混凝土课程设计-赖远秋

1、混凝土结构课程设计一、 钢筋混凝土连续梁设计一钢筋混凝土矩形截面两跨连续梁，承受均布恒载标准值为gk=6.8kN/m不含自重，均布活载标准值qk=8.5kN/m，在每跨三分点处截面还承受集中恒载标准值Gk=50kN，集中活载标准值Qk=65kN，活载准永久值系数k=0.5，跨度、截面尺寸如图一所示。混凝土采用C40，受力纵筋HRB335，箍筋HPB300级，按?混凝土结构设计标准GB50010-2021?设计该梁。要求：（1） 进行正截面及斜截面承载力计算，并确定所需的纵筋、箍筋和弯起钢筋的数量。（2） 绘制抵抗弯矩图和弯矩包络图，并给出各根弯起钢筋的弯起位置。（3） 验算裂缝是否满足要求。（

2、4） 验算挠度是否满足要求。解：、设计计算数据设计尺寸 ；;；混凝土C25 ； ；纵筋HRB335 ；箍筋HPB300 2、荷载及内力计算跨度：取两者的较小者梁自重：白灰水泥粉刷：均布恒载不含自重：均布恒载标准值：活载标准值：集中恒载标准值：集中活载标准值： 恒载标准值计算 活载满布时内力计算 仅左跨作用活载时内力计算 仅右跨作用活载时内力计算3、内力组合求最不利荷载及控制截面 + + + 剪力和弯矩包络图如下： 剪力图 弯矩图由图可知剪力的控制截面在、支座截面，弯矩的控制截面在、截面处。4、验算控制截面尺寸按配置两排纵筋验算；取；所以截面尺寸满足要求。5、根据正截面承载力计算纵向钢筋跨中最大

3、正弯矩，按单筋截面设计，采用两排布置。；满足要求，即在截面受拉区配置8根直径为18mm的二级钢筋中间支座为最大负弯矩处， ，钢筋按双排布置。；假设按单筋截面设计：选用7根直径为22mm的二级钢筋，6、根据斜截面承载力配置箍筋和弯起钢筋1左边支座边缘处最大剪力设计值为，而在集中荷载作用下支座边缘的剪力为115.823KN，。所以不需要考虑剪跨比。，只需按构造配置腹筋。选用双肢箍全长配筋。中间支座处：，剪力设计值为所配箍筋和混凝土所能承当的剪力为取；那么在下边缘弯起一根22的纵筋，钢筋弯起点距中间支座边缘的距离为，弯起点处的剪力设计值为。所以还需弯起钢筋。设第一排弯筋弯起点到第二排钢筋终弯点的距离

4、为，那么第二排弯起钢筋的弯起点距中间支座边缘的距离为，到集中力作用处的距离为。所以不需弯起第三排钢筋。7、裂缝验算该构件允许出现裂缝，按三级抗裂计算。在中间支座边缘处 钢筋应力为 矩形截面受弯件下半截面受拉 又因为 换算钢筋直径满足抗裂要求。 8、挠度验算1短期刚度 那么 2挠度增大系数3采用荷载准永久组合时受弯构件的刚度 4跨中挠度由题可知，在+准永久组合作用下，跨中挠度最大。此时，有查表可知双等跨梁挠度作用系数分别为：0.521,0.912,1.466,2.508均布恒载：均布恒载：集中恒载：集中活载：总挠度为：允许挠度为 故挠度满足要求。2、 预应力砼简支梁设计 一多层房屋的预应力混凝土

5、屋面梁，构件及截面尺寸如图二所示。先张法施工时在工地临时台座上进行，在梁的受拉、受压区采用直径9mm的消除应力螺旋肋钢丝。分别在梁的受拉、受压区采用锥形锚具一端同时超张拉钢筋。养护时预应力钢筋与张拉台座温差为250C，混凝土到达设计强度以后放松预应力钢筋，混凝土采用C45，非预应力钢筋采用HRB335钢筋。现该梁为一般不允许出现裂缝构件，承受均布恒栽标准值为gk=16KN/m(含自重)，均布活载标准值qk=14KN/m，活载准永久值系数q=0.5，按?混凝土结构设计标准GB50010-2021?设计该梁。要求：进行正截面承载力计算，估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估算非预应力钢筋。计算总预应

