西南交通大學(xué)鋼筋混凝土伸臂梁課程設(shè)計74#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目錄1、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計任務(wù)書12、設(shè)計資料33、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64、正截面承載力計算74.1確定簡支跨控制截面位置74.2配筋計算75、斜截面承載力計算105.1截面尺寸復(fù)核105.2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)126.1梁的撓度驗算146.1.1撓度限值146.1.2 剛度146.1.3 撓度176.2梁的裂縫寬度驗算177、繪制梁的抵抗彎矩圖197.1按比例畫出彎矩包絡(luò)圖197.2確定各縱筋及彎起鋼筋207.3確定彎起鋼

2、筋的彎起位置207.4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。gkq】k點：、紳E丄A1._1185185|_ltH|BC18512185圖1梁的跨度、支撐及荷載圖中：h梁的簡支跨計算跨度；|2梁的外伸跨計算跨度；q1k簡支跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值；q2k外伸

3、跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值；護(hù)“卄卄卄卄卄卄卄卄卄卄聞gk=g1k+g2k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1 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。2 進(jìn)行梁的正截面抗彎承載力計算，并選配縱向受力鋼筋。3. 進(jìn)行梁的斜截面抗剪承載力計算，選配箍筋和彎起鋼筋。

4、4. 作梁的材料抵抗彎矩圖（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。5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；6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)921、922、923、924、926、927、928、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。2繪制3堀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，尺寸無誤，標(biāo)注規(guī)范，字跡工整

5、，布局合理，線條清晰，線型適當(dāng)。3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)GB50068-20012.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB5001020103 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:序號可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值簡支跨度懸

6、臂跨度截面尺寸混凝土等級q1k(kN/m)q2k(kN/m)l1(m)l2(m)bxh(mmxmm)74456062300X650C352、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。JdC58500H圖1梁的跨度、支撐及荷載圖中：1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)準(zhǔn)值45kN/m;q2k外伸跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值60kN/m；gk=gk+g2k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）

7、gk1=21kN/mo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300x650mm。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=1.4x60=84kN/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)計值?。篻=1.0x4.875+1

8、.0x21=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)分下列三種情況： 恒載作用情況之一（如圖下圖）：簡支跨和外伸跨均作用最大值。g卄卄卄卄“心卄卄廿卄卄訓(xùn)CAB圖2.2.1 恒載作用情況之二（如圖下圖）：簡支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。gg川I川川川川龐CAB圖2.2.2 恒載作用情況之三（如圖下圖）：簡支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。gCAB圖223可變荷載（活載）設(shè)計值q】、q2的作用位置有三種情況： 活載作用位置之一（如圖下圖）：簡支跨作用活載缶，外伸跨無活

9、載。qi卄卄卄川卄卄卄卅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。圖2.2.5 活載作用位置之三（如圖下圖）:簡支跨作用活載q1,外伸跨作用活載q2。Qiq2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:.魂糊!圖2.2.7:+組合彎矩圖+組合：圖2.2.8:+組合剪力圖W制一醐5圖2.2.9:+組合彎矩圖圖2.2.10:+組合剪力圖+組合：圖2.2.11:+組合彎矩圖圖2

10、.2.12:+組合剪力圖2.3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: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,a=1.0，P=0.8，f=16.7N/mm2,f=1.57N/mm2。11ct縱向鋼筋為HRB500級別，f=435N/mm2,g=0.482,E=2.0x10sN/mm2。ybs設(shè)計彎矩M=397.35kNmm

11、ax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。22a=25+=36mm，h=h一a=650一36=614mm則s20s計算縱向受拉鋼筋面積A:s397.35x106Ma=0.210safbh21.0x16.7x300x61421c0g=11_2a=1J2x0.207=0.238s人agfbh1.0x0.238x16.7x300x614“435A=-r0=1683.04mm2y驗算使用條件:0.238=0.482（非超筋梁）bp-max0.2%,0.45厶x100%=max0.2%,0.45x15

12、7x100%minf435=max0.2%,0.13%=0.2%p=皂二1683.04二0.914%p二0.2%(非少筋梁)bh300x614min0通過上述計算，選配5D22鋼筋.，單排布置，As=1900mm2截面復(fù)核：22箍筋預(yù)選A8，則a=25+8+=44mmS2h=h-a=650一44=606mm0sfAx二yafb1c1.0X16.7x300二164.97mmx16497二afbx(h-)二1.0x16.7x300x164.97x(606-)1c022=432.68kN-mx16497g二二一一二0.272二0.482(非超筋梁)h606b0P=Th=300x606二1.05%Pm

