西南交通大學(xué)鋼筋混凝土伸臂梁課程設(shè)計92#題

1、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計姓名：XXX 學(xué)號：XXX 班級：XXX 指導(dǎo)老師：XXX 設(shè)計時間：XXX TOC o 1-5 h z 1、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計任務(wù)書1 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2、設(shè)計資料3 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 3、內(nèi)力計算43.1設(shè)計荷載值43.2組合工況42.3包絡(luò)圖6 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 4、正截面承載力計算7 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document

2、4.1確定簡支跨控制截面位置74.2配筋計算7 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 5、斜截面承載力計算10 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 5.1截面尺寸復(fù)核10 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 5.2箍筋最小配筋率105.3腹筋設(shè)計106、驗算梁的正常使用極限狀態(tài)12 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 6.1梁的撓度驗算146.1.1撓度限值14 HYPERLINK l bookmark89

3、 o Current Document 剛度14撓度17 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 6.2梁的裂縫寬度驗算177、繪制梁的抵抗彎矩圖19 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 7.1按比例畫出彎矩包絡(luò)圖19 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document 7.2確定各縱筋及彎起鋼筋20 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 7.3確定彎起鋼筋的彎起位置20 HYPERLINK l bookmark113

4、o Current Document 7.4確定縱筋的截斷位置201、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計任務(wù)書（編寫：潘家鼎 2013.10.26）一、設(shè)計題目：某鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計二、基本要求本設(shè)計為鋼筋混凝土矩形截面伸臂梁設(shè)計。學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，在 規(guī)定的時間內(nèi)，綜合應(yīng)用所學(xué)理論和專業(yè)知識，貫徹理論聯(lián)系實際的原則，獨(dú)立、 認(rèn)真地完成所給鋼筋混凝土矩形截面伸臂梁的設(shè)計。三、設(shè)計資料某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，如圖1所示。癸qik點J2_LA里 BC-1 185185 |_| 185l1l圖1梁的跨度、支撐及荷載圖中：11梁的簡支跨計算跨度；l2梁的外伸跨計算跨度；q1k簡支跨活

5、荷載標(biāo)準(zhǔn)值；q2k外伸跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值；gk=g1k+g2k一梁的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。g1k梁上及樓面?zhèn)鱽淼牧旱挠谰煤奢d標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）。g2k一梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該構(gòu)件處于正常壞境（環(huán)境類別為一類），安全等級為二級，梁上承受的永 久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。設(shè)計中建議采用HRB500級別的縱向受力鋼筋，HPB300級別的箍筋，梁 的混凝土和截面尺寸可按題目分配表采用。四、設(shè)計內(nèi)容.根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的有關(guān)規(guī)定，計算梁的內(nèi)力（M、V），并作出梁的內(nèi) 力圖及內(nèi)力包絡(luò)圖。.進(jìn)行梁的正截面抗彎承載力計算，并選配縱向受力鋼筋。進(jìn)行梁的斜截面抗剪承載力計算，選配箍筋和彎起鋼筋。作梁

6、的材料抵抗彎矩圖（作為配筋圖的一部分），并根據(jù)此圖確定梁的 縱向受力鋼筋的彎起與截斷位置。根據(jù)有關(guān)正常使用要求，進(jìn)行梁的裂縫寬度及撓度驗算；根據(jù)梁的有關(guān)構(gòu)造要求，作梁的配筋詳圖，并列出鋼筋統(tǒng)計表。梁的配筋注意滿足混規(guī)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等條款的要求。五、設(shè)計要求1 .完成設(shè)計計算書一冊，計算書應(yīng)包含設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計計算過程。計算 書統(tǒng)一采用A4白紙紙張打印，要求內(nèi)容完整，計算結(jié)果正確，敘述簡潔，字跡 清楚，圖文并茂，并有必要的計算過程。繪制3唯幅的梁抵抗彎矩圖和配筋圖一張，比例自擬。圖紙應(yīng)內(nèi)容齊全， 尺寸

7、無誤，標(biāo)注規(guī)范，字跡工整，布局合理，線條清晰，線型適當(dāng)。完成時間：17周周五之前上交。六、參考文獻(xiàn)：1 .建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068 - 2001混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材注：相比所學(xué)教材的規(guī)范版本，本設(shè)計所采用的主要規(guī)范（見上，請各位同學(xué)到 網(wǎng)上下載電子版規(guī)范）為規(guī)范的新版本，設(shè)計中應(yīng)注意在材料等級、計算公 式、構(gòu)造要求等方面均有一定的差別。七、題目分組本設(shè)計按梁的幾何尺寸、荷載大小和材料強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行分組，每位同學(xué)根 據(jù)自己在教學(xué)班的序號，采用相應(yīng)號碼的題號及設(shè)計參數(shù)設(shè)計：注：指導(dǎo)教師可根據(jù)需要，調(diào)整各題號的設(shè)計參數(shù)。查表得設(shè)計參數(shù)如下:

