结构设计原理课程设计---装配式钢筋混凝土简支T梁设计.doc

南昌工程学院结构课程设计 课程设计题目：装配式钢筋混凝土简支T梁设计1） 已知设计数据及要求：梁全长L=18m，计算跨径L=17.5。横截面如图（1）所示。采用C30号混凝土，受拉钢筋为HRB335钢筋，箍筋为R235钢筋。图（1）梁控制截面的计算内力为：跨中截面：M=1078.07kNm ，Q=76.64 kN；1/4跨截面：M=828.3 kNm；支点截面：M=0 ，Q=284.39 kN；要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。2）跨中截面的纵向受拉钢筋计算（1）T型截面梁受压翼板的有效高度由图所示的T型截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度， mm。则可得到：=5834mm（2）钢筋数量计算由附表查得，。查表4-2得。（相对界限受压区高度） ，则弯距计算值。采用焊接钢筋骨架，故设，则截面有效高度为：=13.8*1500*110*(900-110/2)=1924.07 KNM M(=1078.07 KNM )故属于第一类T型截面。由公式可得到1078.0710=13.81500x(900-x/2)求解二次方程得到合理解：x=59.9d=25mm，且满足附表1-8中的规定。钢筋间横向净距S=180215228.4=73.231.25mm及1.25d=1.2525=31.25mm。故满足构造要求。下面进行截面复核。由图（2）钢筋布置图可求得：=98mm则实际有效高度 h。=100098=902mm =13.81500110=2.28KNm=2804428=1. 24 KN.m由于，故为第一类截面。x= = 60.5mm由式求的抗弯承载力：=13.8 1500 60.5 (90260.5/2)=1091.74 KNMM(1078.07 KNM)又 =2.7%0.2%，故截面复核满足要求，设计安全。3.腹筋设计（1）截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋225通过支座截面，支点截面有效高度为：h。=1000(30+28.4/2)=955.8mm=0.5110180955.8 =480。6KN截面尺寸符合设计要求。（2）检查是否需要计算配置箍筋跨中段截面：0.51101.39180902=112。84KN支座截面：0.51101.39180955。8=119。57KN因，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段按计算配置箍筋。（3）计算剪力图分配支点处剪力计算值，跨中出剪力计算值。图（3）112.84KN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图比例求得，为=8750在长度范围内可以按照构造配置箍筋。同时，根据公桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1000mm范围内，箍筋间距最大为100mm。距支座中心线为h/2处的计算剪力值（）由剪力包络图按比例求得，为：=272。52KN其中应混凝土和箍筋承担的剪力计算值为0.6=163。5kN；应有弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为0.4=109， 设置弯起钢筋轻区段长度为4590。6mm（如图（4）所示）（4）箍筋设计采用直径为8mm的双肢钢筋，箍筋截面积=n=250。3=100。6mm。在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。设计箍筋时，式中的斜截面内纵筋配筋百分率及截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下。跨中截面：=2.72.5，取=2.5，=902mm支点截面：=0.57，=955.8mm则平均值分别为p=1.535， =928.9mm箍筋间距 =444.77mm考虑公桥规的构造要求。若箍筋间距计算值取=291mm=500mm及400mm，满足规范要求。箍筋配筋率=0.18%（R235钢筋），故满足规范规定。综合上述计算，在支座中心向跨径方向的1000mm范围内，设计箍筋间距=100mm；然后跨中截面统一的箍筋间距取=300mm。（5）弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为，钢筋重心至梁受压翼板上缘距离为a=56mm。弯起钢筋的弯起角度为，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定，来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上、下弯起之间垂直距离，现拟订弯起N1N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离中心截面处。