西南交通大學(xué)鋼筋混凝土伸臂梁課程設(shè)計(jì)74#題.docx

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1、鋼筋混凝土伸臂梁課程設(shè)計(jì) 第21頁鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計(jì)姓 名：XXX學(xué) 號(hào)：XXX班 級(jí)：XXX指導(dǎo)老師：XXX設(shè)計(jì)時(shí)間：XXX目 錄1、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計(jì)任務(wù)書12、設(shè)計(jì)資料33、內(nèi)力計(jì)算43.1設(shè)計(jì)荷載值43.2組合工況42.3 包絡(luò)圖64、正截面承載力計(jì)算74.1 確定簡(jiǎn)支跨控制截面位置74.2 配筋計(jì)算75、斜截面承載力計(jì)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(jì)106、驗(yàn)算梁的正常使用極限狀態(tài)126.1 梁的撓度驗(yàn)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(yàn)算177、繪制梁的抵抗彎矩圖197.1 按比例畫

2、出彎矩包絡(luò)圖197.2 確定各縱筋及彎起鋼筋207.3 確定彎起鋼筋的彎起位置207.4 確定縱筋的截?cái)辔恢?01、鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計(jì)任務(wù)書（編寫：潘家鼎 2013.10.26）1、 設(shè)計(jì)題目：某鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計(jì)2、 基本要求本設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土矩形截面伸臂梁設(shè)計(jì)。學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，綜合應(yīng)用所學(xué)理論和專業(yè)知識(shí)，貫徹理論聯(lián)系實(shí)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(jì)。3、 設(shè)計(jì)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：l1梁的簡(jiǎn)支跨計(jì)算跨度； l2梁的外伸跨計(jì)算跨度； q1k簡(jiǎn)支跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值；

3、q2k外伸跨活荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 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(jí)為二級(jí)，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(jì)中建議采用HRB500級(jí)別的縱向受力鋼筋，HPB300級(jí)別的箍筋，梁的混凝土和截面尺寸可按題目分配表采用。4、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的有關(guān)規(guī)定，計(jì)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(jì)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(jì)算，選配箍筋和彎起鋼筋。4 作梁的

4、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?cái)辔恢谩? 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(yàn)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(jì)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。5、 設(shè)計(jì)要求1 完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一冊(cè)，計(jì)算書應(yīng)包含設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)計(jì)算過程。計(jì)算書統(tǒng)一采用A4白紙紙張打印，要求內(nèi)容完整，計(jì)算結(jié)果正確，敘述簡(jiǎn)潔，字跡清楚，圖文并茂，并有必要的計(jì)算過程。2 繪制3圖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

5、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)。3 完成時(shí)間：17周周五之前上交。6、 參考文獻(xiàn)：1 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB5006820012 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5001020103 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教材注：相比所學(xué)教材的規(guī)范版本，本設(shè)計(jì)所采用的主要規(guī)范（見上，請(qǐng)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(jì)中應(yīng)注意在材料等級(jí)、計(jì)算公式、構(gòu)造要求等方面均有一定的差別。7、 題目分組本設(shè)計(jì)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(hào)，采用相應(yīng)號(hào)碼的題號(hào)及設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)：注：指導(dǎo)教師可根據(jù)需要，調(diào)整各題號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)。查表得設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

6、序號(hào)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值簡(jiǎn)支跨度懸臂跨度截面尺寸混凝土等級(jí)q1k(kN/m)q2k(kN/m)l1(m)l2(m)bxh(mmmm)74456062300650C352、 設(shè)計(jì)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：l1梁的簡(jiǎn)支跨計(jì)算跨度6m； l2梁的外伸跨計(jì)算跨度2m； q1k簡(jiǎn)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=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(jí)為二級(jí)，梁上承受的永久

7、荷載標(biāo)準(zhǔn)值（未包括梁自重）gk1=21kN/m。采用HRB500級(jí)別的縱向受力鋼筋，HPB300級(jí)別的箍筋，梁的混凝土為C35，截面尺寸為300650mm。3、內(nèi)力計(jì)算3.1設(shè)計(jì)荷載值梁的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：g2k=0.30.6525=4.875kN/m 梁的自重荷載設(shè)計(jì)值：g2=1.24.875=5.85kN/m梁的永久荷設(shè)計(jì)值： g=1.221+5.85=31.05kN/m簡(jiǎn)支梁跨中活荷載： q1=1.445=63kN/m外伸跨活荷載設(shè)計(jì)值：q2=1.460=84kN/m由于懸臂部分的荷載對(duì)跨中彎矩的作用是有利的，出于安全的考慮，在計(jì)算跨中最大彎矩時(shí)，對(duì)懸臂部分的梁的永久荷載設(shè)計(jì)值?。?g=1

