.2.3可变荷载（活载）设计值q1、q2的作用位置有三种情况：活载作用位置之一(如图下图)：简支跨作用活载q1，外伸跨无活载。图2.2.4 活载作用位置之二(如图下图)：简支跨无活载，外伸跨作用活载q2。图2.2.5 活载作用位置之三(如图下图)：简支跨作用活载q1，外伸跨作用活载q2。图2.2.6 求简支跨（AB跨）跨中最大正弯矩按+组合，求简支跨（AB跨）跨中最小正弯矩按+组合，求支座B的最大负弯矩按+组合，求支座A的最大剪力按+组合，求支座B的最大剪力按+组合，按以上组合情况绘制内力图及内力包络图。+组合： 图2.2.7：+组合弯矩图 图2.2.8：+组合剪力图+组合: 图2.2.9：+组合弯矩图 图2.2.10：+组合剪力图 +组合： 图2.2.11：+组合弯矩图 图2.2.12：+组合剪力图2.3 包络图由2.2对内力的计算得到弯矩和剪力的包络图如下 图2.3.1：弯矩包络图 图2.3.2：剪力包络图4、正截面承载力计算 4.1 确定简支跨控制截面位置从工程经验上可知，跨中最大弯矩处距离简支跨跨中距离很小，取简支跨中位置为简支跨控制截面位置。4.2 配筋计算（1）AB跨中截面基本数据：截面尺寸为，混凝土强度等级为C35，环境类别为一类，。纵向钢筋为HRB500级别，。 设计弯矩 按相关规范当混凝土等级大于C25，环境类别为一类时混凝土保护层厚度至少为20mm，本设计取为c=25mm，布置成两排。假设as取65mm，h0=has=65065=585mm。计算纵向受拉钢筋面积：验算使用条件：通过上述计算，选配620钢筋.，双排布置，As=1884mm2截面复核：箍筋预选双肢8，则 （非超筋梁） （非少筋梁）（2）B支座截面 基本数据：截面尺寸为，混凝土强度等级为C35，环境类别为一类，。纵向钢筋为HRB500级别，。 设计弯矩 按相关规范当混凝土等级大于C25，环境类别为一类时混凝土保护层厚度至少为20mm，本设计取为c=25mm，预选纵向受拉钢筋直径为22，布置成一排。则。计算纵向受拉钢筋面积：验算使用条件：通过上述计算，选配320钢筋.，单排布置，As=942mm2 截面复核：箍筋预选双肢8，则 （非超筋梁）（非少筋梁）5、斜截面承载力计算5.1 截面尺寸复核 当h/b 4时，应满足V 0.25cfcbh0 。否则，可酌情増大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 ，满足要求5.2 箍筋最小配筋率 ，需要按计算配箍筋。5.3 腹筋设计 查规范，当500 < h 800时， 选用双肢8200mm箍筋， （可以） 支座边缘最大剪力 弯起两根20， 取弯起钢筋弯终点到支座边缘的距离为，则第一根弯起钢筋起弯点处的剪力最大值为因此以上的弯起方式可行。6、验算梁的正常使用极限状态正常使用极限状态下，使用准永久组合计算裂缝和挠度。 （1）恒载作用情况：简支跨和外伸跨均梁的永久荷设计值：21+4.875=25.875kN/m。 图5.1： 恒载图示 图5.2 ：恒载作用下弯矩图（2） 活载作用位置之一：简支跨作用活载q1k45kN/m，外伸跨无活载。 图5.3： 活载q1k作用 图5.4： 活载q1k作用弯矩图（3） 活载作用位置之一：外伸跨作用活载q2k60kN/m，简支跨无活载。 图5.5： 活载q2k作用 图5.6： 活载q2k作用弯矩图取准永久组合系数为=0.4。 （1）简支跨跨中下挠的最不利情况为图5.1+图5.3：简支跨跨中最大弯矩为： （2）外伸跨C端上挠最不利情况为图5.1+图5.3：B支座最大弯矩为：简支跨跨中最大弯矩为： （3）外伸跨C端下挠的最不利情况为图5.1+图5.5：B支座最大弯矩为：简支跨跨中最大弯矩为：6.1 梁的挠度验算6.1.1 挠度限值 规范规定，当构件计算跨度。计算悬臂构件挠度极限值时，计算跨度按实际悬臂长度的2倍取用。 简支跨跨中挠度极限值C端的挠度极限值6.1.2 刚度 （1）简支跨刚度 查规范，则情况一图5.1+图5.3组合：梁的短期刚度Bs1：挠度增大系数 ，梁的刚度情况二图5.1+图5.5组合：梁的短期刚度Bs2：挠度增大系数 ，梁的刚度（2）外伸跨刚度外伸跨C端上挠 梁的短期刚度Bs3：挠度增大系数 ，梁的刚度外伸跨C端下挠 梁的短期刚度Bs4： 挠度增大系数 ，梁的刚度6.1.3 挠度 （1）简支跨跨中挠度 （2）外伸跨C端向上挠度 （3）外伸跨C端向下挠度6.2 梁的裂缝宽度验算对于一类环境，三级裂缝控制等级， (1)简支跨最大裂缝宽度 (2)外伸跨最大裂缝宽度7、绘制梁的配筋图7.1 按比例画出弯矩包络图(1) AB跨中承载能力(2) B支座处承载能力弯矩抵抗图7.2 确定各纵筋及弯起钢筋跨中截面下边缘为620，布置为两排，由抗剪计算可知需弯起220，故可以将跨中钢筋分为三种： 220全长布置（充当架立钢筋），220在A支座截面弯起抗剪，在B支座右侧截断，220在A支座右侧弯起，在B支座处截断。按它们的面积比例将正弯矩包络图用虚线分为三部分，每一部分就是相应钢筋可承担的弯矩，虚线与包络图的交点就是钢筋强度的充分利用截面或不需要截面。支座截面上边缘为320分为两种，其中120在理论截断点处截断，为220全长布置（充当架立钢筋）。7.3 确定弯起钢筋的弯起位置规范规定：弯起钢筋的弯起位置至少要超过其充分利用点0.5，经过检验符合要求。7.4 确定纵筋的截断位置批次120钢筋可以考虑在简直跨内截断。规范规定：当时，截断钢筋要延伸至理论断点以外至少且不小于20d，且应该从该钢筋充分利用点伸出长度（其中为纵向受力钢筋的锚固长度）。(1) 即钢筋从理论断点处保留至少607mm长度。(2) 参考文献：1.建筑结构可靠度设计统一标准GB5006820012.混凝土结构设计规范GB5001020103.混凝土结构设计原理教材