钢筋混凝土T形截面简支梁设计.docx

课程设计课程名称：混凝土结构设计原理设计题目：钢筋混凝土t形截面简支梁设计姓 名 龙国富 学 号 20137433 班 级 道路桥梁与渡河工程3班指导老师 严传坤 西南交通大学 2015年 6 月目录1. 设计资料32.设计任务33设计内容53.1拟定截面尺寸53.2内力计算63.3正截面承载力计算73.4翼缘板承载力计算83.5腹筋设计83.6斜截面抗剪承载力复核93.7正截面抗弯承载力复核103.8斜截面抗弯承载力复核103.9验算裂缝宽度和挠度11参考文献：12钢筋混凝土简支梁设计任务书题目: 13 m钢筋混凝土简支梁设计1. 设计资料某钢筋混凝土简支梁，构件处于正常坏境（环境类别为一类），安全等级为二级，试设计该梁并绘制其配筋详图。每位同学的跨度取值为：根据学号尾数在11m20m之间选取。（如：学号尾数为7的同学，其选用跨度为17m）其他条件及要求： 材料：采用c30混凝土，纵筋采用hrb400钢筋；箍筋采用hpb300钢筋。 荷载：面活载标准值，恒载仅考虑自重，其标准值按照的容重进行计算。 截面尺寸：取翼缘宽度，其他尺寸根据荷载大小自行拟定。2.设计任务 1.拟定梁的截面尺寸。 2.进行内力（m、v）计算，作内力图。 （按可变荷载控制进行荷载组合） 3.正截面承载力计算，选配纵向受力钢筋并复核。 设计翼缘板上边缘的横向钢筋以保证悬臂板的横向抗弯承载力。 4.腹筋设计，要求必须设置不少于两批弯起钢筋。 5.斜截面抗剪、正截面抗弯和斜截面抗弯承载力的复核，必要时对腹筋进行修改或调整。 6.作配筋图，要求能完整准确地表达配筋情况。 7.验算该梁的裂缝宽度和挠度。3设计内容查表：c = 20mm 0=1.0 ft=1.43 n/mm2 fc=14.3 n/mm2 fy=360 n/mm2 fy=360 n/mm2 fyv=270 n/mm2 1=1.0 b=0.518 3.1拟定截面尺寸伸缩缝宽：l=lt=1.210-51310340=6.24mm基本锚固长度：lab=fyftd=0.143601.4325=881.12mm (先假设钢筋直径为25mm)计算跨度：l0=l-l-lab=13000-6.24-881.12=12112.64mm净跨：ln=l-l-2lab=13000-6.24-2704.90 =11231.52mmh=116l0=11612112.64=757.04mmb=14h=14757.04=189.26mm初步拟定截面尺寸为:bh=200mm800mm hf=150mm bf=1000mm，为布筋需要，将布筋区进行马蹄形加宽如图： bf=1000mm hf=150mm h=800mmb=200mm3.2内力计算 qk=35kn/m gk=8.25kn/m l l0 ln q=1.4 g=1.2活载：qk=qkbf=35kn/m2100010-3 =35kn/m 恒载：gk=qa=25kn/m30.33=8.25kn/m活载设计值：q=qqk=1.435=49kn/m恒载设计值：g=ggk=1.28.25=9.9kn/m弯矩设计值计算：梁上无偶然荷载，只需考虑荷载的基本组合。按照荷载基本组合的原则，应考虑活荷载为主的荷载组合和恒荷载为主的荷载组合两种情况，选其中较大者进行配筋计算，题目要求 “按可变荷载控制进行荷载组合”设计使用年限为50年0=1.0 l=1.0当以活荷载为主时q=1.4 g=1.2 跨中截面最大弯矩设计值m=180qlqk+ ggkl02=181.01.41.035+ 1.28.2512.112642=1080.2knm因此弯矩设计值mmax=m=1080.2knm 弯矩图剪力设计值计算：剪切破坏一般出现在支座内边缘处，故应选择该截面用净跨长进行抗剪配筋计算。由活荷载为主时，0=1.0 l=1.0 q=1.4 g=1.2，该截面的剪力设计值 v1=120qlqk+ ggkln=121.01.41.035+1.28.2511.23152 =330.8kn 因此剪力值vmax=v=330.8kn vmax vmax 剪力图3.3正截面承载力计算考虑双排布筋，拟定as=65mmh0=h-as=800-65=735mmmu=1fcbfhfh0-hf2=1.014.31000150735-1502=1415.7knmm=1080.2knm所以，属第一类t型截面计算纵向受拉钢筋截面面积：s=m1fcbfh20=1080.21.014.3103100010-3(73510-3)2=0.1398=1-1-2s=1-1-20.1398=0.1510.45ftfy=1.7910-3asminbh=0.2%200800=320mm2 选8 28进行配筋 正截面复核：as=4926mm2 fyas=36010d22=3604926 =1773.4kn1fcbfhf=2145kn属第一类t型截面x=fyas1fcbf=36049261.014.31000=124mm1080.2knm截面安全3.4翼缘板承载力计算及配筋qk=35kn/m gk=250.15(l-l)=48.73kn/m2 m=0qlqk+ ggk(500-100)10-3)22=1.01.41.035+1.248.730.08=8.6knm取as=35h0=150-35=115mm 1fcbxh0-x2=m x=0.4mm as=1fcbxfy=208.2mm2 所需钢筋面积很小，所以只需考虑构造配筋即可此翼缘板采用82003.5腹筋设计界面限制条件：0.30fcbh0=0.31.014.3200735=630.63knv=330.8kn混凝土抗剪承载力：vc=cvftbh0=0.71.43200735=147.147kn 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配置弯起筋：取s=45asbv-vcs0.8fysins=330.8-246.91030.8360sin45=264.7mm2 将抵抗正弯矩的1号钢筋弯起1 28（asb1=(d2)2=615.8mm2）,弯起筋水平投影长度为：m=h-2(as+28)=800-293=614mm,支座边沿到第一批弯起筋上弯点的距离取n=200mmvcs=246.9kn所以需要设置第二批弯起筋，将抵抗正弯矩的2号钢筋弯起1 28（asb2=(d2)2=615.8mm2），则该批弯起筋下弯点到支座边沿的距离为：s2=2s1=1628mm验算弯起点斜截面：v2=12q+gln10-3-2s210-3=1258.98=234.9knvcs=246.9kn该截面满足受剪承载力要求，所以该梁只需配置两批弯起筋。3.6斜截面抗剪承载力复核hwb=650200=3.25v=330.8kn所以截面尺寸和混凝土强度等级适合sv,min=0.24ftfyv=0.241.43270=0.13% sv=asvbs=100.5200200=0.25%sv,min=0.13% 满足要求，也满足构造要求asb1=asb2=(d2)2=615.8mm2 vu1=vcs+vsb=vcs+0.8fyasbsin45=246.9+0.8360615.80.7110-3=372.3knv=330.8kn 所以斜截面抗剪承载力满足要求。由于弯起钢筋为同种型号，且梁的支座边缘处剪力最大，所以支座边缘处斜截面抗剪承载力合格，则整根梁均合格。3.7正截面抗弯承载力复核第一批弯起筋弯起点设计弯矩：m1=12q+gl0s1+lab2-s1+lab2q+gs1+lab22=1258.912.111.3-1.358.91.32=401.2knm 第一批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：mu1=34mu=341202.4=901.8knmm1 第二批弯起筋弯起点设计弯矩：m2=12q+gl0(s2+lab2)-(s2+lab2)q+g(s2+lab2)2=1258.912.112.1-2.158.92.12=611.9knm 第二批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：mu2=78mu=781202.4=1052.1knmm2 所以正截面抗弯承载力符合要求。3.8斜截面抗弯承载力复核s3=ln2-s2=3987.8mmh02=367.5mm 第二批弯起筋弯起点的抵抗弯矩：mu2=78mu=781202.4=1052.1knm m2=12q+gl0x-xq+gx2 当mu2=m2时，解得x=5.08ms4=x-s1-lab2=5.08-0.814-0.441=3825mmh02=367.5mm 故斜截面抗弯符合要求。3.9验算裂缝宽度和挠度梁的最大裂缝宽度验算查表：es=2105n/mm2 ftk=2.01n/mm2 lim=0.4 cr=1.9 s=m0.87h0as=1080.20.877354926=342.9n/mm2 ate=0.5bh+bf-bhf=0.5200800+400-200200=1.2105mm2 te=asate=49261.2105=0.041 =1.1-0.65ftktes=1.1-0.652.010.041342.9=1.01 取1.0max=crses1.9cs+0.08deqte =1.91.0342.921051.923+0.08280.041 =0.32 lim=0.4 故最大裂缝宽度符合要求梁的最大挠度验算：te=asate=49261.2105=0.041 s=m0.87h0as=1080.20.877354926=342.9n/mm2 =asbh0=49262