6、力损失。进行梁的正截面承载力计算，确定梁的纵向预应力钢筋和非预应力钢筋。进行梁的斜截面承载力计算，确定梁的箍筋。验算梁的使用阶段正截面抗裂能力是否满足要求。验算梁的使用阶段斜截面抗裂能力是否满足要求。验算梁的使用阶段挠度是否满足要求。验算梁在施工阶段强度及抗裂能力是否满足要求。个人收集整理 勿做商业用途修改图 排版解：1.设计计算条件(1)钢筋预应力钢筋采用消除应力螺旋肋钢丝9，且在受拉、受压区均配置此种预应力钢筋，=1570N/mm2 =1110N/mm2 =410N/mm2=2.05×105 N/mm2 非预应力钢筋采用HRB335级钢筋，= =300 N/mm2 =2.00&#

7、215;105 N/mm2(2)混凝土(C45)=45 N/mm2 =21.1N/mm2 =1.0=1.80N/mm2 =29.6N/mm2 =2.51N/mm2 =3.35×104 N/mm2(3)施工及其他条件构件为“一般不允许出现裂缝构件，允许挠度为L/250,当=时，放松预应力筋。2.内力计算相关跨度 =9600mm =9350mm =9100mm跨中最大弯矩： M=(1.2gk+1.4qk) =×(1.2×16+1.4×14) ×9.352 =424.0kN·m Mk=(gk+qk) =×(16+14) ×

8、;9.352 =327.8kN·m Mq=(gk+qqk) =×(16+0.5×14) ×9.352 =251.3kN·m支座截面处最大剪力：V =(1.2gk+1.4qk)ln =×(1.2×16+1.4×14) ×9.1=176.5kNVk =(gk+qk)ln =×(16+14) ×9.1=136.5kN3. 正截面承载力计算估算纵向预应力钢筋，并根据构造要求估计非预应力钢筋，先令, ,计算先假定中和轴位于翼缘内，那么可按宽度为bf=360mm的矩形截面梁计算，由于弯矩较大，故考

9、虑预应力筋做两排布置，根据构造要求取。那么 =/h0 =0.142与假定相符合。 考虑到抗裂等要求，选配=763.5(129)，并选根据构造要求，预拉区纵向钢筋配筋率应满足 ()/ 即 (为素混凝土面积)，可取(2B10) (2B10)并取,。4.截面几何特征截面划分和编号见下列图，截面几何特征列表计算如下：编号288007602188832931173415366000703421827244390837440041030504213281238328200011723431419719282000050100038129032216670651760494.8329704619544078

10、.239129873195480156.335124073785760596.6329849778510078.5331860113732959248.3747537×241642a ：为各截面的重心至底边的距离： 为各截面的重心至换算截面重心的距离： 为各截面对其自身重心的惯性矩换算截面面积：换算截面重心至底边的距离：59248.3/137329=431mm换算截面惯性矩：5.预应力损失此处，一次张拉，=1.0，=0.75×1570=1178 。第一批预应力损失：扣除第一批预应力损失后： 所以 =270 mm 因为所以受拉区、受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向应力配筋率

11、： 第二批预应力损失 总预应力损失为 100100第二批预应力损失后的，和6. 使用阶段正截面及斜截面承载力计算1截面消压状态2正截面承载力验算鉴别中和轴位置当受压区混凝土压碎时，受压区预应力筋应力： 受拉区 受压区中和轴位于腹板内，属于第二类T型截面梁。 承载力计算 ， ，满足要求。综上所述，正截面承载力满足要求。3斜截面承载力计算复核截面尺寸： 截面尺寸满足要求。计算箍筋 要按照计算配置箍筋，采用双肢箍筋8200，=250.3=100.6mm2斜截面承载力满足要求。4 正截面抗裂验算截面下边缘混凝土的预应力为在荷载效应的标准组合下,截面下边缘混凝土的拉应力为抗裂验算满足一般不开裂要求。(5

12、) 斜截面抗裂验算沿构件长度方向，均布荷载作用下简支梁支座边缘处剪力为最大，假设其为I形截面，其主应力在截面1-1，2-2，3-3处最大，因此必须对以上3处做主应力验算。S1-1=28800×329+6000×272.3+50×120×264+651×329+785×329=13165444mm3S2-2=228800×329+6000×272.3+50×120×264 +651×329+785×329+120×239×239/2 =16592704mm3S3-3=28800×329+6000×272.3+50×120×264 +651×329+785×329+120×239×239/2+120×281×281/2 =21330364mm3 由材料力学中剪应力计算公式得在支座截面处，荷载引起的弯矩为零，所以其正应力也应为零，而由预应力引起的正应力按下式计算：那么 同理可得因此可由公式计算斜截面主拉应力为 因此，I形截面斜截面抗裂满足要求。简支梁支座边缘处实际为T形截面时