工程结构设计原理课设.doc

工程结构设计原理课程设计钢筋混凝土伸臂梁设计（一）设计条件如图所示钢筋混凝土伸臂梁，计算跨度l17000mm，l21800mm，支承在370mm厚砖墙上；承受均布恒荷载设计值g1g232kN/m，均布活荷载设计值q148kN/m，q2118kN/m；采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋，试求梁的配筋、绘制材料图、确定纵筋的弯起和截断位置、绘梁的配筋纵断面和横断面，列出钢筋表（说明构件的名称、钢筋编号与规格、钢筋简图、直径、长度、根数、总长和重量等）。绘制CAD图，统一打印A3图纸。（二）梁的内力和内力图1.截面尺寸高跨比h/l=1/9.3，符合高跨比的一般规定；初选h0=h-as=750mm-60mm= 690mm (按两排布置纵筋)。2.荷载计算梁自重设计值（包括梁测15mm厚粉刷重）g2=1.2 X 0.25m X 0.75m X 25kN/m3+1.2 X 20kN/m3 X0.015m X(0.7m X 2+ 0.25m+0.3m)=6.2658kN/m则 梁的恒荷载设计值 g=g1+g2=32kN/m+6.2658kN/m=38.2658kN/m3.梁的内力和内力包络图恒荷载g作用于梁上的位置是固定的，计算简图如下图所示；活荷载q1,q2的作用位置有三种可能情况，如下图b,c,d所示。绘梁的内力图和内力包络图，如下图所示（三）配筋计算1.已知条件混凝土强度等级C25，1=1，c=11.9 N/mm2 ，t=1.27 N/mm2 ;HRB335钢筋，y=300 N/mm2 , b=0.550; HPB235箍筋，yv=210 N/mm2 。2.截面尺寸验算沿梁全长的剪力设计值的最大值在B支座左边缘，Vmax=266.65 kN。hw/b=690mm/250mm=2.76 Vmax = 322.14kN故截面尺寸满足要求。3.纵筋计算（采用单筋截面）（1） 跨中截面（M = 497.84 kNm）=1-1-2M1cbh02=1-1-2497.84106Nmm11.9N/mm2250mm6902=0.4546 0.2bh=0.2250mm690mm=345mm2 选用4B28+2B22,As=3223mm2.。（2）支座截面（M=281.28kNm）按单排配筋，令as=40mm,则h0=750mm-40mm=710mm。可得=1-1-2281.28106Nmm11.9N/mm2250mm7102=0.1861As=11.9N/mm2250mm710mm0.1861300N/mm2=1310.5mm2选用4B22，As=1520mm2。选择支座和跨中钢筋时，应考虑纵向钢筋的弯起.设计中选用了2B22弯起。4.腹筋计算（1）可否按构造配箍0.7ftbh0=0.7 X 1.27N/mm2 X 250mm X 690mm =153.35 kN V故只需按构造配箍，选用A8200。弯起点距支座边缘距离50mm+700mm =750mm 。校核弯起点剪力，Vc+Vsv=Vc+1.25 yvAsbh0/s=Vc+1.25210N/mm2101mm2690mm/200mm=153.35kN+91.47kN=244.82kNV=212.41kN，满足要求。b.B支座左剪力设计值V=322.14kN，Vc +Vsb =244.82kN，与设计值相差不大，适配A8200则Vu=Vc +Vsv+Vsb=153.35kN+91.47kN+128.98kN=373.80kNV满足要求。故选用A8200，弯起点距支座边缘距离 250mm+700mm=950mm 。校核弯起点剪力，Vu= Vc +Vsv=153.35kN+91.47kN=244.82kNV=240.18kN ，满足要求。c.B支座右剪力设计值V=252.37kN，AsvsV-Vc1.25yvh0=252.37kN-153.35kN1.25210N/mm2710=0.5313初选箍筋直径A，则s101mm/0.5313=190mm取s=150mm，箍筋选用A8150。（四）进行钢筋布置和作材料图（伸臂梁配筋图）纵筋的弯起和截断位置由材料图确定，故需按比例设计绘制弯矩图和材料图。1.按比例画出弯矩包络图AB跨正弯矩包络图由（a）+（b）确定。Mx=g21-l22l12l1x-x2+q12(l1-x2)AB跨最小弯矩由（a）+（c）确定。Mx=g21-l22l12l1x-x2-q22l22l1x以上x均为计算截面到A支座中心处轴线的距离。BC跨弯矩由（a）+（d）确定（以C点为坐标原点）Mx=12（g+q2）x22.确定各纵筋承担的弯矩跨中钢筋4B28+2B22，由抗剪计算弯起2B22，按两种钢筋的面积比将正弯矩包络图用虚线分为两部分，虚线与包络图的的交点就是钢筋强度的充分利用截面或不需要截面。支座负弯矩钢筋4B22，其中2B22为跨中弯起钢筋，其余2B22编号，两部分钢筋也按面积比将负弯矩包络图用虚线分为两部分。3.确定纵筋截断位置号钢筋的理论截断点是负弯矩为零的点，其中h0=690；1.2la+h0=1.2X728mm +690mm=1564mm。根据材料图，该筋截断位置由1564mm控制。（五）绘梁的配筋图梁的配筋图包括纵断面图、横断面图及单根钢筋图。1.按比例画出梁的纵断面面和横断面纵横断面可用不同比例。2.画出每种规格钢筋在纵、横断面上的位置并进行编号（1）直钢筋4B28全部伸入支座，伸入支座锚固长度las12d=12X28mm= 336mm，为便于施工，伸入A支座长度取370mm-20mm=350 mm ；伸入B支座长度取350mm。故该钢筋总长=350mm+350mm+(7000mm-370mm)=7330mm。（2）弯起钢筋2B22，在A支座附近弯上后锚固于受压区，应使其水平长度 10d=10X20mm=200mm，实际取370mm-25mm+50mm=395mm ;在B支座左侧弯起后，穿过支座伸至其端部后下弯20d。斜弯段水平投影长度=750mm-25mmX2=700mm,则号钢筋的各段长和总长即可确定。（3）负弯矩钢筋2B22左端的实际截断位置为正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面之外710mm。同时，从该钢筋的充分利用截面延伸的长度为2190mm，大于h0+1.2la 。右端向下弯折20d=440mm。该筋同时兼做梁的架立钢筋。（4）AB跨内的架立钢筋可选2B12，左端伸入支座370mm-25mm=345mm处，右端与筋搭接，搭接长度取150mm(非受力搭接)。该钢筋编号为，其水平长度=345mm+(7000mm-370mm)-(250mm+2190mm)+150mm=4685 mm 。伸臂下部的架立钢筋可同样选