钢筋混凝土梁设计.doc
,钢筋混凝土梁课程设计目 录混凝土的配合比-1几种方案的比较-2正截面抗弯承载能力计算-3箍筋配置-4斜截面抗剪、抗弯承载力复核-5裂缝宽度Wfk 的验算-6挠度的验算-71配合比设计材料：普通水泥：强度等级为32.5 （实测28d强度35.0）细沙:=2670Kg/m3卵石:最大粒径20mm 水：自来水（1） 计算配制强度 查表得 C25时 （2） 计算水灰比 （） 已知水泥实测强度：所用粗集料为卵石，回归系数为： 查表最小水灰比规定为0.65 所以（3） 确定单位用水量 所用卵石最大粒径20mm 坍落度要求为3550则计算水泥用量（4） 确定砂率所用卵石最大粒径 水灰比 0.43 查表取（5） 计算粗、细集料用量， 代入数据： 最终得: 按重量法算得该混凝土配合比为;已知条件：纵向受拉钢筋（HRB335.4 12）混凝土强度为C25, b=0.56 计算跨径为L=1.9m 查表知：fsd=fsd=280MPa，； fcd=11.5MPa2.几种方案的比较方案一：在梁内受拉区布置两根直径为12mm的HRB335钢筋，如上图所示 混凝土采用C25，查表得： 假设钢筋间距 混凝土保护层厚度C=33mm 则： 由水平方向内力之和为零的平衡条件得： 所以梁的承载力：方案二：在梁内受拉区布置两层（每层2根）直径为12mm的HRB335钢筋，如上图所示，混凝土采用C25，查表得： 假设钢筋间距 混凝土保护层厚度C=33mm 则： 由水平方向内力之和为零的平衡条件得： 为超筋梁，故不可采用此方案方案三：在梁的受拉区布置两根直径为12mm的HRB335钢筋，受压区布置两根直径为8mm的钢筋，如上图所示，混凝土采用C25，查表得： 假设钢筋间距 混凝土保护层厚度C=33mm 则： 由水平方向内力之和为零的平衡条件得： 所以取 此梁的承载力为方案四：在梁内受拉区布置两层（每层2根）直径为12mm的HRB335钢筋，受压区布置两根直径为8mm的钢筋，如下图所示由题设Sn=30mm，所以 as = 62 mm， h0 = h-as = 138 mm，bh0 = 0.56138 = 77.28 mm查附表1-6知：As = 452 mm2，As= 101 mm2由截面上水平方向内力之和为零的平衡条件得：f cdbx + fsdAs= fsdAs - x = = 71mmx < bh0 为适筋梁， 但x < 2as = 78mm。因此取x = 78mm，正截面抗弯承载力：Mu = fsdAs（h0-as）= 12.52 knm综上比较可知：方案四较为合理，故采用此方案。由下图可计算F(加载力) 加载点位于跨处 则跨中弯矩为：M时，即12.52 = 1.9F/3F = 19.77 kn 此梁能承受的最大荷载为19.77kn 由梁的剪力图可知： 支座中心处Vd.o = F = 19.77 kn 跨中 Vd.=0由验算截面尺寸截面尺寸应满足：0Vd （0.1510-3） bh0 kn即：Vd.o = 19.77<（0.5110-3）120138 = 42.28 kn截面尺寸符合设计要求。4.箍筋配置检查是否需要根据计算配置箍筋Vd.= 0 < （0.510-3）1.23120138 = 10.184 kn 在梁长（L）长度范围内按构造配置箍筋，其余区段按计算配置腹筋。采用R235，直径为8mm的双肢箍筋，则Asv = nasv = 250.3 = 100.6 mm2箍筋间距为： Sv > 0.5h = 100mm 且 > 400mm，不满足规范要求。现取Sv = 100mm Sv= = = 0.8% > 0.18%,且 =0.5h有公路桥规规定可知，在支座中心线向跨径长度放向不小于1倍梁高h=200范围内。Sv对于箍筋，公路桥规还规定，近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护层的距离处。综上所述：在距端面一个保护层厚度处，设置第一根箍筋，其他区域箍筋间距统一取Sv=100mm5.斜截面抗剪、抗弯承载力复核选定斜截面顶端位置距中心为h/2处截面A 横坐标x =100 mm，正截面有效高度h0= 138 mm。现取斜截面投影长度c=h0 = 138 mm，则得到斜截面顶端位置A，其横坐标为 x=238mm。 斜截面抗剪承载力复核A处剪力VA及相应弯矩MA为：VA = 19.77 kn MA = 19.770.238 = 4.7 knm而实际广义剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：m = = = 1.72 < 3c = 0.6mh0 = 0.61.720.138 = 142 mm > 138mm斜截面内纵向受拉主筋有412，相应的主筋配筋率P为：P = 100 = = 2.6箍筋的配筋率： PSv = = = 0.0083 > min（=0.0018）与斜截面相交无弯起钢筋：ASb = 0则斜截面抗剪承载力为：Vu = 123（0.4510-3）bh0 + （0.7510-3）fsdAsbsins = 111（0.4510-3）120138 =39.65 > 19.77 kn 满足斜截面抗剪承载力要求。斜截面抗弯承载力复核斜裂缝的顶点位置在加载点处，其投影长度为=248.4与斜裂缝相交的纵向主筋有4根，箍筋有两根 斜截面抗弯承载力:. 所以满足斜截面抗弯承载力要求。 6.裂缝宽度Wfk 的验算1， 带肋钢筋系数c1 = 1.0 荷载短期效应组合弯矩计算值为：MS = MG +Mu MG 为梁自重产生的弯矩MG = ql2 ， q = ，= 2500 kg/m3G = vg = 25000.120.2210 = 1.2 kn MG =0.64 = 0.3 knm MS = 0.3+12.52 = 12.82 knm荷载的长期效应组合弯矩计算值为：Ml = MG = 0.3 knmc2 = 1+0.5 = 1+0.50.3/12.82= 1.01 c2 取1.0c3 = 1.0 （非板式受弯构件c3=1.0）。1， 钢筋应力ss的计算：ss = = 106 = 238 MPa3，d = 12 mm；4，纵向受拉钢筋配筋率的计算： = = = 0.0269 > 0.02 取0.025，最大裂缝宽度Wfk 的计算： Wfk = c1c2c3 () = 11110-5 () = 0.104 mm Wf = 0.2 mm. 设计满足要求。7.挠度的验算开裂截面的换算截面惯性矩：全截面换算惯性矩： 全截面抗弯刚度：开裂截面抗弯刚度：全截面换算截面的面积矩：全截面换算截面受拉区边缘的弹性抵抗矩为：塑性影响系数：开裂弯矩：短期荷载效应组合计算的弯矩值：开裂构件的抗弯刚度为：使用阶段的跨中截面长期挠度值为：自重作用下跨中截面的长期挠度值为：则长期挠度值为：
