混凝土結(jié)構(gòu)伸臂梁設(shè)計(jì) 精品.doc

課程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)題目： 混凝土結(jié)構(gòu)伸臂梁設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)資料某矩形截面鋼筋混凝土伸臂梁，如圖所示，簡(jiǎn)支跨AB的計(jì)算跨度為，伸臂跨BC的計(jì)算跨度為，承受均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為和，永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為（未包括梁自重）；構(gòu)件的截面尺寸自擬；混凝土強(qiáng)度等級(jí)自擬，縱向受力鋼筋采用HRB335或HRB400，箍筋采用HPB300或HRB335。（鋼筋混凝土容重取，梁側(cè)15mm厚粉刷層容重取）學(xué)號(hào)尾數(shù)1、52、63、74、89、0()4240353028()4545403530()5045424035(m)5.05.56.06.57.0(m)2.03.02.53.02.5370370二、設(shè)計(jì)要求1、正截面設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)縱向受彎鋼筋和構(gòu)造鋼筋；2、斜截面設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)斜截面受剪鋼筋（包括彎起鋼筋和箍筋）；3、繪制梁的內(nèi)力圖（彎矩和剪力）、抵抗彎矩圖（材料圖）以及梁的配筋詳圖。（一）設(shè)計(jì)條件 （二）擬定截面尺寸，取，取（三）荷載計(jì)算梁自重標(biāo)準(zhǔn)值（包含梁側(cè)15mm厚粉刷重） =則梁的自重設(shè)計(jì)值:按可變荷載控制考慮，取永久荷載分項(xiàng)系數(shù)， 按永久荷載控制考慮，取永久荷載分項(xiàng)系數(shù)， （四）荷載布置情況（d）中，恒載作用于梁的位置是固定的，作用于整段梁。活載、的作用位置有三種可能情況，如圖所示 （a） (b) (c) (d)（五）內(nèi)力計(jì)算 （1）a+d組合（跨中有最大彎矩、A截面有最大剪力）按永久荷載控制考慮：，在距A點(diǎn)處有最大彎矩， 按可變荷載控制考慮：，在距A點(diǎn)處有最大彎矩，（2）b+d、c+d組合（支座B有最大彎矩、最大）按永久荷載控制考慮：，按可變荷載控制考慮：，（3）c+d組合（最大）按永久荷載控制考慮：， 按可變荷載控制考慮：，梁的剪力、彎矩圖：（六）截面設(shè)計(jì) 1.正截面抗彎承載力計(jì)算（1）已知條件混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，=19.1N/，=1.71N/，HRB400級(jí)鋼筋：=360N/，=0.518 HPB335級(jí)箍筋：=300N/（2）選配縱筋（采用雙排鋼筋截面）a. 跨中最大彎矩截面（M=407.097）選用222+425，。b. B支座截面（M=458.79） 選用425+228，。2.斜截面抗剪承載力計(jì)算（1）截面尺寸驗(yàn)算沿梁全長(zhǎng)的剪力設(shè)計(jì)值得最大值在B支座左邊緣， ，屬于一般梁，混凝土強(qiáng)度不超過(guò)C50，取 故截面尺寸滿足要求。（2）腹筋計(jì)算 配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。截面位置 A支座右 B支座左 B支座右 剪力設(shè)計(jì)值V(kN) 260.481361.613286.997 (kN)160.10160.10選定箍筋（直徑、間距） 81508125（kN） 268.17289.78（KN） 93.443（mm2） 458.8選擇彎起鋼筋 一根25彎起點(diǎn)至支座邊緣距離（mm） 250+550=800彎起點(diǎn)處剪力設(shè)計(jì)值V2(kN)285.65是否需第二排彎起筋 ，需要彎起一根25彎起點(diǎn)處剪力設(shè)計(jì)值222.288是否需第三排彎起筋,否(七)鋼筋布置。跨中配置222+425鋼筋用于是抵抗跨中的彎矩，同時(shí)將兩根25鋼筋彎起用于是抵抗B支座的彎矩和剪力，這樣B支座只需再配225+228鋼筋即可滿足要求，這樣也能起到節(jié)約材料的作用。鋼筋的彎起點(diǎn)距其充分利用點(diǎn)的距離應(yīng)大于或等于，均滿足要求。