弯筋的弯起角为，弯起钢筋的弯起点距支座中心距离等值见下表。 根据公桥规的要求,简支梁的第一排弯起钢筋(对支座而言)的末端弯折点应位于支座中心截面处. 这时=1000-(30+28.4*1.5)+(43+25.1+28.4*0.5)=84.51mm弯筋的弯起角为,则第一排弯起钢筋（2N5）弯起点距支座中心为845.1 mm 第二排弯起钢筋（2 N4）=816.7841.5+816.7=1661.8mm分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系得 得=100.8KN所需要提供弯起钢筋面积（）为第二排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离为：对于第三排弯起钢筋分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值，由比例得： 得=81.4KN所需要提供弯起钢筋面积（）为第三排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离为：对于第四排弯起钢筋=1000-（30+28.4*3+20.5*1.5）+（43+25.1+20.5*0.5）=2083.45mm分配给第四排弯起钢筋的计算剪力值,由比例得： 得=44.1KN则对于第五排弯起钢筋=1000-（30+28.4*3+20.5*2.5）+（43+25.1+20.5*0.5）=755.2mm分配给第四排弯起钢筋的计算剪力值由比例得：得=26.16KN则又以上可知，弯起N1钢筋的弯起点距支座中心的距离为3988.9mm4590.6+500=5090.6mm 即在弯起长度范围之外，故不需焊接弯起钢筋计算表弯起点1334567845.1816.7796.2775.7755.2745745xi845.11661.824583233.73988.94733.95478.9Vsbi109100.881.444.126.168.47需要Asbi735679548.26297176.257.05提供Asbi982982509509509101Xc417.71262.82083.452879.653655.354410.6弯起钢筋N3提供的弯起面积小于截面所需的钢筋面积,因此需要在N3相同的弯起位置加焊接斜筋,使得总弯起面积509+101=610548.26 从而满足要求按照计算剪力初步布置弯起钢筋. 如图如图（5）图5 由已知跨中截面弯距计算值为支点中心处, 做出梁的弯距 如图按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图5各排弯起钢筋弯起后,响应正截面抗弯承载力 计算如下表;钢筋弯起后各正截面抗弯承载能力梁区段截面纵筋有效高度T型截面类别受压区高度抗弯承载能力支座中心-1225955.8第一类13.3261.31-2425941.6第一类26.6511.22-3625927.4第一类39.9747.53-4625+ 218919.62第一类46.8868.34-5625+418911.19第一类53.6981.35-6625+618902第一类60.51091.746梁跨中625+618+218902第一类60.51091.74现在以图5中所示弯起钢筋弯起点初步位置来,逐个检查是否满足的要求第一排弯起钢筋（2 N5）其充分利用点L的横坐标X=6345而N5的的弯起点1的横坐标X1=8750845=7905 说明L点位于1点右边且X1X=1560 /2=470.8 满足要求 其不需点M的横坐标X=7616 而N5与梁中轴线交点1横坐标X1=8750-845/2=8327.5X=7616满足要求 第二排弯起钢筋（2 N4）其充分利用点K的横坐标X=4813而N4的的弯起点2的横坐标X2=7905-817=7088 说明K点位于2点右边且X2X=2257 /2=463.7 满足要求 其不需点L的横坐标X=6345而N4与梁中轴线交点2横坐标X2=8750-(845+817/2)=7496.56345 满足要求第三排弯起钢筋（2 N3） 第四排弯起钢筋（2 N2） 第五排弯起钢筋（2 N1） 经验算,均符合规定, 满足要求4 截面抗剪承载能力复核图6对于钢筋混凝土剪支梁斜截面抗剪承载力的复核按照关于复核截面位置和复核的方法进行要求 以距离支座中心为h/2处斜截面抗剪承载力的复核（1） 选定截面顶端位置 由图可知,距支座中心为h/2处截面的横坐标为x=8750500=8250mm，正截面有效高度=955.8 mm，经过计算，取斜截面投影长度=560mm，则得到选择的斜截面顶端位置A。图6 横坐标为x=6750580=6170mm（2） 斜截面抗剪承载力复核A处正截面的剪力，及相应的弯矩计算如下：=76.64+(284.39-76.64)=259.22KN=kNmA处正截面有效高度=941.6mm=0.942m则实际广义剪跨比（m）及斜截面投影长度（c）分别为：=3c=0.6m