8、序號可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值簡支跨度懸臂跨度截面尺寸混凝土等級q1k(kN/m)q2k(kN/m)l1(m)l2(m)bxh(mmx mm)92455062300X650C352、設(shè)計資料某支承在370mm厚磚墻上的鋼筋混凝土伸臂梁，如圖1所示。圖1梁的跨度、支撐及荷載圖中：11梁的簡支跨計算跨度6m；12梁的外伸跨計算跨度2m；q1k簡支跨活荷載標(biāo)）隹值45kN/m ；q2k夕卜伸跨活荷載標(biāo)）隹值50kN/m;gk=g1k+g2k梁的永久荷載標(biāo)隹值。g1k梁上及樓面?zhèn)鱽淼牧旱挠谰煤奢d標(biāo)隹值（未包括梁自重）。g2k梁的自重荷載標(biāo)隹值。該構(gòu)件處于正常壞境（環(huán)境類別為一類），安全等級為二級，梁上承受的永 久

9、荷載標(biāo)）隹值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。采用HRB500級別的縱向受力鋼筋，HPB300級別的箍筋，梁的混凝土為 C35,截面尺寸為300 x650mm。3、內(nèi)力計算3.1設(shè)計荷載值梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g2k=0.3x0.65x25=4.875kN/m梁的自重荷載設(shè)計值：g2=1.2x4.875=5.85kN/m梁的永久荷設(shè)計值：g=1.2x21+5.85=31.05kN/m簡支梁跨中活荷載：q1=1.4x45=63kN/m外伸跨活荷載設(shè)計值：q2=1.4x50=70kN/m由于懸臂部分的荷載對跨中彎矩的作用是有利的，出于安全的考慮，在計算 跨中最大彎矩時，對懸臂部分的梁的永久荷載設(shè)

10、計值?。篻=1.0 x4.875+1.0 x21=25.875kN/m3.2組合工況荷載效應(yīng)計算時，應(yīng)注意伸臂端上的荷載對跨中正彎矩是有利的，故永久 荷載（恒載）設(shè)計值作用于梁上的位置雖然是固定的，均為滿跨布置，但應(yīng)區(qū)分 下列三種情）兄：恒載作用情兄之一（如圖下圖）：簡支跨和外伸跨均作用最大值。g TOC o 1-5 h z CAB圖 2.2.1恒載作用情兄之二（如圖下圖）：簡支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。g g川川川I川川Mb CAB圖 2.2.2恒載作用情兄之三（如圖下圖）：簡支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。g-CAB圖 2.2.3可變荷載（活載）設(shè)計值q1、q2的作用位置有三種情況

11、：活載作用位置之一（如圖下圖）：簡支跨作用活載,外伸跨無活載。們CAB圖 2.2.4活載作用位置之二（如圖下圖）：簡支跨無活載，外伸跨作用活載q2。活載作用位置之三（如圖下圖）：簡支跨作用活載，外伸跨作用活載q2。Qi卅1出啊圖 2.2.6求簡支跨（AB跨）跨中最大正彎矩按+組合， 求簡支跨（AB跨）跨中最小正彎矩按+組合， 求支座B的最大負(fù)彎矩按+組合，求支座A的最大剪力按+組合， 求支座B的最大剪力按+組合，按以上組合情況繪制內(nèi)力圖及內(nèi)力包絡(luò)圖。+組合:KE詢3邳f彎娜圖KE詢3邳f彎娜圖2.2.7:+組合彎矩圖mmm圖2.2.8 :+組合剪力圖+組合:圖2.2.10:+組合剪力圖圖2.2

12、.9:+圖2.2.10:+組合剪力圖圖2.2.9:+組合彎矩圖+組合:初M淅項圖2.2.11圖2.2.11:+組合彎矩圖圖2.2.12:+組合剪力圖2.32.3包絡(luò)圖由2.2對內(nèi)力的計算得到彎矩和剪力的包絡(luò)圖如下圖2.3.2 由2.2對內(nèi)力的計算得到彎矩和剪力的包絡(luò)圖如下圖2.3.2 :剪力包絡(luò)圖圖2.3.1:彎矩包絡(luò)圖4、正截面承載力計算4.1確定簡支跨控制截面位置從工程經(jīng)驗上可知，跨中最大彎矩處距離簡支跨跨中距離很小，取簡支跨中 位置為簡支跨控制截面位置。4.2配筋計算（1）AB跨中截面基本數(shù)據(jù):截面尺寸為bXh = 300X650，混凝土強(qiáng)度等級為C35，環(huán)境類別為一類，氣=1.0，P1

