西南交通大学混凝土结构课程设计

混凝土课程设计

姓名

学号

班级:铁道工程五班

指导老师:

设计时间:2018、12。9

目录

1、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书.......................................2

2、设计资料。3

3、内力计算。4

4、跨中支座截而抗弯配筋。6

5、斜截面配筋。9

6、翼缘抗弯设计....................................................11

7、跨中裂缝及挠度验算。13

8、支座截面裂缝验算。15

9、伸臂端挠度验算。16

10、参考文献.......................................................17

1、《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:某过街天桥得简支伸臂梁简图如下图所示，面荷载为除结构构件

自重外得恒载©（含栏杆、装修等）、结构构件自重恒载檄与活载q,在两边伸臂

端端部均作用有集中恒载G与活载Q（模拟梯段荷载）o

g=gl+g2

主要数据:荷载取G=Q=0,除构件自重以外得恒载标准值，活载标准值，自

重标准值按照得容重计算、

跨度L=6〜8nl（不用区分计算跨度与净跨度），桥面宽度B=1、5〜2、4m,每个

同学根据名单上序号确定跨度与桥面宽度,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、12o0

26、2127、2

36o31、6137o32、1

46o4147、4

56、51。7157。52、2

66、6167、6

76o7lo8177、72、3

86、8187、8

96、91、9197o92、4

107、0208o0

序号20之后得依次循环

梁截面形式自行拟定,建议采用工字形；

设计内容⑴跨中与支座截面抗弯配筋；（2）斜截面配筋；（3）跨中挠度与裂缝验

算；（4）支座截面裂缝验算；（5）伸臂端挠度验算。

2o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级则混凝土与钢筋得材料强度设

计值分别为

fc=9.6MPa/=l.lOMPa/；.=/；=300MPafyv=300MPa

=1.04=L0=0.550

实际初拟梁高为h=700mm,此时得梁宽可以初拟为

实际初拟梁宽为b=250mine

初拟因该梁为独立梁，故翼缘板得最大有效宽度为

%皿=Z>+12/?；=250+12x100=1450mmv，=2200mm

截面设计如图所示

2200

1

250.

3O内力计算

梁得永久荷载标准值:

梁得可变荷载标准值:

1、由于跨中荷载对跨中弯矩就是不利得，伸臂部分得荷载对跨中弯矩得作用就是

有利得，出于安全得考虑,在计算跨中最大弯矩时,对伸臂部分得梁得永久荷载分

项系数取loo,可变荷载分项系数取o,对于跨中部分得荷载分项系数取值，则应

判断永久荷载控制还就是可变荷载控制：

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得组合进行承载力极限状态计算，即

—41^^=….m

32.5632.56

210.367

2.伸臂部分得荷载越大,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得组合进行承载力极限状态计算

60.73260.732

182.197

M图

3.计算假面最大剪力时,所有荷载均为不利荷载，应取由可变荷载控制得组合进

行承载力极限状态计算,计算右支座处得剪力：

匕=34.55x7.5/4=64.78kN

VL=34.55x7.5/4-34.55x(7.5+7.5/2)/2=-l29.564kN

所以截面最大剪力为129。564kN

129.564

4、跨中与支座截面抗弯配筋

4、1简支梁跨中截面

截面设计：

初拟则

计算梁得跨中弯矩,弯矩值为

4(L2g«+L4%)/2g«/4)2

82

(1.2x18.525+1.4x8.8)x7.5218.525x(7.5/4)2

=-----------------------------------------=210.367KNTmm

82

—=1.0x9.6xl450xl00x660——xlO-6=849.12kN-m>M=210.367kN-m

4用%2JI2)

所以该截面为第•类截面。于就是有

（非超筋）

二空餐Q9.6„0377x66。="54.52mm?

