简支伸臂梁课程设计(详细计算过程).doc

课程名称： 结构设计原理i 设计题目： 简支伸臂梁设计 姓 名： xxxx 学 号： xxxxxx 院 系： 土木工程系 班 级： xxxxxxxx 指导教师： xxxx 完成日期： 成 绩： 课程设计结构设计原理i课程设计任务书一、设计资料有一矩形截面钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示，简支跨ab的计算跨度为，伸臂跨bc的计算跨度为，全梁承受均布荷载设计值为；构件的截面尺寸自拟；混凝土强度等级自拟，纵向受力钢筋采用hrb335或hrb400，箍筋采用hpb235。（参考截面尺寸：）学号尾数1、52、63、74、89、0120110100908055.56.06.57232.532.5图1 结构布置图二、设计要求1、正截面设计：设计纵向受弯钢筋、架立钢筋；2、斜截面设计：设计斜截面受剪钢筋（弯起钢筋和箍筋）；3、裂缝宽度验算；4、挠度验算；5、绘制梁的内力图（弯矩、剪力）、抵抗弯矩图（材料图）、梁的配筋详图。三、时间安排利用课余时间完成，第16周上课前上交。设计过程一、基本数据:q=120 kn/m l1=5m l2=2m 取1=1.0hpb235: fyv=fy=210n/mm2 c25:fc=11.9 n/mm2 ft=1.27 n/mm2hrb335: fyv=fy=300n/mm2 c30:fc=14.3 n/mm2 ft=1.43 n/mm2hrb440: fyv=fy=360n/mm2 c35:fc=16.7 n/mm2 ft=1.57 n/mm2截面尺寸 bh=250mm700mm布钢筋两排 h0=h-as=700mm-60mm=640mm二、求出支座反力： fa=252 kn fb=588 kn画出剪力图、弯矩图如下：fs图（kn）m图（knm）三、正截面设计mmax=255knm根据公式fyas=1fcbx .mu=1fcbx (h0-x/2) .由式：255106=1.011.9250x(640-x/2)解之得：x=152mm由式：300as=1.011.9250152解之得：as=1507mm2选配纵向受弯钢筋：620，as=1884mm2.验算: min=0.2% b=0.55是否少筋：as=1884 mm2minbh0=0.2%250640=320 mm2.相对受压区高度：xbh0=0.55640=352m.均符合要求。其初步纵向配筋图如下：最顶上面两根钢筋为架立钢筋。四、斜截面设计1.弯起钢筋选用hrb400型钢筋,箍筋选用hrb235型钢筋：hpb235: fyv=fy=210n/mm2hrb440: fyv =fy=360n/mm2c25:fc=11.9 n/mm2 ft=1.27 n/mm2由fs图可知最大剪力b支座边缘处v1=325.8kn/m .2.复核梁截面尺寸hw=h0=640mm hw/b=640/250=2.56325.8kn.截面尺寸满足要求。3.验算可否按构造配筋0.7ftbh0=0.71.27250640=142.24knminvcs=0.7 ftbh0+1.25fyv(asv/s)h0 =142240+1.25210(250.3/200)640 =226.744kn.取=45。得v-vcs0.8asbfysinasb(v1-vcs)/(0.8fysin)=(325800-226744)/(0.8360sin45.=486mm2选用225纵筋做弯起钢筋，asb=982mm2,满足计算要求。bc段梁选用8160双肢箍sv=asv/bs=250.3/(250160)=0.2515%.min=0.24ft/fyv=0.241.27/210=0.1451%.显然 svmin此时 vcs=0.7 ftbh0+1.25fyv(asv/s)h0 =142240+1.25210(250.3/160)640=247.87kn.5.核算是否需要第二排弯起钢筋：取s=200mm，计算弯起钢筋水平投影的长度时，上下部纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度均取30mm，sb=h-600=640mm,则截面 的剪力可由相似三角形关系求得. v2=v1(1-(200+640)/2900)=231knvcs故需要配置第二排弯起钢筋。腹筋计算表截面位置a支座b支座左b支座右剪力设计值v/kn229.8325.8217.8vc=0.7ftbho/kn142.24142.24选用箍筋（直径、间距）82008160vcs=vc+1.25fyvasvho/s/kn226.744247.87v-vcs/kn-99.056-asb=(v-vcs)/(0.8fysina)/mm2-486-弯起钢筋选择-225 asb=987mm2-弯起点距支座边缘距离/mm-200+640=840弯起上点处剪力设计值v2/kn-325.8(1-840)/2900)=231是否需第二排弯起钢筋-v2vcs,需要其大致配筋图如下：五、裂缝宽度验算取最大裂缝宽度限值min=0.3mm. 保护层厚度取c=30mmab段梁：最大弯矩在跨中mk=255knmc25混凝土：ftk=1.78n/mmhrb335:es=200103n/mm2h0=640mm as=1884mm2vi=v=1.0 deq=d/v=20mmte=as/(0.5bh)=1884/(0.5250700)=0.0215.sk=mk/(0.87h0as)=255106/(0.876401884)=243n/mm2=1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.651.78/(0.0215243)=0.8785max=2.1sk/es(1.9c+0.08deq/te) =2.10.8785243/(200103) (1.930+0.0820/0.0215) =0.2950.3mm 满足要求。bc段梁：最大弯矩在b支座mk=240knmc25混凝土：ftk=1.78n/mmhrb335:es=200103n/mm2h0=640mm as=1884mm2vi=v=1.0 deq=d/v=20mmte=as/(0.5bh)=1884/(0.5250700)=0.0215.sk=mk/(0.87h0as)=240106/(0.876401884)=229n/mm2=1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.651.78/(0.0215229)=0.8650max=2.1sk/es(1.9c+0.08deq/te) =2.10.8650229/(200103) (1.930+0.0820/0.0215) =0.2730.3mm 满足要求。六、挠度验算ab段梁：最大弯矩在跨中mk=255knmc25混凝土：ftk=1.78n/mm2 ec=2.80104n/mm2hrb335:es=200103n/mm2e= es/ ec=7.14h0=640mm as=1884mm2= as/(bh)=1884/(250700)=0.01077.te= as/(0.5bh)=1884/(0.5250700)=0.0215sk=mk/(0.87h0as)=255106/(0.876401884)=243n/mm2=1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.651.78/(0.0215243)=0.8785bs=esasho2/(1.15+0.2+6e) =20010318846402/(1.150.8785+0.2+67.140.01077)=9.2331013nmm2b=mk/(-1)mq+mkbs =255/(2-1)255+2559.2331013 =4.61651013 nmm2af=5/48mklo2/b=5/4825510650002/(4.61651013) =14.38mml0/250=5000/250=20mm符合要求。bc段梁：最大弯矩在b支座mk=240knmc25混凝土：ftk=1.78n/mm2 ec=2.80104n/mm2hrb335:es=200103n/mm2e= es/ ec=7.14h0=640mm as=1884mm2= as/(bh)=1884/(250700)=0.01077.te= as/(0.5bh)=1884/(0.5250700)=0.0215sk=mk/(0.87h0as)=240106/(0.876401884)=229n/mm2=1.1-0.65ftk/(tesk)=1.1-0.651.78/(0.0215229)=0.8650bs=esasho2/(1.15+0.2+6e) =2001031