13、 = 0.8, f = 16.7N/mm2, f = 1.57N/mm2?？v向鋼筋為 HRB500 級別，f = 435N/mm2,&b = 0.482,E = 2.0 x105N/mm2。設(shè)計彎矩M= 397.35kN mmax按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級大于C25,環(huán)境類別為一類時混凝土保護(hù)層厚度至 少為20mm，本設(shè)計取為c=25mm，布置成兩排。假設(shè) as 取 65mm，h0=has=65065=585mm。計算縱向受拉鋼筋面積A:sa = M =397.35 x 106= 0 232s a fbh 2 1.0 x 16.7 x 300 x 5852 =1 c 0g = 1 - u 1 -

14、2a = 1 :1- 2 x 0.232 = 0.268435A =0f = L。X 0.268 X 16.7X300 X 585 = 1805.67mm 2 f y435驗算使用條件：& = 0.268 空b = 0.482（非超筋梁）P= max0.2%,0.45 匕 x 100% = max0.2%,0.45 x 157 x 100%min Lf435=max0.2%，0.13%=0.2%p=A = 1805.67 = 1.03% p= 0.2%(非少筋梁)bh 300 x 585min0通過上述計算，選配6茹20鋼筋.，雙排布置，As=1884mm2截面復(fù)核:箍筋預(yù)選雙肢我，則1256

15、 x (25 + 8 +10) + 628 x (25 + 8 + 20 + 25 +10)1884=58mm1884h0 = h - a = 650 - 58 = 592mmx =工=435 X1884 = 163.58mm a 1 fb 1.0 X16.7 x 300 x163 一 58M =a 1 f bx(h0 - X) = 1.0 x 16.7 x 300 x 163.58x (592 - 58)=418.143 - m&=蘭= 0.27& = 0.48 2(非超筋梁) h05 92bA 1884P= bh = E2 T06% Pmin=0.2% 律少筋梁) 0（2）B支座截面基本數(shù)

16、據(jù):截面尺寸為b x h = 300 x 650，混凝土強(qiáng)度等級為C35，環(huán)境類別為一類，氣=1.0，P1 = 0.8, f = 16.7N/mm2, f = 1.57N/mm2。縱向鋼筋為 HRB500 級別，f = 435N/mm2,&b = 0.482,E = 2.0 x105N/mm2。設(shè)計彎矩 M max= 202.10S m按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級大于C25,環(huán)境類別為一類時混凝土保護(hù)層厚度至 少為20mm，本設(shè)計取為c=25mm，預(yù)選縱向受拉鋼筋直徑為22,布置成一排。* 22則 a = 25 + _2 = 36mm， h = h 一 a = 650 一 36 = 614mm計算縱

17、向受拉鋼筋面積A:s202.1 x 106a =s a fbh 21.0 x 202.1 x 106a =s a fbh 21.0 x 16.7 x 300 x 6142=0.107g = 1 $1 2a = 1 、1 2 x 0.107 = 0.113 s_agfbh=1 f 0y1.0 x 0.113 x 16.7 x 300 x 6144=799.09mm 2驗算使用條件:g =0.113 p 300 x 614min=0.2%（非少筋梁）通過上述計算，選配3茹20鋼筋.，單排布置，As=942mm2截面復(fù)核:20箍肋預(yù)選雙肢08，則a = 25 + 8 + = 43mmS2h = h

18、一 a = 650 一 43 = 607mm=81.79mm435 =81.79mm1.0 x 16.7 x 300一 X一一 81.79=a 1 f bx(h0 -) = 1.0 x 16.7 x 300 x 81.79 x (607 -)=231.97kN - mg = = 8179 = 0.135 p . = 0.2% 05、斜截面承載力計算5.1截面尺寸復(fù)核當(dāng)h/b M4時，應(yīng)滿足V 0.25Pcfcbho。否則，可酌情增大截面尺寸或提高 混凝土強(qiáng)度等級。592300592300=1.97 4%飲=315.83kN0.25& f bho = 0.25 x 1.0 x 16.7 x 30

19、0 x592 = 741.48kNV V =195.18kN，需要按計算配箍筋。5.3腹筋設(shè)計查規(guī)范，當(dāng) 500 h p . = 0.24 = 0.24 x= 0.14% (可以)yvV = 0.7fbh + hA fcst 0 s sv yv592=0.7 x 1.57 x 300 x 592 + 二 x 2 x 50.3 x 270200=275.58kN支座邊緣最大剪力 V = 315.83 - 0.185 x 153 + 24&47 = 298.43kNAV - V AV - V sb 0.8 f sin a y sb=92.86mm 20.8 x 435 x sin 45彎起兩根邙2

