混凝土課程設(shè)計(jì)任務(wù)書西南交大

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土T形截面簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)姓 名 龍國富 學(xué) 號(hào) 20137433 班 級(jí) 道路橋梁與渡河工程3班指導(dǎo)老師 嚴(yán)傳坤 西南交通大學(xué) 2015年 6 月目錄1. 設(shè)計(jì)資料32.設(shè)計(jì)任務(wù)33設(shè)計(jì)內(nèi)容53.1擬定截面尺寸53.2內(nèi)力計(jì)算63.3正截面承載力計(jì)算73.4翼緣板承載力計(jì)算83.5腹筋設(shè)計(jì)83.6斜截面抗剪承載力復(fù)核93.7正截面抗彎承載力復(fù)核103.8斜截面抗彎承載力復(fù)核103.9驗(yàn)算裂縫寬度和撓度11參考文獻(xiàn)：12鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 13 m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料某鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，構(gòu)件處于正常壞境（環(huán)境類別為一類

2、），安全等級(jí)為二級(jí)，試設(shè)計(jì)該梁并繪制其配筋詳圖。每位同學(xué)的跨度取值為：根據(jù)學(xué)號(hào)尾數(shù)在11m20m之間選取。（如：學(xué)號(hào)尾數(shù)為7的同學(xué)，其選用跨度為17m）其他條件及要求： 材料：采用C30混凝土，縱筋采用HRB400鋼筋；箍筋采用HPB300鋼筋。 荷載：面活載標(biāo)準(zhǔn)值，恒載僅考慮自重，其標(biāo)準(zhǔn)值按照的容重進(jìn)行計(jì)算。 截面尺寸：取翼緣寬度，其他尺寸根據(jù)荷載大小自行擬定。2.設(shè)計(jì)任務(wù) 1.擬定梁的截面尺寸。 2.進(jìn)行內(nèi)力（M、V）計(jì)算，作內(nèi)力圖。 （按可變荷載控制進(jìn)行荷載組合） 3.正截面承載力計(jì)算，選配縱向受力鋼筋并復(fù)核。 設(shè)計(jì)翼緣板上邊緣的橫向鋼筋以保證懸臂板的橫向抗彎承載力。 4.腹筋設(shè)計(jì)，要求

3、必須設(shè)置不少于兩批彎起鋼筋。 5.斜截面抗剪、正截面抗彎和斜截面抗彎承載力的復(fù)核，必要時(shí)對(duì)腹筋進(jìn)行修改或調(diào)整。 6.作配筋圖，要求能完整準(zhǔn)確地表達(dá)配筋情況。 7.驗(yàn)算該梁的裂縫寬度和撓度。3設(shè)計(jì)內(nèi)容查表：c = 20mm 0=1.0 ft=1.43 N/mm2 fc=14.3 N/mm2 fy=360 N/mm2 f'y=360 N/mm2 fyv=270 N/mm2 1=1.0 b=0.518 3.1擬定截面尺寸伸縮縫寬：l=lt=1.2×10-5×13×103×40=6.24mm基本錨固長(zhǎng)度：lab=fyftd=0.14×3601.

4、43×25=881.12mm (先假設(shè)鋼筋直徑為25mm)計(jì)算跨度：l0=l-l-lab=13000-6.24-881.12=12112.64mm凈跨：ln=l-l-2lab=13000-6.24-2×704.90 =11231.52mmh=116l0=116×12112.64=757.04mmb=14h=14×757.04=189.26mm初步擬定截面尺寸為:b×h=200mm×800mm h'f=150mm b'f=1000mm，為布筋需要，將布筋區(qū)進(jìn)行馬蹄形加寬如圖： b'f=1000mm h'f

5、=150mm h=800mmb=200mm3.2內(nèi)力計(jì)算 qk=35kN/m gk=8.25kN/m l l0 ln Q=1.4 G=1.2活載：qk=qk×b'f=35kN/m2×1000×10-3 =35kN/m 恒載：gk=q×A=25kN/m3×0.33=8.25kN/m活載設(shè)計(jì)值：q=Qqk=1.4×35=49kN/m恒載設(shè)計(jì)值：g=Ggk=1.2×8.25=9.9kN/m彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算：梁上無偶然荷載，只需考慮荷載的基本組合。按照荷載基本組合的原則，應(yīng)考慮活荷載為主的荷載組合和恒荷載為主的荷載組合兩種情況

