設(shè)計(jì)答辯演示課件

1、土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組我們的未來(lái)從這里開(kāi)始?xì)g迎大家共同探討路橋六班混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)07級(jí)路橋006班設(shè)計(jì)組全體成員共16人組 長(zhǎng)：張?zhí)煊瑁瑢?duì)設(shè)計(jì)全盤負(fù)責(zé)，并組織設(shè)計(jì)組成員多次討 論，選定方案副組長(zhǎng)：侯 峰，參與設(shè)計(jì)思路的討論與PPT的具體制作組 員：肖凱東 周名博 李志，參與設(shè)計(jì)思路的討論、 具體的設(shè)計(jì)計(jì)算 董文專，參與設(shè)計(jì)思路的討論，PPT的制作與圖紙繪 制 胡 植，參與設(shè)計(jì)思路的討論與PPT的具體制作 陳小龍 賀志軍 陳偉 劉閩 汪鵬 陳耒 譚利 李正康 吳成玉，參與設(shè)計(jì)思路的討論土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組實(shí)驗(yàn)梁的尺寸： 寬度b=12

2、0mm，高度h=200mm，L=2.1m，計(jì)算長(zhǎng)度L=2.0m提供的材料： 鋼筋：HRB33512 R235 6 混凝土：C35土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組混凝土配合比設(shè)計(jì)加載方式： 按正截面破壞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行加載，直接加載在實(shí)驗(yàn)梁中間的兩個(gè)力間距最大為1.5m。 我們希望盡量增大實(shí)驗(yàn)梁的承載力，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)及相關(guān)原理（在一定范圍內(nèi)，在相同截面及布筋的情況下，直接加載在實(shí)驗(yàn)梁上的兩個(gè)力間距越大，實(shí)驗(yàn)梁的承載力越大）。 考慮到壓力機(jī)分配梁的尺寸及實(shí)驗(yàn)室老師的相關(guān)要求。 因此，我們將直接加載在實(shí)驗(yàn)梁中間的兩個(gè)力間距取為1m。 土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組詳

3、細(xì)加載圖土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組實(shí)驗(yàn)梁自重分析 根據(jù)混凝土的配合比設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)梁體積V=50.4L）： 實(shí)驗(yàn)梁混凝土中各材料的實(shí)際用量為：水泥：18.14kg，水：9.07kg，砂：27.72kg，石：64.66kg將上述各材料的質(zhì)量相加得到實(shí)驗(yàn)梁中的混凝土質(zhì)量M=119.59kg； 再根據(jù)施工的經(jīng)驗(yàn)，保守的估計(jì)實(shí)驗(yàn)梁鋼筋骨架的質(zhì)量m=20kg。則實(shí)驗(yàn)梁的自重G=(M+m)g1.37kN. 而我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)梁在扣除自重的影響下，最大承載力Pmax=54.85kN. 實(shí)驗(yàn)梁自重G與最大承載力Pmax相比G/Pmax=2.5%，在實(shí)驗(yàn)要求和精度有限的條件下，可以忽略自重所

4、產(chǎn)生的影響。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 另外，在測(cè)量各級(jí)加載下實(shí)驗(yàn)梁跨中截面撓度時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，實(shí)驗(yàn)梁是先固定在支座上，再放置跨中截面位移計(jì)。實(shí)驗(yàn)梁自重產(chǎn)生的短期撓度，在放置位移計(jì)之前就已經(jīng)產(chǎn)生，故實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的跨中截面撓度已經(jīng)扣除了自重所產(chǎn)生的影響！綜上所述，我們?cè)O(shè)計(jì)組認(rèn)為： 實(shí)驗(yàn)梁自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確實(shí)產(chǎn)生一定的影響，但在我們的實(shí)驗(yàn)條件和測(cè)量精度下，完全可以忽略自重所產(chǎn)生的影響，大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和計(jì)算。公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D622004） 參考規(guī)范：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 3.按照結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁在

5、實(shí)驗(yàn)中破壞前的最大荷載Pmax和實(shí)驗(yàn)梁的剪力示意圖，求出實(shí)驗(yàn)梁剪彎段的抗剪承載力設(shè)計(jì)值V； 4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁的剪力圖和剪彎段的抗剪承載力設(shè)計(jì)值V，按規(guī)范的構(gòu)造要求，確定實(shí)驗(yàn)梁腹筋的布置； 5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁腹筋的布置，在剪彎段進(jìn)行斜截面的抗彎承載力M和抗剪承載力V的復(fù)核；土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組1.按規(guī)范計(jì)算實(shí)驗(yàn)梁純彎段的各項(xiàng)參數(shù) 土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組設(shè)計(jì)結(jié)果分析：根據(jù)規(guī)范可得：開(kāi)裂截面換算截面各系數(shù)： 換算截面受壓區(qū)高度：換算截面面積：換算截面慣性矩：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組x為全截面換算截面受壓區(qū)高度I0為全