鋼筋截?cái)帱c(diǎn)至理論截?cái)帱c(diǎn)的距離應(yīng)不小于且不小于,至充分利用點(diǎn)的距離不小于（當(dāng)）,這里后者控制了截?cái)帱c(diǎn)。 對(duì)于直鋼筋，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于，取?？傞L(zhǎng)： 對(duì)于彎筋，左端位于受壓區(qū)，彎折終點(diǎn)處應(yīng)有直線錨固長(zhǎng)度，不小于，同時(shí)伸入支座長(zhǎng)度不小于 ，固取伸入支座長(zhǎng)度，右端伸至懸臂端，并下彎折，總長(zhǎng)： 對(duì)于彎筋，左端受于受拉區(qū)，彎折終點(diǎn)處有不小于錨固長(zhǎng)度，同時(shí)伸入支座長(zhǎng)度，右端伸至懸臂端，并向下彎折長(zhǎng)度，總長(zhǎng)：對(duì)于直筋，錨固長(zhǎng)度不小于，取。右端同理，伸入支座長(zhǎng)度。總長(zhǎng)： 對(duì)于直筋，從鋼筋強(qiáng)度充分利用截面伸出的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于，理論截?cái)帱c(diǎn)至充分利用截面長(zhǎng)度，并且實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)距理論點(diǎn)距離不小且不小于，取，考慮設(shè)置接頭總長(zhǎng)：、 對(duì)于直筋，從鋼筋強(qiáng)度充分利用截面伸出的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于，并且實(shí)際截?cái)帱c(diǎn)距理論點(diǎn)距離不小且不小于，取，總長(zhǎng)： 對(duì)于構(gòu)造鋼筋，左端不利用其強(qiáng)度，采用直線方式錨固，伸入支座的錨固長(zhǎng)度不小于，取右端與相接，接頭長(zhǎng)度，總長(zhǎng)： 對(duì)于構(gòu)造鋼筋，不利用其強(qiáng)度，左端與連接，接頭長(zhǎng)度 ，總長(zhǎng)： 鋼筋混凝土伸臂梁設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)資料 某支承在磚墻上的混凝土伸臂梁，L1=6.5m，伸臂長(zhǎng)度L2=1.8m，一類環(huán)境，安全等級(jí)為II級(jí)，有樓板傳來(lái)的荷載設(shè)計(jì)值P1=40kN/m，P2=100kN/m，混凝土等級(jí)為C25，縱筋采用HRB400，箍筋采用HPB300，設(shè)計(jì)并繪制配筋圖。2 梁的截面尺寸及內(nèi)力計(jì)算 （1）截面尺寸選擇。取高跨比h/l=1/10，則h=650mm，按高寬比的一般規(guī)定，取b=250mm，h/b=2.5。 初選h0=h-a0=650-65=585mm（按一排布置縱筋） （2）梁的荷載計(jì)算。梁的自重設(shè)計(jì)值（包括15mm的粉刷層厚度） G=1.2=1.2250.250.65+1.2170.01520.65 =4.875+0.3978 =5.2728kN/m P1=40+5.47=45.27kN/m P2=100+5.47=105.27kN/m （3）繪制梁的彎矩圖和剪力圖VA=1.01.0120.89=120.89VB上=1.01.0105.271.8=189.49VB下=1.01.0(FB-VB上)=173.37Vmax=189.49MD= =-45.272.67 =161.413 配筋設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 已知條件?；炷罜25，截面尺寸b=250 h=650（2） 驗(yàn)算截面尺寸。 滿足抗剪要求。（3） 縱筋計(jì)算?？v筋計(jì)算見(jiàn)下表 193.69 292.13 0.17 0.264 0.19 0.313計(jì)算內(nèi)容計(jì)算截面跨中D截面支座B截面 1015 1677選配鋼筋2C18 2C222C22 2C25實(shí)配As（） 1269 1742注：D，B截面hAA=610mm（4） 腹筋計(jì)算。必須有計(jì)算確定抗剪腹筋。另外，必須滿足箍筋的構(gòu)造要求：，箍筋最小直徑為6mm，最小配箍率方案一：僅考慮箍筋抗剪，并沿梁全長(zhǎng)配同一規(guī)格箍筋，則選用雙肢箍A8，Asv1=50.3S=100.6/0.666=182.9mm，取s=182mmsmax=250mm實(shí)選A8150mm，則有 0.24ft/fy=0.08%故滿足計(jì)算和結(jié)構(gòu)要求。