6、，選其中較大者進(jìn)行配筋計(jì)算，題目要求 “按可變荷載控制進(jìn)行荷載組合”設(shè)計(jì)使用年限為50年0=1.0 L=1.0當(dāng)以活荷載為主時(shí)Q=1.4 G=1.2 跨中截面最大彎矩設(shè)計(jì)值M=180QLqk+ Ggkl02=18×1.0×1.4×1.0×35+ 1.2×8.25×12.112642=1080.2kN·m因此彎矩設(shè)計(jì)值Mmax=M=1080.2kN·m 彎矩圖剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算：剪切破壞一般出現(xiàn)在支座內(nèi)邊緣處，故應(yīng)選擇該截面用凈跨長(zhǎng)進(jìn)行抗剪配筋計(jì)算。由活荷載為主時(shí)，0=1.0 L=1.0 Q=1.4 G=1.2，該截面的

7、剪力設(shè)計(jì)值 V1=120QLqk+ Ggkln=12×1.0×1.4×1.0×35+1.2×8.25×11.23152 =330.8kN 因此剪力值Vmax=V=330.8kN Vmax Vmax 剪力圖3.3正截面承載力計(jì)算考慮雙排布筋，擬定as=65mmh0=h-as=800-65=735mmMu=1fcb'fh'fh0-h'f2=1.0×14.3×1000×150×735-1502=1415.7kN·m>M=1080.2kN·m所以，屬第一

8、類T型截面計(jì)算縱向受拉鋼筋截面面積：s=M1fcb'fh20=1080.21.0×14.3×103×1000×10-3×(735×10-3)2=0.1398=1-1-2s=1-1-2×0.1398=0.151< b=0.518As=1fcb'fh0fy=1.0×14.3×1000×0.151×735360=4408.6mm2min=0.2%>0.45ftfy=1.79×10-3As>minbh=0.2%×200×800=3

9、20mm2 選8 28進(jìn)行配筋 正截面復(fù)核：As=4926mm2 fyAs=360×10××d22=360×4926 =1773.4kN<1fcb'fh'f=2145kN屬第一類T型截面x=fyAs1fcb'f=360×49261.0×14.3×1000=124mm<h'f=150mmMu=fyAs(h0-x2)=360×4926×735-56.95=1202.4kN·m>1080.2kN·m截面安全3.4翼緣板承載力計(jì)算及配筋qk=3

10、5kN/m gk=25×0.15×(l-l)=48.73kN/m2 M=0QLqk+ Ggk×(500-100)×10-3)22=1.0×1.4×1.0×35+1.2×48.73×0.08=8.6kN·m取as=35h0=150-35=115mm 1fcbxh0-x2=M x=0.4mm As=1fcbxfy=208.2mm2 所需鋼筋面積很小，所以只需考慮構(gòu)造配筋即可此翼緣板采用82003.5腹筋設(shè)計(jì)界面限制條件：0.30fcbh0=0.3×1.0×14.3×20

11、0×735=630.63kN>V=330.8kN混凝土抗剪承載力：Vc=cvftbh0=0.7×1.43×200×735=147.147kN <330.8kN最小配箍率：sv,min=0.24×ftfyv=0.24×1.43270=0.13% 選用雙肢箍8200sv=Asvbs=100.5200×200=0.25%>sv,min=0.13% 符合最小配箍率要求Vcs=Vc+Vsv=cvftbh0+fyvAsvsh0=147.147+99.72=246.9kN <V=330.8kN配置彎起筋：取s=45

12、°AsbV-Vcs0.8fysins=330.8-246.9×1030.8×360×sin45°=264.7mm2 將抵抗正彎矩的1號(hào)鋼筋彎起1 28（Asb1=(d2)2=615.8mm2）,彎起筋水平投影長(zhǎng)度為：m=h-2(as+28)=800-2×93=614mm,支座邊沿到第一批彎起筋上彎點(diǎn)的距離取n=200mm<smax=250mm,所以支座邊沿到第一批彎起筋下彎點(diǎn)的距離為s1=200+614=814mm驗(yàn)算彎起點(diǎn)斜截面：V1=12×q+gln×10-3-2s1×10-3=12×