6、截面換算截面慣性矩h0i為第i排受拉鋼筋形心到實(shí)驗(yàn)梁上邊緣的距離x為全截面換算截面受壓區(qū)高度I0為全截面換算截面慣性矩土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組實(shí)驗(yàn)梁在第階段工作時(shí)，混凝土下邊緣沒(méi)有開(kāi)裂，實(shí)驗(yàn)梁處于彈性工作狀態(tài)：L為實(shí)驗(yàn)梁的計(jì)算長(zhǎng)度B0為全截面的抗彎剛度，B0=0.95EcI0土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組詳細(xì)計(jì)算 x為全截面換算截面受壓區(qū)高度 I0為全截面換算截面慣性矩 跨中截面的撓度： 受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力:si，上邊緣混凝土壓應(yīng)力：c，跨中截面撓度：y的計(jì)算方式均與實(shí)驗(yàn)梁在第階段工作時(shí)的計(jì)算方法相同。 Icr為開(kāi)裂截面換算截面的慣性矩 x為開(kāi)裂

7、截面換算截面受壓區(qū)高度土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組實(shí)驗(yàn)梁第階段末時(shí)是混凝土下邊緣剛開(kāi)裂的瞬間，實(shí)驗(yàn)梁正截面彎矩M等于開(kāi)裂彎矩Mcr：Icr為開(kāi)裂截面換算截面的慣性矩x為開(kāi)裂截面換算截面受壓區(qū)高度h0i為第i排受拉鋼筋形心到實(shí)驗(yàn)梁上邊緣的距離土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組實(shí)驗(yàn)梁在第、階段工作時(shí)，混凝土帶裂縫工作，實(shí)驗(yàn)梁處于彈塑性工作階段：Icr為開(kāi)裂截面換算截面的慣性矩x為開(kāi)裂截面換算截面受壓區(qū)高度4.通過(guò)以上表格，可以得到實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)的理論計(jì)算結(jié)果曲線圖：從圖上看出：在實(shí)驗(yàn)梁開(kāi)裂時(shí)，荷載撓度線發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)折。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土

8、實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組從圖上看出：在實(shí)驗(yàn)梁開(kāi)裂時(shí)，受拉區(qū)裂縫處鋼筋應(yīng)力突然增加，這是因?yàn)樵诨炷灵_(kāi)裂處，混凝土的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼筋上造成的。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 由于時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中難免存在諸多不足，希望大家多多指正。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并非重要的事，重要的是我們?cè)?jīng)努力過(guò)！土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 1.根據(jù)規(guī)范假設(shè)純彎段受拉鋼筋的布置，求純彎段正截面的抗彎承載力M： 根據(jù)規(guī)范要求: 受拉鋼筋最小配筋率min=0.24%(0.2和45ftd/fsd中的較大值)；土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組受拉鋼筋最大配筋率： 參考規(guī)范，考慮到鋼筋與混

9、凝土間的粘結(jié)滑移，我們實(shí)驗(yàn)梁內(nèi)縱向受拉主筋只選擇二級(jí)鋼筋。 為了增大實(shí)驗(yàn)梁的承載力，每層鋼筋盡量布滿。 由于截面尺寸有限，為了滿足規(guī)范中主鋼筋凈距和層與層凈距Sn30mm(三層或三層以下Sn30mm和d)、保護(hù)層厚度c30mm的要求。正截面縱向受拉主筋可能的合理布置有三種：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 配筋率：受壓區(qū)高度：正截面抗彎承載力：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組配筋率：受壓區(qū)高度：正截面抗彎承載力：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組配筋率： 如果按單筋梁來(lái)計(jì)算：受壓區(qū)高度：正截面抗彎承載力：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班