方案二：配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。在AB區(qū)段配置箍筋和彎起鋼筋，彎起鋼筋參與抗剪并抵抗支座B負(fù)彎矩；BC段配置箍筋和彎起鋼筋共同抗剪。AB段配筋A(yù)8250mm BC段配筋A(yù)8200mm 截面位置A支座B支座左B支座右剪力設(shè)計(jì)值145.1201.5212.2130.0130.0130.0選用箍筋（直徑，間距）A8250mmA8250mmA8200mm193.6193.6209.5-48.518.72.7不需要，擔(dān)任彎起抵抗負(fù)彎矩73.4610.6彎起鋼筋選擇2C22 7602C22 7602C22 760彎起點(diǎn)距支座邊緣的距離50+585=63550+585=63550+585=635彎起點(diǎn)處剪力設(shè)計(jì)值108.97168.1132.0是否需要第二排彎起鋼筋 不需要不需要不需要第二排彎起鋼筋 4 鋼筋布置和做材料圖鋼筋布置圖需要抵抗彎矩圖進(jìn)行圖解。為此，畫(huà)出鋼筋彎矩圖，梁的縱剖面圖按比例繪出，再做出MR圖。（1） 繪制彎矩圖按照比例繪制彎矩圖（2） 確定縱筋承擔(dān)的彎矩并繪制抵抗彎矩MR圖繪制圖如下圖所示（1） 先考慮AB段的正彎矩圖MR。在途中會(huì)出縱筋所承受的最大彎矩（約等于設(shè)計(jì)彎矩值）并依次按各鋼筋的面積比例劃分出C18和C22鋼筋能抵抗的彎矩值，即可確定各鋼筋的充分利用點(diǎn)和理論切斷點(diǎn)。按抗剪要求，要從跨中彎起2C22至支座A，及2C22至支座B，再將號(hào)鋼筋在B支座右側(cè)下彎抗剪，其余鋼筋將直通而不再?gòu)澠?。這樣，正截面抗彎及斜截面抗彎三項(xiàng)要求繪出抵抗彎矩圖。（2） 再考慮支座B負(fù)彎矩的MR圖。支座B負(fù)彎矩需要As=1677，實(shí)配2C22和2C25（1526），從跨中彎起2C22（鋼筋），另配2C25（鋼筋）作架力筋，因要與綁扎箍筋形成骨架，必須全梁直通，在支座B右側(cè)只需要彎下2C22（鋼筋）?？疾霣支座左側(cè)，但應(yīng)考慮到如果在C截面切斷了一根鋼筋，C截面就成了鋼筋的充分利用點(diǎn)，這時(shí)，鋼筋下彎時(shí)，其彎起點(diǎn)和充分利用點(diǎn)之間的距離DC就小于0.5h0=305，這就不滿足斜截面抗彎承載力的要求所以在D截面彎下鋼筋。這時(shí)侯，鋼筋的充分利用點(diǎn)在B截面，而DB=250+240/2=3700.5h0=305mm，這就滿足了斜截面抗彎承載力的要求。同時(shí)D截面（鋼筋的下彎點(diǎn)）距支座B邊緣為170mm，也滿足不大于Smax=250mm的條件。同樣方法繪制B支座右側(cè)的Mr圖。 (3)作圖。作Mr圖時(shí)，還需注意以下幾點(diǎn)；1)在既有正彎矩，又有負(fù)彎矩的構(gòu)件中，鋼筋的布置矛盾比較集中在支座附近的截面。原因是由于那里的M和V都比較大，這樣，彎起鋼筋既要抗剪，又要抗彎，在布置時(shí)要加以綜合研究。如在本例中支座B左側(cè)，鋼筋的彎下是為了抗剪，因此要求其彎起點(diǎn)距支座邊緣不大于Smax。同時(shí)鋼筋又是支座抵抗負(fù)彎矩的鋼筋之一，其充分利用點(diǎn)就是支座截面，這樣從斜截面受的角度來(lái)看，其彎起點(diǎn)距支座邊緣的距離不小于0.5h0。但當(dāng)著兩個(gè)要求發(fā)生矛盾是，則應(yīng)首先選擇滿足斜截面受彎承載力要求的前提下，可單獨(dú)另加鋼筋，以滿足受剪的要求。2）鋼筋彎到支座A，從理論上只要滿足水平錨固要求長(zhǎng)度就可切斷但工程上的習(xí)慣做法就是將鋼筋彎起后伸到梁端。5 繪制梁的鋼筋圖（1）按比例畫(huà)出梁的縱斷面和橫斷面?？v橫斷面可采用不同比例。當(dāng)梁的縱橫斷面尺寸相差懸殊時(shí)，在同一斷面圖中，縱橫向可采用不同的比例。（2）畫(huà)出每種規(guī)格鋼筋在縱橫斷面上的外置并進(jìn)行編號(hào)（鋼筋的直徑，強(qiáng)度和外形尺寸相同時(shí)，用同一編號(hào)）。1）直鋼筋2C18全部伸入支座，伸入支座的錨固長(zhǎng)度Las=12d=12*20=240mm。考慮加強(qiáng)錨固，將其左端彎直鉤。該鋼筋總長(zhǎng)=（6500+1800）+120+50-40=8430mm2）彎起鋼筋2C22根據(jù)作抵抗彎矩圖后確定的位置，在A支座附近上彎后錨固與受壓區(qū)，應(yīng)使其水平長(zhǎng)度=