8、.04.875+1.021=25.875kN/m3.2組合工況 荷載效應(yīng)計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意伸臂端上的荷載對(duì)跨中正彎矩是有利的，故永久荷載（恒載）設(shè)計(jì)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(jiǎn)支跨和外伸跨均作用最大值。 圖2.2.1 恒載作用情況之二(如圖下圖)：簡(jiǎn)支跨作用最大值，外伸跨作用最小值。圖2.2.2 恒載作用情況之三(如圖下圖)：簡(jiǎn)支跨作用最小值，外伸跨作用最大值。圖2.2.3可變荷載（活載）設(shè)計(jì)值q1、q2的作用位置有三種情況：活載作用位置之一(如圖下圖)：簡(jiǎn)支跨作用活載q1，外伸跨無活載。圖2.2.4 活載作用位置之二(如圖

9、下圖)：簡(jiǎn)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(jiǎn)支跨作用活載q1，外伸跨作用活載q2。圖2.2.6 求簡(jiǎn)支跨（AB跨）跨中最大正彎矩按+組合，求簡(jiǎn)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： 圖2.2.7：+組合彎矩圖 圖2.2.8：+組合剪力圖+組合: 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2.2.12：+組合剪力圖2.3 包絡(luò)圖由2.2對(duì)內(nèi)力的計(jì)算得到彎矩和剪力的包

10、絡(luò)圖如下 圖2.3.1：彎矩包絡(luò)圖 圖2.3.2：剪力包絡(luò)圖4、正截面承載力計(jì)算 4.1 確定簡(jiǎn)支跨控制截面位置從工程經(jīng)驗(yàn)上可知，跨中最大彎矩處距離簡(jiǎn)支跨跨中距離很小，取簡(jiǎn)支跨中位置為簡(jiǎn)支跨控制截面位置。4.2 配筋計(jì)算（1）AB跨中截面基本數(shù)據(jù)：截面尺寸為，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，環(huán)境類別為一類，?？v向鋼筋為HRB500級(jí)別，。 設(shè)計(jì)彎矩 按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級(jí)大于C25，環(huán)境類別為一類時(shí)混凝土保護(hù)層厚度為20mm，本設(shè)計(jì)取為c=25mm，預(yù)選縱向受拉鋼筋直徑為22，布置成一排。則。計(jì)算縱向受拉鋼筋面積： 驗(yàn)算使用條件： 通過上述計(jì)算，選配5D22鋼筋.，單排布置，As=1900mm2截面復(fù)

11、核：箍筋預(yù)選A8，則 （非超筋梁） （非少筋梁）（2）B支座截面 基本數(shù)據(jù)：截面尺寸為，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，環(huán)境類別為一類，。縱向鋼筋為HRB500級(jí)別，。 設(shè)計(jì)彎矩 按相關(guān)規(guī)范當(dāng)混凝土等級(jí)大于C25，環(huán)境類別為一類時(shí)混凝土保護(hù)層厚度為20mm，本設(shè)計(jì)取為c=25mm，預(yù)選縱向受拉鋼筋直徑為22，布置成一排。則。計(jì)算縱向受拉鋼筋面積： 驗(yàn)算使用條件： 通過上述計(jì)算，選配3D22鋼筋.，單排布置，As=1140mm2 截面復(fù)核：箍筋預(yù)選 A8 ，則 （非超筋梁）（非少筋梁）5、斜截面承載力計(jì)算5.1 截面尺寸復(fù)核 當(dāng)h/b 4時(shí)，應(yīng)滿足V0.25cfcbh0 。否則，可酌情増大截面尺寸或提高

