1、混凝土结构设计原理课程设计凝土结构设计原理课程设计文件排版存档编号：UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208混 凝土结 构设计 原理课 程设计 计算书1设计题目某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，其跨度L”伸臂长度匚，由 楼面传来的永久荷载设计值g,活荷载设计值m，q：（图1）-采用混凝土强度等 级C25,纵向受力钢筋为HRB335,箍筋和构造钢筋为HPB300。试设计该梁并绘制 配筋详图。图12设计条件跨度Lx=6m,伸臂长度L-,有楼面传来的永久荷载设计值g1=30kN/m,活荷 载设计值6 =30kN/m, q2=65kN/m,采用混凝土强度等级为C25。截面尺寸
2、选择取跨高比为：h/L二1/10,则h二600mm,按高宽比的一般规定，取b二250mm, h/b=,则 ho=h-a=600-40=560mm荷载计算梁自重设计值（包括梁侧15mm厚粉刷层重）钢筋混凝土自重25kN/m,混凝土砂浆自重17kN/mog:=X X X25+X X17X2+X X17） =5kN/m则梁的恒荷载设计值为：g=gl+g2=30+5=35kN/m梁的内力和内力包络图（1）荷载组合情况恒荷载作用于梁上的位置是固定的，计算简图为图2（a）,活载q：的作用 位置有三种可能的情况，图2的（a）、（c）、（d）o每一种活荷载都不可能脱离恒荷载的作用而单独存在，因此作用于构件上的
3、荷载分别有(a) + (b)、(a) + (c)、(a)+ (d)三种情形。(2)计算内力(截面法)1(a) +作用下：SMax=O, -Y51L+g (Z；+L2)72=0 得 Y164kN工丫二0 , 得丫沪(b)作用下：XY=O , 得 YA2=YB：=90kN(a) + (b)作用下剪力：Va=Yai+Ya2=9805+90=Vb4=Yai+Ya2- (g+qj 厶二一 (35+30)X6=-Vb 右二g厶二 35X 二血二一gZf/2二35X2二由于当剪力V等于零时弯矩有最大值，所以设在沿梁长度 方向X处的剪力V二0,则由M(x)=VAX-(+qi)X72,对其求一阶导W (x)二V
4、(X)=VA (計 qJX当V二0时，有M取得最大值,即V(x)=Va-(+q1)X =0时,M取得最大值则AB段中的最大的弯矩M：当x二4150mm时有二2(a) + (c)(c)作用下：SMa3=0, Ybs厶一 qZ (厶+厶/2) /2二0 得 Y沪工丫二0 , 得Y沪一(a) + (c)作用下的剪力：VA=YAi+YA3=-=87kNVB 尸 Ym+Ya3g厶二 87 210二 一 12 3kNVb 右二（計心）厶二（35+65） X=150kNMB=-（加7丿厶，/2二一（35P02二一由前边方式同理可得AB段中的最大的弯矩 M：当 x=2480mm 时有3（a） + （d）（d）
5、作用下：SMafO, Yb厶一 qZ （厶+厶/2） -qiZi72=0 得 Yb仟 199kNSY=O ,得丫巔+丫皿一皿一勺丄二（a） + （d）作用下的剪力：VA=YA1+YA4=+=177kNVb4=Yai+Ya1- （g伽丿厶二 一 390二一 159kNVb 右二 +qJ 厶二（35+65） X=150kN血二一（計勿厶2/2二一（35PQ2二一同理可以得出AB段中的最大的弯矩M：当 x二2720mm 时有监=二画出这三种情形作用下的弯矩图和剪力图包络图如图6所示3配筋计算已知条件混凝土强度等级为 C25, !=1, fc=mm: , ft= N/mm2； HRB335 钢筋,二3
6、00N/mm2 ,蓟二；HPB300 钢筋，.、.二270 N/mm2 截面验算沿梁全场的剪力设计值的最大值在B支座左边边缘，Vmax=hw/b二560/250二4 ,属于一般梁=X X 250X560= Vmax=,故截面尺寸满足要求；纵筋计算（一般采用单筋截面）纵筋计算（采用单筋截面）(1)跨中截面(M_二241kNm)选用 225+222, As二982+760二 1742mn?（2）支座截面（心二）本梁支座弯矩小，是跨中弯矩的46%,可以取单排，保护层取40mm,ho=h-比二600-40=560mm。E十為= 2小25xWV 11.9X250X5602 afcbho/s = =11.