A=

4300

45f(45x1M

pmin=max0.2,j%=max0.2,---%=max(0.2,0.165)%=0.2%

f”k300}

2

A>“而x(bh+(bf)=0.2%x(250x700+(2200-250)x100=740mm

所以选配钢筋4苴20,单排布置二1256mm2

截面复核:

假设箍筋选取双肢苴6,则:

属于第一类截面

-6

Mu=aJcb\x^-|j=1.0x9.6x1450x27.07x^659-^—xlO

=243.2kN•m>=1.0x210.367kNm=2i0.367kN•m

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

4o2简支梁支座截面

截面设计：

计算梁得支座弯矩,弯矩值为

初拟则

%/4%1％一与=1.0x9.6xl450xl()()x(660-岑)xl()-6=849.12kN-m>M=60.732kN-m

所以该截面为第一类截面、于就是有

=")x96xl450xW)05x66。二

A307J7mm

A3(X)

A<〃向x(bh+(与一/?)/?；)=0.2%X(250x7(X)+(2200-250)x100=740mm2

所以按最小配筋率配筋，取4也16,4=804mm\

截面复核:

假设箍筋选取双肢姬，则：

属于第一类截面

X17.33、

4-3=1.0x9.6xl450xl7.33x661xl0《

\N

=157.365kN•m>70M=1.0x60.732kN•m=60.732kN•m

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：

V=129.564kN<0.25尾力4=O.25x1.0x9.6x250x660x10^=396kN

满足条件。

检查就是否需要按计算配置腹筋：

V=129.564kN>0.7//?^=0.7x1.10x250x660x10-3=127.05kN

必须按计算配置腹筋C

暂定只配箍筋,选用双肢顿箍筋，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

P二&56.6

KSVI=0.1132%>pmin=0.24=0.24x—=0.088%

bs250x200Jyv300

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：

0.7/避％=0.7x1.10X250X661X10-3=127.242kN<=129.564kN

由《混规》知箍筋直径与箍筋间距满足要求

&=56.6=°J132%>=o24工=0.24x—=0.088%

”bs250x200m,nJ；,300

非斜拉破坏、

上限值验算:

,属一般梁

V=129.564kN<0.25戊，力%=0.25xl.0x9.6x250x661xl0-3=396.6kN

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

.9751rl

I亘

,取单位宽度

则翼缘得永久荷载标准值：

翼缘得可变荷载标准值：

此时所有荷载均为不利荷载应判断永久荷载控制还就是可变荷载控制:

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得组合进行承载力极限状态计算，即

初拟则

（非超筋）

%=maxfo.2,45xL1>

0min=max0.2,%=max(0.2,0.165)%=0.2%

半I300)

IA

所以按最小配筋率配筋，

根据《混规》中得规定选取顿140(),符合《混规》箍筋设计中最小直径与最大

间距得构造要求，因此也将此钢筋当作正截面上下翼缘部分得箍筋。

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与挠度。

取准永久组合系数为

准永久组合荷载为：

跨中最大弯矩为：

上心产045x7.5122.045x(7.5/4)2-3

98282

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》得阂件受力特征系数为:

54

4=1.54MPaacr=1.9Es=2.0xl0MPaE=2.55x10MPa

p2f)x105

%=二=------=7.84%=h-a=700-41=659mmc=20+5+6=31mm

£E2.55xlO4tsv'

A1256

P==0.34%

(bh+(bf-b)%)(250x700+(2200-250)x100

1256

A=().44%<0.01,4X0.01

Pte=

0.5/?/?+(bf-/?)/?；0.5x250x700+(2200-250)x100

梁得短期刚度:

X5XX2

B二E.2I01256659=1.37xl014Nmm2

ic/ocr6x7.84x0.0034

“LW+0.2+畿1.15x0.48+0.2+----------------

1+3.5x0.728

7O2跨中裂缝验算

相关数据与上一问相同，故可直接带入，且4q=20mm

8、支座截面裂缝验算

查《混规》得：

5

JLIK=1.54MPaaVI,=1.9ES=2.OxlOMPa«§=20+25+6+—=39mm

\=h-as=700-39=661mmcv=20+5+6=31mm=16mm

p„=-----------------------=-------------------------------------------=0.00284<0.01,取0.01

,e05bh+3/—b)h10.5x250x700+(2200-250)x100

^=1.1-0.65^^-i54

=1.1-0.65X——--------=-0.094<0.2,取材=0.2

0.01x83.81

9、伸臂端挠度验算

梁得短期刚度:

EAW2X105X804X6612