混凝土结构设计原理课程设计任务书(19米钢筋混凝土T型简支梁设计)

1、 19 m19 m 钢筋混凝土钢筋混凝土 T T 型型简支梁设计简支梁设计 目录目录 1.前言 . 3 1.1 设计资料 . 2 1.2 设计内容 . 2 2.设计正文 . 4 2.1 拟定梁的截面尺寸 . 4 2.1.1 计算锚固长度 . 4 2.1.2 拟定尺寸 . 5 2.2 内力计算以及内力图 . 5 2.2.1 梁的弯矩 . 5 2.2.2 梁的剪力 . 6 2.2.3 作内力图 . 6 2.3 正截面承载力计算 . 7 2.3.1 正截面承载计算并选配纵向钢筋 . 7 2.3.2 截面检验复核 . 8 2.3.3 翼缘抗弯承载力计算 . 8 2.4 腹筋设计 . 9 2.4.1 设

2、计截面检验 . 9 2.4.2 箍筋配置 . 10 2.4.3 弯起筋设计 . 10 2.5 复核 . 11 2.5.1 正截面抗弯承载力复核 . 11 2.5.2 斜截面抗剪承载力复核 . 11 2.5.3 斜截面抗弯承载力复核 . 11 2.6 配筋图 . 12 2.7 验算该梁的裂缝宽度和挠度 . 13 2.7.1 裂缝宽度 . 13 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 2 2.7.2 挠度计算 . 13 1.前言前言 钢筋混凝土钢筋混凝土简支简支梁设计任务书梁设计任务书 题目题目: : 19 19 m m 钢筋混凝土钢筋混凝土简支简支梁设计梁设计 1.1 设计设

3、计资料资料 某钢筋混凝土简支梁，构件处于正常坏境（环境类别为一 类），安全等级为二级，试设计该梁并绘制其配筋详图。 每位同学的跨度取值为：根据学号尾数在 11m20m 之间选取。 （如：学号尾数为 7 的同学，其选用跨度为 17m） 其他条件及要求：其他条件及要求： 材料：采用材料：采用 C30C30 混凝土，纵筋采用混凝土，纵筋采用 HRB400HRB400 钢筋；箍筋采钢筋；箍筋采 用用 HPB300HPB300 钢筋。钢筋。 荷载：面活载标准值荷载：面活载标准值 2 35/ k qkN m，恒载仅考虑自重，其标准 值按照 3 25/kN m的容重进行计算。 截面尺寸：取翼缘宽度截面尺寸：

4、取翼缘宽度 1000 f bmm，其他尺寸根据荷载大小 自行拟定。 1.2 设计内容设计内容 1.拟定梁的截面尺寸。 2.进行内力（M、V）计算，作内力图。 （按可变荷载控制进 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 3 行荷载组合） 3.正截面承载力计算，选配纵向受力钢筋并复核。 设计翼缘 板上边缘的横向钢筋以保证悬臂板的横向抗弯承载力。 4.腹筋设计，要求必须设置不少于两批弯起钢筋。 5.斜截面抗剪、正截面抗弯和斜截面抗弯承载力的复核， 必要时对腹筋进行修改或调整。 6.作配筋图，要求能完整准确地表达配筋情况。 7.验算该梁的裂缝宽度和挠度。 19 m19 m 钢筋混凝

5、土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 4 2.设计正文设计正文 已知条件已知条件： 混凝土强度等级 C30，1=1.0，c=14.3N/mm 2, t=1.43N/mm 2; HRB400 级钢筋，y = y =360N/mm2, b=0.518,sb=0.384; HPB300 级钢筋，yv=270N/mm 2 2.1 拟定梁的截面尺寸。拟定梁的截面尺寸。 2.1.1 计算锚固长度计算锚固长度 ab=（y/ t）d=0.14 360 1.43 22=775mm,则取ab=800mm 梁的净跨: n=19-0.06-280010 -3=17.34m=17340mm 梁的计算跨度： 0=19-0.0

6、6-80010 -3=18.14m=18140mm 该梁如图 1 所示（手绘） 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 5 2.1.2 拟定尺寸拟定尺寸 高跨比为 1 16 1 10 ，则取 h=1200mm;宽高比为 1 4 1 2.5 , 则取 b=300mm；b=1000mm,h=150mm,b=600mm。 故截面形状如下图所示， 2.2 进行内力（进行内力（M、V）计算，作内力图。）计算，作内力图。 （按可变荷载控（按可变荷载控 制进行荷载组合）制进行荷载组合） 2.2.1 梁的弯矩梁的弯矩 该梁为简支梁，所以最大弯矩值 Mmax在跨中，Mmax = 1 8 q

7、0 2 gk=10.15+0.750.3+0.60.15+0.5 （0.3+0.6） 0.15 25=13.31kN/m 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 6 G=1.2, Q=1.4 q=G gk+Q qk=1.213.31+1.435=64.972kN 则 Mmax = 1 8 64.97218.14 2=2672.458kN/m 该梁的最大弯矩值为2672.458kN/m 2.2.2 梁的剪力梁的剪力 由 V= 1 2 qn 得 V=0 1 2 qn=1.0 1 2 64.97217.34=563.307kN 该梁的最大剪力值 Vmax为 563.307kN 2

8、.2.3 作内力图作内力图 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 7 2.3 正截面承载力计算，选配纵向受力钢筋并复核。正截面承载力计算，选配纵向受力钢筋并复核。 设计翼设计翼 缘板上边缘的横向钢筋以保证悬臂板的横向抗弯承载力。缘板上边缘的横向钢筋以保证悬臂板的横向抗弯承载力。 2.3.1 正截面承载计算并选配纵向钢筋正截面承载计算并选配纵向钢筋 拟定 as=70mm，则 h0=h-as=1200-60=1130mm 1cbh(h0- 0.5h) =1.014.31000150(1130- 150 2 )=2262.975kN/m Mmax 故该截面属于第类 T 型截面，

