《混凝土结构设计基本原理》课程设计报告书

/混凝土课程设计题目:铁路桥涵钢筋砼简支梁设计指导教师:魏标姓名:班级:土木试验1101班学号:121711012720XX1月12日一、设计概要一钢筋混凝土工字型截面简支梁.承受均布二期恒载g=21kN/m〔不含自重.均布活载q=76kN/m.计算跨度12m.截面尺寸如图所示。混凝土采用C35.受力纵筋采用HRB335级.箍筋采用Q235级.按《铁路桥涵设计规范〔TB10002.3-2005》设计该梁。要求：按抗弯强度确定所需的纵筋的数量。设计腹筋.并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。验算裂缝是否满足要求。验算挠度是否满足要求。绘梁概图：以半立面、剖面表示出梁各部尺寸。绘主梁钢筋图：以半跨纵剖面、横剖面表示出梁内主筋、箍筋、斜筋、架立钢筋、纵向水平及联系筋的布置和主筋大样图。二、设计计算2.1设计计算数据混凝土C35：=11.8MPa.n=10〔其他构件HRB335级钢筋：.2.2内力弯矩计算一期恒载选25kN/m跨中最大弯矩：2.3配置主筋弯矩较大.假设受拉钢筋按两排布置。2.4正截面承载力验算先假定中性轴在翼板中.按的矩形计算。中性轴在腹板内.与假定不符.应重新计算x值。由Sa=Sl整理得：解得：x=518.9mm.其中.I是受压区混凝土对X轴的惯性矩.S是受压区混凝土对X轴的静矩。=1900120<518.9-60>+800<518.9-120>^2+1209600<518.9-180^2=296994968==则有y=221.9mm内力臂为：钢筋拉应力为：最外侧钢筋的拉应力：混凝土的压应力：∴应力满足要求.截面安全.所需的受拉钢筋满足要求。2.5斜截面承载力计算〔1剪应力计算支座处最大剪力为假定z沿梁长不变.并取最大弯矩处〔跨中截面内力臂z=1478mm。〔2绘剪应力图.确定需要计算配腹筋的区段当混凝土为C35时.查得..。最大主拉应力.故不必加大梁截面或提高混凝土强度等级.但.则必须进行腹筋的计算.在区段内.则可由混凝土承受主拉应力。由上图可知.需要计算设置腹筋的区段长度为:L=〔3箍筋的设计箍筋按构造要求选用.由于梁肋较宽b350mm.故箍筋采用双肢.选用Q235级钢筋.直径dk=10mm.间距Sk=300mm.沿梁长等间距布置。箍筋所承受的主拉应力为:〔4斜筋设计剪应力图中需要斜筋承受的面积为:所需斜筋总面积为: 可取=4根〔5用作图法确定斜筋位置4根斜筋分批弯起.每次弯起一根.分别为1N1、1N2、1N3、1N4.将剪应力图4等分.如图所示。在弯矩包络图中.M=2196KN·m而由图可见.材料图恰当地覆盖了弯矩图。在计算配置斜筋的区段内.任何竖向截面至少能与一根斜筋相交.因而抗剪强度满足计算与构造要求。另外.在上述弯起斜筋以外.在靠近支座处还弯起了一批斜筋2N5这是为了加强支座截面而设的.不再抗剪计算之内。主拉应力分配图材料图与斜筋位置弯起位置承载力验算梁两端支座反力：F截面1-1：距离左支座处4244mm实际弯矩M=2008KN••m容许弯矩M=3518KN••m因此：安全截面2-2：距离左支座处2896mm实际弯矩M=1608KN••m容许弯矩M=3015KN••m因此：安全截面3-3：距离左支座处1966mm实际弯矩M=1203KN••m容许弯矩M=2513KN••m因此：安全截面4-4：距离左支座处1205mm实际弯矩M=793KN••m容许弯矩M=2010KN••m因此：安全截面5-5：距离左支座处0mm实际弯矩M=0KN••m容许弯矩M=2010KN••m因此：安全三、裂缝宽度验算活载作用下弯矩：恒载作用下弯矩：钢筋为HRB335级钢筋.裂缝计算宽度为〔.一般大气条件下的地面结构.无防护措施。=1.0995∴裂缝宽度满足要求。四、挠度验算换算截面面积：换算截面重心轴至底边的距离：换算截面惯性矩：截面几何特征编号Ai<mm2>a<mm>S=Aia<mm3>12280001840419520×10329600174016704×1033489000965471885×1034400002178600×1035105000757875×103614140812519640×103静定结构不考虑受拉区混凝土.计入受拉钢筋.所以截面几何特征如下：编号Ai<mm2>a<mm>yi*<mm>Aiyi2<mm3>Ii<mm4>12280001840700.3511183174.8×10427360×104296001740600.353918507.6×1047680×10431196701580.6440.92326298.8×104157849.7×10461571201251014.6516175733×104表中：a——各截面Ai的重心至底边的距离；yi*——各截面的重心至换算截面重心的距离；Ii——各截面对其自身重心的惯性矩；梁的最大挠度为：∴挠度验算满足要求。五、架立筋及纵向构造钢筋根据构造要求.在上翼板四个角点配置4根架立钢筋4Φ12.在翼板上沿配置2根架立钢筋2Φ12.在下翼板四个角点配置4根架立钢筋4Φ12。由于梁的高度h=1900mm>1000mm.所以应在梁的两侧沿高度配置纵向构造钢筋.且间距为130mm.取20Φ12.10排布置.并设置腰筋Φ12@300mm。参考文献：[1]袁锦根,余志武.混凝土结构设计基本原理[M].北