12、混凝土強(qiáng)度等級(jí)。 ，滿足要求5.2 箍筋最小配筋率 ，需要按計(jì)算配箍筋。5.3 腹筋設(shè)計(jì) 查規(guī)范，當(dāng)500h800時(shí)， 選用雙肢A8200mm箍筋， （可以） 支座邊緣最大剪力 彎起一根D22， 取第一根彎起鋼筋彎終點(diǎn)到支座邊緣的距離為。由于支座截面存在抵抗負(fù)彎矩的縱筋，因此彎至第二排，則第一根彎起鋼筋起彎點(diǎn)處的剪力最大值為因此以上的彎起方式可行。6、驗(yàn)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(jì)算裂縫和撓度。 （1）恒載作用情況：簡(jiǎn)支跨和外伸跨均梁的永久荷設(shè)計(jì)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

13、：簡(jiǎn)支跨作用活載q1k45kN/m，外伸跨無活載。 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(jiǎn)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=0.4。 （1）簡(jiǎn)支跨跨中下?lián)系淖畈焕闆r為圖5.1+圖5.3：簡(jiǎn)支跨跨中最大彎矩為： （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：簡(jiǎn)支跨跨中最大彎矩為： （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：簡(jiǎn)支跨跨中最大彎矩為：6.1 梁的撓度驗(yàn)算6.1.1 撓度限值 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)構(gòu)

14、件計(jì)算跨度。計(jì)算懸臂構(gòu)件撓度極限值時(shí)，計(jì)算跨度按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的2倍取用。 簡(jiǎn)支跨跨中撓度極限值C端的撓度極限值6.1.2 剛度 （1）簡(jiǎn)支跨剛度 查規(guī)范，則情況一圖5.1+圖5.3組合： 梁的短期剛度Bs1：撓度增大系數(shù) ，梁的剛度情況二圖5.1+圖5.5組合： 梁的短期剛度Bs2：撓度增大系數(shù) ，梁的剛度（2）外伸跨剛度外伸跨C端上撓 梁的短期剛度Bs3： 撓度增大系數(shù) ，梁的剛度 外伸跨C端下?lián)?梁的短期剛度Bs4： 撓度增大系數(shù) ，梁的剛度6.1.3 撓度 （1）簡(jiǎn)支跨跨中撓度 （2）外伸跨C端向上撓度 （3）外伸跨C端向下?lián)隙?6.2 梁的裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)于一類環(huán)境，三級(jí)裂縫控制等級(jí)，

15、(1)簡(jiǎn)支跨最大裂縫寬度 ，, (2)外伸跨最大裂縫寬度 7、繪制梁的配筋圖7.1 按比例畫出彎矩包絡(luò)圖(1) AB跨中承載能力 (2) B支座處承載能力7.2 確定各縱筋及彎起鋼筋跨中截面下邊緣為522，由抗剪計(jì)算可知需彎起122，故可以將跨中鋼筋分為三種： 222全長(zhǎng)布置（充當(dāng)架立鋼筋），122在B支座截面彎起，222在A支座右側(cè)彎起，在B支座處截?cái)?。按它們的面積比例將正彎矩包絡(luò)圖用虛線分為三部分，每一部分就是相應(yīng)鋼筋可承擔(dān)的彎矩，虛線與包絡(luò)圖的交點(diǎn)就是鋼筋強(qiáng)度的充分利用截面或不需要截面。支座截面上邊緣為322分為兩種，其中122在理論截?cái)帱c(diǎn)處截?cái)?，?22全長(zhǎng)布置（充當(dāng)架立鋼筋）。7.3 確定彎起鋼筋的彎起位置規(guī)范規(guī)定：彎起鋼筋的彎起位置至少要超過其充分利用點(diǎn)0.5，經(jīng)過檢驗(yàn)符合要求。彎起批次鋼筋1根22起彎點(diǎn)距B支座邊緣565mm,鋼筋彎起的位置見上圖。7.4 確定縱筋的截?cái)辔恢门?22鋼筋可以考慮在簡(jiǎn)直跨內(nèi)截?cái)唷?規(guī)范規(guī)定：當(dāng)時(shí)，截?cái)噤摻钜由熘晾碚摂帱c(diǎn)以外至少且不小于20d，且應(yīng)該從該鋼筋充分利用點(diǎn)伸出長(zhǎng)度（其中為縱向受力鋼筋的錨固長(zhǎng)度）。(1) 即鋼筋從理論斷點(diǎn)處保留至少606mm長(zhǎng)度。(2)