9、将该截面划分为两部分， 第一部分， As1=1ch(b-b)/y =1.014.3150(1000-300)/360=4170.833mm 2 第二部分， s=M-1ch(b-b)(h0-0.5h)/ 1cbh0 2 = 26724580001.014.3150(1000300)(113075) 1.014.330011301130 =0.1987 A s=7183.395mm 2。 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 8 2.3.2 截面检验复核截面检验复核 =0.45（t/y）=0.45(1.43/360)=0.179% 则min=max0.45（t/y） ，0.2

10、%=0.2% minbh=0.2%3601200=864mm 2 A s ,故该梁不少筋。 1chb=1.014.31000150=2145kN yAs=2594.520kN x=yAs-1ch(b-b)/1cb = 25945201.014.3150(1000300) 1.014.3300 =254.783mm Mmax 因此，该截面的承载力足够，截面安全。 2.3.3 翼缘抗弯承载力计算翼缘抗弯承载力计算 如右图所示， 半边翼缘可看成 悬臂梁， 则其最大弯矩设计值 为 Mmax= 1 2 q 2 = 1 2 64.9720.35 2=3.98kN/m 取 as=35mm，钢筋直径 d=10

11、mm，则 h0=h-as=150-35=115mm 则s=M/1cbh0 2= 3980000 1.014.31000115115 =0.021 sb=0.384 0= 1+12s 2 = 1+120.021 2 =0.989 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 9 As= M/0h0y = 3980000 0.989115360 =97.205mm 2 minbh,即配 10250 纵筋 翼缘复核 x=yAs/1cb = 360314 1.014.31000 =7.90mm Mmax=3.98kN/m 因此设计符合要求。 2.4 腹筋设计，要求必须设置不少于两批弯起钢

12、筋。腹筋设计，要求必须设置不少于两批弯起钢筋。 2.4.1 设计截面检验设计截面检验 Vmax=563.307kN hw=h0-h=1130-150=980mm, hw/b= 980 300 =3.3 Vmax 故截面尺寸满足要求。 Vc=0.7tbh0=0.71.433001130=339.339kN sv,min=0.24(t/yv)=0.24 1.43 270 =0.127%,符合要求，不会出现斜拉破坏。 2.4.3 弯起筋设计弯起筋设计 Vcs = Vc + Vsv = 0.7tbh0 + yvAsvh0/s =0.71.433001130+2701011130/250 =462.59

13、9kN Vcs=462.599kN,所以在距 离支座边缘处250+1060=1310mm处需弯起2根d=22mm的纵筋， 此时，Vcs + 2Vsb=462.599+277.394=617.387kN V1 II. 在距离支座边缘 1310mm 处， V2=563.307（ 17.34 2 -131010 -3）/ 17.34 2 =478.194kN Vcs 故需要在 13102=2620mm 处需要弯起一根直径为 22mm 的纵 筋，此时V2= Vcs + Vsb=462.599+77.394=539.993kN V2 III. 在距离支座边缘 2620mm 处， 19 m19 m 钢筋混

14、凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 11 V3=563.307（ 17.34 2 -2131010 -3）/ 17.34 2 =393.08 V1 （2） 第二批弯起钢筋弯起点处截面 V2=478.194kN， Vcs + Vsb=539.993kN V2 （3） 第三批弯起钢筋弯起点处截面 V3=393.08kN h0/2=565mm。 第二批弯起钢筋充分利用点距支座边缘处 2620m，而弯 起点与跨中距离 D= 17340 2 -13102=6050mm h0/2=565mm。 因此，满足规定要求。 2.6 作配筋图，要求能完整准确地表达配筋情况作配筋图，要求能完整准确地表达配筋情况 19

15、 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 13 2.7 验算该梁的裂缝宽度和挠度。验算该梁的裂缝宽度和挠度。 2.7.1裂缝宽度裂缝宽度 查附表 1 得 C30 混凝土tk=2.01N/mm 2; HRB400 级钢筋 Es=2.0 10 5N/mm2，As=7207mm2,一类环境 c=20mm，lim=0.3mm 标准永久组合下的弯矩值 Mk = 1 8 （qqk+gk） 0 2 = 1 8 （0.435+13.31）18.14 2=1123.327kN/m Ate=0.5bh+(b-b)h=0.53001200+150（300+150） =2.47510 5mm2 te=

16、As /Ate= 7207 247500 =0.0291 deq=(828 2 + 622 2)/(828 + 622)= 26mm sk=Mk/(0.87h0As)= 1123327000 0.8711307207 =158.546N/mm 2 =1.1 (0.65tk)/( tesk)=1.1- 0.652.01 0.0291158.546 =0.8168 该梁为受弯构件，故cr=2.1，则 max=cr（sk/Es）(1.9c + 0.08deq/te) =2.10.8168 158.546 200000 (1.920 + 0.0826/0.0291) =0.149mm lim=0.3mm 因此，满足裂缝宽度要求。 2.7.2 挠度计算挠度计算 查表得 C30 混凝土弹性模量 Ec=310 4N/mm2,=2.0,则 19 m19 m 钢筋混凝土简支梁设计钢筋混凝土简支梁设计 14 = h(b-b)/bh0= (1000300)150 3001130 =0.3097 E = Es/Ec= 200000 30000 = 20 3 ,=