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1、混凝土课程设计 姓 名:陈发明 学 号:0 班 级:铁道工程五班 指导老师:严传坤 设计时间:20、1。9 目 录、钢筋混凝土伸臂梁设计任务书.、设计资料3、内力计算 4、跨中支座截面抗弯配筋6 5、斜截面配筋 6、翼缘抗弯设计.1、跨中裂缝及挠度验算13 8、支座截面裂缝验算 59、伸臂端挠度验算16 1、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g1(含栏杆、装修等)、结构构件自重恒载 g2与活载,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)。G QG QL
2、 LL g=g1+g2 q主要数据:荷载取 G=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=68m(不用区分计算跨度与净跨度),桥面宽度=、52、,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()桥面宽度(m)1 6、1、1 7、1 2。2 6、12 7、2 3 6。3 1、6 13 7。3 2、1 4 6。4 1 7、4 5 6、1。7 5 7。5 2、2 6、6 1 7、6 7。7 1。8 17、7 2、3 8、8 8 7、8 9 6、9 1、9 19 7。、1 7、0 2。序号 20 之后得依次循环 梁截面形式
3、自行拟定,建议采用工字形;设计内容(1)跨中与支座截面抗弯配筋;()斜截面配筋;()跨中挠度与裂缝验算;(4)支座截面裂缝验算;()伸臂端挠度验算。2。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 HRB35 级,箍筋为 HR35 级,则混凝土与钢筋得材料强度设计值分别为 ctyv11b 9.6 MPa 1.10 MPa 300 MPa 300 MPa1.01.00.550yyfffff 实际初拟梁高为h=700 m,此时得梁宽可以初拟为 实际初拟梁宽为=20 m。初拟 因该梁为独立梁,故翼缘板得最大有效宽度为
4、 f,maxff1225012 1001450 mm()0.2%(250 700(2200250)100740mmffAbhbb h 所以选配钢筋 40,单排布置,As=1256 mm2 截面复核:假设箍筋选取双肢,则:属于第一类截面 6u1c f0027.071.0 9.6 1450 27.076591022243.2 kN m1.0 210.367kN m210.367 kN mxMf b x hM 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。2 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 m60.732kNmkN 849.12102100-6
5、6010014506.90.12601Mhhhbffffc所以该截面为第一类截面、于就是有 1c02sy1.0 9.6 1450 0.01005 660307.77mm300ff bhAf 2smin()0.2%(250 700(2200250)100740mmffAbhbb h 所以按最小配筋率配筋,取 41,s 80 mm2、截面复核:假设箍筋选取双肢6,则:属于第一类截面 6u1c f0017.331.0 9.6 1450 17.336611022157.365 kN m1.0 60.732kN m60.732 kN mxMf b x hM 显然,满足安全性要求、相对受压区高度为(非超筋
6、)(非少筋)因受压区也配有钢筋,故构件实际承载能力大于u,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:3cc0129.564kN0.250.25 1.0 9.6250660 10396 kNVf bh 满足条件。检查就是否需要按计算配置腹筋:3t0129.564kN0.70.7 1.10250660 10127.05kNVf bh 必须按计算配置腹筋。暂定只配箍筋,选用双肢6 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 tminyv56.61.10.1132%0.240.240.088%250200300svsvAfbs
7、f 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:3t0max0.70.7 1.10250661 10127.242kN129.564kNf bhV 由混规知箍筋直径与箍筋间距满足要求 tminyv56.61.10.1132%0.240.240.088%250200300svsvAfbsf 非斜拉破坏、上限值验算:,属一般梁 3cc0129.564kN0.250.25 1.0 9.6250661 10396.6 kNVf bh 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 ,取单位宽度 则翼缘得永久
8、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)min4545 1.1max 0.2,%max 0.2,%max 0.2,0.165%0.2%300tyff 所以按最小配筋率配筋,根据混规中得规定选取614(),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:2222(/4
9、)22.0457.522.045(7.5/4)116.253 kN m8282qqlq lM 支座处最大弯矩为:7、跨中挠度验算 对于一类环境,三级裂缝控制等级,查混规得构件受力特征系数为:54tkcrs5s0s4 1.54 MPa 1.92.0 10 MPa2.55 10 MPa2.0 107.8470041659 mm c20+5+6=31mm 2.55 10cEscfEEEhhaE12560.34%()(250 700(2200250)100sffAbhbb h 12560.44%0.01,0.010.5()0.5 250 700(2200250)100steffAbhbb h取 梁得短
10、期刚度:2205142s1261.150.21.150101256 6591.37 10 N mm6 7.84 0.00340.481+3.5 0.7281+.3.25ssEfE A hB 7。2 跨中裂缝验算 eq=20mmd相关数据与上一问相同，故可直接带入，且 8、支座截面裂缝验算 5tkcrss0seq16 1.54 MPa 1.92.0 10 MPa 20+5+6+=39mm 270039661mm c20+5+6=31mm 16mmsfEahhad查混规得：8040.002840.01,0.010.5()0.5 250 700(2200250)100steffAbhbb h取 tk
11、tesq1.541.10.651.10.650.0940.2,0.20.01 83.81f 取 9、伸臂端挠度验算 梁得短期刚度:2205142s2261.150.210804 6611.53 10 N mm6 7.84 0.00220.21+3.5 0.7281+1.150.23.5ssEfE A hB 通过简要分析,可得伸臂端得挠度就是向上得,而伸臂部分得荷载为有利荷载,故可通过计算伸臂部分荷载为 0 时得伸臂端挠度来简单验算,此时计算挠度大于实际挠度,则 332132(/4)22.045 7500(7500/4)9.1 mm()2424 7.97 10qllfB向上 2,max(7500/4)215mm 2502f根据混规可知，计算悬臂构件挠度极限值时，计算跨度按实际悬臂长度的倍取用。根据混规中得规定在梁两侧每侧沿高度配置 1010 得纵向钢筋,即腰筋、1。截面配筋图 11。参考文献 参考文献:1、建筑结构可靠度设计统一标准G5062001 2、混凝土结构设计规范G5002010 3。混凝土结构设计原理(教材:李乔等,混凝土结构设计原理,第三版,中国铁道出版社,北京,2015、)