20、0, A = 628mm2sb取彎起鋼筋彎終點到支座邊緣的距離為S1 = 50mm，則第一根彎起鋼筋起彎點處的剪力最大值為V = 298.43 - (50 + 607 - 43) x 183 + 24&47 = 240.68kN V = 275.58kN16000cs因此以上的彎起方式可行。6、驗算梁的正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)下，使用準(zhǔn)永久組合計算裂縫和撓度。恒載作用情況：簡支跨和外伸跨均梁的永久荷設(shè)計值:21+4.875=25.875kN/m。圖5.1：恒載圖示圖5.2 :恒載作用下彎矩圖活載作用位置之一：簡支跨作用活載qik45kN/m，外伸跨無活載。MS圖5.3：活載q1k作用圖

21、5.4：活載q1k作用彎矩圖（3）活載作用位置之一：外伸跨作用活載q2k60kN/m，簡支跨無活載。圖5.5：活載q2k作用圖5.6：活載q2k作用彎矩圖 取準(zhǔn)永久組合系數(shù)為中=0.4。（1）簡支跨跨中下?lián)系淖畈焕闆r為圖5.1+圖5.3：簡支跨跨中最大彎矩為：M 中=MGk +中M = 90.56 + 0.4 x 202.5 = 171.56kN m（2）外伸跨C端上撓最不利情況為圖5.1+圖5.3：B支座最大彎矩為：M b = M+M& = 51.75 + 0.4 x 0 = 51.75kN m簡支跨跨中最大彎矩為：M 中=MGk +M = 90.56 + 0.4x202.5 = 171.

22、56kN m外伸跨C端下?lián)系淖畈焕闆r為圖5.1+圖5.5：B支座最大彎矩為：M b = M+中M = 51.75 + 0.4 x 100 = 91.75kN m簡支跨跨中最大彎矩為：M 中=M +中M = 90.56 - 0.4 x 50 = 70.56kN m6.1梁的撓度驗算6.1.1撓度限值規(guī)范規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件計算跨度l 0.0193 x 176.800.2且w 1.0=9.521x 1013N - mm2撓度增大系數(shù)當(dāng) p = 0時,取。=2.0，=9.521x 1013N - mm2撓度增大系數(shù)當(dāng) p = 0時,取。=2.0，梁的剛度Bi19.521x 1013 =4.761x 101

23、3 N - mm2情況二圖5.1+圖5.5組合:p = 土 = 1884 = 0.0106 bh0 300 x 592PteL=LLL4_=0.019 3 0.5bh 0.5 x 30&650bsqM70.56 x106q中 = 72.72N/mm2 0.87h0A0.87 x 592 x1884fW = 1.1 0.65 tkP t? sq2.2=1.1 0.65 x= 0.081 0.20.0193 x 72.72取為w = 0.2梁的短期剛度B : s2B _ E A h： s 2 = 1.15W+ 0.2 + 6a E p1.15 x 0.2 + 0.2 + 6 x 6.349 x 0

24、.01062.0 x 105 x 1884 x 5922=1.584 x 1014 N - mm2撓度增大系數(shù)當(dāng) p = 0時,取。=2.0，2.0 x 102.0 x 105 x 1884 x 5922B = ss0s11.15W + 0.2 + 6a E p1.15 x 0.681 + 0.2 + 6 x 6.349 x 0.0106梁的剛度1.584 x 1014 =7.919 x 1013 N - mm2外伸跨剛度外伸跨C端上撓p = 土 = 一942一 = 0.0052 bh0300 x 607p =- =竺=0.0097te 0.5bh0.5 X 300 X 650M51.75 X

25、106b =qB = 104.03N /mmsq 0.87h0 A0.87 x 607 x 942W = 1.1 - 0.65 = 1.1 -0.65 x22= -0.317 0.0097 x 184.440.2且W 1.0E Ah 2E Ah 2s-01.15W+ 0.2 + 6a e p=9.327 x 1013N - mm22.0 x105 x 942 x 60721.15 x 0.301 + 0.2 + 6 x 6.349 x 0.0052撓度增大系數(shù)當(dāng)p=0時,取0= 2.0， 梁的剛度八 BB = *49.327 x 10132=4.664 x 1013 N - mm26.1.3撓度(1)簡支跨跨中撓度工 5 (g + 0.4q )l 4 M 12L商B頂1 -云 iiii_ 5 43.875 x 60004 51.75 x 106 x 60002一384 4.761x 101316 x 4.761x 1013=13.11mm f= 30mm，滿足要求外伸跨C端向上撓度(g + 0.4q )131g 1 4 M 11f =k1k12 B 1 224B8B3B_ 43.8