7、9x250x560x0.12 _300选用 222, As二选择支座钢筋和跨中钢筋时，应考虑钢筋规格的协调即跨中纵向钢筋的弯起 问题,将222弯起45。腹筋计算（1）可否按构造配筋二 X X 250X560二V二需按计算箍筋（2）箍筋计算方案一：仅考虑箍筋抗剪，并沿梁全长配同规格的箍筋，则V二由 V%250x200V = 0.7妙加 +1.0用字加二 124.4x10 +270 X X 560= 所以满足需要。4进行钢筋布置和绘材料抵抗弯矩图钢筋布置及材料抵抗弯矩图确定纵筋承担的弯矩跨中钢筋225+222,由抗剪筋计算可知需弯起222,故可将跨中钢筋分为两 种：225伸入支座，222弯起。按他
8、们的面积比例将正弯矩包络图用虚线分成两部分，每一部分就是相应钢筋可承担的弯矩，虚线与包络图的交点就是钢筋强度 的充分利用截面或不需要截面。支座负弯矩钢筋222其中222利用跨中的弯起钢筋抵抗部分负弯矩，按其面 积比例将负弯矩包络图绘出。在排列钢筋时，应将伸入支座的跨中钢筋，最后截断的负弯矩钢筋（或不截 断的负弯矩钢筋）排在相应弯矩包络图内最长区段内，然后再排弯起点离支座距 离近（负弯矩为最远）的弯起钢筋，离支座较远截面截断的负弯矩钢筋。确定弯起钢筋的位置由抗剪计算确定的弯起钢筋位置做材料图,222号钢筋材料全部覆盖相应弯矩 图，且弯起点离它的强度充分利用截面的距离都大于厶/2,故满足抗剪，正截
9、面 抗弯，斜截面抗弯三项要求。若不需要弯起钢筋抗剪而仅需要弯起钢筋后抵抗弯起负弯矩时，只需满足后 两项要求。5裂缝验算（混凝土等级为C25 , ftu=mm2）该构件允许出现裂缝，按三级抗裂计算，查课本附表17可知在中间支座边缘处 M=钢筋应力为 Osk = 屮%巴 =283.9N/mm20.87/wAv 0.87x560x1742所以满足抗裂要求6挠度验算（混凝土等级为C25,査附表3知Ec=X104N/mm2）（1）短期刚度Bs（2）挠度增大系数0当P二0时，取0二（3） 受弯构件的刚度B（4） 跨中挠度因此符合要求。7绘梁的配筋图按比例画出梁的纵断面和横断面画出钢筋位置并编号（1） 直钢
10、筋225全部伸入支座，伸入支座的锚固长度J212d二12X25二300mm。考虑到施工方便，伸入A支座的长度取370 30二340mm；伸入B支座 长度取 300mmc 故该钢筋总长二340+300+6000 370二6270mm。（2） 弯起钢筋222根据材料图后确定位置，在A支座附近弯上后锚固于受压 区，应使其水平长度N 10d二10X22二220mm,实际取370 30+50二390mm；在支座B 左侧弯起后，穿过支座伸至其端部后下弯20d。该钢筋斜弯段的水平投影长度二600 2X20二560mm （弯起角度45 ）,则钢筋的总长度L二390+792+4210+792+1750+440二
11、8347mm。(3)支座负弯矩钢筋222,右端向下弯折20d二404mm,根据抵抗弯矩图计算 出总长L二440+1500+560+250+185二2935mm,便于施工取其长度为3000mm,该筋同 时兼作梁的架立钢筋。(4)AB跨内的架立钢筋根据构造要求可选212,左端伸入支座内370- 25=345mm处，右边根据其材料抵抗弯矩图可知，所以其总长L二4100mm。BC跨下部的架立钢筋可同样选212,在支座B内与号钢筋搭接150mm,其水平长度=1500-185+150+ (370-350) -20二 1465mm。(4)箍筋编号为，在纵断面图上标出不同间距的范围。参考文献1谢成新.混凝土结构设计原理，中国建材工业出版社2房屋建筑制图统一标准(GBT 50001-2010 )3混凝土结构设计规范(GB50010-2010)4建筑结构荷载规范(GB5009-2012)5建筑结构制图标准(GBT50105-2010)