10、 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組考慮混凝土受壓性能要充分利用， 取=b，則：混凝土受壓區(qū)高度達(dá)到最大值：故：受壓鋼筋面積As達(dá)到最小值： 如果按雙筋梁來(lái)計(jì)算：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 2.按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理，根據(jù)純彎段正截面抗彎承載力M和實(shí)驗(yàn)梁的彎矩示意圖，求出實(shí)驗(yàn)梁在實(shí)驗(yàn)中破壞前的最大荷載Pmax： 畫出實(shí)驗(yàn)梁在荷載作用下的彎矩示意圖：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組由結(jié)構(gòu)力學(xué)和上述的彎矩示意圖可知： 實(shí)驗(yàn)梁未破壞前，純彎段彎矩：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 3.按照結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁在實(shí)驗(yàn)中破壞前的最大荷載Pmax和實(shí)驗(yàn)梁的

11、剪力示意圖，求出實(shí)驗(yàn)梁剪彎段的抗剪承載力設(shè)計(jì)值V： 畫出實(shí)驗(yàn)梁在荷載作用下的剪力示意圖：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 由結(jié)構(gòu)力學(xué)和上述剪力示意圖可知：實(shí)驗(yàn)梁破壞前，剪彎段剪力：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組故剪彎段抗剪承載力設(shè)計(jì)值V=27.42(kN) 4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁的剪力圖和剪彎段的抗剪承載力設(shè)計(jì)值V，按規(guī)范的構(gòu)造要求，確定實(shí)驗(yàn)梁腹筋的布置： 根據(jù)規(guī)范要求： 所以，在實(shí)驗(yàn)梁剪彎段不會(huì)發(fā)生斜壓破壞，并且需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組 對(duì)于彎起鋼筋，由于梁

12、高有限，彎起鋼筋的水平投影較短，而且只能彎起一排鋼筋，故彎起鋼筋的抗剪作用在本實(shí)驗(yàn)梁中較小?？紤]到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，故在本實(shí)驗(yàn)梁中不配置彎起鋼筋。 采用雙肢箍筋，在剪彎段由箍筋承擔(dān)全部剪力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁剪力圖，參考規(guī)范：箍筋間距：在支座中心向跨徑方向長(zhǎng)度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，Sv100mm，滿足規(guī)范要求；還考慮到近梁端第一根箍筋應(yīng)設(shè)置在距端面一個(gè)混凝土保護(hù)層的距離處?？紤]到構(gòu)造要求，全梁統(tǒng)一取Sv=100mm，則：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組綜上所述，可以確定混凝土實(shí)驗(yàn)梁的大致布筋圖如下：土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組再根據(jù)相關(guān)構(gòu)造要求，得到我們的詳細(xì)布

13、筋圖 5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)梁腹筋的布置，在剪彎段進(jìn)行斜截面的抗彎承載力M和抗剪承載力V的復(fù)核： 而根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和實(shí)驗(yàn)梁的彎矩圖，剪彎段斜截面的彎矩M13.71kNm，所以在剪彎段，斜截面彎矩M斜截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值M，故斜截面抗彎承載力滿足要求。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組斜截面抗彎承載力復(fù)核： 根據(jù)規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)梁斜截面抗彎承載力設(shè)計(jì)值：斜截面抗剪承載力復(fù)核： 在剪彎段，因?yàn)橹鹘畹呐浣盥蔖不變，箍筋的配筋率sv不變，故按照規(guī)范要求，斜截面抗剪承載力： 而根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和實(shí)驗(yàn)梁的剪力圖，剪彎段斜截面的剪力V27.42kN，所以在剪彎段，斜截面剪力V斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值V，故斜截

14、面抗剪承載力滿足要求。土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組C35混凝土配合比設(shè)計(jì): 參考普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ 552000）（1）確定配置強(qiáng)度（2）確定水灰比W/C(使用卵石：A=0.48，B=0.33)在干燥環(huán)境中，對(duì)于鋼筋混凝土W/C0.65，所以取W/C=0.50土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組（3）確定用水量W0按塌落度要求35-50mm，卵石最大顆粒徑20mm，則：W0=180kg（4）確定水泥用量C0（5）確定沙率Sp：按照規(guī)程，W/C=0.50，卵石最大粒徑為20mm時(shí)，可取Sp=30%解得：G0=1283kg S0=550kg土木工程學(xué)院 07級(jí)路橋006班 混凝土實(shí)驗(yàn)梁設(shè)計(jì)組綜上計(jì)算得：1m3混凝土的各材料用量為：水泥360Kg，水180Kg，砂550Kg，石子1283Kg.按計(jì)算配合比取樣65L混凝土，則各材料的用量為：水泥