西南交通大学混凝土结构课程设计.doc

.混凝土课程设计姓 名：陈发明学 号：2016117141班 级：铁道工程五班指导老师：严传坤设计时间：2018.12.9目 录1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书22、设计资料33、内力计算44、跨中支座截面抗弯配筋65、斜截面配筋96、翼缘抗弯设计117、跨中裂缝及挠度验算138、支座截面裂缝验算159、伸臂端挠度验算1610、参考文献171.混凝土结构设计原理课程设计任务书题目：某简支伸臂梁设计基本条件：某过街天桥的简支伸臂梁简图如下图所示，面荷载为除结构构件自重外的恒载g1（含栏杆、装修等）、结构构件自重恒载g2和活载q，在两边伸臂端端部均作用有集中恒载G和活载Q（模拟梯段荷载）。GQGQL000LLg=g1+g2q主要数据：荷载取G=Q=0，除构件自重以外的恒载标准值 ,活载标准值，自重标准值按照的容重计算。跨度L=68m（不用区分计算跨度和净跨度），桥面宽度B=1.52.4m，每个同学根据名单上序号确定跨度和桥面宽度，如下表；序号跨度（m）桥面宽度（m）序号跨度（m）桥面宽度（m）16.11.5117.12.026.2127.236.31.6137.32.146.4147.456.51.7157.52.266.6167.676.71.8177.72.386.8187.896.91.9197.92.4107.0208.0序号20之后的依次循环梁截面形式自行拟定，建议采用工字形；设计内容（1）跨中和支座截面抗弯配筋；（2）斜截面配筋；（3）跨中挠度和裂缝验算；（4）支座截面裂缝验算；（5）伸臂端挠度验算。2.设计资料采用建筑结构相关规范进行计算。设该构件处于正常环境（环境类别为一类），安全等级为二级.混凝土强度等级为C20，钢筋为HRB335级，箍筋为HRB335级，则混凝土和钢筋的材料强度设计值分别为实际初拟梁高为h = 700 mm，此时的梁宽可以初拟为实际初拟梁宽为b = 250 mm。初拟 因该梁为独立梁，故翼缘板的最大有效宽度为截面设计如图所示3.内力计算梁的永久荷载标准值：梁的可变荷载标准值：1.由于跨中荷载对跨中弯矩是不利的，伸臂部分的荷载对跨中弯矩的作用是有利的，出于安全的考虑，在计算跨中最大弯矩时，对伸臂部分的梁的永久荷载分项系数取1.0，可变荷载分项系数取0，对于跨中部分的荷载分项系数取值，则应判断永久荷载控制还是可变荷载控制：当永久荷载控制时：跨中荷载设计值：当可变荷载控制时：跨中荷载设计值：应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，即 2. 伸臂部分的荷载越大，则支座截面负弯矩越大，所以伸臂部分荷载为不利荷载，应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算3. 计算截面最大剪力时，所有荷载均为不利荷载，应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，计算右支座处的剪力：所以截面最大剪力为129.564kN4.跨中和支座截面抗弯配筋4.1简支梁跨中截面截面设计：初拟则计算梁的跨中弯矩，弯矩值为所以该截面为第一类截面。于是有（非超筋）所以选配钢筋4f20，单排布置，As = 1256 mm2 截面复核：假设箍筋选取双肢f6，则：属于第一类截面显然，满足安全性要求。相对受压区高度为（非超筋）（非少筋）经检验，合格4.2简支梁支座截面截面设计：计算梁的支座弯矩，弯矩值为初拟则所以该截面为第一类截面。于是有 所以按最小配筋率配筋，取4f16，As = 804 mm2。截面复核：假设箍筋选取双肢f6，则：属于第一类截面显然，满足安全性要求。相对受压区高度为（非超筋）（非少筋）因受压区也配有钢筋，故构件实际承载能力大于Mu，检验合格5.斜截面配筋截面设计：根据截面尺寸可知，属一般梁因此可以检查截面尺寸限制条件：满足条件。检查是否需要按计算配置腹筋：必须按计算配置腹筋。暂定只配箍筋，选用双肢f6箍筋，则因此箍筋间距应满足由混规得箍筋间距还应满足：所以选取由于正截面纵向钢筋太少且剪力设计值较小且配置有箍筋，所以无需设置弯起筋。截面复核：截面最大剪力设计值为：下限值验算：由混规知箍筋直径和箍筋间距满足要求非斜拉破坏。上限值验算：，属一般梁非斜压破坏。经检验，合格6.翼缘抗弯设计截面设计：翼缘尺寸如图所示，取单位宽度则翼缘的永久荷载标准值：翼缘的可变荷载标准值：此时所有荷载均为不利荷载应判断永久荷载控制还是可变荷载控制：当永久荷载控制时：当可变荷载控制时：应取由可变荷载控制的组合进行承载力极限状态计算，即初拟则（非超筋）所以按最小配筋率配筋，根据混规中的规定选取f6140（），符合混规箍筋设计中最小直径和最大间距的构造要求，因此也将此钢筋当作正截面上下翼缘部分的箍筋。7.跨中裂缝及挠度验算正常使用极限状态下，使用准永久组合计算裂缝和挠度。取准永久组合系数为准永久组合荷载为：跨中最大弯矩为：支座处最大弯矩为：7.1跨中挠度验算对于一类环境，三级裂缝控制等级，查混规得构件受力特征系数为：梁的短期刚度：7.2跨中裂缝验算8.支座截面裂缝验算9.伸臂端挠度验算梁的短期刚度：通过简要分析，可得伸臂端的挠度是向上的，而伸臂部分的荷载为有利荷载，故可通过计算伸臂部分荷载为0时的伸臂端挠度来简单验算，此时计算挠度大于实际挠度，则根据混规中的规定在梁两侧每侧沿高度配置f10150的纵向钢筋，即腰筋。10.截面