混凝土结构设计原理课程设计.docx
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混凝土结构设计原理课程设计
混凝土结构设计原理
课程设计
学校:
贵 州 大 学
*******
班级:
桥隧 2 班
学号:
**********
日期:
2014 年 12 月 10
0
一 、 《结构设计原理 》课程设计任务书
1 、 设计资料
某装配式 T 形简支梁梁高 h=1.35m,计算跨径 L=21.6m,
混凝土强度等级为C25,纵向受拉钢筋为HRB335 级钢筋,箍
筋采用 R235 级钢筋。
在设计荷载作用下,梁控制 截面的计
算内力分别为:
跨中截面 :
M j 0。
5=2300KN·m,Q
j 0。
5=90KN,
1/4 截面:
M j 0。
25=1400KN·m,
支点截面:
M j 0=0, Q
j 0=480KN。
2、设计要求
1)正截面设计:
包括截面尺寸确定,正截面纵向受弯
钢筋 的截面面积计算;
2)斜截面设计:
包括斜 截面受剪钢筋 (弯起钢筋和箍
筋)的截面面积和斜 截面受弯承载力 ;
3)截面校核:
包括正截面和斜截面尺寸校核和强度校核
( 正 截 面 受 弯 , 斜 截 面 受 剪 和 斜 截 面 受 弯 承 载 力 );
4)绘图:
包括内力计算图,正截面钢筋配筋图和全梁的
纵向钢筋配筋图(至少两张3 号图)以及钢筋数量
计算表。
1
2
二 、 计算
1 、截面尺寸计算
1) 基 本 参 数
.9272
02=
b
02
2) 梁 宽 b
已 知 T 形 梁 梁 高 h=1.35m=1350mm, 由 规 范 得 梁 宽 b 。
b=(1/4-1/2.5)h=(1/4-1/2.5)*1350=(337.5-540)mm
所 以 , 取 b=350mm
3) 翼缘板的计算宽度 b′f
根据设计规范 T 形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度,
应按下列三者中最小值取用。
取翼缘板厚度 h′f
=130mm,as=30+0.07h=30+0.07*1350=124.5mm
所以,h0=h-as=1350-124.5=1225.5mm
① 对于简支梁为计算跨径的 1/3。
b′f=L/3=21600/3=7200mm
② 相邻两梁轴线间的距离,假设桥上有两个车道和人行道,定
桥宽为 6m,有三根梁组成,所以 S=2000mm,故 b′f=
S=2000mm。
③ 因为, h′f/ h0=130/1225.5=0.106>0.1
3
b′f=b+12h′f=350+12*130=1910mm
综上取 b′f=1910mm,尺寸如图(截面尺寸图):
2 、弯矩计算
1) 判 断 T 形截面的类 型
𝛼
𝑀𝑢= 1 f
c b
′
f h
′
f (h0- h
′
f /2)
=1.0*11.9*1910*130*(1225.5-130/2)
=3429KNm >2300KNm
故为第一类 T 形截面。
2) 求 A s
由:
𝑀𝑢
𝛼𝑠= 𝛼1𝑓𝑐𝑏𝑓
2 3 ∗0 0
2
得:
§ = 1 ‒ 1 ‒ 2𝛼𝑠 = 1 ‒ 1 ‒ 2 × 0.0674
605
= 0.0< §b9= 8.5 满 足0条 件 要 求 。
所以,
𝐴𝑠 = 𝛼1𝑓𝑐𝑏𝑓 § ℎ0 =
1.0 × 11.9 × 1910 × 0.0698 × 1225.5
mm2
因 为 , A s =6640> 𝜌𝑚𝑖𝑛=0.02%*350*1350=94.5 mm 2 , 按 规 范
选用 625+628 , A s =2945+3695=6640mm 2 , 按 3 列 6 行
焊 接 排 列 , 如 图 ( 受 拉 纵 筋 图 )。
3) 适 用 条 件
𝑏ℎ
4
又 因 为 ℎ01> ℎ0, 故 计 算 得 的 𝑀𝑢1 > 𝑀𝑢 > 2300, 因𝐾此 为𝑚
钢 筋 静 距 应 不 小 于 25mm 或 不 小 于 钢 筋 直 径 , 此 处 取50 计
算 , 故 横 向 所 需 宽 度S= ( 20+10 )
*2+28*3+50*2=244<350mm , 综 上 , 满 足 使 用 条 件 。
3 、正 截面复核
配 筋 后 实 际 的 𝑎𝑠为 :
6640= 71.5𝑚𝑚
所以 有效高度 ,
171.
ℎ0 = ℎ ‒ 𝑎𝑠 = 13 ‒50 = 1 5278.5𝑚𝑚
𝑁
第一类 T 形截面,故:
𝑋 = 𝑓𝑦𝐴𝑠
𝛼1𝑓𝑐𝑏𝑓
又因为 ,
= 3 0× 6 6 4 0 3
𝑀𝑢 = 𝑓𝑦𝐴𝑠
(
2
)
8 7 . 6 4
= 3 0× 6 6 14 20 7 8 . 5
2
.