13、58.9×9.6=282.8kN>Vcs=246.9kN所以需要設(shè)置第二批彎起筋，將抵抗正彎矩的2號(hào)鋼筋彎起1 28（Asb2=(d2)2=615.8mm2），則該批彎起筋下彎點(diǎn)到支座邊沿的距離為：s2=2s1=1628mm驗(yàn)算彎起點(diǎn)斜截面：V2=12×q+gln×10-3-2s2×10-3=12×58.9×8=234.9kN<Vcs=246.9kN該截面滿足受剪承載力要求，所以該梁只需配置兩批彎起筋。3.6斜截面抗剪承載力復(fù)核hwb=650÷200=3.25<4 0.30fcbh0=0.3×1.

14、0×14.3×200×735=630.63kN>V=330.8kN所以截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)適合sv,min=0.24×ftfyv=0.24×1.43270=0.13% sv=Asvbs=100.5200×200=0.25%>sv,min=0.13% 滿足要求，也滿足構(gòu)造要求Asb1=Asb2=(d2)2=615.8mm2 Vu1=Vcs+Vsb=Vcs+0.8fyAsbsin45°=246.9+0.8×360×615.8×0.71×10-3=372.3kN>V=3

15、30.8kN 所以斜截面抗剪承載力滿足要求。由于彎起鋼筋為同種型號(hào)，且梁的支座邊緣處剪力最大，所以支座邊緣處斜截面抗剪承載力合格，則整根梁均合格。3.7正截面抗彎承載力復(fù)核第一批彎起筋彎起點(diǎn)設(shè)計(jì)彎矩：M1=12×q+g·l0×s1+lab2-s1+lab2·q+g·s1+lab22=12×58.9×12.11×1.3-1.3×58.9×1.32=401.2kN·m 第一批彎起筋彎起點(diǎn)的抵抗彎矩：Mu1=34Mu=34×1202.4=901.8kN·m>M1 第

16、二批彎起筋彎起點(diǎn)設(shè)計(jì)彎矩：M2=12×q+g·l0×(s2+lab2)-(s2+lab2)·q+g·(s2+lab2)2=12×58.9×12.11×2.1-2.1×58.9×2.12=611.9kN·m 第二批彎起筋彎起點(diǎn)的抵抗彎矩：Mu2=78Mu=78×1202.4=1052.1kN·m>M2 所以正截面抗彎承載力符合要求。3.8斜截面抗彎承載力復(fù)核s3=ln2-s2=3987.8mm>h02=367.5mm 第二批彎起筋彎起點(diǎn)的抵抗彎矩：Mu2=

17、78Mu=78×1202.4=1052.1kN·m M2=12×q+g·l0·X-X·q+g·X2 當(dāng)Mu2=M2時(shí)，解得X=5.08ms4=X-s1-lab2=5.08-0.814-0.441=3825mm>h02=367.5mm 故斜截面抗彎符合要求。3.9驗(yàn)算裂縫寬度和撓度梁的最大裂縫寬度驗(yàn)算查表：Es=2×105N/mm2 ftk=2.01N/mm2 lim=0.4 cr=1.9 s=M0.87h0As=1080.20.87×735×4926=342.9N/mm2 Ate=0.5b

18、h+bf-bhf=0.5×200×800+400-200×200=1.2×105mm2 te=AsAte=49261.2×105=0.041 =1.1-0.65ftktes=1.1-0.65×2.010.041×342.9=1.01 取1.0max=crsEs1.9cs+0.08deqte =1.9×1.0×342.92×1051.9×23+0.08×280.041 =0.32< lim=0.4 故最大裂縫寬度符合要求梁的最大撓度驗(yàn)算：te=AsAte=49261.2×105=0.041 s=M0.87h0As=1080.20.87×735×4926=342.9N/mm2 =Asbh0=4926200×735=0.034 =1.1-0.65ftktes=1.1-0.65×2.010.041×342.9=1.01 取1.00.2h0=0.2×735=147<h'f=150 取h'f=0.2h0=147mm'f=(b'f-b)h'fbh0=(1000-200)×147200×7