13、in二0.2%0(非少筋梁)(2)B支座截面基本數(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,a=1.0，P=0.8，f=16.7N/mm2,f=1.57N/mm2。11ct縱向鋼筋為HRB500級別，f=435N/mm2,g=0.482,E=2.0x105N/mm2。ybs設(shè)計彎矩M=230.1kN-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=25+=36mm，2h=h一a=650一36=614mm0s計算縱向受拉鋼筋面積A:s230.1X106a

14、=0.122safbh21.0x16.7x300x61421c0g=1衛(wèi)2a=1-、；1-2x0.122=0.131sA=f=x131x167x300x614=926.38mm2s435驗算使用條件:g=0.131乂=0.482（非超筋梁）bPmin=max0.2%,0.45厶x100%=max0.2%,0.45x罟x100%=max0.2%,0.13%=0.2%A92638=.=0.503%p=0.2%（非少筋梁）minP=bh300x6140通過上述計算,選配3D22鋼筋，單排布置，As=1140mm2截面復(fù)核:箍筋預(yù)選A8，22貝Ua=25+8+=44mmS2=650一44=606mm4

15、35x1140=98.98mma1fcbx16-7x300x9898fbx（h一-）=1.0x16.7x300x98.98x（606一）1c022=275.97kN-m-9898g=蘭=竺空=0.163=0.482（非超筋梁）h606b0P=缶=忌=627%Pmin=2%0（非少筋梁）5、斜截面承載力計算5.1截面尺寸復(fù)核可酌情増大截面尺寸或提高混當(dāng)h/b4時，應(yīng)滿足V0.25Pcfcbho。否則,凝土強(qiáng)度等級。h606o=b300=2.024V二320.5kNmax0.250fbh=0.25x1.0x16.7x300x606二759.02kNcc0VV二199.80kN，需要按計算配箍筋。m

16、axc5.3腹筋設(shè)計查規(guī)范，當(dāng)500Vhp=0.24t=0.24x=0.14%（可以）svbs300x200sv，minf270yvV=0.7fbh+hAfcst0s=0.7x1.57x300x606+606x2x50.3x270200=282.10kN支座邊緣最大剪力V=320.5-0.185x320.5+243.86=303.1kNsbV-Vcs0.8fsinaysb（303-2820）x103=85mm20.8x435xsin45彎起一根D22,A=380.1mm2sb取第一根彎起鋼筋彎終點到支座邊緣的距離為S=50mm。由于支座截面存在抵抗負(fù)彎矩的縱筋，因此彎至第二排，則第一根彎起鋼筋

17、起彎點處的剪力最大值為3205+2438V=303.1-(50+606-91)x:=249.96kNV=282.10kNi6000cs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。(1) 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(2) 活載作用位置之一：簡支跨作用活載qik45kN/m，外伸跨無活載。111111111ri11圖5.3：活載q1k作用圖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

18、。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)為申=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二M+申M二90.56+0.4x202.5二171.56kNmq中GkQk（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二M+QM二51.75+0.4x0二51.75kNmqBGkQk簡支跨跨中最大彎矩為：M二M+QM二90.56+0.4x202.5二171.56kNmq中GkQk(3)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二M+9M二51.75+0.4x120二99.75kN

19、mqBGkQk簡支跨跨中最大彎矩為：M二M+9M二90.56-0.4x60二66.56kNmq中GkQk6.1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l0.2且屮1.0pc0.0195x171.27tesq梁的短期剛度B廠1Bs1EAh2ss01.1劃+0.2+6apE2.0x105x1900x60621.15x0.672+0.2+6x6.349x0.0105=1.017x1014N-mm2撓度增大系數(shù)當(dāng)p=0時,取&=2.0,梁的剛度1.017x10142=5.085x1013N-mm2情況二圖5.1+圖5.5組合:p=缶=3007606=0.01050p=1900=0.019

20、5te0.5bh0.5x300：650Mc=q中sq0.87hA0s66.56x1060.87x606x1900=66.45N/mm2f22屮=1.1-0.65=1.1-0.65x=-0.00360.2且屮1.0pb0.0117x165.96tesq梁的短期剛度b4：4EAh2ss01.1劃+0.2+6apE=9.752x1013N-mm22.0x105x1140x60621.15 x0.364+0.2+6x6.349x0.0063撓度增大系數(shù)當(dāng)P=0時,取9=2.0，梁的剛度ss49.752x10132=4.876x1013N-mm26.1.3撓度(1)簡支跨跨中撓度/5(g+0.4q)14Ml2f=k1kB-1-i384B16Biiii_543.875x6000451.75x106x600023845.085x10i316x5.085x1013=12.27mmf=30mm，滿足要求1,max(2) 外伸跨C端向上撓度(g+0.4q)l3lgl4Milf=k1k1_2B122