= 2458 > 2 5 3 𝐾 0 𝑁0 𝑚𝐾𝑁𝑚
且,
𝜌 = 𝐴𝑠
𝑏ℎ0
= 6 6 4 0 %
1
说明跨中正截面抗弯承载力满足要求。
4 、斜截面计算
5
1) 验 算 截 面 尺 寸
已 知 剪 力 :
V 0 =480KN 、 V 0 . 5 =90KN , 初 步 拟 定 梁 底 部 有
228 钢 筋 过 支 点 , 且 ,
A s =1232mm 2 >0.02%*350*1350=94.5mm 2 。
支点的有效高度为:
h w =h 0 =h-a s =1350-(20+10+28/2)=1306mm
又 因 为 , h w /b=1306/350=3.73<4
𝑐𝑓 5
所 以 按 公 式 :
𝑉 ≤ 0. 𝛽 2 𝑐𝑏ℎ0 验 算 , 其 中 𝛽𝑐 = 1.0
则,
𝑐𝑓 5.0.0
0. 𝛽 2 𝑐𝑏ℎ0 = 0. ×21 5× 11× 3 95× 1306
72
= 1359 >V=480KN .5𝑁
故截面尺寸满足要求。
2) 验 算 是 否 按 计 算 配 筋
剪跨比 :
𝜆 = 𝑀
{
2 3 0 0
2 3 0 0
跨 中 :
𝛼𝑐𝑣𝑡𝑏ℎ0 = 0. ×41 4. ×23 75× 10 27= 28 5.500N>90KN .03
因 为 跨 中 𝛼𝑐𝑣𝑡𝑏ℎ0 > 𝑉, 所 以 按 书 上 规 范 表7-1 选 用 双 肢
1.7 1.75
𝑓
𝑓27
𝑓49
故,跨中截面部分可按构造配置箍筋,其余区段按计算配置腹筋。
3) 计 算 腹 筋 数 量
𝑓
6
𝑣
Φ 8@400 构 造 箍 筋 , 𝐴𝑠 =101mm 2
𝑓
𝐴𝑠 𝑣
𝑣 ℎ0
101
= 2554+ 27× 0 4× 13 =03 644.< 46𝐾𝑁 𝑁
400
故 需要配置弯起钢筋,弯起钢筋面积为:
𝑠
0 𝑓𝑦s8 𝛼𝑠 n 0× 30× 0 4 = 79 𝑚𝑚 .7
𝑠3
选 用 2 28 弯 起 钢 筋 , 𝐴𝑏 = 12𝑚2 2𝑚
4) 配 筋
由对称性取一半 绘出配筋 - 内力 包络图 ,并 由规范配上
架立钢筋和 水平钢筋,当梁的跨度大于6m 时 , 架 立 钢 筋 的
直 径 不 宜 小 于12mm , 当 腹 板 高 大 于450mm 时 , 每 侧 纵 向 构
造钢筋的间距不宜大于200mm 。
故 取 构 造 钢 筋 的 直 径 为
12mm 配 置 , 纵 向 构 造 钢 筋 的 间 距 为200mm , 得 全 梁 配 筋 图 。
5) 斜 截 面 校 核
( 1 )斜 截面受弯承载力 校核:
由包络图可知,弯起钢筋的弯点与 按计算充分利用钢筋
的截面之间的距离大于0.5h 0 , 故 能 满 足 斜 截 面 受 弯 承 载
力 的要求。
( 2 )斜 截面受剪校核 :
由下列公式 取危险 截面 校核:
𝑓
𝐴𝑠 𝑣
𝑣
7
在 靠 支 点 此 处 , ℎ0=1306mm , 所 以 :
𝑉𝑢
101
= 0. ×41 4 ×23 75× 13 +02 67× 0
× s4 = 554 > 𝑉4= 𝐾 8𝑁 0𝐾𝑁
故 满足适用条件 。
在 第 一 根 弯 起 钢 筋 由 25 变 为 28 处 , 其 有 效 高 度 为 ,
𝑠8,
ℎ0=1350- ( 20+8+28 ) =1294mm ; 𝐴𝑏 = 9mm 2
所以,
𝑉𝑢
101
× s4 n5
=508.6KN>V=381.4KN
故满足适用条件。
在 跨 中 时 , ℎ0=1278.5mm, 所 以 :
101
𝑉𝑢 = 0. ×41 4 ×23 75× 12+ 28 7× 5
=337.2KN>90KN
故满足适用条件。
综上, 全梁均 设计满足适用条件。
三 、 钢筋数量计算表
各号钢筋长度算出后,接着计算一片主梁各号钢筋的根数,一
片主梁内每一号钢筋的总长,分别列入钢筋明细表中。
钢筋总表是
8
以钢筋的等级和直径来分类,相同直径的钢筋的总和重列入表中,
最后得出一片梁的用钢量(重量)。
如 图 1 的 ( 表 钢 筋 数 量 表 )
各型号钢筋总长:
28:
L=21600+350*2+2*(3.14*2.5*28+3*28)=22908mm(受拉钢筋)
L=22908-2*1240+2*1240/cos 45=23935mm(弯起 5)
L=22908-1490-350+300=22395mm(弯起 4)
L=2*(22908+23935+22395)=138476mm(总长)
25:
L=22395-1240=21155mm(弯起 3)
L=21155-1240=19915mm(弯起 2)
L=19915-1240=18675mm(弯起 1)
L=2*(21155+19915+18675)=119490mm(总长)
12:
L=6*22908=137448mm(构造钢筋总长)
8:
L=2*(1350+350)*(22300/400)=190400mm(箍筋总长)
钢筋数量表
直径
共长(m)单位重(kg/m)共重(kg)
(mm)
9
28
138.476
4.837
669.81
25
119.490
3.85
460.04
12
137.448
0.888
122.05
8
190.400
0.395
75.21
总计
1327.11
10
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